发布时间 : 星期六 文章(完整word版)物理化学复习题 (2)更新完毕开始阅读0d4b4edc9cc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d638
＝ 101.325＋[4×14.55×10/(0.5×10)]×10 ＝ 101.337 kPa
9. 101.3 kPa下,苯与甲苯组成的理想液态混合物在 85 ℃时沸腾. 计算此混合物的组成
和与之平衡的气相组成.已知 85 ℃下,纯苯和纯甲苯的蒸气压分别为 116.9 kPa和 46.0 kPa. A - 苯, B - 甲苯 p = px
+ p
x= px
+ p
( 1-x
)
= p + (p
-p)x
x=( p-p)/(p
-p) = (101.3-46.0)/(116.9-46.0) = 0.78
x= 1-x= 1-0.78 = 0.22
p= px
= 116.9×0.78 = 91.18 kPa p= p-p= 101.3-91.18 = 10.12 kPa y
= p/p = 91.18/101.3 = 0.90 y
= 1-y
= 1-0.90 = 0.10
10. 25 ℃时,电池Zn(s) │ ZnSO4(m=0.01mol/kg,γ±= 0.38) │ PbSO4(s) 电动势为 0.5477 V,已知 25 ℃时 Eθ(Zn2+/Zn)＝－0.736 V. (1) 写出电池的电极反应和电池反应; (2) 计算 25℃时, Eθ(SO42-/PbSO4/Pb) ＝ ?
(3) 将反应 PbSO4(s)＝ Pb2+( a1)＋SO42-( a2)设计成电池. (1)(-) Zn(s) → Zn[a(Zn
)] + 2e
(+) PbSO
(s) + 2e → Pb(s) + SO
[a(SO
)]
电池 Zn(s) + PbSO(s) = ZnSO
(m=0.01mol/kg,γ= 0.38) + Pb(s)
(2) E = E- (RT/zF)ln[a(Zn)a(SO
)] = E
- (RT/2F)ln(m
γ
)
0.5477 = E
(SO
/PbSO
/Pb) - (-0.763)
- (8.314×298/2×96485)ln(0.01×0.38) E
(SO
/PbSO
/Pb) = - 0.359 V
(3) (-) Pb(s) = Pb( a
) + 2e
(+) PbSO(s) + 2e = Pb(s) + SO( a) 电池 PbSO(s) = Pb
( a
) + SO
( a
)
故可设计电池: Pb(s)│Pb
( a
) ‖ SO(a)│PbSO(s)│Pb(s)
Pb(s) 的
│
11. 溶液反应 A＋B ＝ C＋D.已知该反应对 A 及 B 均为一级,且反应开始时只 有 A 与
B, 浓度均为 0.475 mol.dm-3. 30 ℃时 A 的半衰期为 4.80 min-1, 反应活化能为 90 kJ.mol-1.
(1)若该反应为基元反应,写出反应的速率方程(微分式和积分式); (2)计算 30 ℃时反应的速率常数;
(3)若此反应在 50 ℃下进行,计算 A 的半衰期;
(4)计算反应的指前因子. (1) -d[A]/dt = k[A][B] = k[A] 1/[A] - 1/[A]= kt (2) k = 1/(t (3)l n( k
/ k
[A]) = 1/(4.80×0.475) = 0.438 dm) = Ea(-)/(R
)
20/(8.314×303×323) = 2.212
.mol
.min
= 90×10 k k t
/ k
= 9.14
.mol
= 9.14×0.438 = 4.00 dm.min
= 1/(4.00×0.475) = 0.526 min
+ Ea/RT = ln0.438 + 90×10 dm
.mol
.min
/(8.314×303) = 34.900
(4)ln A = ln k
A = 1.44×10
12. 20 ℃时水的表面张力为 72.8 mN.m-1蒸气压为 2.34 kPa. 某水滴的蒸气压为 2.40 kPa,
估算此水滴的半径及水滴表面的附加压力. 2γM 2×72.8×10
18×10
m
r = ─────── = ─────────────── = 42.5×10 ρRTln( p/p
) 10
8.314×293ln(2.40/2.34) /(42.5×10
) = 3.43×10
Pa
p = 2γ/r = 2×72.8×10
kPa
= 3.43×10
13. 1 mol理想气体,由 0 ℃、101.3 kPa恒温不可逆膨胀到 50.6 kPa,系统做功 418.4 J,计算该过程的 Q、ΔU、ΔH、ΔS及ΔG, 并判断过程的方向。 理想气体恒温变化: ΔU ＝ 0 ΔH ＝ 0
Q ＝ － W ＝ 4.18.4 J
S ＝ nR ln (G
/) ＝ 5.77 J/K
S ＝ － 273.2×5.77 ＝ － 1575 J
H － T
ΔS(环) ＝ － Q(系)/T ＝－ 418.2/373.2 ＝ － 1.53 J/K ΔS(总) ＝
S ＋
S(环) ＝ 5.77 － 1.53 ＝ 4.238 J/K
ΔS(总) > 0, 可以自动进行.
14. 50 ℃ 时, 由 NaHCO3(s), Na2CO3(s), CuSO4·5H2O(s) 和 CuSO4·3H2O(s) 组成的系统
达到平衡时存在如下两种化学平衡:
2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) CuSO4·5H2O(s) = CuSO4·3H2O(s) + 2H2O(g)
测得平衡时系统总压为 6.713 kPa,气相中 CO2含量为 9.8 ％,计算 50 ℃时两种化学
平衡的标准平衡常数. p
= 6.713 kPa
( CO(H
) = y( CO
)p
= 9.8 ％×6.713 kPa = 0.658 kPa
p p K K
O) = 6.713 - 0.658 = 6.055 kPa
(H(H
O)/pO)/p
]][p
= (6.055/101.3)( CO
)/p
]
= 3.573×10
,= [p,= [p
= 6.055×0.658 / 101.3
= 3.88×10
15. 已知 100 ℃时纯液体 A和 B的饱和蒸气压分别为 40.53 kPa和 121.59 kPa. 在一抽
空容器中放入 8 mol A和 12 mol B形成理想混合物, 在 100 ℃条件下,气液两相达到平衡,测得液相组成 xA＝ 0.5,试计算平衡时: (1) 系统的总压; (2) 气相组成 yB;
(3) 液相和气相各为多少摩尔. (1) p = p
+ p
= p
x
+ p
( 1-x
)
= 40.53×0.5 + 121.59×0.5 = 81.06 kPa (2) y y
= p
x
/ p = 40.53×0.5/81.06 = 0.250
= 1 - y= 1 - 0.250 = 0.750 + n
= 8 + 12 = 20
(3) n = n
n n n n
x+ ny= n
0.5 + ( n - n= 12 mol = n - n
)×0.25 = 8
= 20 - 12 = 8 mol
16. 电池 Ag(s)│ AgCl(s)│ KCl(0.1mol.kg-1) │ Hg2Cl2(s) │ Hg(l): (1) 写出电极反应及电池反应; (2) 计算 25 ℃时该电池的电动势;
(3) 计算 25 ℃时所写电池反应的ΔrHm, ΔrSm及ΔrGm,设各物质的活度系数均为 1. 已
知标准电极电势如下: E
E
(Cl-/AgCl/Ag) = 0.2223 V - 5.81×10(Cl-/Hg2Cl2/Hg) = 0.2807 V - 2.40×10
(0.1mol.kgCl
(t-25℃) V/℃,
(t-25℃) V/℃, t 为摄氏温度.
(1) 阳极 Ag(s) + Cl 阴极
Hg
) ──> AgCl(s)+e
(0.1mol.kg
)
(s) + e ──> Hg(l) + ClHg
Cl
电池反应 Ag(s) + (2) E = E (3) (
E/
= E
(右) - E
(s) = AgCl(s) + Hg(l)
(左) = 0.2807 - 0.2223 = 0.0584 V
= - 5.635 kJ.molT]
V/K
.mol
G = - zFE = - 1×0.0584×96485×10T)= [
E(右)/
T] - [
E(左)/
= - 2.40×10
S = zF(H =
E/G + T
- (-5.81×10) = 3.41×10
T) = 1×96485×3.41×10S = - 5.635 + 298×32.9×10
= 32.9 J.K
= 4.169 kJ.mol
17. 20℃, 101.3 kPa下, 将直径为 0.1 mm 的玻璃毛细管插入水中. 计算: (1) 毛细管内液面上升的高度;
(2) 要使管内外的液面相平, 需对管内液面施加多大压力.
已知 20℃ 时水的表面张力为 72.8×10N.m, 密度为 1.00 g.cm-3, 水可完全润湿
玻璃.
(1) h = 2γ cosθ /(rρg) = 2×72.8×10 (2) p = p
+
1/(0.5×0.1×10p = p
+ 2γ/r /(0.5×0.1×10
)]×10
= 104.2 kPa
1×10
9.81) = 0.297 m
-3
-1
= 101.3 + [2×72.8×10