萬(wàn)洪文教材習(xí)題全解第一編化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)第一章熱力學(xué)基本定律第一章熱力學(xué)基本定律練題0g下蒸發(fā)，已知g01-5設(shè)一禮堂的體積是1000m3,室溫是290K,氣壓為p,今欲將溫度升至300K,需吸收熱量多少(若將空氣視為理想氣體，并已知其Cp,m為·mol-。)T0Q01-6單原子理想氣體，由600K,對(duì)抗P絕熱膨脹恒外壓到pe解：理想氣體絕熱不可逆膨脹Q=0?！鱑=W即0二1-7在，6×壓力下，1mol0若為；(1)可逆膨脹的氣體的最終溫度；氣(2)對(duì)抗恒外壓p膨脹，求上述二絕熱膨脹過(guò)程體對(duì)外界所作的功；氣體的熱力學(xué)能變化及焓變。(已知Cp,m=R)。解：(1)絕熱可逆膨脹：γ=5/3,過(guò)程方程△U=W=nCV,m(T2-T1)=,△H=nCp,m(T2-T1)=(2)對(duì)抗恒外壓p膨脹求出水在100℃,pe下變成同溫同壓下的水蒸氣(視水蒸氣為理想氣體),然后等溫可逆膨脹p,計(jì)算全過(guò)程的△U,△H。0解：過(guò)程為等溫等壓可逆相變十理想氣體等溫可逆膨脹，對(duì)后一步△U,△H均為g熱可逆膨脹到6dm,溫度下降21K。能否判斷容器中是何種氣體(若設(shè)單原子氣,雙原子氣體的CV,m=.過(guò)程方程=7/5容器中是N2.單原子理想氣體(CV,m=),溫度為273K,體積為,經(jīng)由A途徑變化到溫度為546K、體積仍為；再經(jīng)由B途徑變化到溫度為546K、體積為；最后經(jīng)由C途徑使系統(tǒng)回到其初態(tài)。試求出：(1)各狀態(tài)下的氣體壓力；(2)系統(tǒng)經(jīng)由各途徑時(shí)的Q,W,△U,△H值；(3)該循環(huán)過(guò)程的Q,W,△U,△H。0某雙原子分子理想氣體,始態(tài)為,,經(jīng)pT=常數(shù)的可逆過(guò)程，壓縮到終態(tài)為.求終態(tài)的體積V2溫度T2及W,△U,△H(Cp,m=R).的液態(tài)水放入一小球中，小球放入373K恒溫真空箱中。打破小球，剛好使H2O(1)蒸發(fā)為H20(g)為理想氣體)求此過(guò)程的Q,W,△U,△H若此蒸發(fā)過(guò)程在常壓下進(jìn)行,則Q,W,△U,△H的值各為多少已知水的蒸發(fā)熱在373K,時(shí)為一1。(1)等溫等壓可逆相變，△H=Q=n△s|Hm=,W=-nRT=,,△U=Q+W=(2)向真空蒸發(fā)二初、終態(tài)相同△H=,,△U=,1-13將373K,50650Pa的水蒸氣等溫恒外壓壓縮到(此時(shí)仍全為水氣),后繼續(xù)在恒溫壓縮到體積為時(shí)為止，(此時(shí)有一部分水蒸氣凝聚成水).試計(jì)算此過(guò)程的,水蒸氣可視為理想氣體，Q,△U,△H.假設(shè)凝聚成水的體積忽略不計(jì)水的氣化熱為一1。2gW=-p△V+n’RT=27kJ,Q=p△V+n1-15mol單原子理想氣體,可逆地沿T=aV(a為常數(shù))的途徑，自273K升溫到脹到,假定過(guò)程分別為：理想氣體由25℃,1MPa脹到,假定過(guò)程分別為：27℃、20dm3理想氣體，在等溫條件下膨脹到50dm:,假定過(guò)程為：(1)可逆膨脹；(2)自由膨脹；(3)對(duì)抗恒外壓po膨脹。計(jì)算以上各過(guò)程的Q、W、(3)恒外壓膨脹W=-p△V=,Q=-W=某理想氣體(Cp,m=,由始態(tài)(400K,200kPa)分別經(jīng)下列不同過(guò)程變到該過(guò)程所指定的終態(tài)。試分別計(jì)算各過(guò)程的Q、W、△U、△H及到600K;(2)等壓冷卻到300K;(3)對(duì)抗恒外壓po絕熱膨脹到p;(4)絕熱可逆膨脹到p。以Q,W,△U,△H,△S分別等于，(2)等壓降溫T2=300K,W=-p△V,Q=△U-W,△S=于，,-,-,-(3)恒外壓絕熱膨脹Q=0,W=△U,T2=,△S=nRIn(p1/p2)1-19汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(通常為點(diǎn)火式四沖程內(nèi)燃機(jī))的工作過(guò)程可理想化為如下循環(huán)過(guò)程(0tto循環(huán)):(1)利用飛輪的慣性吸入燃料氣并進(jìn)行絕熱壓縮(2)點(diǎn)火、燃燒，氣體在上死點(diǎn)處恒容升溫(對(duì)外做功(4)在下對(duì)外做功(死點(diǎn)處排出氣體怕容降溫設(shè)絕熱指數(shù)Y=、V1/V2=,求該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的3解：①→②絕熱可逆壓縮②→③恒容V2升溫③→④絕熱可逆膨脹④→①恒容V1降溫②Q+-CV(T3-T2),④→①Q(mào)-=CV(T1-T4),Q+·Q-1Q+利用絕熱可逆過(guò)程方程求出η=1-(T2-T3)/(T1-T4)=1-(V1/V2)t-γ=水由始態(tài)(pe,沸點(diǎn)向真空蒸發(fā)變成，pe水蒸氣。計(jì)算該過(guò)程g的△S(已知水在時(shí)的g解：設(shè)計(jì)等溫等壓可逆相變△S=△1-21已知水的沸點(diǎn)100℃.Co,m(H20.1)是gg=kJ·mol-,Cp,m(H20,g)=,Cp,m和均可視為常數(shù)。(1)求過(guò)程：1molH00g解：(1)等溫等壓可逆相變gg理想氣體從300K,po下等壓加熱到600K,求此過(guò)程的△U,△H,0已知此理想氣體的m(300K)=,Cp,m=。001已充滿N2(g),將小玻璃泡打碎后，乙醚全部氣化，形成的混合氣體可視為理想氣體。已知乙醚g在101325Pa時(shí)的沸點(diǎn)為35℃,其。計(jì)算(1)混合氣體中乙醚的分壓；(2)氮?dú)獾摹鱄,△S,△G;解：(1)p乙醚=nRT/V=(2)該過(guò)程中氮?dú)獾膲毫?、溫度、體積均無(wú)變化△H,△S,為零。(3)對(duì)乙醚而言可視為：等溫等壓可逆相變十理想氣體等溫加壓，401-24某一單位化學(xué)反應(yīng)在等溫、等壓()下直接進(jìn)行，放熱40kJ,若放在可逆電池中進(jìn)行則吸熱4kJ。(1)計(jì)算該反應(yīng)的△rsm;(2)計(jì)算直接反應(yīng)以及在可逆電池中反應(yīng)的熵產(chǎn)生△iS;(3)計(jì)算反應(yīng)的△rHm;(4)計(jì)算系統(tǒng)對(duì)外可能作的最大電功。解：(1)△rSm=QR/T=(2)=,可逆電池中反應(yīng)△iS=0直接反應(yīng)△iS=△rSm-Q/T0 若已知在、p直接進(jìn)行放熱在可逆電池中反應(yīng)放熱。(1)求上述單位反應(yīng)的逆反應(yīng)(依然在、po的條件下)的△H,△S,△G;(2)要使逆反應(yīng)發(fā)生，環(huán)境最少需付出多少電功為什么解：(1)△H=-Q=,△S=QR/T=163JK-1,△G=△H-T△S=1-26液體水的體積與壓力的關(guān)系為：V=VO(1-βp),已知膨脹系數(shù)α=1V壓縮系數(shù)0mol水在25℃由×10Pa加壓到×106Pa時(shí)的△U,△H,△S,△F,△G。daJaS0△Up二同d5p1-27將1kg25℃的空氣在等溫、等壓下完全分離為氧氣和純氮?dú)?，至少需要耗費(fèi)多少非體積功假定空氣由02和N2組成，其分子數(shù)之比02:N2=21:79;有關(guān)氣體均可視為理想℃的空氣中n(02)=,x(02)=,n(N2)=,x(N2)=,解：1℃的空氣中n(02)=,x(02)=,n(N2)=,x(N2)=,混合過(guò)程△G=n(02)RTInx(02)+n(N2)RTIn所以完全分離至少需要耗費(fèi)非體積功。0解：理想氣體等溫可逆過(guò)程△U=△H=0,W=-Q=nRTIn(p2/p1)=0同的終態(tài)，求此過(guò)程的2Q,W,△U,的外壓等溫壓縮到相△H,△F,△G,△S和△iS,并判斷此過(guò)程的性質(zhì)。二此過(guò)程為不可逆過(guò)程。1-33證明：對(duì)于純理想氣體多方過(guò)程的摩爾熱容所做的功態(tài)過(guò)程都稱之為多方過(guò)程。已經(jīng)討論過(guò)的可逆過(guò)程，如等壓過(guò)程(n=0)、等溫過(guò)積分求出(2)的結(jié)果第二章多相多組分系統(tǒng)熱力學(xué)練題之間關(guān)系以rrV二02-3在15℃,p下某酒窖中存有104dm的酒，w(乙醇)=96%’。今欲加水調(diào)制為w(乙醇)=C,0時(shí)水的密度為;水與乙醇的偏摩爾體積為：6解：按集合公式：y=VH(1)w(乙醇)=56%,故可求出應(yīng)加水(2)再次利用集合公式求出w(乙醇)=56%的酒為15267dm3。2-4乙腈的蒸氣壓在其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)附近以3040PaK-的變化率改變，又知其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為80℃,試計(jì)算乙腈在80℃的摩爾氣化焓。2-5水在100℃時(shí)蒸氣壓為101325Pa,氣化焓為40638Jmol-1。試分別求出在下列各種情況下，水的蒸氣壓與溫度關(guān)系式In(p*/Pa)=f(T),(實(shí)測(cè)值為(1)設(shè)氣化焓△Hm=為常數(shù)；?△m2))?△并計(jì)算80℃水的蒸氣壓-1-1為;計(jì)算出80℃水的蒸氣壓為×105Pa。為×105Pa。p*/Pa)=-6726/T-T+×10-3T+,計(jì)算出蒸氣壓2-6固體CO2的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系為：lg(*已知其熔化焓△(3)找出液體CO2的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系5用用△2-8在40℃時(shí)，將2H5Br和2H5l的混合物(均為液體)放在真空容器假設(shè)其為理想混合物，且p*(C2H5Br)=,p*(C2H5l)=,試求：(1)起始?xì)庀嗟膲毫徒M成(氣相體積不大，可忽略由蒸發(fā)所引起的溶液組成的變化);7(2)若此容器有一可移動(dòng)的活塞，可讓液相在此溫度下盡量蒸發(fā)。當(dāng)只剩下最后一滴液體時(shí)，此液體混合物的組成和蒸氣壓為若干解：(1)起始?xì)庀嗟膲毫=xBrp*(C2H5Br)+(1-xBr)p*(C2H5l)=。起始?xì)庀嗟慕M成yBr=p/〔xBrp*(C2H5Br)〕=2H5Br)+(1-xBr解出xBr=,p=02-9在25°℃,p(組分2)混合成理想液態(tài)混合物，求時(shí)把苯(組分1)和甲苯x1=(1態(tài))稀釋到x1=(Ⅱ態(tài))這一過(guò)程中△G。2-10℃時(shí)溶液A的組成為1NH3.8H20,其蒸氣壓為×104Pa,溶液B的組成21H20,其蒸氣壓為×10?Pa。0(2)在20℃時(shí)，若將壓力為p的1molNH3(g)溶解在大量的溶液B中，求2-116H5Cl和C6H5Br相混合可構(gòu)成理想液態(tài)混合物?！鏁r(shí)，純C6H5ClBr的蒸氣壓分別為×105Pa和×105Pa。計(jì)算：(1)要使混合物在101325Pa下沸點(diǎn)為C,則混合物應(yīng)配成怎樣的組成(2)在℃時(shí)，要使平衡蒸氣相中兩個(gè)物質(zhì)的蒸氣壓相等，混合物的組成又如何解：(1)101325=×105(1-xBr)+×105xBr,求出xBr=。2-1200℃時(shí)，純CC14及SnC14的蒸氣壓分別為×10sPa及×10sPa。這兩種液體可組成理想液態(tài)混合物。假定以某種配比混合成的這種混合物，在外壓為的條件下，加熱到100℃時(shí)開始沸騰。計(jì)算：(1)該混合物的組成；(2)該混合物開始沸騰時(shí)的第一個(gè)氣泡的組成。解：(1)該混合物中含CCl4為x,101325=×105(1-x)+×10sx,求出x=。二組分理想液態(tài)混合物，在×105下加熱到80℃開始沸騰已知純A液體相同壓力下的沸點(diǎn)為90℃,假定A液體適用特魯頓規(guī)則，計(jì)算在80℃的蒸氣壓和平衡氣相組成。*在×105。下沸點(diǎn)為90℃,Pa所8解：△T+解：△T+酞的相對(duì)分子質(zhì)量M=306gmo|蒸氣總壓p=p*(A)(1-xB)+p*(B)×B=128kPa,yB=pB/p=2-14℃時(shí)，當(dāng)HCl的分壓為×105。,它在苯中的平衡組成x(HCl)為。若20℃時(shí)純苯的蒸氣壓為×105。,問(wèn)苯與HCl的總壓為×105。時(shí)，100g苯中至多可溶解HCl多少克。解：p(總)=p*(苯)(1-xHCl)+kxxHCl,求出xHCl=,所以100g苯中至多可溶解克。2-15樟腦的熔點(diǎn)是172℃,kf=40Kkgmol-1(這個(gè)數(shù)很大，,溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，通常只需凡毫克的溶質(zhì)就夠子)。今有酚因此用樟腦作溶劑測(cè)該溶液的凝固點(diǎn)比樟腦低℃。求酚酞的相對(duì)分子質(zhì)量。/M,所以酚2-16在15℃時(shí)1摩爾NaOH溶于摩爾H20中所形成的溶液蒸氣壓為,在此溫度下純水的蒸氣壓力1705Pa,設(shè)純水活度為1。試計(jì)(1)溶液中水的活度因子；(2)水在溶液中的化學(xué)勢(shì)與純水化學(xué)勢(shì)之差。3’2-17研究C2H5OH(A)-H20(B)混合物。在50℃時(shí)的一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：**出YA,aA0..出此系統(tǒng)的沸點(diǎn)組成圖。9(2)將3molHNO3和2molH20的混合氣冷卻到互成平衡的兩相組成如何互比量為多少點(diǎn)升高4K時(shí)，餾出物組成約為多少(4)將(3)中混合物進(jìn)行完全分餾，得到何物1100留物組成x(HNO3)=2-23在303K時(shí)，將40g酚和60g水混合，系統(tǒng)分為兩層，在酚層中含酚70%,在水層中含水92%,試計(jì)算兩層液體的質(zhì)量各為多少[酚層水層]度如下表所列，請(qǐng)據(jù)此畫出相圖，標(biāo)出相區(qū)的相態(tài)和化合物的組成。但在液態(tài)下能完全互溶。A、B的正常熔點(diǎn)分別為600℃、1100℃?；衔顰2B3的熔點(diǎn)A形成的低共熔點(diǎn)為450℃?；衔顰B3在800℃下分解為A2B3和溶液，與B形成的低共熔點(diǎn)為650℃。根據(jù)上述數(shù)據(jù)(1)畫出A-B系統(tǒng)的熔點(diǎn)-組成圖，并標(biāo)示出圖中各區(qū)的相態(tài)及成分；(2)畫出xA=、xA=熔化液的步冷曲線，注明步冷曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)處系統(tǒng)相態(tài)及成分的變化和步冷曲線各段的相態(tài)及成分。mol-)分別為3-4在2mol-)分別為3-4在22-27已知,固體A和B的熔點(diǎn)分別為500℃和800℃,它們可生成固體化合物AB(s)。AB(s)加熱至400℃時(shí)分解為AB2(s)和xB=的液態(tài)混嗒AB2(s)在600℃分解為B(s)和xB=的液態(tài)混合物。該系統(tǒng)有一最低共熔點(diǎn)，溫度為300℃,對(duì)應(yīng)的組成(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，畫出該系統(tǒng)的熔點(diǎn)-組成圖，并標(biāo)出圖中各相區(qū)的相態(tài)與成分；(2)將xA=的液態(tài)A,B混合物120mol,冷卻接近到600℃,問(wèn)最多可獲得純B第三章化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)熱力學(xué)練習(xí)題91～333K溫度范圍內(nèi)，下述各物質(zhì)的Cp,m/(JK-應(yīng)010101CH4(g)+202(g)==C02(g)+2H2O(I)的恒壓反應(yīng)熱效應(yīng)為。.求應(yīng)為多少333K時(shí)該反應(yīng)的恒容反應(yīng)熱效解：(1)求333K時(shí)恒壓反應(yīng)求恒容反應(yīng)熱效應(yīng)：△U(333K)=H(333k)-03(下數(shù)據(jù)計(jì)算2,2,3,3003-6已知25℃時(shí)下列數(shù)據(jù)：0 0=計(jì)算25℃時(shí)甲醇的飽和蒸氣壓p*。4001001010△3-8已知反應(yīng)C(石墨)+H20(g)→CO(g)+H2(g)的△HK)=133kJmol-1,計(jì)算該反應(yīng)在125℃時(shí)的如下△H。假定各物質(zhì)在25～125℃范圍內(nèi)的平均等壓摩爾熱容003-9已知下述單位反應(yīng)：H2(g)+12(s)===2HI(g);12(s)在熔點(diǎn)+00求反應(yīng)0二00二S[CH30H(g)]=+×10?/298+RIn100)=JK-mol-,0010101010101010二0Um00(H20)=,若H20(g)可視為理想氣體，求0已知△G(CH3OH,g,=kJ·mol-,25℃時(shí)p*(CH3OH)=,若0CH30H(g)可視為理想氣體，求△G(CH3OH,l,。00001013-13已知Br2(I)的飽和蒸氣壓p*(Br2)=28574Pa,求反應(yīng)Br2(I)=Br2(g)的00(1)系統(tǒng)中四種氣體的分壓均為時(shí)，上述反應(yīng)的自發(fā)方向如何(2)p(CO)=10,p(H2O)=50,p(C02)=p(H2)=時(shí)，反應(yīng)的自發(fā)方向又如何解：(1)J=[p(C02)p(H2)]/[p(CO)p(H20)]=1>Ko逆向自發(fā)(2)J=<Ko正向自發(fā)003-16通常鋼瓶中裝的氮?dú)夂猩倭康难鯕?，在?shí)驗(yàn)中為除去氧氣，可將氣體通過(guò)高溫下的0二今若在600℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，問(wèn)經(jīng)此手續(xù)處理后，氮?dú)庵惺Ｓ嘌醯臐舛葹槿舾?二0mkJmol-Ke=×106,[02]= ×109,問(wèn)：氣體壓力不應(yīng)3-17某合成氨廠用的氫氣是由天然氣CH4與水蒸氣反應(yīng)而來(lái)，其反應(yīng)為已知此反應(yīng)在1000K下進(jìn)行的K=,如果起始時(shí)和H20(g)的物質(zhì)的量之比為1:2,試計(jì)算當(dāng)要求CH4的轉(zhuǎn)化率為75%時(shí)，反應(yīng)系統(tǒng)的壓力應(yīng)為多少。解：起始時(shí)CH4(g)的壓力為p0,CH4的轉(zhuǎn)化率為75%時(shí)0p2]/[p0(2p0)]求出pO=,反應(yīng)系統(tǒng)的壓力為超過(guò)多大已知混合氣平均分子量為,上述反應(yīng)150℃時(shí)，Ke=×10-6。[Ni(CO)4]=p(總)××10-/,p(C0)=010101013-19對(duì)反應(yīng)H2(g)+2(g)==H2S(g),實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)(2)計(jì)算1500K反應(yīng)的K△,Ω。G,r0二00解：以對(duì)1/T作圖斜率r距001試求其分解溫的下列物質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)：質(zhì)物0ff0 m001000二VUrr3-21已知反應(yīng)(CH3)2CHOH(g)=(CH3)2CO(g)+H2(g)的△Cp=,在0Tmr03-22潮濕Ag2CO3在100℃下用空氣流進(jìn)行干燥，試計(jì)算空氣流中CO2的分壓最少應(yīng)為多少方能避免Ag2CO3分解為Ag20和CO200△000r第四章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基本概念及定律練題一個(gè)系統(tǒng)中有四個(gè)可分辨的粒一個(gè)系統(tǒng)中有四個(gè)可分辨的粒其中W為某種能量單位，當(dāng)系統(tǒng)的總量為2w時(shí)，試計(jì)算：(1)若各能級(jí)非簡(jiǎn)并，則系統(tǒng)可能的微觀狀態(tài)數(shù)為多少(2)如果各能級(jí)的簡(jiǎn)并度分別為g0=1,g1=3,g2=3,則系統(tǒng)可能的微觀狀態(tài)數(shù)又為多少解：(1)解：(1)21(2)微觀狀態(tài)數(shù)為g0zg12C+gO?g2c4=664-3已知某分子的第一電子激發(fā)態(tài)的能量比基態(tài)高400kJ·mo1-1,且基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)都是非簡(jiǎn)并的，試計(jì)算：(1)300K時(shí)處于第一激發(fā)態(tài)的分子所占分?jǐn)?shù)；(2)分配到此激發(fā)態(tài)的分子數(shù)占總分子數(shù)10%時(shí)溫度應(yīng)為多高4-42分子在電弧中加熱，根據(jù)所測(cè)定的光譜譜線的強(qiáng)度，求得處于不同振動(dòng)激發(fā)態(tài)的分子數(shù)Nv與基態(tài)分子數(shù)NO之比如下表所示：請(qǐng)根據(jù)以上條件證明火焰中氣體處于熱平衡態(tài)。解：氣體處于熱平衡Nv/NO=exp[-uhv/(kT)],N1:N2:N3=::4-5N個(gè)可別粒子在ε0=0,ε1=kT,ε2=2kT三個(gè)能級(jí)上分布，這三個(gè)能級(jí)均為非簡(jiǎn)并能級(jí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)的內(nèi)能為1000kT,求N值。Nexp(-2)/q4-6HCI分子的振動(dòng)能級(jí)間隔為×10-20J,試計(jì)算某一能級(jí)與其較低一能級(jí)上的分子數(shù)的比值。對(duì)于12分子，振動(dòng)能級(jí)間隔為×10-20J,試作同樣的計(jì)算。分子比值為×10-,對(duì)12分子比值為.第五章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基本方法練習(xí)題5-7已知HBr分子在轉(zhuǎn)動(dòng)基態(tài)上的平均核間距離r=×10-1m,求HBr分子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、轉(zhuǎn)動(dòng)特征溫度、時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)配分函數(shù)以及HBr氣體的摩爾轉(zhuǎn)動(dòng)熵。解：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I=μrz=×,◎=he/(8π2k)=5-8計(jì)算Na(g)在和101325Pa時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能。5-9Cl(g)的電子運(yùn)動(dòng)基態(tài)是四重簡(jiǎn)并的，其第一激發(fā)態(tài)能量比基態(tài)高87540m-1(波數(shù)),且為二重簡(jiǎn)并。求(1)態(tài)上的分子數(shù)與總分子數(shù)之比；(3)電子運(yùn)動(dòng)對(duì)摩爾熵的貢獻(xiàn)。(提示：其中u~是波數(shù)，光速c=×10em·s-動(dòng)配分函數(shù)q=,動(dòng)配分函數(shù)q=,定為零的配分函數(shù))(1)求振動(dòng)特征溫度；(2)求處于振動(dòng)基態(tài)能級(jí)5-11NO晶體是由它所形成的二聚體N202分子所組成.該分子在晶格中可有兩種隨機(jī)取向：5-12已知HCl(g)分子的平衡核間距為×10-1om,振動(dòng)頻率為×10zs-,求HCI在及101325Pa作為理想氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾統(tǒng)計(jì)熵，并與量熱法得出的標(biāo)準(zhǔn)量熱熵+]=,Sm,r≈作為理想氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾統(tǒng)計(jì)熵為JK-1·mol5-13試分別計(jì)算300K和101325Pa時(shí)氣體氬(Ar)和氫分子(H2)平動(dòng)的N/明不可別粒子系統(tǒng)通常ni<<gi。解：由qt=×10z(MrT)?/zV求出N/qt=[×1026(MrT)?z(kT/p)]-1p1變到p2解：?jiǎn)卧永硐霘怏w在等溫條件下△S=R第三篇膠體及界面化學(xué)第六章膠體及界面化學(xué)練習(xí)題時(shí)水在濕空氣中的表面張力為×10-Nm-1,其表面張力溫度系數(shù)為×K-1:試求在恒溫恒壓下.系統(tǒng)體積不變時(shí)可逆增加2cm的表面積時(shí)，該過(guò)程的熱、功、σ6-4有一完全浮在空氣中的肥皂泡，若其直徑×10-m,已知肥皂溶液表面張力,則肥皂泡內(nèi)所受的附加壓力是多少6-5303K時(shí)，乙醇的密度為780kgm3;乙醇與其蒸氣壓平衡時(shí)的表面張力為×10-試計(jì)算在內(nèi)徑為的毛細(xì)管中它能上升的高度。6-6氧化鋁瓷件上需要披銀。當(dāng)燒至銀能否潤(rùn)濕氧化鋁表面已知10001000℃時(shí)，液態(tài)潤(rùn)濕。6-720℃時(shí)水和汞的表面張力系數(shù)分別為×10-Nm-,m-,汞-水界面張力為Nm-1,試判斷水能否在汞的表面上鋪展開來(lái)。(汞-水),能鋪展6-8將正丁醇(Mr=74)蒸氣驟冷至0℃,發(fā)現(xiàn)其過(guò)飽和度p=/p0=4時(shí)能自動(dòng)凝結(jié)為液滴,若273K時(shí)正丁醇表面張力σ=;密度p=1000kgm3;試計(jì)算在此過(guò)飽和度所凝結(jié)成液滴的半徑及液滴所含分子數(shù)。6-9某晶體相對(duì)分子質(zhì)量是80,在300K其密度為dm3;若晶體與溶液間界面張力為。微小晶體直徑為×10-cm,.則該小晶體溶解度是大塊晶體溶解度的多少倍6-1019℃時(shí)丁酸水溶液的表面張力系數(shù)可以表示為σ=σO+b1n(1+c/K′),式中σ0為水的(1)試求該溶液中丁酸的表面超量「與濃度c的關(guān)系。(2)若已知b=×10-Nm-1,K′=×10-2moldm3,試求當(dāng)c=moldm3時(shí)(3)計(jì)算當(dāng)c/K′>>1時(shí)的「為多少若此時(shí)表面層丁酸成單分子層吸附，試計(jì)算丁酸分子的截面積Langmuir公式，其具體形式為0V是銅粉對(duì)氫氣的吸附量(,體積)p是氫氣壓力。已知?dú)浞肿訖M截面積為×10-22m3,求1kg銅粉的表面積。6-12在℃時(shí)，用硅膠吸附N2氣。測(cè)定在不同平衡壓力下，每千克硅膠吸附N2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下：p/(kPa)已知℃時(shí)N2的飽和蒸氣壓為,N2分子截面積為×10-2om2,用BET公式求所用硅膠比表面積。解：處理數(shù)據(jù)，以10-dm-,V=1/(斜率+截距)=dm,a0=V~0NA/=×10mkg+6-14含F(xiàn)e2Oa濃度為kgm3的溶膠，稀釋察，數(shù)出視野10000倍后，在超顯微鏡下觀中顆粒平均為個(gè)(視野面積為半徑×10-sm的圓，厚度×10-sm),已知質(zhì)點(diǎn)的密度p為×10skgm3,設(shè)膠粒為球形，試計(jì)算此膠粒平均半徑。解：4πr3/3=cV/(pN),求出r=×10-7m6-15Fe(OH)3溶膠于298K度為2Vcm-1.已知水通電45分鐘，界面移動(dòng)10mm,電場(chǎng)強(qiáng)的相對(duì)電容率為79,粘度為×10-Pas,求溶膠的ζ電勢(shì)(真空電容率6-16在298K時(shí)，膜兩邊離子初始濃度分布如下,左邊RCl溶液濃度為dm3,體積為1dm,右邊NaCl溶液濃度為dm3,體積為2dm3,問(wèn)達(dá)到膜平衡后，其滲透壓為多少為高分子電解質(zhì)，假設(shè)完全電離，達(dá)到膜平衡前后，兩邊溶液體積不變)解：膜平衡+2x)2x=2,解出x=moldm-3,△c=mol6-17某一大分子溶液在300K時(shí)，測(cè)得有關(guān)滲透壓的數(shù)據(jù)為試求此大分子的數(shù)均分子解：以(π/c)對(duì)c作圖，直線的截距=98Pag1dm3,M=RT/截距=×10-gmol-第四篇化學(xué)動(dòng)力學(xué)第七章基元反應(yīng)動(dòng)力學(xué)練習(xí)題凡一)/X應(yīng)，器中混合并反應(yīng)將的A與1mol的B放入容那么反應(yīng)物消耗一半時(shí)的反應(yīng)速率與反應(yīng)起始速率間的比值是多少：反應(yīng)物消耗一半時(shí)[A]=[A]0,[B]=[B]0,r=7-3反應(yīng)aA==D,A反應(yīng)掉15/16所需時(shí)間恰是反應(yīng)掉3/4所需時(shí)間的2倍，則該反應(yīng)是始濃虞==7-4雙分子反應(yīng)2A(g)□□→B(g)+D(g),在623K、初始濃度為dm-3半衰期為105s,請(qǐng)求出(1)反應(yīng)速率常數(shù)k(2)A(g)反應(yīng)掉90%所需時(shí)間為多少(3)若反應(yīng)的活化能為140kJmol-1,573K時(shí)的最大反應(yīng)速率為多少解：(1)r=k[A]?,t=1/(2k[A]0),k=最大反應(yīng)速率rmax=k[A]0?=×10-4moldm-3s-1.氣相基元反應(yīng)皆為(1)求反應(yīng)的速率系數(shù)k;(2)當(dāng)反應(yīng)物A、B的初始分壓均為50kPa(開始無(wú)C),體系總壓為75kPa時(shí)所需時(shí)7-6已知在540—727K之間和定容條件下雙分子反應(yīng)CO(g)+N02(g)+NO(g)的速率系數(shù)k表示為k/(mol-1dms-1)=×10oexp[Ea/(RT)],Ea=-的初始?jí)毫Ψ謩e為667和933Pa,試計(jì)算：的分壓為若干。解：(1)T=600K時(shí)的k=dmmol-1s-1值(2)kp=k/(RT)=×10>Pas-,NO的分壓為p;7-7N0(g)的熱分解反應(yīng)為,從實(shí)驗(yàn)測(cè)出不同溫度時(shí)各,從實(shí)驗(yàn)測(cè)出不同溫度時(shí)各(1)求反應(yīng)級(jí)數(shù)和兩種溫度下(3)若1030K時(shí)N20(g)的初始?jí)毫閗Pa,求壓力達(dá)到時(shí)所需時(shí)間。解：(1)r=kpo2t1/2=1/(2(2)活化能Ea=7-8某天然礦含放射性元素鈾，其蛻變反應(yīng)為U設(shè)已達(dá)穩(wěn)態(tài)放射蛻變平衡，測(cè)得鐳與鈾的濃度比保持為[Ra]/[U]=×10-7,產(chǎn)物鉛與鈾的濃度比為[Pb]/[U]=,已知鐳的半衰期為1580年，(2)估計(jì)此礦的地質(zhì)年齡(計(jì)算時(shí)可作適當(dāng)近似)。kU/kRa=[Ra]/[u]=×10--,鐳的半衰期=1n2/kRa鈾的半衰期=1n2/kU=×109年(2)[U]0-[U]=[Pb],In{[u]/[u]0}=-kUt,t-×109年7-9硝基異丙烷在水溶液中與堿的中和反應(yīng)是二級(jí)反應(yīng)，其速率系數(shù)可用下式表示(1)計(jì)算反應(yīng)的活化能T(2)在283K時(shí)，若硝基異丙烷與堿的濃度均為×,求反應(yīng)的半衰期?！?298K時(shí)反應(yīng)經(jīng)分解，而在308K時(shí)，10分鐘有55%分解，計(jì)算：(1)該反應(yīng)的活化能。(2)288K時(shí)，10分鐘能分解多少(3)293K時(shí)，若有50%的CH3C0OC2H5分解需時(shí)多少解：(1)1/[A]-1/[A]0=kt,k(298K)=7-11兩個(gè)二級(jí)反應(yīng)1和2具有完全相同的頻率因子，反應(yīng)1的活化能比反應(yīng)2的活化能高出一1在373K時(shí)，若反應(yīng)1的反應(yīng)物初始濃度為一3經(jīng)過(guò)60min后反應(yīng)已完成了30%,試問(wèn)在同樣溫度下反應(yīng)2的反應(yīng)物初始濃度為一時(shí)，要使反成70%需要多長(zhǎng)時(shí)間(單位min)7-12氧化乙烯的熱分解是單分子反應(yīng),在651K時(shí)，分解50%所需時(shí)間為363min,活化能Ea=kJmol-1試問(wèn)如要在120min內(nèi)分解75%,溫度應(yīng)控制在多少K7-13請(qǐng)計(jì)算在298K恒容下，溫度每增加10KEa=kJmol-1(1)碰撞頻率增加的百分?jǐn)?shù)；(2)有效碰撞分?jǐn)?shù)增加的百分?jǐn)?shù)，由此可得出什么結(jié)論(Ea=kJmol-1)解：(1)Z2/Z1=(T2/T1)=,增加的百分?jǐn)?shù)1.7%增加的百分?jǐn)?shù)108%7-14800K時(shí)單分子反應(yīng)的速率系數(shù)的高壓極值為5×10-s-1,在相同溫度下一級(jí)速率系數(shù)在4Pa壓力下降為此值的一半，計(jì)算分子活化步驟的速率系數(shù)(以濃度單位表[M]),高壓極值k2k+1/k-=×10-4s-,k+1=×10-4Pa-1s-1,k+1=×實(shí)驗(yàn)測(cè)得丁二烯氣相二聚反應(yīng)的速率系數(shù)為00反應(yīng)(1)已知此△≠,試用過(guò)渡態(tài)理論求算此反應(yīng)在600K時(shí)反應(yīng)的指前因子A,并與實(shí)驗(yàn)值比較。(2)已知丁二烯的碰撞直徑d=,試用碰撞理 論求算此反應(yīng)在600K時(shí)的A值。解釋二者計(jì)算的結(jié)果。0解：(1)A=(kT/h)(1/co)exp(△≠S/R)e=×1010dm3mol-1s-1體)的速率系數(shù)如下雙環(huán)戊二烯單分子氣相熱分解反應(yīng)(產(chǎn)物環(huán)戊二烯單解：由logk對(duì)1/T作圖,直線的斜率為-×10K,截m第八章復(fù)雜反應(yīng)動(dòng)力學(xué)8-4某對(duì)峙反應(yīng)反應(yīng)開始時(shí)只有A,問(wèn)當(dāng)A和B的濃度相等時(shí)，需要多少時(shí)間在溫度和碘的濃度一定的條件下，CHCl和Cl,的起始濃度均為，30min后515%轉(zhuǎn)變?yōu)猷?C6H4C12解：1/[A]-1/[A]0=(k1+k2)8-7.在1189K下，乙酸的氣相分解有兩條平行的反應(yīng)途徑：(1)求乙酸反應(yīng)掉99%所需的時(shí)間；(2)求在此溫度下乙烯酮的最大產(chǎn)k的物質(zhì)的量為mol開始，試計(jì)算10min之后可得L-R1R2R3C-Br若干8-9.有氣相反應(yīng)都增(1)求298K(2)計(jì)算正、逆反應(yīng)的活化能；的起始?jí)毫?01kPa,若使總壓達(dá)到152kPa,需要多少時(shí)間(3)k1>k2p,忽略逆反應(yīng)，In(pA/pA,0)=-k1t,p(總)=2pA,0-用不同的起始?jí)毫r(shí)，得不同的半衰期，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 率為-,.求出n=8-15.二氧化氮的熱分解為二級(jí)反應(yīng)，已知不同溫度下的反應(yīng)速率系數(shù)k的數(shù)據(jù)如下：(1)確定反應(yīng)速率系數(shù)與溫度的函數(shù)關(guān)系式； T十應(yīng)器中盛有H2和C12,以400nm的光照射反應(yīng)器，實(shí)驗(yàn)測(cè)得Cl2吸收光能的速率為×10-6Js-1。照射1min后，測(cè)得Cl2的分壓由kPa降至校正為273K)。求產(chǎn)物HCl的總量子效率。解：△n(Cl2)=△pV/(RT)=×10-mol,吸收光子n=lat/(Lhc/λ)=×10-量子效率=△n(Cl2)/n=×1068-17在dm的反應(yīng)器中盛有氣態(tài)丙酮，在840K下，以313nm的光照射，發(fā)生下列分已知入射光能為×,而丙酮吸收入射光的分?jǐn)?shù)為,照射7h后反應(yīng)氣體的壓力由kPa變?yōu)閗Pa。試計(jì)算該反應(yīng)的量子效解：△n(丙酮)=△pV/(RT)=×10-mol,吸收光子n=latη/(Lhc/λ)=×10-量子效率=△n(丙酮)/n=8-18.丁二酸鈉(S)在酶(E,丁二烯脫氫酶)的作用下，氧化生成反丁烯二酸鈉。依次改變丁二酸鈉濃度下，測(cè)得相應(yīng)的初速率，數(shù)據(jù)如下：求反應(yīng)的極限速率和米氏常數(shù)。直線的斜率為×10as,截距為0.限速率rm=×10-moldm-3s-,米氏常數(shù)×10-8-19乙烷催化氫化反應(yīng)可表示如下：2在464K時(shí)測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：=kPa時(shí)的反應(yīng)速率。若反應(yīng)的速率公式可表示為解方程得n=-2,m=18-20下述反應(yīng)被酸催化：若反應(yīng)的速率公式可表示為在一定的溫度及初始濃度條件下測(cè)得兩組分?jǐn)?shù)壽期(1)求反應(yīng)級(jí)數(shù)a和(2)求不同溫度時(shí)的反應(yīng)速率系數(shù)k值；(3)計(jì)算反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活化能Ea的值。溶液放入直徑為2AgC1電極的距離為20cm,電極間電勢(shì)降為50V。如果電勢(shì)梯度穩(wěn)定不變。又知291K時(shí)的電遷移率分別為×10-8和×10-m2V-1s-1,問(wèn)通電30分鐘后：(1)各離子遷移的距離；(2)各離子通過(guò)遷移管某一截面的物質(zhì)的量；(3)各離子的遷移數(shù)。解：(1)離子遷移的距離L(Na)=U(Na)(dφ/dl)t=,L(C1-)=9-2用銀作電極電解AgNO溶液，通電后有克銀在陰極沉積出來(lái)，經(jīng)分析知陽(yáng)極有克，水克，而未電解前的溶液為每克水含有克AgNO,試求Ag+離子的遷移數(shù)。解：n(電解)=108mol,n(前)=×170mol,n(后)=170mol9-3某電導(dǎo)池先后充以dm-3的HCl、dm3的NaCl和dm3的NaNO三種溶液，分別測(cè)得電阻為468,1580和1650Ω.已知NaNO的摩爾電導(dǎo)率cm2mol-1,如不考慮摩爾電導(dǎo)率隨濃度的變化，試計(jì)算(2)電導(dǎo)池常數(shù)I/A(3)此電導(dǎo)池中充以dm-HNO溶液的電阻和HNO的電導(dǎo)率解：(1)K=cA=×10Scm-(2)l/A=k/G=電導(dǎo)池、濃度相同時(shí)有G(HNO3)=G(HCI)+G(NaNO3)-G(NaCl),R(HNO3)=475Q9-5已知298K時(shí)A(NH4C1)=×10-Sm2mol-,toom4)=。求λ~9-6BaS04飽和溶液在時(shí)電導(dǎo)率為×10-Scm-1,求該溶液的濃度。已知水的電導(dǎo)率為×10~Scm2,A。()=×10~Smmol-。電導(dǎo)池分別測(cè)定濃度為和moldm3的不同電解質(zhì)(但類型相的電導(dǎo)，其電阻分別為1000Q及250Q,則它們的摩爾電導(dǎo)率之比是多少極限摩爾電導(dǎo)率為×10-Smmol-,則在298K時(shí)dm-HAc溶液的pH值為多少飽和水溶液與純水的電導(dǎo)率分別為×105Sm1和×10-5Sm1,而且已知A(AgBr)=×10-Sm2mol-,求AgBr飽和水溶液的濃度9-10291K下測(cè)得純水的電導(dǎo)率K=×10Sm1,密度為dm3,又知該溫度下mmol-,求此時(shí)水的離解平衡常數(shù)001×10-7(采用濃度mol9-12求下列電池在時(shí)的電動(dòng)勢(shì)：0√00A:Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)0mfmf9-14時(shí)電池Ag|AgC1(s)|HC1(a)|Hg2C12溫度系數(shù)電量時(shí)電池反應(yīng)的△G、△H、△S。9-15電解食鹽水溶液的原電池如下：(1)試用公式In0001(2)計(jì)算該電池的電動(dòng)勢(shì)。09-16氨燃料電池的電池反應(yīng)為用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，每一單位反應(yīng)所可能提供的最大電功；0解：查熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算：(1)每一單位反應(yīng)可能提供的最大電功為kJ0(2)-zFemf=△G,z=3,mf=001(2)電池可逆工作時(shí)分解1molAgC1(s)的熱；(3)電池電動(dòng)000001molkg-Kl溶液中的溶解度。(1)Emf=-(RT/F)|nKsp+(RT/F)In(2)Agl在純水中的溶解度cs=(Ksp).cs=×10-moldm3在1molkgKl溶液中的溶解度cs=Ksp-0a(1)γ]=×10-160E(PbSO+2e→Pb+S?2-)-(RT/2F)In(Ks0000101V009-21電池Pt|H2(o)|HClmoldm=)|AgCl(s)|Ag在時(shí)的電動(dòng)勢(shì)土求moldm3HCl的平均離子活度a±、平均離子活度因子γ及溶液的pH。土0E±010101010101011如1下列物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵0若反應(yīng)Ag(s)+(s)==AgCl(s)+Hg(s)的△H等于7950Jmol-,求電池0m0已知時(shí)該電池的(1)寫出該電池的表示式和電極反應(yīng)(2)計(jì)算HSO的平均離子活度(3)計(jì)算該電池反應(yīng)的△G(4)計(jì)算該電池反應(yīng)的Ko解：(1)電池的表示式Pb(s)|PbSO(s)|HSO(a)|PbSO(s)|PbO,(s)(2)E=E?+(2RT/F)In(a),±=09-24測(cè)得電池反應(yīng)為Ag(s)+(s)=AgCl(s)+Hg(I)的電池在298K時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為(2)若該反應(yīng)在電池中可逆進(jìn)行時(shí)放熱(或吸熱)多少(3)若讓Ag與HgCl直接作用時(shí)，放熱(