三、计算1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。
求(1)该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度;(2)该溶液的凝固点降低值;(3)在大气压力下,该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ,△vapH0m=40662J mol–12、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g),在2000K时,已知K0=1.55×1071、计算H2和O2分压各为1.00×10 4 Pa,水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中,进行上述反应的△rGm,并判断反应自发进行的方向。
2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa时。
欲使反应不能正向自发进行,水蒸气分压最少需多大?△rGm=-1.6﹡105Jmol–1;正向自发;P(H2O)=1.24﹡107Pa。
装订线在真空的容器中放入固态的NH4HS,于250C 下分解为NH3(g)与H2S(g),平衡时容器内的压力为66.6kPa 。
(1)当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa 的 H2S(g),求平衡时容器内的压力;(2)容器中已有6.666kPa的NH3(g),问需加多大压力的H2S(g),才能形成NH4HS 固体。
1)77.7kPa 2)P(H2S)大于166kPa。
4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V,φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。
答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1,无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1计算(1)醋酸水溶液在250C,0.01mol dm-3时的pH值。
(2)250C,0.001mol dm-3 醋酸水溶液的摩尔电导率和pH值。
答案:(1)pH=3.38;(2)摩尔电导率=0.520×10-3S m2 mol–1 pH=2.886、溴乙烷分解反应的活化能为229.3KJ mol –1,650K时的速率常数k=2.14×10-4S-1,求:(1)该反应在679K条件下完成80%所需时间。
(2)该反应在679K时的半衰期。
答案: k=1.31×10-3S-1;t=1.23×103S, t1/2=529S。
7、环氧乙烷在3800C时的反应是一级反应,其半衰期为363min,反应的活化能为217.57KJ mol–1,欲使该反应在15min內完成75%,问将反应温度应控制在多少度。
答案: K1=1.91*10–3 min–1 ,K2=9.24*10–2 min–1T 2=723.2K t1/2=7.5 min8、250C时,电池(Pt)H2(1P0)|HCl (b=0.1molKg–1)|AgCl-Ag(s),其电池动势E=0.3524V,求该HCl溶液中的离子平均活度系数r±。
(φ0Ag/ AgCl =0.2224V)答案: r±=0.7969、250C时氯化银饱和水溶液的电导率为3.41*10-4 S m-1。
已知同温下配制此溶液所用的水的电导率为1.60*10-4 S m-1,银离子的极限摩尔电导率为61.92*10-4 S m2 mol–1, 氯离子的极限摩尔电导率为76.34*10-4 S m2 mol–1 。
计算250C时氯化银的溶解度和溶度积。
c=0.01309mol/m3;Ksp=(0.01309 mol/m3)210、200C时HCl溶于苯中达平衡。
气相中HCl的分压为101.325KPa时,溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。
已知200C时苯的饱和蒸气压为10.0KPa,若200C时HCl和苯蒸气总压为101.325KPa,求100g苯中溶解多少克HCl,11、已知水在1000C时的饱和蒸气压为101.325KPa,气化热为2260Jg–1 。
试求:(1)水在950C 时饱和蒸气压;(2)水在110 .00KPa 时的沸点。
12、800C 时纯苯的蒸气压为100KPa ,纯甲苯的蒸气压为38.7KPa 。
两液体可形成理想液态混合物。
若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,800C 时气相中苯的摩尔分数y (苯)=0.300,求液相中苯和甲苯的摩尔分数。
答案: x (苯)=0.142,x (甲苯)=0.858。
13、已知醋酸酐的分解反应为一级反应,其速度常数K (S-1 )与温度T(K)具有关系式 ,Tk 110537.70414.12lg 3⨯-=试问(1)欲使此反应在10分钟内转化率达到90%温度应控制多少度?(2)求该温度下的速度常数K(S-1 )。
(3)求该温度下的半衰期。
(4)求该反应的活化能。
答案: (1)T=522K(2)K=3.84×10-3S–1(3)t1/2=182S(4)Ea=144.3KJ mol–11.14、00C时某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4。
今有该有机酸5g溶于100cm3 水中形成的溶液。
(1)若用40 cm3乙醚一次萃取(所用乙醚已事先被水饱和,因此萃取时不会有水溶于乙醚)求水中还剩下多少有机酸?(2)将40 cm3乙醚分为两份,每次用20 cm3乙醚萃取,连续萃取两次,问水中还剩下多少有机酸?答案:(1) W1=2.5g;(2)W2=2.25g。
15、(9分)250C时,电池:Ag| AgCl(s)|HCl(b)| Cl2(g,100KPa)|Pt的电动势E=1.136V,电动势温度系数(əE/əT)P=-5.95×10-4V K-1。
电池反应为: Ag+ 1/2 Cl2(g,100KPa)= AgCl (s)计算250C时该反应的△rHm、△rSm、△rGm,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr.m。
装订线16、某金属钚的同位素进行β放射,14d后,同位素活性下降了6.85%。
试求该同位素的:(1) 蜕变常数,(2) 半衰期,(3) 分解掉90%所需时间。
17、乙烷可按下式脱氢:CH3CH3(g)═CH2CH2(g)+H2(g)(设反应的△rCp=0)试计算(1)在标准压力及298K时,求该反应的△rH0m;△rG0m;△rS0m;K0(298K);(2)在标准压力及1000K时,求该反应的K0(2000K);乙烷的平衡转化率是多少?热力学数据(298K):△fH0m/( KJmol–1) △fG0m/(KJmol–1)S0m/( JK–1mol–1)CH3CH3 -84.67 -32.886 229.49(g)CH2CH2(g)52.292 68.178 219.45H2 (g) 0 0 130.587△rH0m=136.96 KJmol–1;△rG0m=101.06 KJmol–1;△rS0m=120.55 JK–1mol–1。
K0(298K)=1.93﹡10-18;K0(2000K)=0.138;α=34.9%18、(11分)一般化学反应的活化能在40~400kJ mol-1范围内,多数在50~250 kJ mol-1之间(1)若活化能为100 kJ mol-1,试估算温度由300K上升10K、由400K上升10K时,速率常数k各增至多少倍。
设指前因子A相同。
(2)若活化能为150 kJ mol-1,作同样的计算。
(3)将计算结果加以对比,并说明原因。
(1)、K310K/ K300K =3.64;K410K/ K400K =2.08;(2)、K310K/ K300K =6.96;K410K/ K400K =3.00;(3)、lnk与T2成反比;活化能高的反应对温度更敏感一些19、(10分)250C时有两种溶液(1):a(Sn2+)=1.0, a(Pb2+)=1.0;(2):a(Sn2+)=1.0, a(Pb2+)=0.1,当将金属Pb 放入溶液时,能否从溶液中置换出金属Sn。
已知φ0(Sn 2+| Sn)=-0.136V, φ0(Pb2+| Pb)=-0.126V。
△rGm>0,不可以;△rGm<0,可以。
20、(17分)固态氨的饱和蒸气压为:lnP=–3754/T + 27.92液态氨的饱和蒸气压为:lnP=–3063/T + 24.38其中P的单位是Pa,试求:(1)氨的三相点的温度和压强;(2)三相点时的升华热、蒸发热、熔化热是多少?(1)、△subHm =31.2KJmol–1;△vapHm =25.47KJmol–1;△fusHm =5.75KJmol–1;(2)、P=5934Pa, T=195.2K。
21、(18分)电池Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.1molkg-1)|Hg2Cl2(s)|Hg)电动势E与温度T的关系为E/V=0.0694+1.881×10-3T/K-2.9×10-6 (T/K)2(1)写出电池反应(2)计算250C时该反应的△rHm、△rSm、△rGm,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr.m。
△rHm=-31.57KJmol–1;△rGm=-35.93KJmol–1;△rSm=14.64 JK–1mol–1。
Qr.m=4.365KJmol–1;22、(18分)在1000C 下,下列反应的K θ=8.1×10-9,△rS θ=125.6JK –1 mol –1,计算:COCl2(g)=CO (g)+Cl2(g)(1) 1000C,总压为200KPa 时COCl2的解离度;(2) 1000C 下上述反应的△rHm θ(3) 总压为200KPa ,COCl2解离度为0.1%时的温度。
设△rCpm θ=0。
6.37×10-5,105 KJmol –1;446K ;装 订 线23、(10分)将氨基甲酸铵放在一抽空的容器中,并按下式分解:NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g)在20.80C达到平衡时,容器内压力为8.825 KPa。
在另一次实验中,温度不变,先通入氨气,使氨的起始压力为12.443 KPa,再加入氨基甲酸铵使之分解。
若平衡时尚有过量固体氨基甲酸铵存在,求平衡时各气体的分压及总压。
答案: P(CO2)=0.554KPa;P(NH3)=13.551KPa;P(总)=14.105KPa;。