天大物理化學(xué)簡明教程習(xí)題答案-wenkub.com

　 　

【正文】 求 25 ℃ 時純水的電導(dǎo)率。 解：（ 1）電導(dǎo)池系數(shù)為 （ 2） 溶液的電導(dǎo)率 （ 3） 溶液的摩爾電導(dǎo)率 25 ℃ 時將電導(dǎo)率為 的 溶液裝入一電導(dǎo)池中，測得其電阻為 。顯然陰極區(qū)溶液中 的總量的改變等于陰極析出銀的量 與從陽極遷移來的銀的量 之差： 已知 25 ℃ 時 溶液的電導(dǎo)率為 。 用銀電極電解 溶液。 def, ghi 為三相線 三相平衡關(guān)系： def： l+β ?C ghi：α +C(s) ? l 附圖中二組分凝聚系統(tǒng)相圖內(nèi)各相區(qū)的平衡相，指出三相線的相平衡關(guān)系。 解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所示。 。 解：單項區(qū)： 1 (A + B, 液態(tài)溶液 , l) 4 (A + B, 固態(tài)溶液 , s) 二相區(qū)： 2 (l1 + s1), 3 (l2 + s2) 上方曲線，液相線，表示開始有固溶體產(chǎn)生；下方曲線，固相線，表 示液態(tài)溶液開始消失。 4, l1 + A(s) 5, l1 + B(s)。試求： （ 1） 氣相的組成（含甲苯的摩爾分數(shù)）； （ 2） 欲蒸出 100 kg純甲苯，需要消耗水蒸氣多少千克？ 解：沸騰時系統(tǒng)的壓力為 kPa，因此 消耗 水蒸氣的量 A– B二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液 固平衡相圖如附圖，試指出各個相區(qū)的相平衡關(guān)系，各條線所代表的意義，以及三相線所代表的相平衡關(guān)系。根據(jù)杠 桿原理 （ 2）當(dāng)溫度由共沸點剛有上升趨勢時， L2消失，氣相和 L1共存，因此 恒壓下二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)氣 液平衡的溫度 組成圖如附圖，指出四個區(qū)域平衡的相及自由度數(shù)。氣 (G)、液 (L1)、液 (L2)三相平衡時的組成 依次為： %； %； %。 （ 4） ℃ 時氣 液平衡兩相的組成 ， 。 （ 2） 從圖上找出組成為 的氣相的泡點。兩者可形成理想液態(tài)混合物。 解： （ 1） C = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （ 2） C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C – P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. （ 3） C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （ 4） C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C – P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. （ 5） C = 4 – 3 = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （ 6） C = 3, P = 2, F = C – P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 已知液體甲苯（ A）和液體苯（ B）在 90℃ 時的飽和蒸氣壓分別為 = 和。 (2)已知 250℃ 時上述反應(yīng)的 rmG?? = kJ/mol，求此反應(yīng)的 K? ； (3)化學(xué)計量比的原料氣，在上述條件下達平衡時，求混合物中甲醇的摩爾分數(shù)。RT1lnTe q BBy H O p y C O p pKpp p pK p pKpppp? ? ?? ? ??????????? ? ? ? ?????????????又 因 為由 題 給 數(shù) 據(jù) 算 出 與 對 應(yīng) 的 數(shù) 值 列 表 如 下 ： 311 10 /T K??? ln(p/kPa) 以 lnp 對 1/T 103作圖，應(yīng)得一直線 31 10T? (3) NaHCO3(s)分解溫度在 p= 時為 ? ? 3 3 4 2 . 7 6l g p = 1 0 1 . 3 2 5 k Pa 1 0 . 9 4 2T /K? ? ? T=374K lnp 0 已知下列數(shù)據(jù)： 工業(yè)上用乙基脫氫制苯乙烯 C 6 H 5 C 2 H 5 ( g ) C 6 H 5 C 2 H 3 ( g ) + H 2 ( g ) 如反應(yīng)在 900K 下進行，其 K?? 。設(shè) r p,mC?? =0。 設(shè)反應(yīng)的 r p,mC?? =0 (1)計算 50℃ 時 N2O4(g)的解離度及分解反應(yīng)的 K? (2)計算 100℃ 反應(yīng)的 K? 100℃時下列反應(yīng)的 Kθ = 109， rmS?? =mol1及 已知 25℃時 AgCl(s)、水溶液中 Ag+、 Cl的 rmG?? 分別為 、 kJ/mol。在同一溫度，若用 CO還原 CoO(s)，平衡后氣體中一氧化碳的體積分數(shù) 。 解：反應(yīng)各組分物料衡算如下 因此， 五氯化磷分解反應(yīng) 在 200℃ 時的 ，計算： （ 1） 200℃ ， 200 kPa 下 PCl5的解離度。 解：由 Jp進行判斷 已知同一溫度，兩反應(yīng)方程及其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)如下： 求下列反應(yīng)的 。試判斷在此溫度及下列條件下，反 應(yīng)進行的方向。 解：溶液的蒸氣壓、滲透壓分別為 人的血液（可視為水溶液）在 kPa下于 ℃ 凝固。求 （ 1） 此溶液的蒸氣壓。（ 1）某一溶質(zhì)相對分子質(zhì)量為210，溶于樟腦形成質(zhì)量分數(shù)為 5 %的溶液，求凝固點降低多少？（ 2）另一溶質(zhì)相對分子質(zhì)量為 9000，溶于樟腦形成質(zhì)量分數(shù)為 5 %的溶液，求凝固點降低多少？ 解：容易導(dǎo)出質(zhì)量分數(shù)和質(zhì)量摩爾濃度間的關(guān)系 因此， 現(xiàn)有蔗糖（ C12H22O11）溶于水形成某一濃度的稀溶液，其凝固點為 ℃ ，計算此溶液在25℃ 時的蒸氣壓。已知純苯的沸點為 ℃ 。 解：溶液中碘的化學(xué)勢表達式為 氣相中碘的化學(xué)勢表達式為（假設(shè)理想氣體行為） 平衡時 因此， 由于 在 ~，此溶液符合稀溶液規(guī)律，則 10 g 葡萄糖（ C6H12O6）溶于 400 g乙醇中，溶液的沸點較純乙醇的上升 ℃ 。今有該有機酸 5 g 溶于 100 cm3水中形成的溶液。在 25℃ 下，向無限大量組成 xC = 中加入 5 mol的純液體 C。因此在溫度 t 混合物在 100 kPa，溫度 t下開始沸騰，要求 液體 B與液體 C可形成理想液態(tài)混合物。已知在溫度 t時純 A的飽和蒸氣壓 ，純 B的飽和蒸氣壓 。在此假設(shè)下 已知 20℃時，壓力為 的 CO2（ g）在 1kg 水中可溶解 ， 40℃時同樣 壓力的 CO2（ g）在 1kg 水中可溶解 。平衡氣體經(jīng)干燥后的組成分數(shù) 。 解：質(zhì)量分數(shù)與摩爾分數(shù)的關(guān)系為 求得甲醇的摩爾分數(shù)為 根據(jù) Raoult定律 80℃ 是純苯的蒸氣壓為 100 kPa，純甲苯的蒸氣壓為 kPa。 （ 2） 時水和醋酸的偏摩爾體積。此溶液中 B的濃度為 cB，質(zhì)量摩爾濃度為 bB，此溶液的密度為 。 （ 3）在多大壓力下水的沸點為 105℃ 。 解：（ 1） （ 2） （ 3）設(shè)立以下途徑 已知水在 77℃ 是的飽和蒸氣壓為 kPa。求過程的 。系統(tǒng)終態(tài) H2O(g)的摩爾分數(shù)為 3/5 = ，因此 H2O(g)的分壓為 已知 100℃ 水的飽和蒸氣壓為 kPa，此條件下水的摩爾蒸發(fā)焓。今將小玻璃瓶打碎，液態(tài)水蒸發(fā)至平衡態(tài)。 解：由公式 知 已知 25℃ 時液態(tài)水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函 ，水在 25℃時的飽和蒸氣壓 。今將小玻璃瓶打破，乙醚蒸發(fā)至平衡態(tài)。求系統(tǒng)達到平衡后，過程的 。K1， cp（ H2O， s） = J求過程的 。即 A和 B的末態(tài)體積均為容器的體積。 解：過程圖解如下 絕熱恒容容器中有一絕熱耐壓隔 板，隔板一側(cè)為 2 mol的 200 K， 50 dm3的單原子理想氣體 A，另一側(cè)為 3 mol 的 400 K， 100 dm3的雙原子理想氣體 B。求整個過程的 Q， W，△ U，△ H 及△ S。求各過程的 Q、△Ｓ、△Ｓ iso。 解：在恒壓的情況下 在 恒 容 情 況 下 ， 將 氮 （ N2, g ） 看 作 理 想 氣體 將 代替上面各式中的 ，即可求得所需各量 始態(tài)為 ， 的某雙原子理想氣體 1 mol，經(jīng)下列不同途徑變化到 ， 的末態(tài)。求 （ 1） 熱機效率 ； （ 2） 當(dāng)向環(huán)境作功 時，系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次?收的熱 及向低溫?zé)嵩捶懦龅臒?。 證明：根據(jù)理想氣體絕熱方程， 得 ，因此 。 （ 5） 恒溫向真空膨脹到 50kPa 解 : 雙原子理想氣體 n = 5mol； CV,m =（ 5/2） R ； Cp,m = （ 7/2） R 5） W=0 kJ 5 mol雙原子氣體從始態(tài) 300 K， 200 kPa，先恒溫可逆膨脹到壓力為 50 kPa，在絕熱可逆壓縮到末態(tài)壓力 200 kPa。各物資的平均摩爾定壓熱容 分別為： ； ； ；； 。應(yīng)用這些數(shù)據(jù)求 25℃ 時下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓。 （ 2） 。 解：過程圖示如下 平衡相變點 ，因此 已知水 (H2O,l)在 100℃ 的摩爾蒸發(fā)焓 ,水和水蒸氣在 25～ 100℃ 范圍間的平均摩爾定壓熱容分別為 和 求在 25℃ 時水的摩爾蒸發(fā)焓。設(shè)有 g的冰熔化，則有 系統(tǒng)冰和水的質(zhì)量分別為 100 kPa