物理化学期末考试大题及答案

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1、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 mol1Kg1 , Kb =0.513K mol1Kg1 ,vapH0m=40662J mol12、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g),在2000K时,已知K0=1.551071、计算H2和O2分压各为1.0010 4 Pa,水蒸气分压为1.00105 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1.0010 4 Pa时。欲使反应不能正向自

2、发进行,水蒸气分压最少需多大?装 订 线 rGm=-1.6105Jmol1;正向自发;P(H2O)=1.24107Pa。在真空的容器中放入固态的NH4HS,于250C下分解为NH3(g)和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0(Fe3+/ Fe) =-0.036V,0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V求250

3、C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势0(Fe2+/ Fe)。 答案: 0(Fe2+/ Fe)= -0.439V5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.6210-3S m2 mol1,无限稀释时的摩尔电导率为39.0710-3S m2 mol1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=0.52010-3S m2 mol1 pH=2.886、溴乙烷分解反应的活化能为229.3KJ mol1,650K时的速率常数k=2.14

4、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=1.3110-3S-1;t=1.23103S, 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 mol1,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*103 min1 ,K2=9.24*102 min1T 2=723.2Kt1/2=7.5 min8、250C时,电池(Pt)H2(1P0)HCl(b=0.1molKg1)AgClAg(s),其电池动势E=0.3524

5、V,求该HCl溶液中的离子平均活度系数r 。(0Ag/ 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 mol1, 氯离子的极限摩尔电导率为76.34*10-4 S m2 mol1 。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

6、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2260Jg1 。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

7、分解反应为一级反应,其速度常数K(S-1 )和温度T(K)具有关系式 ,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=3.8410-3S1(3)t1/2=182S(4)Ea=144.3KJ mol11. 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

8、,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。装 订 线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(E/T)P=-5.9510-4V 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。16、某金属钚的同位素进行放射,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)

9、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/( KJmol1)fG0m/( KJmol1)S0m/( JK1mol1)CH3CH3 (g)-84.67-32.886229.49CH2CH2 (g)52.29268.178219.45H2 (g)00130.587rH0m=136.96 KJmol

10、1;rG0m=101.06 KJmol1;rS0m=120.55 JK1mol1。 K0(298K)=1.9310-18;K0(2000K)=0.138;=34.9%18、(11分)共 4 页,第 4 页一般化学反应的活化能在40400kJ mol-1范围内,多数在50250 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/ K400

11、K =2.08;(2)、K310K/ K300K =6.96;K410K/ K400K =3.00;(3)、lnk和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0(Sn 2+| Sn)=-0.136V, 0(Pb2+| Pb)=-0.126V。rGm0,不可以;rGm0,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/

12、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 =31.2KJmol1;vapHm =25.47KJmol1;fusHm =5.75KJmol1;(2)、P=5934Pa, T=195.2K。21、(18分)电池Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.1mol kg-1)|Hg2Cl2(s)|Hg)电动势E和温度T的关系为E/V=0.0694+1.88110-3T/K-2.910-6 (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

13、应过程的Qr.m。rHm=-31.57KJmol1;rGm=-35.93KJmol1;rSm=14.64 JK1mol1。 Qr.m=4.365KJmol1;22、(18分)装 订 线在1000C下,下列反应的K8.110-9,rS125.6JK1 mol1,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(3) 总压为200KPa,COCl2解离度为0.1%时的温度。设rCpm0。6.3710-5,105 KJmol1;446K;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;19 / 1919 / 19

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