最新物理化学-习题答案

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?rGm??G1??G2??G3??4.52?fGC2H5OH(i)??rGm??fGC2H5OH(g)??166.4kJ

9. 25℃时丁二酸(C4H6O4)在水中的溶解度为0.715mol?kg?1,从热力

学数据表中得知,C4H6O4(s)、C4H5O4-1(m=1)和H+(m=1)的标准生

?成吉布斯能?fGB分别为-784.099、-723.037和0kJ?mol?1,试求

25℃时丁二酸在水溶液中的第一电离常数。 解:

GG??C4H6O4(c,饱和)?????C4H6O4(c1?1) C4H6O4(S)??12 ?G1?O

?G2?RTlnc11?8.314?298.2ln??4876J?mol?1 c20.715464464 ?G??fGCHO,c?1??fGCHO,S

?fGC4H6O4,c?1??G??fGC4H6O4,S??728099?831.7??747267.3J?mol?1

C4H6O4(c=1)= C4H5O4-1(c=1) + H+(c=1)

????rG??fGH??fGC???fG4H6O4CHO?454 ??723037?0?747267.3

?24230.3J?mol?1 ?rG???RTlnK?

K?e??rG??RT?e24230..3?8.314?298.15?5.678?10?5

10.在真空的容器中放入固态的NH4HS(S),于25℃下分解为

NH3(g)和H2S(g),平衡时容器内的压力为66.66kPa。(1)当放入

NH4HS(S)时容器中已有39.99kPa的H2S(g),求平衡时容器中的压力;

(2)容器中原有6.666kPa的NH3(g),问需加多大压力的H2S(g),才能形成固体NH4HS(S)?

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解:(1) NH4HS(s)?NH3?H2S(g)

平衡

KP?pNH3?PH2S66.6666.66kPakPa 2266.6666.66???1109kPa2 22NH4HS(s)?NH3?H2S(g)

平衡 p p+39.99 Kp=pNH3?pH2S=p(p+39.99)=1109

p?18.85kPa

p总?p?(p?39.99)?18.85?(18.85?39.99)?77.7kPa

(2)若使反应向形成NH4HS(S)方向进行,则Qp?K?p

QP??KPpNH3PH2SP?P?

1109?101.3252PH2S6.6661109??即 1.1.325101.325101.3252pH2S?166kPa

11.现有理想气体间反应A (g) +B(g)=C(g)+D(g)开始时,A与B均为1mol,25℃下,反应达到平衡时,A与B各为0.3333mol. (1) 求反应的k?p

(2) 开始时,A 为1mol ,B 为2mol

(3) 开始时, A 为1mol, B为1 mol ,C为0.5mol (4) 开始时, C为1mol ,D为2mol 分别求反应达平衡时C的物质的量 解:A (g) +B(g)?C(g)+D(g)

开始 1 mol 1mol 0 0

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平衡 0.3333 0.3333 0.6667 06667

0.6667?0.6667?4 0.3333?0.3333?V?0ka?K?P?Ka?4

(2) A (g) +B(g)?C(g)+D(g) 开始 1mol 1 mol 0.5mol 0 平衡 1- n 2 -n n n

?v?0 kap?n2?ka??4

(1?n)(2?n)解得:n=0.845mol

(3) A (g) +B(g)?C(g)+D(g) 开始 1mol 1 mol 0.5mol 0 平衡 1- n 1 -n 0.5+ n n

?v?0

?nBB?2.5mol

ka?p?ka=

(0.5?n)n?4解得::n=0.596mol 2(1?n)平衡时:n c=0.5+n=0.5+0.596=1.096

(3) A (g) +B(g)?C(g)+D(g) 开始 1mol 2 mol 0 0 平衡 1- n 2 -n n n

?v?0

kap?n21?ka?? n=0.457

(1?n)(2?n)4平衡时nc=1-n=1-0.457=0.543

12.设在某一温度下,有一定量的PCL5?g?在标准压力P?下的体积为1dm3,在该

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情况下PCL5?g?的 离解度设为50%,用计算说明在下列几种情况中,PCL5?g?的离解度是增大还是减小。

(1) 使气体的总压力减低,直到体积增大到2dm3

(2) 通入氮气,使体积增大到 2dm3,而压力仍为101.325KPa (3) 通入氮气,使压力增大到202.65Kpa,而体积仍为1dm3 (4) 通入氯气,使压力增大到202.65Kpa,而体积仍为1 dm3

解:(1)PCL5?g?= PCL3?g?+CL2(g)

1mol 0.5mol 0.5mol; 1- ? ? ?

kp?ka(p?V)T不变 KP不变 n总p(0.5)2p11?2?()??(2)1 0.5n11??n2PV=NRT

pRT ?nVRT?2RT 即 0.5?()??()

V11??V2V1=1dm3 V2=2dm3代人上式,得:α=0.62=62% α增大

?p??(2)Kp=Kn??n??总???

1p11?2?p2????0.5×()= ??n11???n2?pv=nRT

pRT ?nV2?RT??RT?????即0.5?? ?=???V?1???V2?V1=1dm3 V2=2dm3 T1=T2代入上式,得:α=0.62=62% α增大

?p??(3)Kp=Kn??n??总???

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p1?2?p2????0. 5×()=? n11???n?2?pv=nRT

pRT ?nV2?RT??RT???即0.5?? ???=??V1??V???2?V1=1dm3 V2=1dm3 T1=T2代入上式,得:α=0.5=50% ∴α不变

(4)PCl5(g) = PCl3(g)+ Cl2(g)

1mol 0 0

0.5mol 0.5mol 0.5mol n总=1.5mol 1-α α α+n n总=1+α+n

P1V1=n总RT1 P2V2= n总RT2

P1=101.325Kpa P2=202.65Kpa T1=T2 V1=1dm3 V2=1dm3 n总=1.5mol

P1V1n总RT1 ?P2V2n总RT2101.325?11.5?R?T1 ?202.65?1n总?R?T2n总=3mol

T不 变 Kp不 变

?p??Kp=Kn??n??总?1??

1(0.5)2?p???(??n)?p???????? 0.5?n?1???n?pRT- V1=V2 ?nV??(??n)即0.5=

1??n总=1+α+n α+n=2 代入上式,得:

??20.5=

1??解得:α=0.2=20% α下降 pv=nRT

13.在 448~688K温度区间内,用 分光光度法研究了下面的气相反应: I2 +环戊烯 = 2HI + 环戊二烯

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