在理论上或实际上能向外界做非体积功的过程叫自发过程。实际过程不一定是自发过程,如电解水就是不具有自发性的过程。
2.首先要判断反应能否进行,用ΔG判断;计算反应焓,判断是吸热还是放热反应?(需要供热还是冷却?);计算平衡常数K,如果原料和产品需要提纯,则还需要相平衡知识,包括相平衡数据的测定,设计提纯路线等。 3.答:该系统KBr过量,起稳定剂作用,其胶团结构如下。 [(AgBr)m nBr -( n - x )K+] x- xK+ 胶核 胶粒 胶团 滑动面
胶粒带负电,电泳时往正极移动。 四、计算题(55分) 1. (10分) 解: ΔU=0
ΔH=0
Wr=nRTln(P2/P1)=2×8.315×(273.15+25)ln6=8883.96J ΔS=nRln(P1/P2)=-2×8.315×ln6=-29.79J·K-1
ΔG=ΔH-TΔS=-TΔS=-(273.15+25)×(-29.79)=8881.89J 2.(10分)解:
2?a(1?)(1)阳极反应 M?M?2 e??2Aga22C l(?l阴极反应 2AgC?2?e) 电池反应 M?2AgCl?M2?(a1)?2Ag?2Cl?(a2)
(2)?rGm=-ZFE=(-2×96485.309×1.202)J/mol=-231.95kJ/mol
?E??1?1?rSm=zF???=16.40J?mol?K
??T?pE?E??E?=0.2221V+0.9636V=1.1857V
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??rGm??zFE??RTlnK?lnK?zFE?92.304 RT∴K?1.222?1040 (3)?rHm??rGm?T?rSm??rGm?TzF??Qp??H??227.1kJ
?E????227.1kJ/mol ??T?p
22RTaM2?.aCl?.aAgRT2?E?ln(aM2?.aCl(4)E?E?ln?) 2zFzFaM.aAgCl 则aMCl?0.2811?a??a?0.6551 ?r??213a? 7 ?0.412b?/b3.(5分) 解:质量分数与摩尔分数的关系为
xB?wBMA
MB?wB(MB?MA)求得甲醇的摩尔分数为
0.5?46.0688?0.5898
32.042?0.5?14.0268根据Raoult定律 xB?x(CH3OH)?p*(CH3OH) y(CH3OH)?**x(CH3OH)?p(CH3OH)?(1?x(CH3OH))?p(C2H5OH)?0.5898?83.4?0.7184
0.5898?83.4?(1?0.5898)?47.0y(C2H5OH)?1?0.7184?0.2816
4.(10分)
解: t1/2与反应物初始压力成反比,则反应为二级反应。
t12?1
kp,APA,0(1)kP,A(900K)?1kPa?1?s?1=1.678×10-5kPa-1·s-1
1520?39.210-5kPa-1·s-1×8.315J·mol-1×900K kA(900K)?kP,A(900K)?(RT)n?1=1.678×
=0.126dm3·mol-1·s-1
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kP,A(1000K)?1kPa-1·s-1=9.827×10-5kPa-1·s-1
212?48.0kA(1000K)?kP,A(1000K)?(RT)n?1
=9.827×10-5kPa-1·s-1×8.315J·mol-1·K-1×1000K
= 0.817dm3·mol-1·s-1 (2)ln(k2/k1)=
Ea=
Ea(T2?T1)
RT2T1RTT12ln(k2/k1)
T2?T18.315?900?1000?ln=
1000?9000.8170.126J·mol-1
=139.89kJ·mol-1
(3) 2A(g) → 2B(g) + D(g) t=0 PA,0 0 0 t=t PA PA,0-PA 1(PA,0 -PA)
2P总= PA+(PA,0-PA)+1(PA,0-PA)
23 =PA,0 –1PA
22? PA=3PA,0 –1P总
2 =(3×53.3-2×64.0)kPa =31.9kPa
11??kp,A?t PAPA,0由式:t=
PA,0?PA
kP,APAPA,0 =
53.3?31.9s
9.827?10?5?31.9?53.3 第 8 页
=128 s
5.(10分)解:(1)平衡时H2O和CO2的分压p=p总/2,
K=p(H2O) p(CO2)/(p)2=( p总/2p)2
所以 T1=303.15K时,K1= [0.827/(2×100)]2 =1.71×10-5
T2=373.15K时,K2= [97.47/(2×100)]2 =0.2375 △rHm=RT1T2ln(K2/K1)/(T2-T1)
=8.31×303.15×373.15×ln(0.2375/1.71×10-5)/(373.15-303.15) =128.2kJ·mol-1 (2)在分解温度T时K=[101.325kPa/(2×100kPa)]2=0.2567 代入化学反应等压方程积分式: ln(K3/K1)=-(△rHm/R)(1/T3-1/T1)
ln(0.2567/1.71×10-5) =-(128.2×103/8.315)(1/T3-1/303.15K) 得
T3=373.8K
6. (10分) 答:(1)各相区和三相线的相态列入下表(C=CaCl2·6H2O,D=CaCl2·4H2O,E=CaCl2·2H2O):
(2)
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(3)将CaCl2水溶液加热浓缩到组成在wL (4)当溶液温度控制在接近82℃时结晶,可得到最多的纯CaCl2固体,设为m。根据杠杆规则有m×(1-0.485)=(1.0kg-m)×(0.485-0.46)即m=0.0463kg 第 1 页 0