物理化学第二版作业答案6-8

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物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案

物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案

物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案第六章可逆电池电动势6.1本章学习要求1.掌控对称电池、对称电极的类型、电极电势标准态、电动势、nernst公式及其应用领域;2.掌控对称电池热力学,对称电池电动势的测定方法及其在化学、生命体系及土壤体系等领域中的应用领域;3.了解pe、ph?电势图和生化标准电极电势。

6.2内容概述6.2.1可逆电池1.对称电池(reversiblecell)的条件:电池在充任、振动时出现的反应必须为可逆反应;电池充任、振动时的能量切换必须对称,即为通过电池的电流无限小,并无热功转变。

2.对称电极的类型(1)金属电极由金属浸在含有该金属离子的溶液中构成,包括汞齐电极。

如zn电极zn(s)│znso4(aq)电极电势(electrodepotential)φzn/zn=φ?ln(2)气体电极由惰性金属(通常用pt或au为导电体)插入某气体及其离子溶液中构成的电极,如氢电极,pt,h2(p)│h(ah)电极电势φ=φ?ln(3)金属难溶盐电极将金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐,浸入含有该难溶盐的负离子的溶液中构成。

如银?氯化银电极,ag(s),agcl(s)│cl(acl)电极电势φagcl,ag,cl=φ?lnacl(4)氧化还原电极由惰性金属(如pt片)插入某种元素两种不同氧化态的离子溶液中构成电极,如sn、sn电极,pt(s)│sn(a),sn(a)电极电势φ=φ?ln3.电池表示法电池的书面表示所采用的规则:负极写在左方,进行氧化反应(是阳极),正极写在右方,进行还原反应(是阴极);组成电池的物质用化学式表示,并注明电极的状态;气体要注明分压和依附的不活泼金属,温度,所用的电解质溶液的活度等,如不写明,则指298k,p,a=1;用单垂线“│”表示接触界面,用双垂线“u”表示盐桥(saltbridge);在书写电极和电池反应时必须遵守物料平衡和电荷平衡。

6.2.2电极电势1.标准氢电极(standardhydrogenelectrode)用镀铂黑的铂片插入氢离子活度为1的溶液中,用标准压力的干燥氢气不断冲击到铂电极上所构成的电极,规定其电极电势为零。

物理化学习题与答案

物理化学习题与答案

热力学第一定律练习题一、判断题:1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。

当系统的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。

4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。

5.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。

7.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都是状态函数。

8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。

10.在101.325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。

若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。

12.1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。

13.因焓是温度、压力的函数,即H= f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时,由于d T = 0,d p = 0,故可得ΔH = 0。

16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。

18.若一个过程是可逆过程,则该过程中的每一步都是可逆的。

20.气体经绝热自由膨胀后,因Q = 0,W = 0,所以ΔU = 0,气体温度不变。

28.对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程,W R= ΔU= n C V,mΔT,W Ir= ΔU= n C V,mΔT,所以W R= W Ir。

1.第一句话对,第二句话错,如理想气体的等温过程ΔU = 0,ΔH= 0。

4.错,理想气体的U = f(T),U与T不是独立变量。

5.错,绝热压缩温度升高;理想气体恒温可逆膨胀,吸热。

7.错,Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。

8.错,(1)未说明该过程的W'是否为零;(2)若W' = 0,该过程的热也只等于系统的焓变。

10.错,这不是理想气体的单纯pVT 变化。

12.错,在升温过程中有相变化。

13.错,H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。

物理化学第八章答案

物理化学第八章答案

第八章电解质溶液复习题1、答:Faraday 归纳了多次实验结果,于1833年总结出了电解定律:1.在电极界面上发生化学变化物质的质量 与通入的电荷量成正比。

2.通电于若干个电解池串联的线路中,当所取的基本粒子的荷电数相同时,在各个电极上发生反应的物质,其物质的量相同,析出物质的质量与其摩尔质量成正比。

2、答:电势高的极称为正极;电势低的极称为负极;发生还原作用的极称为阴极;发生氧化作用的极称为阳极。

在原电池中,阳离子迁向阴极,阴极上发生还原,得到电子;阴离子迁向阳极,在阳极上发生氧化反应,失去电子,故在原电池中电子是从阳极流入阴极;根据电流的方向是从正极流向负极,而电子的方向是从负极流向正极,故在原电池中阳极是负极而阴极是正极。

3、对于电导率:中性盐和强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。

强电解质当浓度增加到一定程度后,解离度下降,离子运动速率降低,电导率也降低;中性盐由于受饱和溶解度的限制,浓度不能太高;弱电解质溶液电导率随浓度变化不显著,因浓度增加使其电离度下降,粒子数目变化不大;对于摩尔电导率:由于溶液中导电物质的量已给定,都为1mol ,所以,当浓度降低时,粒子之间相互作用减弱,正、负离子迁移速率加快,溶液的摩尔电导率必定升高。

但不同电解质随浓度降低,摩尔电导率增大的幅度不同,强电解质当浓度降至0.001 molL 以下时,摩尔电导率与浓度的1/2次方之间呈线性关系。

弱电解质浓度较大时,随着浓度下降,摩尔电导率也缓慢升高,但变化不大。

等稀到一定程度,摩尔电导率迅速升高。

4、强电解质:随着浓度下降,摩尔电导率升高,通常当浓度降至0.001 molL 以下时,摩尔电导率与浓度的1/2次方之间呈线性关系。

将该直线外推至浓度趋近于0,就可求得无限稀释摩尔电导率。

弱电解质:随着浓度下降,摩尔电导率也缓慢升高,但变化不大。

摩尔电导率与浓度不呈线性关系,等稀到一定程度,摩尔电导率迅速升高,弱电解质的无限稀释摩尔电导率不能用外推法得到。

物理化学第2版万洪文 下 各章练习题答案

物理化学第2版万洪文 下 各章练习题答案

解:1/[A]-1/ [A]0=( k1+ k2) t , k1 /k2=15%/25%=0.6 , k1+ k2=0.044 mol-1dm3min-1, k1 = 1.67×10-2mol-1dm3min-1 k2 = 2.78×10-2mol-1dm3min-1
11、在1189K下,乙酸的气相分解有两条平行的反应途径: ( 1 ) CH3COOH → CH4 + CO2 k1 = 3.74 s-1 ( 2 ) CH3COOH → H2C=C=O + H2O k2 = 4.65 s-1 (1)求乙酸反应掉99%所需的时间; (2)求在此温度下乙烯酮的最大产率。 解:(1) ln([A] /[A]0)= -( k1+ k2)t , t= 0.55 s . (2) 最大产率= 4.65/(3.74+ 4.65)=0.556
9、某连串反应, 试证明:(1)若k1>>k2,则C的生成速率决定于k2; (2)若k1<<k2,则C的生成速率决定于k1
证明: t=0 a t=t x 0 y 0 z
10、在二硫化碳溶液中,以碘为催化剂,氯苯与氯发生如下平行反应:
在温度和碘的浓度一定的条下, C6H5Cl和 Cl2的起始浓度均为0.5 mol.dm-3 , 30 min 后 C6H5Cl 有 15%转变为邻- C6H4Cl2 , 而有25%转变为对- C6H4Cl2 ,求k1和 k2 。
7、某溶液含有NaOH和CH3COOC2H5 ,浓度均为1.00×10-2mol· dm-3 , 298 K时反应经 过10min有39%的CH3COOC2H5分解,而在308 K时,10分钟有55%分解,计算: (1)该反应的活化能。 (2)288K时,10分钟能分解多少? (3)293K时,若有50%的CH3COOC2H5分解需时多少? 解:(1)1/[A]-1/[A]0= k t ,k(298 K)= 6.39 mol-1· dm3 min-1 ,k(308 K)=12.22 mol-1· dm3 min-1 Ea=Rln(k1/k2)(1/T2-1/T1)= 49.4kJ· mol-1 (2)288K时,k(288K)=3.2 mol-1· dm3 min-1, t =10 min,{[A]0-[A]}/ [A]0=24.2% (3)293K时, k(293K)=4.55 mol-1· dm3 min-1, t1/2=1/( k[A]0)= 22min 8、两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子,反应1的活化能比反应2的活化能高出 10.46kJ ·mol-1;在 373K时,若反应1的反应物初始浓度为0.1mol ·dm-3,经过60min后反应 1已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为0.05mol ·d m-3时, 要使反应 2完成70%需要多长时间(单位min)? 解:由k=Ae-Ea/RT,A1=A2,所以k1/k2=e (Ea1-Ea2)/RT 由1/[A]-1/[A]0= k t , Ea1-Ea2=10.46×103J/mol 所以 k1= 7.14×10-2 mol-1 ·dm3 min-1 ,k2=2.04 1/(1-70%) [A]0 -1/[A]0 = k2 t2 , [A]0 = 0.05mol ·d m-3 所以 t2=22.88min

《物理化学》试卷及答案解析

《物理化学》试卷及答案解析

《物理化学》试卷及答案解析得分1评卷人、填空题(旬小题2分,共20分)l、状态函数可分为两类:其数值在系统中具有加和性的是,请举三个这类函数的例子;其数值取决于系统自身而与系统中物质数量无关的是,请举三个这类函数的例子。

2、写出Joul e-T homson系数的定义式:该气体经节流过程后,随压力降低,温度3、可逆热机的效率与两热源温度的关系是逆热机去牵引机车,机车的速度将会是。

若Joule-T homson系数大千O,则。

;在其他条件都相同的前提下,用可。

4、Zn与稀硫酸作用,其他条件相同的情况下,分别在敞口容器中进行和在密闭容器中进行,所放出的热量进行比较,前者后者。

(填"<"、">"或"=")5、NH4C l(s)在真空容器中分解生成NH3(g)和HC I(g)达平衡,该系统的组分数为,相数为,自由度数为。

6、某分解反应为A(s)= 2B(g)+C(g) , 气体视为理想气体,其标准平衡常数K o与解离压力P 之间的关系是7、双变量体系的热力学基本公式:dU= PdV ; dG= VdP。

8、在200°C和25°C之间工作的卡诺热机,其效率为%。

9、纯物质混合形成理想液态混合物时,I:::.V 0, I:::. . H 0, I:::. S 0, I:::. Gmix mix mix mix 0。

(填“<“、">"或'=")是系是10、理想气体反应,标准平衡常数K汇与用分压表示的经验平衡常数K之间的关系;标准平衡常数K臼与用物质的量分数表示的经验平衡常数K之间的关。

得分1评卷人1二、选择题(每小题2分,共20分)l、某气体的压缩因子z> 1, 表示该气体比理想气体( )(A)容易压缩(B)不易压缩(C)容易液化(D)不易液化2、关千气体的隙流,下列说法错误的是(A)气体隙流速度与摩尔质量的平方根成正比CB)隙流定律可以用来求气体的摩尔质噩CC)利用隙流作用可以分离摩尔质量不同的气体CD)气体分子运动论是隙流定律的理论依据()3、系统从一个状态经不可逆过程到达另一状态,系统的�sc )(A)大千零(B)小千零CC)等千零(D)无法确定4、碳酸钠和水可以形成Na 2C03·H 20,Na 2C03·7H 20, N a 2C03·10H 20三种水合物,在101.3kPa 时该物系共存的相数最多为(A) 2 (B) 3 (C) 45、常压下-l0°C过冷水变成-l0°C 的冰,此过程的(A)�G <O ,�H>O (C)�G=O ,�H =O CB) Li G >O ,LiH >O (D) Li G <O ,LiH <O(D) 5 ()6、A、B 两组分的气液平衡T-x 图上,有-最低恒沸点,恒沸物组成为X A =Q.7。

物理化学作业答案

物理化学作业答案

物理化学作业答案第一章热力学第一定律一、判断题(正确打√,错误打×)1. 由于p和V都是状态函数,则pV也是状态函数。

(√ )2. 状态函数改变后,状态一定改变。

(√ )3. 孤立系统内发生的一切变化过程,其 U Δ必定为零。

(√ )4. 温度越高,Q值越大。

(×)5. 等压过程是指系统在变化过程中系统的压力等于环境的压力。

(×)6. 不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。

(×)7. 在标准状态下,最稳定单质的焓值等于零。

(×)8. O2 (g)的标准摩尔燃烧焓等于零。

(√ )9. H2O(l)的标准摩尔燃烧焓等于零。

(√ )10. H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的U △ 等于零。

(√)二、选择题(选1个答案)1. 是状态函数。

( A )A.G B.△U C.W D.Q2. 不是状态函数。

( D )A.H B.U C.S D.△G3. 具有广度性质。

( B )A.T B、U C.P D.ρ(密度)4. 具有强度性质。

( D )A.S B.V C.G D.η(粘度)5. 的标准摩尔生成焓等于零。

( A )A.C(石墨) B.C(金刚石) C.CO2 D.CO6.的标准摩尔燃烧焓等于零。

( C )A.C(石墨) B.C(金刚石) C.CO2 D.CO7. 理想气体在外压为 101.325kPa 下的等温膨胀,该过程的。

( A )A.Q>0 B.Q<0 C.△U>0 D.△U<08. 101.325kPa和 273.15K的水等温等压变为冰,该过程的。

( D )A.Q>0 B.△U=0 C.△H>0 D.△H<09. 下列叙述中不属于状态函数特征的是。

( C )A.系统变化时,状态函数的改变值只由系统的始、终态决定。

B.系统状态确定后,状态函数的值也确定。

C.状态函数均有加和性。

D.经循环过程,状态函数的值不变。

大学生 物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)(2)

大学生 物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)(2)

第 七 章 化学反应动力学一、思考题1. 有如下化学计量式,分别写出用参与反应的各种物质表示的速率表达式。

设反应都是基元反应,根据质量作用定律写出反应的速率方程式。

(1)A + B = C (2)2A + B = 2C (3)A + 2B = C + 2D (4)2Cl + M = Cl 2 + M答:根据质量作用定律上述式子的出反应的速率方程式如下:(1)r = k [A][B] (2)r = k [A]2[B] (3)r = k [A][B]2 (4)r = k [Cl]2[M]2. 某化学反应化学计量方程为A + B = C ,能认为这是二级反应吗?答: 不能。

反应级数应该从实验中求出。

化学反应方程式只表示参与反应的各物质的量之间的关系,不代表反应机理。

若注明它是基元反应,则可以运用质量作用定律,确定它是二级反应,也是双分子反应。

3. 化学反应化学计量方程为AB 3 = A + 3B,这样的反应是否可能为基元反应?答: 不可能。

根据微观可逆性原理,正、逆反应必须遵循相同的途径。

基元反应最多只有三分子反应,现在逆反应有四个分子,所以逆反应不可能是基元反应,则正反应也不可能是基元反应。

4. 零级反应是否是基元反应?答: 不是。

因为不可能有零分子反应。

一般是由于总反应机理中的决速步与反应物的浓度无关,所以对反应物呈现零级反应的特点。

零级反应一般出现在表面催化反应中,决速步是被吸附分子在表面上发生反应,与反应物的浓度无关,反应物通常总是过量的。

5. 某一反应进行完全所需时间是有限的,且等于0c k(c 0是反应物起始浓度),则该反应是几级反应? 答: 零级。

根据零级反应动力学程x = kt ,则有:0c tk 。

6. 具有简单级数的反应是否一定是基元反应? 答: 不一定。

基元反应一定具有简单反应级数,但具有简单级数的反应不一定是基元反应,例如氢气和碘发生反应生成碘化氢,实验测得这是二级反应,但它是个总包反应,反应机理有若干步基元反应组成。

物理化学课后答案热力学第一定律

物理化学课后答案热力学第一定律

物理化学课后答案热⼒学第⼀定律物理化学课后答案热⼒学第⼀定律公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]第⼆章热⼒学第⼀定律【复习题】【1】判断下列说法是否正确。

(1)状态给定后,状态函数就有⼀定的值,反之亦然。

(2)状态函数改变后,状态⼀定改变。

(3)状态改变后,状态函数⼀定都改变。

(4)因为△U=Q v , △H =Q p ,所以Q v ,Q p 是特定条件下的状态函数。

(5)恒温过程⼀定是可逆过程。

(6)汽缸内有⼀定量的理想⽓体,反抗⼀定外压做绝热膨胀,则△H= Q p =0。

(7)根据热⼒学第⼀定律,因为能量不能⽆中⽣有,所以⼀个系统若要对外做功,必须从外界吸收热量。

(8)系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ,若△T=0,则Q=0,⽆热量交换。

(9)在等压下,机械搅拌绝热容器中的液体,使其温度上升,则△H =Q p = 0。

(10)理想⽓体绝热变化过程中,W=△U,即W R =△U=C V △T,W IR =△U=C V △T,所以W R =W IR 。

(11)有⼀个封闭系统,当始态和终态确定后;(a )若经历⼀个绝热过程,则功有定值;(b )若经历⼀个等容过程,则Q 有定值(设不做⾮膨胀⼒);(c )若经历⼀个等温过程,则热⼒学能有定值;(d )若经历⼀个多⽅过程,则热和功的代数和有定值。

(12)某⼀化学反应在烧杯中进⾏,放热Q 1,焓变为△H 1,若安排成可逆电池,使终态和终态都相同,这时放热Q 2,焓变为△H 2,则△H 1=△H 2。

【答】(1)正确,因为状态函数是体系的单质函数,体系确定后,体系的⼀系列状态函数就确定。

相反如果体系的⼀系列状态函数确定后,体系的状态也就被惟⼀确定。

(2)正确,根据状态函数的单值性,当体系的某⼀状态函数改变了,则状态函数必定发⽣改变。

(3)不正确,因为状态改变后,有些状态函数不⼀定改变,例如理想⽓体的等温变化,内能就不变。

(4)不正确,ΔH=Qp ,只说明Qp 等于状态函数H 的变化值 ΔH,仅是数值上相等,并不意味着Qp 具有状态函数的性质。

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物理化学作业题答案第六章相平衡 思考题5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡, NH 4CI(S)垐9 NH 3(g) HCI(g)。

指出该系统的独立组分数、相数和自由度?答:反应中有三个物种, 一个平衡限制条件, 没有浓度限制条件。

所以独立组分数为 2,相数为2,自由度为2。

习题解析3. CaCO 3(s)在高温下分解为CaO(S)和CO 2(g),根据相律解释下述实验事实。

(1) 在一定压力的CO 2(g)中,将CaCO 3(s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内 CaCO 3(s)不 会分解。

(2)在CaCO 3(s)的分解过程中,若保持 CO 2(g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。

解:⑴ 该系统中有两个物种, CO 2(g)和CaCO 3(s),所以物种数S 2。

在没有发生反应时,组分数C 2。

现在是一个固相和一个气相两相共存,P 2。

当CO 2(g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度f * C 1 P 2 1 2 1。

这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以CaCO 3(s)不会分解。

(2)该系统有三个物种,CO 2(g) ,CaCO 3(s)和CaO(S),所以物种数S 3。

有一个化学平衡, R 1。

没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故 C 2。

现在有三相共存(两个固相和一个气相) ,P 3。

若保持 CO 2(g)的压力恒定,条件自由度 f * C 1 P 2 13 0。

也就是说,在保持 CO 2(g)的压力恒定时,温度不能发生变化,即 CaCO 3(s)的分解温度有定值。

5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5C,当大气中的水蒸气分压降至266.6 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗 ?若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为 273.16 K 和611 Pa,水的摩尔气化焓V aP H m 45.05 kJ mol 1,冰的摩尔融化焓 fusH m 6.01 kJ mol 1。

设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是常数。

解:冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和,1 1SUbHmVaPHmfusH m (45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol用Clausius-Clapeyron 方程,计算 268.15 K (-5 C)时冰的饱和蒸气压I p(268.15K) 51 060 1 1ln解得p(268.15K) 401.4 Pa611 Pa 8.314 273.16 268.15而268.15 K (-5 C)时,水蒸气的分压为266.6 Pa,低于霜的水蒸气分压,所以这时霜要升华。

当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa时,霜可以存在。

(4)为什么将Cθ2(s)称为“干冰”?Cθ2(∣)在怎样的温度和压力范围内能存在?解:(1)OA线是CO2(l)的饱和蒸气压曲线。

OB线是CO2(s)的饱和蒸气压曲线,也就是升华曲线。

OC线是CO2(s)与CO2(I)的两相平衡曲线。

0点是CO2的三相平衡共存的点,简称三相点,这时的自由度等于零,温度和压力由系统自定。

A点是CO2的临界点,这时气-液界面消失,只有一个相。

在A点温度以上,不能用加压的方法将CO2(g)液化。

(2)CO2喷出时有一个膨胀做功的过程,是一个吸热的过程,由于阀门是被缓慢打开的,所以在常温、常压下,喷出的还是呈CO2(g)的相态。

(3)高压钢瓶的阀门迅速被打开,是一个快速减压的过程,来不及从环境吸收热量,近似为绝热膨胀过程,系统温度迅速下降,少量CO2会转化成CO2(s),如雪花一样。

实验室制备少量干冰就是利用这一原理。

(4)由于CO2三相点的温度很低,为216.6 K ,而压力很高,为518 kPa。

我们处在常温、常压下,只能见到CO2(g),在常压低温下,可以见到CO2(s),这时CO2(s)会直接升华,看不到由CO2(s)变成CO2(l)的过程,所以称CO2(s)为干冰。

只有在温度为216.6 K至304 K,压力为518 kPa至7400 kPa的范围内,CO2(I)才能存在。

所以,生活在常压下的人们是见不到CO2(l)的。

12.在大气压力下,液体A与液体B部分互溶,互溶程度随温度的升高而增大。

液体A和B对Raoult定律发生很大的正偏差,在它们的T W B的气-液相图上,在363 K出现最低恒沸点,恒沸混合物的组成为W B 0.70。

液体A与液体B的T W B的气-液相图,与液体A与B部分互溶形成的帽形区在363 K时重叠,在363 K的水平线上有三相共存:液体A中溶解了B的溶液l1,其W B 0.10 ;液体B中溶解了A的溶液l2,其W B 0.85 ;以及组成为W B 0.70的气-液组成相同的恒沸混合物。

根据这些数据:(1) 画出液体A与液体B在等压下的T W B的相图示意图。

设液体A的沸点为373 K ,液体B的沸点为390 K o (2)在各相区中,标明平衡共存的相态和自由度。

(3)在大气压力下,将由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系缓缓加热,在加热到接近 363 K (而没有 到达363 K )时,分别计算I 1和I 2两个液体的质量。

解:(1)根据题意,所画的相图示意图如下, (2)CED 线以上,是A 和B 的混合气体单相区,对于二组分系统,根据相律,条件自由度f * 2 ;CFA 线以左,是液体 A 中溶解了 B 的溶液I i ,单相区,f CFE 线之内,是气体与溶液I i 的两相平衡共存区,f * 1 ; DGB 线以右,是液体 B 中溶解了 A 的溶液I 2 ,单相区,f * DEG 线之内,是气体与溶液I 2的两相平衡共存区,f * 1; FEG 线以下,是溶液I 1与溶液I 2的两相平衡共存区,f *1 ;(3)在由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系中, W B在W B 0.30的物系加热到接近 363 K 时,还是两个溶液组成的两相区, W B 0.30为支点,利用杠杆规则,计算 I 1和I 2两个液相的质量m(h) (0.30 0.10) m(l 2) (0.85 0.30)m(I 1) m(l 2) (350 150)g500 g解得,m(I 1) 367 g ,m(I 2) 133 g第七章 化学反应动力学思考题9. 已知平行反应A k ,E a 1k 2 ,E a 2a,1B 和 A a,2C , 且 E a,1 Ea,2,为提高 B 的产 量,应采取什么措施? 答:措施之一:选择合适的催化剂,只减小活化能 E a,1,加快生成B 的速率系数;措施之二:提高反应温度,使k 1的增加量大于k 2的增加量,使B 的含量提高。

习题解析33.已知物质 A 的分解反应是一级反应。

在一定温度下,当A 的起始浓度为0∙ 1 mol dm 时,分解20%的A需时50min 。

试计算(1) 该反应的速率系数 k O (2)该反应的半衰期t 1 2。

3(3) 当A 的起始浓度为0.02 mol dm 时,分解20%的A 所需的时间。

(150 350)g近似利用363 K 时两液相的组成, 以1 50min In110.24.46 10 3 min解:(1)因为是一级反应,已知在50min内A的分解分数,可利用一级反应的定积分式,计算速率系数k。

即(2) —级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关,只要知道速率系数的值,就能计算一级反应的半衰期,3 I155.4 min 4.46 103 min 1(3) 对于一级反应,在达到各种转化分数时,所需的时间与半衰期一样,都与反应物的起始浓度无关。

所以, 只要转化分数相同,所需的时间也就相同。

现在A 的分解分数都是 20% ,所以(3)的答案与已知的条件相同,也是50min 。

11 •在298 K 时,测定乙酸乙酯皂反应的速率。

反应开始时,溶液中乙酸乙酯与碱的浓度都为0.01 mol dm(1) 证明该反应为二级反应,并求出速率系数 k 的值。

(2) 若乙酸乙酯与碱的浓度都为 0.002 mol dm 3,试计算该反应完成 95%时所需的时间及该反应的半衰期。

1X解:(1)假设反应是二级反应,代入二级反应( a b )的定积分式,k 1一X一,计算速率系数值。

t a a X同理,可以求出其他的速率系数值分别为:即t i2ln2 V已知的是剩余碱的浓度,即(a x)的数值,所以k 11 3min33(0.01 7.40 10 )mol dm3 0.01mol dm 7.40 103 mol dm 331111.71(mol dm ) mink215min (0.01 33 6.34 10 )mol dm0.01mol dm 3 6.34 10 3mol dm 311.55(mol dm 3) 1 mink 317 min (0.01 5.50 10 3)mol dm 30.01mol dm 3 5.50 10 3mol dm 11.69(mol dm 3) 1 mink 411.55(mol dm 3) 1 min 1 , k 511.70(mol dm 3)min k611.77(mol dm 3) 1 min 1, k 7 11.75(moldm 3)min速率常数基本为一常数,说明该反应为二级反应,其平均值为:k 11.67 (moldm 3) 1 min 1 。

也可以用作图法来确定反应的级数。

假设反应为二级,以—:t 作图。

若得一直线,说明是二级反应。

从 a X直线的斜率计算速率系数的值。

(2)利用以转化分数表示的二级反应的定积分式,和a所需的时间和半衰期。

b 的二级反应的半衰期公式,就可以计算出转化 95%t 丄丄ka 1 y _______ 1 _______ 0.95 1(11.67 0.002) min 1 0.95814.0 min11t 12ka 3 II3 42.8 min11.67(mol dm 3)min 1 0.002mol dm 314 •某些农药的水解反应是一级反应。

已知在 293 K 时,敌敌畏在酸性介质中的水解反应也是一级反应,测得它的半衰期为61.5 d,试求:在此条件下,敌敌畏的水解速率系数。

若在 343 K 时的速率系数为0.173 h -1,求在343解:对于一级反应,已知反应完成20%所需的时间,就可以从它的积分式求出反应的速率系数11 1 1k 1 - ln ln0.0149min 1t 1 y 15mi n 1 0.224.乙醛热分解反应的主要机理如下:将中间产物的浓度,改用反应物的浓度来代替。

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