物理化学计算题答案

物理化学计算题目

1、已知反应 (CH 3)2CHOH(g) == (CH 3)2CO(g) + H 2(g) 的C p ,m = 16.72

11mol K J -⋅-⋅⋅，在

457.4

K 时的K =0.36，在298.2 K 时的∆r H = 61.5 kJ ·mol -1，求500 K 时反应的标准平衡常数

1、解：∆r H

(T )= ∆r H

(298.15 K)+()B m ,298.2K

B p T

C ⎰

∑ν

= 61.5×10 3 J ·mol -1+16.72 11mol K J --⋅⋅(T －298.15 K)

= 56.5 ×10 3 J ·mol -1+16.72 11mol K J --⋅⋅×T （2分）

d ln K /d T = ∆r H

/ (RT 2

)= 2

1

113mol K J 16.72mol J 015.56RT ---⋅⋅+⋅⨯ = 1.445

则 K

( 500 K) = 1.53

2、反应2O 2(g) + S 2(g) == 2SO 2(g) 在298 K 至2 000 K 之间的K 与T 的关系为 ：

()

37852

lg 7.57/K K T θ=

- 。求

(1)反应在298 ～2 000K 之间的平均反应的标准摩尔焓； (2) 1 000 K 时的K 。

2、解：(1)∆r H = －2.303×8.314 11mol K J -⋅-⋅⋅×37 852 K

= －724.8 kJ ·mol -1 （3分）

(2) K (1 000 K) = 3057.7100085237109.110⨯=⎪⎭⎫

⎝⎛- （6分）

3、几种物质298 K 的∆f H

(B, T )和S

(B, T ) 如下：

物 质 ∆f H (B, 298 K)

/ k J · mol -1

S (B, 298 K) / J -

K -1

- mol -1

,11

p m

C

J mol K --⋅⋅

HCl （g ） － 92.307

186.76 29.1 H 2（g ） 0

130.6 28.82 Cl 2（g ）

223.0

33.91

求反应 H 2 (g) + Cl 2 (g) == 2 HCl (g) 的K (500K)。

3、解：∆r H (298 K) =

νB ∑∆f H

(B ，298 K)=2×(-92.307)=184.6 k J. mol -1

∆r S (298 K) =∑B νB S (B ，298 K)= 2×186.76-130.6-223=19.921

1

--⋅⋅K

mol J

∆pm

r C =(2×29.91+-28.82-33.91)11--⋅⋅K mol J =－4.531

1--⋅⋅K mol J ()3

1

500

(500)(298)184.6-4.5350029810298

183.7--∆=∆+∆=⨯-⨯=⋅⎰

pm

r m r m r H H K C dT kJ mol

11

500500

(500)(298)19.92-4.53ln

298

29817.58--∆∆=∆+==⋅⋅⎰

pm r r m

r m

C S S dT T

J mol K

（2分）

(500)(500)(500)∆=∆-∆r m r m r m G H T S =183.7-500×17.58×310-=174.911

-⋅mol kJ

ln r m G RT K ∆=- 174.91×310 =-8.314×500ln K

ln K =-42.08

195.3310-=⨯K

4、已知293K 时某电池标准电池电动势为1.0186V ，

(

)P

E T

∂∂= − 3.2×10 -3 V / K ，计算298K 时电池反应的Δr G m 、Δr H m 、Δr S m ，Q r 。

4解： 设273K 时电池电动势为E (E −E 1) /(T −T 1)= − 3.2×10 -3V / K E = − 3.2×10 -3V /K(298K − 273K ) + 1.0186V = 0.9386V 设反应中 n = 2

Δr G m = − nFE = −2×0.9386 V×96500 C · mol= −181.15kJ · mol Δr S m = nF (

)P E

T

∂∂ = 2×96500 C · mol×(−3.2×10 -3V / K) = − 617.6J / K· mol Δr H m = Δr G m +T Δr S m

= −181.15kJ/mol + 298K×(−617.6J / K· mol)×10-3= −365.2 kJ · mol

Q R = T Δr S m = 298K×(− 617.6J / K· mol)×0-3 = − 184.0 kJ · mol 5、 电池Zn|ZnCl 2(b =0.555 mol·kg -1) |AgCl(s)|Ag ，测得25℃时电动势 E =1.015V 。已知：E (Zn 2+|Zn) = -0.763V ，E (Cl -|AgCl|Ag) = 0.2223 V 。 （1）写出电池反应（得失电子数为2）； （2）求上述反应的标准平衡常数K ； （3）求溶液ZnCl 2的平均离子活度因子(系数)γ±

5解: （1）Zn+2AgCl(s) === ZnCl 2（b =0.555mol·kg -1）+2Ag （2）lg K =zFE /2.303RT =

05916

.0)]

763.0(2223.0[2--⨯ =33.3153

K =2.067×1033