物理化学期末考试大题及答案

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 mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ，△vapH0m=40662J mol–1

2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×107

1、计算H2和O2分压各为1.00×10 4 Pa,水蒸气分压为1.00×105 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1.00×10 4 Pa时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分压最少需多大？

△rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自发；P（H2O）=1.24﹡107Pa。

装 订 线

在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C下分解为NH3（g）与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φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V，φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V

求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。

答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V

5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1 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=0.520×10-3S m2 mol–1 pH=2.88

6、溴乙烷分解反应的活化能为229.3KJ mol–1，650K时的速率常数k=2.14×10-4S-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=1.31×10-3S-1；t=1.23×103S, 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 mol–1，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*10–3 min–1 ，K2=9.24*10–2 min–1

T 2=723.2K t1/2=7.5 min

8、250C时，电池（Pt）H2（1P0）｜HCl（b=0.1molKg–1）｜AgCl－Ag(s)，

其电池动势E=0.3524V，求该HCl溶液中的离子平均活度系数r± 。 （φ0Ag/ AgCl =0.2224V） 答案: r±=0.796

9、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 mol–1, 氯离子的极限摩尔电导率为76.34*10-4 S m2 mol–1 。计算250C时氯化银的溶解度和溶度积。 c=0.01309mol/m3；Ksp=(0.01309 mol/m3)2

10、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2260Jg–1 。

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、已知醋酸酐的分解反应为一级反应，其速度常数K（S-1 ）与温度T(K)具有关系式 , 试问（1）欲使此反应在10分钟内转化率达lgk?12.0414?7.537?1031T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=3.84×10-3S–1（3）t1/2=182S（4）Ea=144.3KJ mol–1 1.

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，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=-5.95×10-4V 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β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) 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）： △△S0m/( JKfH0m/( fG0m/( –1molKJmol–KJmol––1) 1) 1) CH3CH3 -84.67 -32.886 229.49 (g) CH2CH2 52.292 68.178 219.45 (g) H2 (g) 0 0 130.587

△rH0m=136.96 KJmol–1；△rG0m=101.06 KJmol–1；△rS0m=120.55 JK–1mol–1。 K0（298K）=1.93﹡10-18；K0（2000K）=0.138；α=34.9%

18、（11分）一般化学反应的活化能在40～

400kJ mol-1范围内，多数在50～250 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/ K400K =2.08； （2）、K310K/ K300K =6.96；K410K/ K400K =3.00； （3）、lnk与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φ0（Sn 2+| Sn）=-0.136V, φ0（Pb2+| Pb）=-0.126V。

△rGm>0，不可以；△rGm<0，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/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 =31.2KJmol–1；△vapHm =25.47KJmol–1；△fusHm =5.75KJmol–1；（2）、P=5934Pa, T=195.2K。

21、（18分）电Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.1mol

kg-1)|Hg2Cl2(s)|Hg)电动势E与温度T的关系为

E/V=0.0694+1.881×10-3T/K-2.9×10-6 (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 反应过程的Qr.m。

△rHm=-31.57KJmol–1；△rGm=-35.93KJmol–1；△rSm=14.64 JK–1mol–1。

Qr.m=4.365KJmol–1；

池

22、（18分）在1000C下，下列反应的Kθ＝8.1×10-9，△rSθ＝125.6JK–1 mol–1，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△rHmθ (3） 总压为200KPa，COCl2解离度为0.1%时的温度。设△rCpmθ＝0。

6.37×10-5，105 KJmol–1；446K；

装 订 线 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；

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