人卫版物理化学(第六版)课后习题答案详解.doc 77页

'《物理化学》作业习题物理化学教研组解2009，7第一章热力学第一定律与热化学1.一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为体系，则ΔU、Q、W为正？为负？或为零？解：2.试证明1mol理想气体在衡压下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R。证明：3.已知冰和水的密度分别为：0.92×103kg·m-3，现有1mol的水发生如下变化：(1)在100oC，101.325kPa下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；(2)在0oC、101.325kPa下变为冰。试求上述过程体系所作的体积功。解：(1)(2)4.若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。(1)Q、W、Q－W、ΔU是否已经完全确定。 (1)若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？解：(1)Q－W与ΔU完全确定。(2)Q、W、Q－W及ΔU均确定。5.1mol理想气体从100oC、0.025m3经过下述四个过程变为100oC、0.1m3：(1)恒温可逆膨胀；(2)向真空膨胀；(2)恒外压为终态压力下膨胀；(3)恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m3时的压力膨胀至0.05m3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m3。求诸过程体系所做的体积功。解：(1)(2)(3)(4)6.在一个带有无重量无摩擦活塞的绝热圆筒内充入理想气体，圆筒内壁上绕有电炉丝。通电时气体缓慢膨胀，设为等压过程。若(1)选理想气体为体系；(2)选电阻丝和理想气体为体系。两过程的Q、ΔH分别是等于、小于还是大于零？解：(1)(2)7.在373K和101.325kPa的条件下，1mol体积为18.80cm3的液态水变为30200cm3。求此过程的ΔH及ΔU。解：8.分别判断下列各过程中的Q、W、ΔU及ΔH为正为负还是为零?(1)理想气体自由膨胀(2)理想气体恒温可逆膨胀(3)理想气体节流膨胀(4)理想气体绝热反抗恒外压膨胀(5)水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功之后恢复原态，以水蒸气为体系(6)水(101325Pa,273.15K)→冰(101325Pa,273.15K) (7)在充满氧的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧，以反应器及其中所有物质为体系。解：(1)W＝0，Q＝0、、ΔU＝ΔH＝0(2)W>0，Q>0、ΔU＝ΔH＝0(3)W＝0，Q＝0、ΔU＝ΔH＝0(4)W>0，Q＝0、ΔU<0、ΔH<0(5)W>0，Q>0、ΔU＝ΔH＝0(6)W>0，Q<0、ΔU<0、ΔH>0(7)W=0，Q=0、ΔU＝0、ΔH>09.已知H2(g)的Cp,m=(29.07-0.836×10-3T+2.01×10-6T2)J·K-1·mol-1，现将1mol的H2(g)从300K升至1000K，试求：(1)恒压升温吸收的热及H2的ΔH；(2)恒容升温吸收的热及H2的ΔU。解：(1)=20620.53J（2）=14800J10.在在0℃和506.6kPa条件下，2dm3的双原子理想气体体系以下二个过程恒温膨胀至压力为101.325kPa，求Q,W,△U,△H。（1）可逆膨胀；（2）对抗恒外压101.325kPa膨胀。解：（1）W=＝1629J△U=0,Q＝1629J(2)W=P外△V=101325×（）＝809.586J△H=△U=0Q=809.586J11.(1)在0℃和506.6kPa下，1mol水全部蒸发为水蒸气，求此过程的Q、W、△U、△H。已知水的汽化热为40.7kJ·mol-1.(2)若在373K、101.325kPa下的水向真空蒸发，变成同温同压的水蒸气，上述个量又如何？（假设水蒸汽可视为理想气体）。解：（1）相变在恒温恒压且非体积功为零下进行，故△H＝QP＝40.7KJW＝P0（Vg－V1）(2)该相变相真空进行为不可逆相变，Pe＝0，W＝0。因为（2）的始，终态同（1）所以△H，△U与（1）相同，即△H=40.7KJ,△U=37.6KJ,Q=37.6KJ.12.1mol单原子理想气体，始态压力为202.65kPa，体积为11.2dm3，经过pT为（1）终态的体积与温度（2）体系的△U及△H；（3）该过程体系所作的功。 解：（1）（2）△U＝3/2×8.314×（136.5-273）＝-1702J△H=5/2×8.314×（136.5－273）＝-2837J(3)PT=B,P=B/TV=RT/P=RT2/B,Dv=（2RT/B）DtW＝2×8.314×（136.5-273）＝-2270J13.某理想气体的CV,M=20.92J·K-1·mol-1，现将1mol的该理想气体于27℃、101.325kPa时受某恒外压恒温压缩至平衡态，再将此平衡态恒容升温至97℃，此时压力为1013.25kPa。求整个过程的Q,W,△U及△H。解：V2=V3=nRT3/P3=8.314×(97+273)×1013.25×1033.036×10-3m3V1＝8.314×300/101325=2.462*10-2m3Pe＝P2=nRT2/V2＝8.314×300/3.036×10-3821542kPaW1=Pe（V2-V1）=821542×（3.063×10-3）-2.462×10-2＝-17.73KJW2=0W=W1+W2=-17.73KJ△U=20.92×（370-300）＝1464.4J△H=（20.92+8.314）×（370-300）＝2046.4JQ=△U+W=1464.4-17.73×103=-16.27KJ14.1摩尔单原子分子理想气体，在273.2K,1.0×105Pa时发生一变化过程，体积增大一倍，Q=1674J.△H=2092J。（1）计算终态的温度、压力和此过程的W、△U。（2）若该气体经恒温和恒容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q,W,△U,△H。解：（1）△H＝NcP,m（T2-T1）得T2＝=P2=△U＝nCV,M(T2-T1)=1.5×8.314×（373.8－273.2）＝1255JW=Q-△U=1674-1255=419J(2)因始终态与（1）相同，所以状态函数得改变值与（1）相同，即△U＝1255J,△H=2092J.第一步恒温可逆过程：W=8.314×273.2×ln2＝1574J第二步恒容可逆过程：W==0,所以W=W1+W2=1574JQ=△U+W=2829J15.1mol双原子理想气体在0℃和101.325kPa时经绝热可逆膨胀至50.65kPa，求该过程的W和△U。解：双原子理想气体CV,M＝CP,M＝CP,M/CV,M＝1.4TrP1-r＝常数T2=T1()＝273×（）（1－1.4）/1.5=224K △U=2.5×8.314×(224-273)＝-1018.5JW=Q-△U=1674-1255=2829J16．某理想气体的CP,M=28.8J·K-1·mol-1，起始状态为P1=303.99KPa，V1=1.3dm3，T1＝298k。经一可逆绝热膨胀至2.86dm3。（1）终态的温度与压力。（2）该过程的△H及△U。解：（1）=P2=303.99×T2=298×＝226K(2)n＝△U＝0.176×（28.8－8.314）（226-298）＝-260J△H＝0.176×28.8×（226-298）＝-365J17.今有10dm3O2从2.0×105Pa经绝热可逆膨胀到30dm3，试计算此过程的Q,W,△H及△U。（假设O2可视为理想气体）解：双原子理想气体，CV,M＝CP,M＝CP,M/CV,M＝1.4P2＝因为绝热，Q=0W=△U＝－W=1.8×103J对于理想气体，CP/Cv=则△H＝△U＝-2.5×103J18.证明（）p＝Cp－P()p证：CP=H=U+PVCP=（）p+P()p（）p＝CP－P()p19.证明CP-CV=-（）V 证：对H微分得dH＝（）pdT+（）dPH=U+PV（）V=（）V+V()V（）V+V()p=（）p+（）()V（）V=CV,（）p=CPCV+V（）V=CP+（）（）VCP-CV=-（）V20.25℃的0.5克正庚烷在恒容条件下完全燃烧使热容为8175.5JK-1的量热计温度上升了2.94℃，求正庚烷在25℃燃烧的△H.解：C7H16(l)+11O2（g）=7CO2（g）+8H2O（l）M=100△H=QP=QV+△nRT=NcV△T+△ngRT＝-8175.5×2.94×（100/0.5）+(7-11)×8.314×298＝-4817.1KJ21.试求下列反应在298K、101.325KPa时的恒压热效应。（1）2H2S（g）+SO2（g）=2H2O（g）+3S（斜方）QV=-223.5KJ(2)2C(石墨)+O2（g）=2CO（g）QV=-231.3KJ（3）H2(g)＋Cl2（g）＝2HCl（g）QV＝-184KJ解：（1）QP=-223.8×10-2＋（0-3）×8.314×298＝-231.2KJ(2)QP=-231.3×103＋（2-1）×8.314×298＝-228.8KJ(3)QP=-184×103＋（2-2）×8.314×298＝-184KJ22.某反应体系，起始时含10molH2和20molO2，在反应进行时t时刻，生成了mol和H2O。请计算下述反应方程式的反应进度：解：（1）(2)=4/2=2mol（3）＝mol23．已知下列反应在298K的时热效应。（1）Na（s）＋1/2Cl2（g）＝NaCl（s）△rHm＝-411KJ(2)H2(g)＋S（s）＋2O2（g）＝H2SO4(l)△rHm＝-811.3KJ(3)2Na（s）＋S(s)＋2O2(g)＝NaSO4（s）△rHm＝-1383KJ （4）1/2H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g）△rHm＝-92.3KJ求反应2NaCl（s）＋H2SO4(l)＝NaSO4(S)+2HCl（g）在298K时的△rHm和△rUm.解：根据赫斯定律，反应＝△rHm=[-1383+(-92.3)×2]-[(-411)×2+（-811.3）]＝65.7KJmol-1△rUm=△rHm-△Nrt=65.7×103-2×8.314×298＝60.74KJ24.已知下述反应298K时的热效应（1）C6H6COOH（l）+O2（g）=7CO2（g）+3H2O(l)△rHm＝-3230KJ（2）C（s）＋O2(g)＝CO2（g）△rHm=-394KJ(3)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△rHm=-286KJ求C6H6COOH（l）的标准生成热。解：7C(s)＋3H2（g）＋O2（g）＝C6H6COOH（g）该反应＝（2）×7＋（3）×3－（1）＝-386KJmol-125.已知下列反应298K时的热效应：（1）C(金刚石)＋O2(g)＝CO2（g）△rHm＝-395.4KJ(2)C（石墨）＋O2（g）＝CO2（g）△rHm＝-393.5KJ求C(石墨)=C（金刚石）在298K时的△rHm0。解：△fHm＝-393.5-（-395.4）＝1.9KJmol-126.试分别由生成焓和燃烧焓计算下列反应：3C2H2(g)＝C6H6（l）在101.325KPa和298.15K时的△rHm和△rUm.解：△rHm＝49-3×227＝-632KJmol-1△rHm＝3×（-1300）－（－3268）＝632KJmol-1△rUm=-632×103-（-3）×8.314×298＝-624.6KJmol-127．KCl（s）298.15K时的溶解过程：KCl（s）＝K+(aq，)＋Cl-（aq，）△rHm＝17.18KJmol-1已知Cl（aq，）和KCl（s）的摩尔生成焓分别为-167.44KJmol-1和-435.87KJmol-1，求K+（aq，）的摩尔生成焓。解：K+（aq，）的△rHm0＝17.18＋（-435.87）－（-167.44）＝-251.25KJmol-1228．在298K时H2O(l)的标准摩尔生成焓为-285.8KJmol-1，已知在25℃至100℃的温度范围内H2（g）、O2(g)及H2O（l）的CP,M分别为28.83JK-1mol-1，29.16JK-1mol-1及75.31JK-1mol-1。求100℃时H2O（l）的标准摩尔生成焓。解：△fH0m（373K）=△fHm（298K）+＝-283.4KJmol-129.反应N2(g)＋3H2(g)＝2NH3（g）在298K时的△rHm0＝-92.88KJmol-1，求此反应在398K时的△rHm0。已知：CP,M(N2,g)＝（26.98＋5.912×10-3T－3.376×10-7T2）JK-1mol-1CP,M(H2,g)＝（29.07-0.837×10-3T+20.12×10-7T2）JK-1mol-1CP,M(NH3,g)＝（25.89＋33.00×10-3T－30.46×10-7T2）JK-1mol-1解：△CP=-62.41+62.6×10-3T-117.9×10-9T2 △rHm0398=△rHm0298+=-97.09KJmol-130.已知下述反应的热效应：H2(g)＋I2(S)=2HI（g）△rHm0（291K）＝49.455KJmol-1且I2(S)的熔点为386.7K,熔化热为16.736KJmol-1。I2(l)的沸点为457.5K，蒸发热为42.677KJmol-1。I2(S)和I2(l)的CP,M分别为55.64JK-1mol-1及62.76JK-1mol-1，H2(g)、I2(S)及HI（g）的CP,M均为7/2R.求该反应在473K时的△rHm0。解：△rHm0(473K)＝△rHm0（291K）+nCP,M，HI△T-nCP,M,H2△T-(CP,l（s）△T1＋CP,l（l）△T2＋CP,l（g）△T3＋△rHm，I2+△VHm，I2)=49.455*103+=-14.88K.Jmol-1第二章热力学第二定律.1.L理想气在3000K时压力为1519kPa，经等温膨胀最后体积变到10dm3，计算该过程的Wmax、ΔH、ΔU及ΔS。解：2.1molH2在27oC从体积为1dm3向真空膨胀至体积为10dm3，求体系的熵变。若使该H2在27oC从1dm3经恒温可逆膨胀至10dm3其熵变又是多少？由此得出怎样的结论？解：真空膨胀体系的熵变为：恒温可逆膨胀过程的的熵变为：3.0.5dm370oC水与0.1dm330oC水混合，求熵变。 解：设混合后温度为toCt=63.3oC=2.354.有200oC的锡250g，落在10oC1kg水中，略去水的蒸发，求达到平衡时此过程的熵变。解：t=12.3oC=8.2065.1mol水在100oC和101.325kPa向真空蒸发，变成100oC和101.325kPa的水蒸气，试计算此过程的，并判断此过程是否自发。解：1mol1mol100oC100oC101.325kPa101.325kPa(l)(g)=8.3>0该过程自发进行。6.试计算-10oC和101.325kPa下，1mol水凝结成这一过程的和，并判断此过程是否为自发过程。-10oC-10oC101.325kPa101.325kPa1mol1mol(l)(s) 0oC0oC101.325kPa101.325kPa1mol1mol(l)(s)解：该过程可以自发进行。7.有一物系如图所示，将隔板抽去，求平衡后。设气体的均是28.03。1mol氧气1mol氢气10oC，V20oC,V解：设混合后温度为toC 8.在温度为25oC的室内有一冰箱，冰箱内的温度为0oC。试问欲使1kg水结成冰，至少须做功若干？此冰箱对环境放热若干？已知冰的熔化热为334.7解：可逆热机效率最大9.有一大恒温槽，其温度为96.9oC，室温为26.9oC，经过相当时间后，有4184J的热因恒温绝热不良而传给室内空气，试求：（1）恒温槽的熵变;（2）空气的熵变；（3）试问此过程是否可逆。解：该过程自发进行。10.1mol甲苯在其沸点383.2K时蒸发为气，求该过程的Q,W,已知该温度下甲苯的汽化热为362。1mol1mol甲苯（l）甲苯（s）101.325kPa101.325kPa383.2K383.2K解：11.1mol于298.2K时：(1)由101.3kPa等温可逆压缩到608.0kPa，求Q,W,;(2)若自始至终用608.0kPa的外压，等温压缩到终态，求上述各热力学量的变化。解：(1) (2)WV=608Q=W=-12396J相同。12.25oC,1mol氧气从101.325Pa绝热可逆压缩到求Q,W,。已知25oC氧的规定熵为205.3。（设氧为双原子理想气体，）解：绝热可逆过程，Q=0,13.0oC,1Mpa,的单原子理想气体，绝热膨胀至0.1Mpa，计算Q,W,。(a)；(b)(c)。（单原子分子理想气体，）解：(a)的绝热过程为可逆过程。 (b)是不可逆过程(c)Q=0,W=0,14.在25oC，101.325kPa下，1mol过冷水蒸气变为25oC，101.325kPa的液态水，求此过程的及。已知25oC水的饱和蒸气压为3.1674kPa,汽化热为2217。上述过程能否自发进行？解：1mol1mol25oC25oC 101.325kPa101.325kPa水（g）水（l）1mol1mol25oC25oC3.1674kPa3.1674kPa水（g）水（l）15.指出在下述各过程中体系的何者为零？(1)理想气体卡诺循环。(2)氢气和氧气在绝热钢瓶中发生反应。(3)非理想气体的绝热节流膨胀。(4)液态水在373.15K和101.325kPa下蒸发为气体。(5)理想气体的绝热节流膨胀。(6)理想气体向真空自由膨胀。(7)理想气体绝热可逆膨胀。(8)理想气体等温可逆膨胀。解：(1)均为零(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)16．某溶液中化学反应，若在等温等压（298.15K,101.325kPa）下进行，放热若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4000J。试计算：(1)该化学反应的。(2)当该反应自发进行（即不作电功）时，求环境的熵变及总熵变。(3)该体系可能作的最大功。解：(1)(2)(3) 17．已知-5oC时，固态苯的蒸气压为17.1mmHg，过冷苯蒸气压为2.64kPa，设苯蒸气为理想气体，求-5oC、1mol过冷苯凝固为固态苯的。解：1mol1mol-5oC-5oC101.325kPa101.325kPa苯（l）苯（s）1mol1mol-5oC-5oC2.64kPa2.28kPa苯（l）苯（s）1mol1mol-5oC-5oC2.64kPa2.28kPa苯（g）苯（g） 18．计算下列恒温反应的熵变化：2C（石墨）+3（g）（g）已知25oC时的标准熵如下：C（石墨）5.74；。解：2C（石墨）+3（g）（g）19．计算下列恒温反应（298K）的：已知25oC时的解：由附表查得：：：20．25oC、101.325kPa时，金刚石与石墨的规定熵分别为和；其标准燃烧热分别为和。计算在此条件下，石墨金刚石的值，并说明此时哪种晶体较为稳定。解：21．试由20题的结果，求算需增大到多大压力才能使石墨变成金刚石？已知在25o C时石墨和金刚石的密度分别为和。解：设25oC，压力为p时，石墨和金刚石正好能平衡共存，则22．101325Pa压力下，斜方硫和单斜硫的转换温度为368K，今已知在273K时，S（斜方）S（单斜）的在273~373K之间硫的摩尔等压热容分别为试求（a）转换温度368K时的；（b）273K时转换反应的解：23.1mol水在100oC、101.3KPa恒温恒压汽化为水蒸气，并继续升温降压为200oC、50.66KPa，求整个过程的△G。（设水蒸气为理想气）。已知CP,H2O（g）=30.54+10.29×10-3TJ﹒K-1mol-1，S0H2O（g）（298K）=188.72J﹒K-1mol-1解：1mol1mol1mol 100oC100oC200oC101.3KPa△G1101.3KPa△G250.66KPaH2O（l）H2O（g）H2O（g）△S△G1=0△S3===6.856+0.772=7.628J﹒K-1S3730=7.628+S2980=7.254+1.029+5.76=14.04J﹒K-1S473=196.35+14.04=210.39J﹒K-1△G2=△H2-△（TS）=-23.676KJ△G=△G1+△G2=-23.676J24.计算下述化学反应在101.325KPa下，温度分别为298.15K及398.15K时的熵变各是多少？设在该温度区间内各CP,M值是与T值无关的常数。C2H2（g，P0）+2H2（g，P0）=C2H6（g，P0）已知：Sm0（J﹒K-1mol-1）200.82130.59229.49CP,M（J﹒K-1mol-1）43.9328.8452.65解：△rS298.150=229.49-2×130.59-200.82=-232.51J﹒K-1△rS398.150=△rS298.150+=-232.51-20.12×0.2892=-238.3J﹒K-125.反应CO（g）+H2O（g）=C2O（g）+H2（g），自热力学数据表查出反应中各物质△fHm0，Sm0，及CP,M，求该反应在298.15K和1000K时的△fHm0，△fSm0和△fGm0。解：各物质热力学数据如下表：数据CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）△H（J﹒Kmol-1）-110.525-241.818-393.5090S（J﹒K-1mol-1）197.674188.825213.74130.684a×（J﹒K-1mol-1）28.7031.8022.5928.45b×103×（J﹒K-1mol-1）0.144.4756.151.2c×106×（J﹒K-1mol-1）4.645.10-24.850.42△rH298=-393.509-（-110.525-241.818）=-41.14KJmol-1△rS298=213.74+130.684-197.674-188.825=-42.05J﹒K-1mol-1△rG298=-41.17×103+298.15×42.08=-28.62J﹒Kmol-1△a=-9.46J﹒K-1mol-1△b=52.94×10-3J﹒K-2mol-1 △c=-34.17×10-6J﹒K-3mol-1△rH1000=-34.87J﹒Kmol-1△rS1000=-32.08J﹒K-1mol-1△rG1000=-2.79J﹒Kmol-126.指出下列式子中哪个是偏摩尔量，哪个是化学势？解：偏摩尔量：化学势：27.对遵从范德华气体方程（P+）（v-b）=nRT的实际气体。证明：证明：Du=TdS-PdV由dA=-SdT-pdV=T（1）得=（P+）（v-b）=nRT两边对T微分（v-b）=nR将上式代入（1）则 28.对理想气体，试证明：证明：由麦克斯韦关系得：，，理想气体：PV=nRT所以则29.试导出亥姆霍兹能A的吉布斯-亥姆霍兹公式，即：证明：（1）由（1）得：所以30.有一个水和乙醇形成的溶液，水的物质的量分数为0.4，乙醇的偏摩尔体积为57.5cm3mol-1，溶液的密度为0.8494KgL-1，求此溶液中水的偏摩尔体积。解：设水的物质的量n=0.4，则乙醇物质的量为n=0.60.657.5+0.4VH2O=16.175cm3mol-131.25oC，n摩尔NaCl溶于1000g水中，形成溶液体积V和n之间关系可表示如下：V（cm3）=1001.38+16.625n+1.7738+0.1194n2试计算1mNaCl溶液中H2O及NaCl的偏摩尔体积。 解：VNaCl==16.625+=19.5245cm3VH20=18.0067cm332.比较下列六种状态水的化学势：（a）100oC，101.3KPa，液态；（b）100oC，101.3KPa，气态；（c）100oC，202.6KPa，液态；（d）100oC，202.6KPa，气态；（e）101oC，101.3KPa，液态；（f）101oC，101.3KPa，气态；试问：（1）与谁大？（2）与谁大？（3）与谁大？（4）与谁大？（5）与谁大？解：=-=1.82J33.20oC时，溶液（1）的组成为1NH38H2O，其中NH3的蒸汽压为80mmHg；溶液（2）组成为1NH32H2O，其中NH3的蒸汽压为27mmHg，试求：（1）从大量溶液（1）中转移1molNH3至大量溶液（2）中，△G=？（2）将压力为1个大气压的1molNH3（g）溶解在大量溶液中，△G=？解：（1）△G=nRTln=-2.64KJ（2）△G=-8.14KJ第三章化学平衡1已知298.15K时，反应的 水的饱和蒸气压为3.1663Kpa,水的密度为997Kg.m.求298.15K反应解：2.1000K时，反应CH解： 3.在一个抽空的容器中引入氯气和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.3K时分压分别为47.836Kpa和44.786Kpa。将容器保持在375.3K，经一段时间后，压力变为常数，且等于86.096Kpa。求反应解：开始44.78647.8360平衡（47.786-X）（47.836-X）XP总=（44.786-X）+（47.836-X）+X=92.622-X=86.096X=6.526平衡时若P=101.325KPa= 4.445℃时，反应：的标准平衡常数为50.1。取5.3molI与7.94molH,使之发生反应，计算平衡时生产的HI的量。解：开始7.94mol5.3mol0平衡7.94-n5.3-n2n解得：n=4.74mol平衡时：n=2n=24.74=9.48mol5.27℃,反应：的欲使等摩尔的A和B有40%变成AB，需多大总压力？解：A（g）+B（g）=AB（g）开始1mol1mol0mol反应0.4mol0.4mol0.4mol平衡时0.6mol0.6mol0.4mol-8368=-8.314解得：P=6.289Kpa=6289Pa6.298.15k时，反应：A（）=B（），在A和B的分压分别为1013250P和101325Pa时达到平衡，计算。当A和B的分压分别为202650Pa及A和B的分压分别为10132500Pah和506625Pa时反应的解：A（g）=B(g)平衡时1013250Pa101325Pa ==0.57.合成氨时所用的氢和氮的比例为3：1，在637K、1013.25kPa压力下，平衡混合物中氨的摩尔百分数为3.85%。（1）求N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的.（2）在此温度时，若要达到50%氮，总压力为多少？解：（1）N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)开始1mol3mol0平衡1-n3-3n2n平衡混合物中NH3的摩尔百分数：解的：n=0.074平衡时： (2)开始1mol3mol0平衡1-n3=3n2n平衡混合物中NH3的摩尔百分数：解得：n=0.095平衡时：8.已知甲醇蒸气的标准生成吉布斯能为为.试求甲醇（液）的标准生成自由能（假定气体为理想气体，且已知的蒸气压为）。解： 9.25℃时丁二酸（C4H6O4）在水中的溶解度为0.715,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分别为-784.099、-723.037和0，试求25℃时丁二酸在水溶液中的第一电离常数。解：(c=1)=C4H5O4-1(c=1)+H+(c=1)10.在真空的容器中放入固态的，于25℃下分解为，平衡时容器内的压力为。（1）当放入时容器中已有的，求平衡时容器中的压力；（2）容器中原有6.666kPa的，问需加多大压力的，才能形成固体？解：（1） 平衡平衡pp+39.99Kp==p(p+39.99)=1109(2)若使反应向形成方向进行，则即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(2)开始时，A为1mol，B为2mol(3)开始时，A为1mol，B为1mol，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1mol1mol00平衡0.33330.33330.666706667K(2)A(g)+B(g)C(g)+D(g)开始1mol1mol0.5mol0平衡1-n2-nnn解得：n=0.845mol (3)A(g)+B(g)C(g)+D(g)开始1mol1mol0.5mol0平衡1-n1-n0.5+nn=解得：：n=0.596mol平衡时:n=0.5+n=0.5+0.596=1.096(2)A(g)+B(g)C(g)+D(g)开始1mol2mol00平衡1-n2-nnnn=0.457平衡时n=1-n=1-0.457=0.54312.设在某一温度下，有一定量的PCL在标准压力P下的体积为1dm,在该情况下PCL的离解度设为50%，用计算说明在下列几种情况中，PCL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2dm（2）通入氮气，使体积增大到2dm,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1dm（4）通入氯气，使压力增大到202.65Kpa,而体积仍为1dm解：（1）PCL=PCL+CL1mol0.5mol0.5mol;1-PV=NRT即0.5V1=1dm3V2=2dm3代人上式，得：α=0.62=62%α增大 （2）Kp=Kn0.5×()1=pv=nRT即=V1=1dm3V2=2dm3T1=T2代入上式，得：α=0.62=62%α增大（3）Kp=Kn0.5×()=pv=nRT即=V1=1dm3V2=1dm3T1=T2代入上式，得：α=0.5=50%∴α不变（4）PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)1mol000.5mol0.5mol0.5moln总=1.5mol1-ααα+nn总=1+α+nP1V1=n总RT1P2V2=n总RT2P1=101.325KpaP2=202.65KpaT1=T2V1=1dm3V2=1dm3n总=1.5moln总=3molT不变Kp不变Kp=Knpv=nRT-V1=V2 即0.5=n总=1+α+nα+n=2代入上式，得：0.5=解得：α=0.2=20%α下降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+环戊二烯得到K=17.39-（1）计算在573K时，反应的ΔrGΔrH和ΔrS（2）始时用等量I2和环戊烯混合，温度为573K，起始总压为101.325Kpa,试求平衡后I2分压。(3)若起始压力为1013.25Kpa,试求平衡后I2的分压。解：（1）InK=17.39-T=573K时InK=17.39-InK=-2.073K=0.125ΔrG=-RTInK=-8.314×573×（-2.073）=9.88KJInK=解得：ΔrH=92.74KJΔrG=ΔrH—TΔrS（恒温）9.88=92.74-573ΔrS解得：ΔrS=144.6J2）I2+环戊烯=2HI+环戊二烯开始P0P000平衡P0-XP0-X2XXP0=a K=14.CO2与H2S在高温下有如下反应今在610K时，将4.4×10-3Kg的CO2加入2.5dm3体积的空瓶中然后再充入H2S使总压为1013.25Kpa。平衡后水的摩尔分数为0.02。同上实验，再620K，平衡后水的摩尔分数为0.03。（计算时可假定气体为理想气体）（1）计算610K时的。（2）求610K时的。（3）计算反应的热效应。解：（1）开始时开始202.86kPa810.39kPa00平衡202.86-p810.39-ppp平衡后：解得：（2）（3）620K时平衡后 解得：则平衡后：解得：15.（1）在1120℃下用H2（g）还原FeO（s）,平衡时混合气体中H2（g）的摩尔分数为0.54。求FeO（s）的分解压。已知同温度下，；（2）在炼铁炉中，氧化铁按如下反应还原：求：1120℃下，还原1molFeO需要CO若干摩尔？已知同温度下解：（1）①平衡气体中②③①×2+②=③ （2）④⑤（③-④）÷2=⑤设1120℃下，还原1molFeO需要nmolCO1moln0n-11mol16.已知298.15K，CO（）和CHOH（g）标准摩尔生成焓分别为-110.52及-200.7KJ.mol.K,CO（）.H(g).CHOH(I)的标准摩尔熵S分别为197.67，130.68及127J.又知298.15K甲醇的饱和蒸气压为-16.59Kpa摩尔汽化热蒸气可是为理想气体。利用上述数据，求298.05K时，反应CO（）+2H(g)=CHOH（g）的及。解：101.325KPaCO（）+2H(g)CHOH（g）101.325KpaCHOH(I)16.59KpaCHOH(I)CHOH（g） =127-2130.68-197.67=-332.03J.mol=-200.7-(-110.52)=-90.18KJ.mol=-24.73KJ.mol=---RTlnK即—24.73=2.1517求25℃时，下术反应的反应+=+已知个物质的标准生成自由能物质—395.8—341.1—236.6—175.1解：CH3COOH（l）+C2H5OH（l）=CH3COOC2H5（l）+H2O（l）（-341.1）+（-236.6）-（175.1）-（-395.8）=-6.8KJmol-1 =15.5618.反应：2SO2（g）+O2（g）=2SO2（g）在727℃时的K=3.4，计算827℃时的K。已知该反应的，并设在此温度范围内为常数。解：T第四章相平衡1.指出下列平衡体系的组分数、自由度各为多少？(1)NH4Cl(s)部分分解为NH3(g)和HCl(g)；(2)若在上述体系中额外再加入少量的NH3(g)；(3)NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)平衡；(4)C(s)，CO(g)，CO2(g)，O2(g)在100℃时达平衡。解：(1)K=3-1-1=1，f=1-2+2=1(2)K=3-1-0=2，f=2-2=2=2(3)K=3-1-0=2，f=2-2+2=2(4)K=4-2-0=2，f=2-2+1=12.在水、苯和苯甲酸的体系中，若指定了下列事项，试问体系中最多可能有几个相，并各举一例。（1）指定温度；（2）指定温度和水中苯甲酸的浓度；（3）指定温度、压力和苯中苯甲酸的浓度。解：(1)f=3-+1=4-，f=0时， =4，即最多可有4相共存，如气相、苯甲酸固体、苯甲酸的饱和水溶液及其饱和苯溶液。(2)f=2-+1=3-，f=0时，=3，故最多可有三相共存，如苯甲酸的饱和水溶液相、苯甲酸的饱和苯溶液相和气相。(3)f=2-+0=2-，f=0时，=2，即体系最多可有两相共存，如苯甲酸苯溶液及苯甲酸水溶液。1.试求下述体系的自由度数，如f≠0，则指出变量是什么。（1）在标准压力下，水与水蒸汽平衡；（2）水与水蒸汽平衡；（3）在标准压力下，I2在水中和在CCl4分配已达平衡，无I2(s)存在；（4）NH3(g)、H2(g)、N2(g)已达平衡；（5）在标准压力下，NaOH水溶液与H3PO4水溶液混合后；（6）在标准压力下，H2SO4水溶液与H2SO4·2H2O（固）已达平衡。解：(1)f=1-2+1=0，即无变量体系(2)f=1-2+2=1，即T或p(3)f=3-2+1=2，即T和x(4)f=2-1+2=3，即T、p和x(5)f=3-1+1=3，即T、x1和x2(6)f=2-2+1=1，即T2.硫的相图如右。（1）写出图中各线和各点代表那些相的平衡；（2）叙述体系的状态由X在恒压下加热至Y所发生的变化。解：(1)AB：正交与气相，BC：斜方与气相，CD：气相与液相CE：斜方与液相，BE：正交与斜方，BG：正交与气相，CG：液态与气相GE：正交与液相，EF：正交与液相B：正交、斜方与气相，C：斜方、液态与气相，E：正交、斜方与液相G：气相、液相与正交(2)如图：xa为正交硫的恒压升温过程，a点为正交硫与斜方硫两相平衡共存，ab为斜方硫的恒压升温过程，b点为斜方硫与液态两相平衡共存，by为液态硫的恒压升温过程。3.氯仿的正常沸点为61.5oC（外压为101.325kPa），试求氯仿的摩尔汽化热及40℃时的饱和蒸汽压。解：由特鲁顿规则知：Hm=88·Tb=(273.15+61.5)×88=29.45kJ·mol-1将已知数据代入方程：ln=ln解得：p2*=49.0kPa 即氯仿在40oC时的饱和蒸汽压为49.0kPa。1.今把一批装有注射液的安瓿放入高压消毒锅内加热消毒，若用151.99kPa的水蒸汽进行加热，问锅内的温度有多少度？（已知△vapHm=40.67kJ·mol-1）解：将有关数据代入克-克方程式，则：lnT=385K≈112oC2.某有机物的正常沸点为230℃（外压为101.325kPa），从文献上查得：压力减至0.267kPa时，它的沸点为90℃，问在1.33kPa时的沸点是多少？（假定90~230℃范围内温度对汽化热的影响可以忽略）。解：将有关数据代入克-克方程式，则：(1)vapHm=64.442kJ·mol-1lnT=393K≈119oC3.氢醌的蒸汽压实验数据如下：固=气液=气温度/℃132.4163.5192.0216.5压力/kPa0.13331.33345.332713.334求：（1）氢醌的升华热、蒸发热、熔化热（设它们均不随温度而变）；（2）气、液、固三相共存时的温度与压力；（3）在500K沸腾时的外压。解：(1)ln△subHm=109.018kJ·mol-1ln△vapHm=70.833kJ·mol-1fusHm=△subHm=38.167kJ·mol-1(2)设三相平衡共存时的温度为T，压力为p，则有：lnln二式联立得：T=444.9K，p=2.316kPa沸腾时蒸汽压等于外压p即有： lnp=19.1kPa9．为了降低空气的湿度，让压力为101.325kPa的潮湿空气通过一冷却至-25℃的管道，试用下列数据，估计在管道出口处空气中水蒸汽的分压。水在10℃和0℃时的蒸汽压分别为1.228和0.6106kPa，0时冰的熔化热为333.5kJ·kg-1（假定所涉及的热效应都不随温度而变）。当此空气的温度回升到20℃时（压力仍为101.325kPa），问这时的空气相对湿度为若干？解：ln△vapHm=44.93kJ·mol-1△subHm=vapHm+△fusHm=44.93+333.5×18×10-3=50.93kJ·mol-1设-25oC时冰的饱和蒸汽压为p*，20oC时水的饱和蒸汽压为p1*，则有：lnp*=0.064kPalnp1*=2.35kPa相对湿度为：×100％=2.72％10.两个挥发性液体A和B构成一理想溶液，在某温度时溶液的蒸汽压为54.1kPa，在气相中A的摩尔分数为0.45，液相中为0.65，求此温度下纯A和纯B的蒸汽压。解：由题意知：pA*xA+pA*(1-xA)=p总yA=将p总=54.1kPa，xA=0.65，yA=0.45代入以上二式，得：pA*=37.45kPa，pB*=85.01kPa11.由甲苯和苯组成的某一溶液含30％（W/W）的甲苯，在30℃时纯甲苯和纯苯的蒸汽压分别为4.89和15.76kPa，设该溶液为理想溶液，问30℃时溶液的总蒸汽压和分压各为若干？解：x甲苯==0.267p甲苯=4.87×0.267=1.300kPap苯=15.76×(1-0.267)=11.55kPap总=12.85kPa12.在101.325kPa下，HNO3，H2O体系的组成为： t/℃10011012012212011511010085.5x（HNO3）液0.000.110.270.380.450.520.600.751.00y（HNO3）气0.000.010.170.380.700.900.960.981.00（1）画出此体系的沸点组成图；（2）将3molHNO3和2molH2O的混合汽冷却到114℃，互相平衡的两相组成为何？相对量为若干？（3）将3molHNO3和2molH2O的混合物蒸馏，将溶液沸点升高了4℃时，整个馏出物的组成为若干？（4）将3molHNO3和2molH2O的混合物进行完全蒸馏，能得何物？解：(1)体系的沸点-组成图如下：(2)由图可得：物系点组成及液相组成分别为0.6、0.92及0.54，则有：ng(0.92-0.60)=n1(0.60-0.54)(3)0.92(4)纯HNO310.下列数据是乙醇和乙酸乙酯的混合溶液的标准压力及不同温度时，乙醇在互成平衡的气、液两相中的摩尔分数：t/oC77.1575.071.871.672.876.478.3x(乙醇)液0.000.1000.3600.4620.7100.9401.00y(乙醇)气0.000.1640.3980.4620.6000.8801.00（1）以t对x(乙醇)作沸点组成图，画出气液平衡曲线。（2）当溶液的组成为x(乙醇)=0.75时，最初馏出物的组成是什么？经分馏后剩下液体的组成是什么？上述溶液能否用分馏法得到纯乙醇和纯乙酸乙酯？解：(1)设45oC时A、B的饱和蒸汽压分别为pA*、pB*，则有：lnpA*=46.41kPa由p=pA*xA+pB*xB=101.325，得pB*=115.05kPa出现第一个气泡时，液相的组成近似为原溶液的组成，即xB=0.6，xA=0.4，则：yA=yB=1-0.2118=0.7882p总=pA*xA+pB*xB=87.61kPa(2)当溶液几乎全部汽化，最后仅有一小滴液体时，气相的组成与原溶液的组成相同，即：yA=0.4，yB=0.6则有：yA=解得：xA=0.6230，xB=0.3770 体系的总压：p=10.已知液体A和液体B可形成理想溶液，液体A的正常沸点为65℃，其汽化热为35kJ·mol-1。由2A和8B形成的溶液在标准压力下的沸点为45℃。将xB=0.60的溶液置与带活塞的气缸中，开始时活塞紧紧压在液面上，在45℃下逐渐减小活塞上的压力。求：（1）出现第一个气泡时体系的总压和气泡的组成；（2）当溶液几乎全部汽化，最后仅有一小滴液体时液相的组成和体系的总压。解：(1)酯相：x水=x酯=1-0.161=0.839p酯=22.13×0.839=18.56kPa(2)水相：x酯=x水=1-0.0146=0.985p水=6.40×0.985=6.31kPa(3)p总=p酯+p水=24.87kPa11.水和乙酸乙酯是部分互溶的，设在3755℃时，二相互成平衡，其中一相含有6.75％酯，而另一相含水3.79％（都是重量百分浓度）。设Raoult定律适用与各相的溶剂，在此温度时纯乙酸乙酯的蒸汽压是22.13kPa，，纯水的蒸汽压是6.40kPa，。试计算：（1）酯的分压；（2）水蒸汽分压；（3）总蒸汽压。解：MB=将pB*=p总-p*H2O=99.20-84.53=14.67kPa代入上式，得：MB=12.若在合成某有机化合物之后进行水蒸汽蒸馏，混合物的沸腾温度为95℃。实验时的大气压为99.20kPa，，95℃时水的饱和蒸汽压为84.53kPa。馏出物经分离、称重，知水的重量占45.0％。试估计此化合物的分子量。13.某二元凝集体系相图如右（1）试绘出分别从a、b、c、d、e各点开始冷却的步冷曲线；（2）说明混合物d和e在冷却过程中的相变化。解：(1)各点(见17题图对应体系的步冷曲线见下图：(2)dd1为液态混合物的恒压降温过程，d1点开始析出固态B，d1d2为固态B与溶液二相共存，d2点为固态B、固态E和溶液三相共存，d2d3为固态E与溶液二相共存，d3以后为固态A与固态E二相共存。ee1为液态混合物的恒压降温过程，e1点开始析出固态B，e1e2为固态B与溶液二相共存，e2点为固态B、固态E和溶液三相共存，e2点以后为固态E的恒压降温过程。 10.下表列出邻-二硝基苯和对-二硝基苯的混合物在不同组成的熔点数据邻-二硝基苯（W/W）完全溶化时温度（℃）对-二硝基苯（W/W）完全溶化时温度（℃）100173.540125.290167.730111.780161.220104.070154.510110.660146.10116.950136.6（1）绘制T-x图，并求测最低共熔混合物的组成；（2）如果体系的原始总组成分别为含对-二硝基苯75％和45％，问用结晶法能从上述混合物中回收得到纯对-二硝基苯的最大百分数为若干？解：(1)T-x图如下。由上图可知最低共熔混合物的组成为含对位化合物22.5％。(2)设含对位化合物75％和45％的体系，冷却结晶可得到纯对位化合物的最大百分数分别为x、y，则：x=％y=29.0％11.KNO3-NaNO3-H2O体系在5℃时有一三相点，在这一点无水KNO3和无水NaNO3同时与一饱和溶液达到平衡。已知此饱和溶液含KNO3为9.04％（重量），含为40.01％（重量）。如果有一70gKNO3和30gNaNO3的混合物，欲用重结晶方法回收缩KNO3，试计算在5℃时最多能回收若干克？解：解：最多可回收KNO3为：70-=63.4g12.某温度时在水、乙醚和甲醇的各种三元混合物中二液层的组成如下：％（W/W）甲醇0102030％（W/W）水液层（1）93827045液层（2）161540根据以上数据绘制三组分体系相图，并指出图中的二相区。第五章电化学1.298.15K时，0.010mol.dm-3KCl水溶液的电导率为0.14114S.m-1,将此溶液充满电导池，测得其电阻为112.3Ω。若将该电导池改充以同浓度的某待测溶液，测得其电阻为2184Ω，试计算：（1）该电导池的电导池常数；（2）待测液的电导率；（3）待测液的摩尔电导率。解：电池常数 1.查表计算，298.15K时0.01mol.dm-3醋酸溶液的无限稀释摩尔电导率，并计算该条件下醋酸溶液的电离度和电离平衡常数。已知此醋酸溶液在一电导率常数为36.7m-1的电导池中测得的电阻为2220Ω。解：查表得由电导池常数和溶液的电阻可算得醋酸溶液的电导率则醋酸的电离度醋酸的电离平衡常数为3.298.15K时，水的离子积为1.008×10-14，已知该温度下,,求水的理论电导率。解：纯水的电离平衡设电离产生的H+和OH-离子的浓度为c,则298.15K时，纯水的理论电导率 4.298.15K时，测得BaSO4饱和水溶液电导率为4.58×10-4S.m-1,已知该浓度时所用水的电导率为1.52×10-4S.m-1，为1.351×10-2S.m2.mol-1,为4.295×10-2S.m2.mol-1，为4.211×10-2S.m2.mol-1。计算该温度下BaSO4的溶度积。解：=1.351×10-2+4.295×10-2-4.211×10-2=1.435×10-2S﹒m2﹒mol-1由于BaSO4溶液的电导率很小，应考虑纯水的电导率，所以BaSO4的溶解度为=0.02132mol﹒m-3=2.132×10-5mol﹒dm-3BaSO4溶解平衡298.15K时，BaSO4的溶度积为5.298.15K时，在0.01mol.kg-1的水杨酸（HA）溶液中含有0.01mol.kg-1的Na2SO4。已知水杨酸在此温度下的Ke=1.06×10-5，求侧混合溶液的离子强度。解：0.01-xxx混合溶液的离子强度为6.根据Debye-Huckel极限定律，计算298.15K使0.005mol.kg-1的CaCl2水溶液中，Ca2+和Cl-1的活度系数和离子平均活度系数。解： 溶液离子强度为Ca2+离子的活度系数为Cl-离子的活度系数为离子平均活度系数可由两种方法求得或者7.试写出下列各电池的电极反映和电池反应：(1)(2)(3)(4)解：（1）电极反应负极正极电池反应（2）电极反应负极正极电池反应 （3）电极反应负极正极电池反应（4）电极反应负极正极电池反应8.将下列化学反应设计成原电池：（1）（2）（3）（4）解：（1）电极反应负极正极电极反应电池组成（2）电极反应负极正极电极反应电池组成（3）电极反应负极正极 电极反应电池组成（4）电极反应负极正极电极反应电池组成9.写出下列电池的电极反应：，并计算298.15K时，各电极的电极电势及电极电动势，根据计算结果指出此电极反应能否自发进行？解：电极反应电极反应负极正极查表得：。根据电极电势的Nernst方程可求得各电极的电极电势：=1.3595－=1.3773V=-0.4029－=-0.4621V电池电动势可直接根据电池反应由电池电动势的Nernst方程求得，或由正、负电极的电极电动势之差求得：（1） ==1.8394V（2）V因为电池电动势E＞0，故此电极反应能自发进行。10.298.15K时，有反应，试为该反应设计电池，并计算（1）电池电动势；（2）电池反应的Gibbs能变化；（3）若将上述反应写成，（1）（2）所得结果有何变化？解：电极反应负极正极电池组成（1）查表得==0.4837V(2)=－2×0.4837×96500=－93.35kg.mol-1(3)由于电池电动势为强度性质，数值大小与电池中各电极上得失电子的计量系数无关，而Gibbs能变化为容量性质，当电池反应写成，其值也要发生变化，所以E=0.4837V=－4×0.4837×96500=－186.71kg.mol-111.测得电池的电动势在298.15K时为1.015V，温度系数为-4.92×10-4V．K-1，试写出电池反应并计算当电池可逆放电2mol电子电量时,电池反应的及电池的可逆热Qr。解：电池反应 电池放电时的可逆热为12.298.15K时，将某可逆电池短路使其放电1mol电子的电量，此时放电的热量恰好等于该电池可逆操作时吸收热量的40倍，试计算此电池的电动势为多少？已知此电池电动势的温度系数为1.40×10-4V﹒K-1。解：可逆电池短路，相当于化学反应直接进行，其热效应，电池的可逆热。=298.15×96500×1.4×10-4=4028J﹒mol-1E=13.电池的电池反应为，已知298.15K时，此电池反应的焓变为5435J.mol-1,各物质的规定熵数据为物质AgAgCl(s)Hg(l)Hg2Cl2(s)42.796.277.4195.6 试计算该温度下电池的电动势E及电池电动势的温度系数。解：电池反应已知各物质的标准熵，则上述反应的熵变为=5435-298.15×33.1=-4433.8J﹒mol-114.298.15K时，已知，试计算的络合平衡常数。解:设计电池：电极反应负极正极电池反应由此可见，该电池反应即为的络合反应。的络合平衡常数为15.298.15K时，测得电极 的电动势为0.9265V，已知水的标准生成热，有关物质的规定熵数据如下：物质HgO(s)O2(g)H2O(l)Hg(l)H2(g)72.22205.1070.0877.40130.67试求HgO在此温度下的分解压。解：电极反应负极正极电池反应水的生成反应：将反应①与②相减，得：=-178815-（-237170）=58355J﹒mol-1=(5.98×10-11)2×101325=3.623×10-16Pa16.298.15K时，测得电池 的电动势为0.6960V，求H2SO4在溶液中的离子平均活度系数。已知为0.6158V。解：电池反应先由电池电动势的Nernst方程求出H2SO4的活度0.6960=（0.6158-0）-再根据活度与平均活度以及离子平均活度系数和质量摩尔浓度之间的关系求得H2SO4的平均活读系数。0.001942=经常有些同学直接根据电池表达式中标注的H2SO4的浓度，直接由Debye-Huckel极限公式来得到电解质的平均活度系数，这里必须注意公式的适应条件，极稀溶液才可用。17.电池在298.15K当某溶液为PH=3.98的缓冲溶液时，测得电池的电动势为0.228V，当它被换成待测PH值的溶液时，测得电池的电动势为0.345V，试计算待测液的PH值。解：利用公式∴18.298.15K时，用镀铂黑的铂电极在电流密度为50A/m2的条件下电解aH+=1的酸性水溶液，求分解电压。已知。解：酸性水溶液的电解反应阳极H2O阴极电解反应H2O同时，电解产物又组成原电池，电池反应为 查表得。所以，可逆电池得电动势E可逆＝1.229V，则E分解＝E可逆＋（阳＋阴）＝1.716V19.298.15K,101325Pa时，用Pb（s）电极来电解H2SO4溶液（0.10molKg-1，＝0.265），若在电解过程中，把Pb作为阴极，甘汞电极（CKCl＝1moldm-3）作为阳极组成原电池，测得其电动势E为1.0685V。试求H2(g，101325Pa)在铅电机上的超电势（只考虑其一级电离）。已知解：=m＝0.265×0.1＝0.0265＝-0.09328V＝0.6950V第六章化学动力学1.在100mL溶液中含有0.03mol蔗糖和0.1molHCl，用旋光计测得28oC经20min有32%的蔗糖发生了水解。已知其水解为一级反应，求：(1)反应速率常数；(2)反应开始时和反应至20min时的反应速率；(3)40min时已水解的蔗糖百分数。解：(1)蔗糖水解为一级反应，因此有：代入数据得：，解得： (2)反应开始时：反应至20min后：(3)将t＝40min代入，解得：所以已水解的蔗糖的百分数为：1－46.2%＝53.8%2.N2O5的分解反应：N2O5的分解反应：N2O5→2NO2+1/2O2是一级反应，已知其在某温度下的速率常数为4.8×10-4s-1，(1)求t1/2；(2)若反应在密闭容器中进行，反应开始时容器中只充有N2O5，其压力为66.66kPa，求反应开始后10s和10min时的压力。解：(1)(2)由于该反应为一级反应，所以有：，其中为N2O5的初始压力，为N2O5在t时刻的分压，的代入数据有：反应10s钟时，，解得：反应10min时，通例解得：4.某一级反应A→B，在某温度下初速率为4×10-3mol·L-1·min-1，2小时后的速率为1×10-3mol-1·min-1。求(1)反应速率常数；(2)半衰期；(3)反应物初浓度。解：(1)(2)(3)5.醋酸甲酯的皂化为二级反应，酯和碱的初浓度相同，在25oC温度下用标准酸溶液滴定体系中剩余的碱，得如下数据，求(1)反应速率常数；(2)反应物初浓度；(3)反应完成95%所需时间。 t(min)35710152125(mol-1·L-1)7.406.345.504.643.632.882.54解：(1)t作直线回归，得斜率为11.8，截距为99.2，相关系数为0.9999。则k＝11.8mol-1·L·min-1(2)c0=1/99.2=1.01×10-2mol·L-1(3)由二级反应得积分速率方程得：6.某物质A的分解是二级反应。恒温下反应进行到A消耗掉初浓度的1/3所需要的时间是2min，求A消耗掉初浓度的2/3所需要的时间。解：已知A消耗掉初浓度的1/3时，A消耗掉初浓度的2/3时，将两式相除可得：A消耗掉初浓度的2/3时所需的时间t＝8min。7.醋酸乙酯与NaOH的皂化反应为二级反应。在10oC温度下测得如下数据。V为滴定100mL样品所需浓度为0.056mol·L-1的HCl溶液的体积。求反应速率常数。t(min)04.8910.3728.18∞V(mL)47.6538.9232.6222.5811.48解：以对t作线性回归，得斜率＝1.544×10-2，截距＝0.2746，相关系数r＝0.9999。(图略)。8.将1.8029×10-3kg乙酰胺溶于2×10-4m3、浓度为944.8mol·m-3的KOH溶液内(不计体积变化)，在18oC恒温280min后，取出1×10-5m3的反应混合物溶液，加入过量的溴，使反应生成的氨被氧化成氮气(3Br2+2NH3→N2+6HBr，乙酰胺与溴不生成氮)。在17.6oC温度，99.20kPa压力下测得氮气的体积为：5.1×10-6m3。求18oC时二级反应CH3CONH2+OH－→CH3COO－+NH3的速率常数。解：氢氧化钾(A)的初始浓度为：cA，0＝944.8mol·m-3；乙酰胺(B)的初始浓度为： 当t＝280min时，所以：9.在856oC温度下测得NH3在钨丝上的催化分解反应NH3在钨丝上的催化分解反应的动力学数据如下，求反应级数与856oC温度下的速率常数(以浓度表示)。t(s)2004006001000Pa(kPa)30.4033.3336.4042.40解：则经观察，设该反应为零级反应，则应有：，以对t作直线回归有斜率为0.01503，截距为27.37，相关系数r＝0.99998。确定为零级反应。10.NO2的分解反应为：NO2(g)→NO(g)+1/2O2，将0.105gNO2气体装入一体积为1L 的密闭容器，温度恒定为330oC。分解反应的初速率为0.0196mol∙L-1∙h-1，当浓度下降到0.00162mol∙L-1时反应速率只有初速率的一半。求：(1)反应级数；(2)30min后NO2的浓度。解：(1)NO2的初浓度为：设反应级数为n，则有：，，两式相除得：所以(2)由可得：由可得：的平均值为：，则30min时NO2的浓度为：11.在某温度下进行的气相反应A＋B→产物中，保持B的初压力(1.3kPa)不变，改变A的初压力，测得反应得初速率如下：pA，0(kPa)1.32.03.35.38.013.3r0×104(kPa·s-1)1.32.55.310.719.642.1保持A的初压力(1.3kPa)不变，改变B的初压力，测得反应的初速率如下：pB，0(kPa)1.32.03.35.38.013.3r0×104(kPa·s-1)1.32.55.310.719.642.1(1)若体系中其它物质不影响反应速率，求该反应对A和B的级数；(2)求反应总级数；(3)求用压力表示的反应速率常数kp；(4)若反应温度为400oC，求用浓度表示的化学反应速率常数kc。解：设(1)当时，以对作直线回归，得其斜率为：0.5097，截距为-9.082，相关系数r＝0.9997。即有当时，以对作直线回归(两组数据一起回归),得： 斜率为1.493，截距为-9.332，相关系数＝0.99999。则(2)总反应级数为：(3)由以对（）作直线回归（两组数据一起回归），得：斜率=7.60,截距=6.23,相关数据=0.99999。则=斜率=7.60kPa。（4）12．阿司匹林的水解为一级反应。100下速率常数为7.92d,活化能为56.484kJ。求17下水解30%所需时间。解：由In,得17的速率常数为：k=7.9217温度下水解30%所需时间为：t=13．二级反应A+B产物的活化能为92.05kJ。A和B的初浓度均为1mol,在20半小时后，两者各消耗一半。求（1）在201小时后二者各剩多少；（2）40温度下的速率常数。解：（1）因为k=(2)由In的速率常数:=2exp[-14.溴乙烷的分解是一级反应,活化能为230.12kJ,指前因子为3.802.求(1)反应以每分钟分解的速率进行时的温度;(2)以每小时分解95%的速率进行时的温度.解:(1)k= 由Ink-InA-（2）k=则In(8.321得T=327.9K15.青霉素G的分解反应是一级反应，有下列实验结果计算（1）反应的活化能及指前因子；（2）在25温度下分解10%所需时间。解：（1）由k=求的k,然后列表如下：以Ink对作直线回归，得：斜率=-10240，截距=29。182，相关系数=-0.999995则(2)25温度下的速率常数为：分解10%所需的时间为：16．将1%盐酸丁卡溶液安瓿分别置于65、75、85、95恒温水浴中加热，在不同时间取样测定其含量，得以下结果，当相对含量降至90%即为失效。求该药物在室温（25）下的贮存期。解：（1）试将各温度下的实验数据分别以Inc对t进行直线回归，得四条直线，表明该药物溶液的降解是表观一级反应。由回归后直线的斜率可得各温度下的速率常数K，数据如下：然后以Ink对作线性回归，得：Ink=-相关系数r=-0.9999。将T=298.15k代入，得K=7.227,在25分解10%所需的时间（即贮存期）为：=14579h1.66years17.某对峙反应A，已知在某温度下.。如反应开始时只有A，浓度为1mol,求（1）反应达平衡后A和B的浓度；（2）使A和B相等所需的时间；（3）反应进行至100分钟时A和B的浓度。 解：（1）整理得c(2)当A、B浓度相等时，即c距平衡浓度差，则：由1-1级对峙反应积分速率方程得A、B浓度相等时所需时间为：t=(3)由In，得=0.143mol18.某1-1级对峙反应AB，在某温度下测得如下数据，反应开始时B的浓度为零，求（1）反应的平衡常数；（2）正、逆反应的速率常数。解：（1）（2）由1-1级对峙反应积分速率方程In(对t作直线回归，得：斜率=-3.33，截距=-0.370，相关系数=-0.99993。即得=-斜率=3.33,19.已知某平行反应A的活化能指前因子如下，问：（10温度升高时，哪个反应的速率常数增加的更快（指倍率）？（2）温度升高能否使>?(3)当温度从300K上升至1000K时，产物B与C之比值将增大还是减小？改变多少倍？解：增加的更快。 （2）k=Aexp(-则升高温度只能使指数项的绝对值减小，却不能使其为正值。因此升高温度可使接近k,温度为。（3）由20.某化合物A能分解成B和C。用作图法分析在某温度下所得的下列数据，判断该反应是对峙、平行或连续反应，并写出反应式。解：作图，为连续反应A。21．H。在此条件下吸收1J的辐射能，可生成多少摩尔的Hcl?解：对波长为4的光，1Einstein=设每焦耳的光可活化xmol的反应无（Cl）,则x=4.01。因活化1molCL可生成2molHCL,故可生成4.01。22．某物质A在有催化剂K存在时发生分解，得产物B。若用X表示A和K所生成的活化络合物，并假设反应按下列步骤进行：（1）A+KX（2）XA+K（3）XK+B达稳态后，的一般表达式（式中不含X项）；（2）的反应速率简化表达式；（3）的反应速率简化表达式； 解：（1）稳态势时，-（2）K2》K3时，(3)K3》K2时，23.浓度为0.056mol•L-1的葡萄糖溶液在140℃温度下被不同浓度的HCl催化分解，得如下数据，在酸性溶液中可忽略OH-离子的催化作用，求KH+和K0。K（h-1）0.003660.005800.008180.010760.01217CH+（mol•L-1）0.01080.01970.02950.03940.0492解：因为k=，以k对CH+作直线回归，得：斜率=0.228，截距=1.35，相关系数=0.9961。故截距=1.35h-1，kH+=斜率=0.228mol-1•L•h-1。24.某有机化合物A在323K，酸催化下发生水解反应。当溶液的PH=5时,t=69.3min;Ph=4时，t=6.93min。t与A的初浓度无关。已知反应速率方程为：—=kcc。求：（1）及；（2）323K时的速率常数k;(3)在323K，PH=3时，A水解80%所需的时间。解：（1）t与A的初浓度无关，a=1,t=ln。PH=5时，69.3=。合并两式，得B=1。1.（2）k===1000mol(3)t=ln=ln[=1.61min25.酶E作用在某一反应S上而产生氧，其反应机理可表达为：E+SESE+P。实验测得不同的初浓度底物时氧产生的初速率r数据如下，计算反应的Michaelis常数K，并解释物理意义。解：由（6-14）式，总反应速率r=,则==,以 作图为一直线，经直线回归后，斜率为5.0610，截距为4.99，相关系数r=0=99996故=5.06，=4.99，即有K==1.01mol/L从反应速率r的表达式可以看出，当反应速率r为（即最大速率一半）时，Michaelis常数K就为底物的浓度。26．请用热力学第二定律证明催化剂不能改变化学平衡。解：可用反证法：设反应AB，其<0,>0,<0,>0。根据热力学第二定律，在恒温恒压条件下，当反应正向进行时，可对环境作非体积功，直至达到反应平衡，若用催化剂，可使反应在恒温恒压且不做非体积功的条件下逆向进行，则因>0体系从环境吸热。经一个循后，体系恢复了原状，而环境中一部分热变成了功，即单一热源一部分热变成了功，这就违背了热力学第二定律而成为第二类永动机。因此上述假设是不成立的，即催化剂不能改变化学平衡。27.乙炔的热分解是双分子反应，活化能为190.4Kj/mol，分子直径为5m。当温度为800K，压力为101.325kPa时，求（1）单位时间单位体积的分子碰撞次数；（2）反应速率常数k.解：(1)对于同种分子之间的碰撞：=2N=2=2=2=3.77(2)====2.7/sk===2.07=1.6528,N的热分解反应在不同温度下的速率常数如下，求：（1）Arrhenius公式中的E和A；（2）该反应在50摄矢度温度下的。 解：（1）lnk=-+lnA以lnk对作直线回归，得：斜率=-12402，截距=30.634，相关系数=-0.99986。则A=e,E=-R/mol（2）当T=323.15K时，由直线方程得到k=4.331，又由于k=第七章表面现象1.293K时，把半径为10-3的水滴分散成半径为10-6m的小水滴，问比表面积增加了多少倍？完成该变化时，环境至少需做功多少？已知273K时水的表面张力为0.07288N·m-1。解： 分成半径为10-6m的小水滴的的数目为：比表面积增加倍数：2.将1×10-6m3的油分散到盛有水的烧杯内，形成半径为1×10-6m粒子的乳状液。设油水之间的界面力为62×10-3N·m-1，求分散过程所需的功为多少？所增加的表面自由能为多少？如果加入微量的表面活性剂之后，再进行分散，这时油水界面张力下降到42×10-3N·m-1。问此分散过程所需的功比原来过程减少多少？解：1×10-6m3的油滴的半径为：形成半径为1×10-6m的粒子的个数为：加入微量表面活性剂之后，再进行分散，则所需功比原来的减少量为：3.常压下，水的表面张力σ(N·m-1)与温度t(oC)的关系可表示为 若10oC时，保持水的总体积不变，试求可逆地扩大1cm2表面积时，体系的W、Q、ΔS、ΔG和ΔH。解：10oC时水的表面张力为：4.证明药粉s在两种不互溶的液体α和β中和分布：(1)当σS,β>σS,α+σα,β，s分布在液体α中。(2)当σα,β>σS,α+σS,β，s分布在液体α和β之间界面上。证明：(1)，所以粉末分布在液体α中。(2)，所以粉末分布在液体α,β的界面上。5.用本章学到的理论，对下列各题进行分析或判断。(1)两根水平放置的毛细管，管径粗细不均(见图)。管中装有液体，a管中为润湿性液体，b管中为不润湿液体。问：两管内液体最后平衡位置在何处，为什么？(2)在装有部分液体的毛细管中，将其一端小心加热时(见图)问：a.润湿性液体、b.不润湿液体各向毛细管哪一端移动。(3)在两块平行而又能完全润湿的玻璃板之间滴入水，形成一薄层水，试分析为何在垂直玻璃平面的方向上想把两块玻璃分开较为困难的原因。今有一薄水层，其厚度δ＝1×10-6m，设水的表面张力为72×10-3N·m-1，设水的表面张力为72×10-3N·m-1，玻璃板的长度l＝0.1m(见图)求两板之间的作用力。解：(1)a管液体向左运动，直至两侧的曲率半径相同处为最后平衡的位置。b管液体向右运动，直至两侧的曲率半径相同处为止。(2)液体的表面张力σ随温度升高而下降，a管内液体为凹液面，r<0，附加压力Δp的方向指向液体外部，左侧液体受热使Δp降低，液柱向右运动。b管内液柱向左运动。(3)水在两块玻璃之间形成凹液面，r<0即Δp<0，因此pl0所以油酸在水面上开始能铺展。当油酸与水相互饱和之后，S"＝σ"水－σ油酸－σ油酸，水＝40×10-3－32×10-3－12×10-3＝-4×10-3(N·m-1)<0则不能铺展了。因此油酸先铺展在液面上，后收缩成液滴。如果把水滴在油酸表面上，则：S"＝σ油酸－σ"水－σ油酸，水＝32×10-3-40×10-3－12×10-3＝-2.0×10-2(N·m-1)<0水在油酸表面不能铺展，曾液滴状。12.298K时有关的界面张力数据如下：σ水＝72.8×10-3N·m-1,σ苯＝28.9×10-3N·m-1,σ汞＝12×10-3N·m-1和σ汞，水＝375×10-3N·m-1，σ汞，苯＝362×10-3N·m-1及σ水，苯＝32.6×10-3N·m-1。试问：(1)若将一滴水滴入苯和汞之间的界面上，其接触角θ为多少？(2)苯能否在汞或水的表面上铺展？解：(1)代入数据得： (2)14.292.15K时，丁酸水溶液的表面张力可以表示为：式中为纯净水的表面张力，a和b皆为常数。(1)写出丁酸溶液在浓度极稀时表面吸附量Γ与浓度c的关系。(2)若已知a＝13.1×10-3N·m-1，b＝19.62dm3·mol-1，试计算当c＝0.200mol·dm3时的吸附量。(1)求丁酸在溶液表面的饱和吸附量Γm。(2)假定饱和吸附时溶液表面上丁酸呈单分子吸附，计算在液面上每个丁酸分子的横截面积。解：(1)所以(2)当c＝0.200mol·dm3时，(3)(4)每个丁酸分子得横截面积为：15.25oC测得不同浓度下氢化肉桂酸水溶液得表面张力σ的数据为：c/kg·kg-10.00350.00400.0045σ×103/N·m-156.054.052.0求浓度为0.0041kg·kg-1时溶液的表面吸附量Γ。解：观察所给数据，σ~c之间为线性关系。其回归方程为：当c＝0.0041kg·kg-1时，当c＝0.0050kg·kg-1时， 16.某活性炭吸附甲醇蒸汽，在不同压力时的吸附量为p/Pa15.31070383010700x/m(kg/kg-1)0.0170.1300.3000.460求适用于此结果的弗仑因德立希公式。解：弗仑因德立希公式德线性形式为：计算和的值，得出对线性回归结果为：17.用活性炭吸附CHCl3符合兰格缪尔吸附等温式，在273K时的饱和吸附量为93.8dm3·kg-1，已知，CHCl3的分压为13.4kPa时的平衡吸附量82.5dm3·kg-1。试计算：(1)兰格缪尔吸附等温式中的常数b。(2)CHCl3的分压为6.67kPa时的平衡吸附量。解：(1)由兰格缪尔吸附等温式：代入数据得：得：(2)当p＝6.67kPa时，18.273K时，用10g碳黑吸附甲烷，不同平衡压力p之下，被吸附气体在标准状况下的体积V的数据如下：p/kPa13.33226.66439.99753.329V×106/m397.5144182214试问该系统对兰格缪尔等温试和弗仑因德立希等温式中哪一个更合适？解：由兰格缪尔等温式计算出对p线性回归，其回归方程为：由弗仑因德立希等温式，计算出lnV对lnp线性回归，其回归方程为： 由数据处理结果，弗仑因德立希等温式更适合碳黑对甲烷吸附。19.根据BET吸附式，证明：当C»1，»时，可以还原为兰格缪尔公式。证明：当C»1，»时，，则BET公式可以简化为：令有：即为兰格缪尔公式。20.在77.2K时，硅酸铝吸附氮气，测得每千克吸附剂的吸附量V(已换算成标准状况)与N2的平衡压力的数据为：p/kPa8.699313.63922.11229.924184.42V×106/m3115.58126.3150.69166.3838.910已知77.2K时N2的饱和蒸气压为99.125kPa，每个氮气分子的截面积A=16.2×10-20。试用BET公式计算该催化剂的比表面。解：由BET公式，通过计算和并进一步得出的线性回归方程为：比表面：21.25oC时在下列各不同浓度的醋酸溶液中各取0.1dm3，分别放入2×10-3kg活性炭，分别测得吸附达到平衡前后醋酸的浓度如下：c前/mol·dm-30.1770.2390.3300.4960.78510151c后/mol·dm-30.0180.0310.0620.1260.2680.471根据上列数据绘出吸附等温线并分别以弗仑因德立希等温式和兰格缪尔吸附等温式进行拟合，何者更合适？解：根据公式：分别计算，lnc，和的值。 由线性回归得弗仑因德立希等温式：(r=0.9993,n=6)线性回归得兰格缪尔吸附等温式：(r=0.9765,n=6)(图略)根据数据处理结果可以得出结论：弗仑德立希等温式更适合。第八章胶体1.丁达尔现象的实质是什么？为什么溶胶会产生丁达尔现象？答：丁达尔现象的实质是分散相粒子对入射光的散射作用。所谓光的散射作用是指除入射光方向外，被照射的体系周围四面八方都能看到发光现象。产生光散射作用的必要条件是被入射光体系具有光学不均匀性。由于溶胶分散相是以10-7～10-9m的粒子大小分散在介质中，因而具有光学不均匀性，当入射光波长大于分散相粒子时，则产生丁达尔现象。丁达尔现象是溶胶所具有的重要光学性质，它是区别溶胶和分子分散体系的主要方法之一。2.将过量H2S气体通入足够稀的的As2O3溶液中制备硫化砷As2O3溶胶。(1)请写出该胶团的结构式，并指明胶粒的电泳方向；(2)试比较电解质KCl、MgSO4、MgCl2对该溶胶的聚沉能力的大小。解：(1)硫化砷As2O3溶胶的胶团结构式为：在电场中，胶粒向正极方向移动；(2)电解质KCl、MgSO4、MgCl2对As2S3溶胶聚沉能力由大到小的顺序为：MgCl2>MgSO4>KCl3.在热水中水解FeCl3制备Fe(OH)3溶胶。(1)请写出该胶团的结构式，并指明胶粒的电泳方向；(2)试比较电解质Na3PO4、NaSO4、NaCl对该溶胶聚沉能力的大小。解：(1)Fe(OH)3溶胶的胶团结构式为： 在电场中，胶粒向负极方向移动。(2)电解质Na3PO4、Na2SO4、NaCl对Fe(OH)3溶胶聚沉能力由大到小的顺序为：Na3PO4>Na2SO4>NaCl。7.某溶胶胶粒的平均直径为4.2×10-9m，设介质粘度，试计算(1)25oC时溶胶的扩散系数；(2)在1秒钟内由于布朗运动，粒子沿x轴方向的平均位移。解：(1)(2)8.贝林(Perrin)实验藤黄混悬液的布朗运动，已知藤黄粒子的半径为2.12×10-7m，实验测得时间t与平均位移数据数据如下：时间(s)306090120(m)6.99.311.813.9实验温度为17oC，混悬液粘度，试计算阿伏伽德罗(Avogadro)常数L。解：已知：C将相应数据代入，计算不同时间的L值并求其平均值得：L＝7.111×10239.某汞水溶胶，在20oC时实验测得溶胶粒子分布高度差Δh＝1×10-4m时，每升溶胶中汞粒子数由3.86×105个下降为1.93×105个。已知ρ水＝1×103kg·m-3，ρ汞＝13.6×103kg·m-3，设汞粒子为球形，试计算汞粒的平均直径。解： 若用粒子数表示浓度，则：10.在28.2oC时用转速为50400(转/分)的离心机对某一蛋白质溶液进行离心沉降，第一次对距中心6.731×10-2处进行照相，70分钟后，第二次对距中心6.731×10-2m处进行照相，试求沉降系数S值。解：已知：11.在20oC时，血红朊在水中的沉降系数和扩散系数分别为4.41×10-13s和6.3×10-11m2·s-1。已知血红朊的比容，水的密度ρ水＝0.9982×103kg·m-3，试计算血红朊的摩尔质量。解：血红朊的摩尔质量：12.在20oC进行血红朊的超速离心沉降，测得离转轴距离处的浓度c1与处的浓度c2之比，离心转速为：120周/秒，血红朊的比容，分散介质的密度为ρ1＝0.9982×103kg·m-3，试求算血红朊的摩尔质量。解：血红朊的摩尔质量： 13.由电泳实验测知，Sb2S3溶胶(设为球形粒子)在210V电压下，两极间距离为0.385m时通电36分12秒，溶液界面向正极移动3.2×10-2m。已知分散介质的介电常数()，粘度，求算溶胶的电势。解：14.在显微电泳管内装入BaSO4的水混悬液，管的两端接上二电级，设电极之间距离为：6×10-2m，接通直流电源，电极两端电压为40V，在25oC时于显微镜下测得BaSO4颗粒平均位移275×10-6m距离所需时间为22.12s。已知水的介电常数，，求BaSO4颗粒的电势。解：15.混合等体积0.08mol·dm-3的KCl和0.1mol·dm-3的AgNO3溶液混合制备AgCl溶胶，试比较三种电解质CaCl2、Na2SO4和MgSO4的聚沉能力。解：Na2SO4>MgSO4>CaCl216.将等体积的0.008mol/LKI溶液与0.01mol/LAgNO3溶液制备AgCl溶胶，试比较三种电解质MgSO4。K3Fe(CN)6、AlCl3的聚沉能力。若将等体积的0.01mol·dm-3KI溶液与0.008mol·dm-3AgNO3溶液混合制备AgI溶胶，上述三种电解质的聚沉能力又将如何？解：第一种情况，由于AgNO3过量，胶粒带正电，其结构式如下：负离子对聚沉起主要作用。负离子价数越高，其聚沉能力越大。因此，电解质聚沉能力的顺序为：K3Fe(CN)6>MgSO4>AlCl3第二种情况胶粒带负电，电解质聚沉顺序为：AlCl3>MgSO4>K3Fe(CN)617.设有一聚合物样品，其中摩尔质量为：10.0kg·mol-1分子有10摩尔、摩尔质量为100kg·mol-1的分子有5摩尔。试计算平均摩尔质量、、各为多少？ 解：18.在25oC时聚苯乙烯溶于甲苯中，测得其粘度如下：c(kg·m-3)02.04.06.08.010.0(kg·m-1·s-1)5.576.146.737.337.978.62已知该体系的k＝3.70×10-5m3·kg-1，。试由此求出聚苯乙烯的摩尔质量。解：以对c或以对c进行线性回归，其截距即为，将k＝3.70×10-5m3·kg-1，和的值代入计算得：19.异丁烯聚合物得苯溶液在25oC时测得各浓度的渗透压如下：c×10-1(kg·m-3)0.51.001.502.00(Pa)49.45100.94154.84210.70求聚异丁烯的摩尔质量。解：求出不同浓度下值，以知，以对c作图为一直线，因此用对c进行线性回归，其截距等于(图略)，即：代入数据，进一步解得：20.在310K时，血浆的渗透压为770kPa，试问溶解物质呈现的总浓度是多少？等渗透压的盐水是阻止血液细胞渗透破裂的NaCl溶液，试计算其浓度。解：由于所以对于NaCl，应用下面公式：NaCl的百分浓度为：21.半透膜内放置羧甲基纤维素钠溶液，其浓度为1.28×10-3mol·dm-3，膜外放置 苄基青霉素钠盐溶液，唐南平衡时，测得膜内苄基青霉素离子浓度为32×10-3mol·dm-3，求膜内外青霉素离子的浓度比。解：达到唐南平衡时：代入数值得：解得：22.在25oC时，某大分子R＋Cl－置于半透膜内，其浓度为：0.1mol·dm-3，膜外放置NaCl水溶液，其浓度为0.5mol·dm-3，计算唐南平衡后，膜两边离子浓度及渗透压。解：根据唐南平衡关系式：解得：x＝0.23mol·dm-3'