物理化学复习题新编(5)

2020-04-14 06:01

=19397J/mol,现有与碳反应的气体,其中含有CH4(g) 10%、H2(g) 80% N2(g) 10% (摩尔分数),试问:

(1)T=1000K,P=101.3KPa时,甲烷能否生成?

(2)在(1)的条件下,压力须增加到多少,上述反应才能进行? 解-(1) ΔrG0m = - RTLnKP = 19397

KP = Exp(-ΔrG0m/RT) = Exp (19397/8.314*1000) =

C(S) + 2H2(g) = CH4(g) 初始 0.80 0.10 JP

=

(PCH4/P0)/(PH2/P0)

=

(0.10*101.3/101.3)/(0.8*101.3/101.3)2 =0.10/0.802 =

(2) 当K>P时,反应可以自发进行

9 恒容气相反应A(g)=B(g)速率常数K与温度T的关系为 Ln(K/S-1)= 24 – 9622/(T/K) (1) 确定此反应的级数;

(2) 计算此反应的活化能和指前因子;

(3) 为使A(g)在5min内转化率达90%,问反应温度应控制在多

少度。

解:(1)根据K的单位为S-1,可知该反应为一级反应。 (2)E=9622R =9622×8.314=79.997KJ

A=exp24=2.65×1010 S-1

(3)∵K=1/t Ln(1/1-y)=( 1/60×5)Ln(1/1-0.90)=7.675×10-3

∴∴∴ ∴

Ln7.675×10-3=24-9622/T

∴T=333K

10已知水在50C时的饱和蒸汽压为12.764KPa,水的正常沸点为100℃,试求以下各项:

(1)已知蒸汽压与温度的关系为 Lg P = A/T + B 求A、B常数

(2)水的摩尔汽化焓; (3)1100C时的蒸汽压? 解:(1)Lg P = A/T + B

Lg P12.764= A/323+ B Lg P101.3= A/T373+ B

联立解方程得:A =

B =

(2) Lg P = -ΔH /2.303RT + B -ΔH /2.303R = A =

ΔH = 2.303RA = (3) Lg P = A/383+ B P =

11 Fe在570℃ 时容易被氧化,其反应为 Fe (S) + CO2 → FeO (S) + CO 已知 600℃和800℃时其标准平衡常数分别为1.11和1.80。 求(1) LogK0 = - A/T + B 中的 A 和 B (2)ΔrG0m 与温度T的关系 (3)ΔrH0m为多少?

(4)1000℃时的标准平衡常数K0。

(5)在1000℃时,Fe在含CO215%、CO85%的气体中能否被氧化? 解:(1)Log 1.11 = -A/(600+273) + B Log 1.80 = - A/(800+273) + B 联立解方程可得 A = 983 B = 1.17 ∴ Log K0 = - 983/T + 1.17

(2) ΔrG0m = -RTLnK0 = - 2.303RTLogK = - 2.303×8.314T (-983/T + 1.17)

=18.82-22.4T ∴ ΔrG0m = -22.4T+ 18.82

(3)ΔrH0m = -2.303×8.314A = -2.303×8.314×(-983) = 18.82×103J/mol

(4) Log K0 = - 983/T + 1.17

= -983/(1000+273) + 1.17 = -0.3978 K0 =2.50

(5) QP=( PCO/P0)/(PCO2/P0) = 0.85P/0.15P = 5.67

∵QP>K0

∴ 该反应不能自发正向进行,即Fe在该气体中不能被氧化。

教材: 相平衡:例题P 118, 4-5,4-6 4-9,4-10,4-11,4-12,4-13;习题P156,4-3,4-4,4-5,4-6

化学平衡:例题P170 , 5-7,5-8习题5-10; 化学动力学:例题P280, 8-7,习题P296 8-14

由A、B两纯液体形成的溶液在

T/℃

100kPa下的沸点-组成图如图所示,请根据相图回答下列问题。 (1)在相图中标出各区和线所表示的意义。(2分)

(2)纯A液体的正常沸点T*A= 、纯B液体的正常沸点

100 100kPa

74

C

0 0.5 1.0 A B xB(yB)→

T*B= 。A、B两者相对来说 为易挥发组分。 (3)从相图上找出组成为xB=0.30液相的泡点是 。 (4)从相图上找出组成为yB=0.30气相的露点是 。 (5)T=84℃,气-液两相平衡时, xB= ,yB= 。

(6)A、B形成的最低恒沸混合物C其组成为 ,最低恒沸点为 。

(7)xB=0.50的溶液在精馏塔中精馏,塔顶馏出液是 ,塔釜残留液是 。

(8)6molA和4molB组成的溶液在84℃达平衡时,气相的物质的量为 ;液相的物质的量为 。


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