利。通过通入过热水蒸汽即可提供热量,维护较高的反应温度,同时还由于水蒸汽不参加反应,起稀释作用,与减少压力效果等同。 五、 计算题
1. 已知Ag2CO3(s)在298.2K时的分解反应
Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)
?1的ΔrGθ,求: m?12.89kJ?mol(1)标准平衡常数;
(2)若大气中含0.1%的CO2(体积),298.2K时Ag2CO3在大气中能否自动分解? 答:(1)△rGm=-RTlnK=-8.314*298.2*lnK=12890 inK=-5.2 K=5.521*10(2)能自动分解。
2. 已知25℃时下列反应的标准摩尔生成焓和标准熵如下:
CH3OH(g) = HCHO(g) + H2(g)
mol-1) -201.25 -115.9 ΔrHθm (kJ·
mol-1·K-1) 237.6 220.1 130.59 Sθm (J·
求:(1)该反应的ΔrHm、ΔrSm和ΔrGm; 答:ΔrHmθθθθe
e
-3
e
e
e
=85.35kj2mol-1
-1
ΔrSθm=113.09J2mol-12KΔrGθm=51.63KJ2mol-1
(2)该反应的标准平衡常数
答:
Kpθ=9.032*10-10
第五章相平衡
一、填空题
1. 在常压下,NH4SO4水溶液与NH4SO4 (s)达到平衡,则相数Φ=2;自由度f=1。 2. 系统的温度、压力及总组成在相图中的状态点称为物系点。 二、简答题
1. 什么是最低恒沸混合物?什么是最低恒沸点?
答:在恒温相图和恒压相图的最低点处气相线与液相线相切,表示该点气相组成等于液相组成,这时的混合物叫最低恒沸混合物。其沸点称为最低恒沸点。
2.液体的饱和蒸气压越高,沸点就越低;而由克劳修斯—克拉珀龙方程表明,液体温度越高,饱和蒸气压愈大。两者是否矛盾?为什么?
答:两者并不矛盾。因为沸点是指液体的饱和蒸气压等于外压时对应的温度。在相同温度下,不同液体的饱和蒸气压一般不同,饱和蒸气压高的液体,其饱和蒸气压等于外压时,需的温度较低,故沸点较低;克劳修斯—克拉珀龙方程是用于计算同一液体在不同温度下的饱和蒸气压的,温度越高,液体越易蒸发,故饱和蒸气压越大。 三、计算题
1. 水和乙酸乙酯部分互溶。310.7K液-液二相平衡时,其中一相含6.75%乙酸乙酯,另一相含3.79%水(质
量百分浓度)。已知该温度时的纯乙酸乙酯蒸气压是22.13kPa,纯水蒸气压是6.40kPa。求: (1)乙酸乙酯的分压。 (2)水蒸气的分压 (3)总蒸气压
答:(1)乙酸乙酯的分压为18.57kpa; (2) 水蒸气的分压为6.31kpa; (3) 总蒸气压为24.88 kpa。
2. 以下是对硝基氯苯和邻硝基氯苯在常压下的固——液平衡相图。
90 80 70 60 50t℃ 40 30 20 10 0 0 20 40 60 2a 80 100 对硝基氯苯w/w% 当70g对硝基氯苯和30g邻硝基氯苯高温熔化后再冷却至50.10℃时(即相图中的点a,液相组成为:
对硝基氯苯重量百分含量为60.18),每个相的重量多少?
答:根据杠杆规则:
Na/n1=(70-60.18)/(100-70)=9.82/30 na=(70+30)*[9.28/(30+9.82)]=24.66g n1=(70+30)*[30 /(30+9.82)]=75.34g
第六章电化学
一、选择题
?Λ?Λmm(1?βc)适用于。C 1.公式
A.任何电解质溶液 B.电解质稀溶液 C. 强电解质稀溶液 D.弱电解质稀溶液 2.质量摩尔浓度为m的K3PO4溶液,aA.
?PO343aK?=。 D
4r?4(m44m4m4m44r()27r) )r() B. C. D. ??(?mθmθmθmθ3.Pt︱H2 (p1)︱H2SO4 (m)︱O2 (p2)︱Pt的电池反应可写成: ① H2 (g) + ?O2 (g) = H2O (l)
或② 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l)
相应的标准电动势和化学反应标准平衡常数分别用E1、E2、K1和K2表示,则。D A.E1= E2、K1= K2 B.E1≠E2、K1≠K2
????????
C.E1≠E2、K1= K2D.E1= E2、K1≠K2
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
三、填空题
1. 已知H+ 和SO42- 的无限稀释摩尔电导率分别为λm,H??3.4982?10 S·m2·mol-1和
??22-1
λ?S·m·mol,则HSO的λ2-?1.596?1024m,H2SO4?m,SO4??28.5924*10
m2·mol-1。 -4S·
2. 0.002mol·kg-1的Na2SO4溶液的离子强度I=0.006,离子平均活度系数γ±=0.8340。 3. Ag︱,KCl(a1)‖AgNO3(a2)︱Ag的电池反应方程式是Cl-(a1) +Ag+(a2)= AgCl(s)。 4. 公式ΔG= -zFE的使用条件是封闭系统中等温、等压、非体积功只有电功的可逆过程。
四、简答题
1. 什么是电导率?什么是摩尔电导率?
答:电导率是相距1m、截面积为1m2 的两平行电极间放置1m3 电解质溶液时所具有的电导。摩尔电导率是指相距为1m的两平行电极间放置含有1mol电解质的溶液所具胡的电导。
2. 当强电解质溶液的浓度增大时,其电导率如何变化?为什么?
答:电导率下降。对强电解质而言,由于在溶液中完全解离,当浓度增加到一定程度后,溶液中正、负离子间的相互作用增大,离子的运动速率将减慢,因而电导率反而下降。
3. 当弱电解质溶液的浓度下降时,其摩尔电导率如何变化?为什么?
答:上升。因为弱电解质溶液的稀释,使得解离度迅速增大,溶液中离子数目急剧增加,因此,摩尔电导率迅速上升,而且浓度越低,上升越显著。
4. 什么是可逆电池?
答:电池中进行的化学反应,能量转换和其他过程均可逆的电池。 五、计算题
1. 298.2K时,0.020mol·dm-3KCl水溶液的电导率为0.2786S ·m-1,将此溶液充满电导池,测得其电阻为
82.4Ω。若将该电导池改充以0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液,测得其电阻为376Ω,试计算: (1) 该电导池的电导池常数;
(2) 0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的电导率 (3) 0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的摩尔电导率 答:(1)因为G=1/R,G=R*A/1 所以1/A=kR=0.2786*82.4=22.96m-1 (2)K2=1/R2A=1/376*22.96=0.06105s2m-1 (3)因为∧m=KVm=k/c
所以∧m(K2SO4)=k/c=6.11*10-2/0.0025*103=0.0245s2m2m-1
2
2. 25℃时分别测得饱和AgCl水溶液和纯水的电导率为3.41×10-4S·m-1和1.52×10-4S·m-1,已知
??m,Ag?=61.92×10-4S·m2·mol-1,?-4
2
?m,Cl?=76.34×10-4S·m2·mol-1,求AgCl的溶度积Ksp。
θ答:已知?m,Ag?=61.92*10 s2mmol
?-1
??m,Cl? 2-1
=76.34*10-4s2mmol
( AgCl)=(61.92+76.34)*10=1.382*10 s2mmol
-4
-2
2
-1
∧m(AgCl)=
根据C(饱和)=[k(溶液)-k(水)]/
-4
m(AgCl)
-2
-2
-3
=[(3.41-1.52)* 10]/1.382*10=1.37*10 mol2m根据AgCl的标准活度积为:
? -52-10
-(AgCl)=c(Ag+)/c2c(Cl)/c?=(1.37*10)=1.88*10
根据溶解度定义:每kg溶液溶解的固体kg数,对于极稀溶液=1dm溶液,
θ3. 25℃时,已知?θ-?2??1.507V,?MnO,H/MnCl42(g)/Cl-?1.358V,对于电池
Pt│Cl2(g)│Cl -‖MnO4-, H+,Mn2+│Pt,
(1) 写出该电池的电极反应和电池反应 (2) 求25℃时该电池的标准电动势
(3) 若溶液的pH=1.0,其它物质的活度均为1,求25℃时该电池的电动势。 答:(1)负极(氧化反应):2Cl--2e Cl2
2+-- 正极(还原)反应:MnO4+8H++5e →Mn+4H2O
电池反应:2MnO4+16H+10Cl→2Mn+5Cl2+8H2O
?
-+-2+
(2)E =
?
2
5
=1.507-1.358=0.149V
8
2
-
(3)E=E -(RT)/(Vf)In[(CMn)*(Ccl)*(CH2O))/C(MnO4)
=0.149-(8.314*298/10/96500)=0.0543V
4. 25℃时,测得电池
H2(101.3kPa)|H2SO4(m=0.5)|Hg2 SO4 (s) |Hg (l)
的电动势为0.6960V,已知?Hgθ2SO4/Hg?0.6158V,
(1) 写出电极反应和电池反应 答:正极反应:负极反应:电池反应:
(2)求H2SO4在溶液中的离子平均活度系数 答:H2SO4在溶液中的离子平均活度系数为0.1572。
第七章化学动力学
一、判断题(正确打√,错误打×)
k2O???3O2的反应级数等于1,该反应可能是基元反应。 × 31. 测得反应
二、填空题
1. 某化学反应A+B→P 的速率方程是r?kCACB,该反应的反应级数等于3。 2. 某化学反应A→P是一级反应,当反应时间为2t1/2时,反应的转化率为75%。 3. 催化剂通过改变反应途径,可以使活化能降低、反应速率加快。
2