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2001-2009华南理工大学物理化学考研真题(5)

来源:网络收集 时间:2021-09-24 下载这篇文档 手机版
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(2)在500K时,ZnCO3(s)的分解压力;

(3)在298K,p(CO2)=1000Pa下,ZnCO3(s)能否分解。(14分)

解:(1) = (-318.3-394.36+731.52) kJ mol-1= 18.86 kJ mol-1 B vB = Gm

= (43.64+213.7-82.4) J mol-1 K-1= 174.94 vBSB = Sm J mol-1 K-1

=(18.86+298×0.17494) kJ mol-1= 70.99 Sm +T Gm = Hm kJ mol-1

vBRT= (70.99-1×8.315×298×10-3) kJ mol-1 - Hm = Um

=68.51 kJ mol-1

华南理工大学物化考研10年真题

/RT) Gm =exp(- K =exp[-18860/(8.315×298)]=4.948×10-4

vBcp,m,B=(40.3+37.1-79.71) (2) J mol-1 K-1 = -2.31 J mol-1 K-1

计算500K时

vBcp,m,B×(500-298)K=(70.99-2.31×0.202) (298K)+ Hm (500K)= Hm kJ mol-1

=70.52 kJ mol-1

vBcp,m,B×ln(500K/298K) (298K)+ Sm (500K)= Sm

= [174.94-2.31×ln(500/298)] J mol-1 K-1

= 173.74 J mol-1 K-1

(500K)=(70.52-0.5×173.74) kJ mol-1 Sm (500K)-500K× Hm (500K)= Gm

= 16.35 kJ mol-1

/RT)=exp[(-16350/8.315×500)]=0.01959 Gm =exp(- K

ZnCO3(s)的分解压

=0.01959p p p=K

(3) =49.48Pa =4.948×10-4p p 在298K,ZnCO3(s)的分解压p=K<p(CO2),所以ZnCO3(s)不会

分解。

6. 用银电极电解AgNO3 溶液,通电一定时间后,测得在阴极上析出1.15g的Ag,在阴极区溶

液中Ag+ 的总量减少了0.605g。求AgNO3溶液离子迁移数。(10分)

解:NO3-不反应,阴极区溶液中Ag+ 的减少量即为NO3-的迁移量,所以

t(NO3-) = 0.605g/1.15g = 0.526

t(K+) =1-t(NO3-) = 1-0.526 = 0.474

) | H2SO4 (b=0.5mol kg-1) | Hg2SO4(s) | 7. 电池Pt | H2(p=p Hg(l) (Hg|Hg2SO4)=0.6258V。

(14分) 在25℃时的电动势E=0.6960V,求该电解质溶液H2SO4的平均活度系数。已知E

解:电池反应:Hg2SO4(s) + H2(g)→ Hg(l) + H2SO4(b)

)3] -(0.05916/2)lg[4 3(b/b =E

,而 ,

代入 0.6960=0.6258-(0.05916/2)lg(4× 3×0.53)

±=0.204

8. v=2690K,试求300K时NO分子的振动配分函数qv及qv0。(10分) 已知NO分子的振动

特征温度

解:qv=

=0.0113

=1.000

9. 请推导球形液滴的饱和蒸气压pr,与其曲率半径的r关系式(开尔文公式)

M/r RTln(pr/p)= 2

并注明此式的适用条件。(8分)

解:在温度T时, 平液面和小液滴的饱和蒸气压分别p和pr,蒸气为理想气体。将1mol

物质的平面液体分散成半径为r的小液滴,设想如下路径:

路径a:(1)、(2)、(3)

G1=0; (1) 恒温平衡相变

G2= ; (2) 恒温过程

G3=0。 (3) 恒温平衡相变

路径b:

G=

/r,Vm(l) = p=2 r) 附加压力( M / ( = 2 ) M /

华南理工大学物化考研10年真题

G3 G2 + G1 + G= 因为:

所以: ,即得开尔文公式。

适用条件:恒温单组分系统。

10. 与浓度c的关系为(b为常数) RSO3H是一种强酸,R表示长链烷烃,25℃时,此强酸水溶液

的表面张力 0为纯水的表面张力,As为RSO3H分子的横截面积,k为玻尔玆曼常数。(10

分) )As=(1/2)kT,式中 0- 0-bc2。请推导表面吸附达饱和时,有关系式( =

解:溶液的表面超量

)/RT 0- /dc = -(c/RT)(-2bc) =2bc2/RT =2( = -(c/RT)d

∞与截面积的关系为(注意与吸附体积的关系式不同!) 吸附达饱和时,表面超量

)/RT 0- = 1/[L2( ∞ As=1/L ]

移项后得

)As = (1/2)T(R/L)=(1/2)kT 0- (

11. 1,2-二氯丙醇在NaOH存在的条件下,发生环化作用生成环氧氯丙烷的反应。实验测得该

反应为二级,活化能为125.24 kJ mol-1。 试计算:

(1) 在20 ℃ 下,当1,2-二氯丙醇与NaOH的起始浓度均为0.328 mol dm-3 ,反应的半衰期为

35.868min,反应经过 31min,1,2-二氯丙醇的转化率可达多少?

(2) 在30 ℃ 下,当1,2-二氯丙醇与NaOH的起始浓度分别为0.327和0.360 mol dm-3 ,若1,2-

二氯丙醇的转化率达90%时,需要多长时间?(12分)

解:(1) 起始浓度相同的二级反应,转化率x与时间t的关系式如下:

t = x/kc0(1-x)

速率常数为

k =1/c0t1/2 = 1/(0.328 mol dm-3×35.868min)=0.0850 mol-1 dm3 min-1

当t’=31min时,

x’= kc0t’/( kc0t’+1) = 0.0850×0.328×31/(0.0850×0.328×31+1) =0.464

(2) 已知20℃时的速率常数k和反应活化能Ea,可先算出30℃时的速率常数k’:

ln(k’/k) = Ea(T’-T)/RT’T

ln(k’/0.0850 mol-1 dm3 min-1)=125240×10/(8.315×293.15×303.15)

k’=0.4629 mol-1 dm3 min-1

本题两反应物的初浓度不同,最好自己推导积分式:设NaOH为A, 1,2-二氯丙醇为B,则

A + B = 环氧氯丙烷

t=0 cA0 cB0 0

t=t cA0-y cB0-y y

dy/dt = k(cA0-y)( cB0-y)

移项

kdt =dy/(cA0-y)( cB0-y)= [1/(cA0-y)-1/( cB0-y)] dy/(cB0- cA0)

积分得

t=ln{[cA0(cB0-y)]/[cB0 ( cA0-y)]}/[k(cB0- cA0)]

当 y=0.327 mol dm-3×0.90= 0.2943mol dm-3时

t=ln{[0.360×(0.327-0.2943)]/[0.327×(0.360-0.2943)]}/[0.4629×(0.327-0.360)] min

=39.38 min

说明:本题求解过繁,积分公式难记。

12. 有氧存在时,臭氧分解的机理为:

(1) 试利用稳态近似法推证反应的动力学方程式为:

-dc(O3)/dt = kc(O3)2c(O2)-1 式中k=2k2K

华南理工大学物化考研10年真题

(2) 已知上述反应在70℃-100℃间进行时,表观活化能为119.2 kJ mol-1,且知臭氧的标准生成

焓为142.3 kJ mol-1 ,氧原子的标准生成焓为247.4 kJ mol-1,求第二步反应的活化能E2。(14

分)

解:(1) 根据稳态法,对中间物氧原子有

dc(O)/dt = k1c(O3)-k-1c(O2)c(O)-k2c(O3)c(O)=0

得 c(O)=k1c(O3)/[k-1c(O2)+k2c(O3)]

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