(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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