物理化学第五版课后习题答案解析Word下载.docx

物理化学第五版课后习题答案解析Word下载.docx

《物理化学第五版课后习题答案解析Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学第五版课后习题答案解析Word下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

在298.15K时，＝4.75kJ·

mol－1。

试判断在此温度及下列条件下，反应进行的方向。

（1）N2O4（100kPa），NO2（1000kPa）;

（2） 

N2O4（1000kPa），NO2（100kPa）;

（3） 

N2O4（300kPa），NO2（200kPa）;

由Jp进行判断

＝exp（－）＝exp（－）＝0.1472Jp＝

（1）Jp＝＝100Jp＞反应向左进行。

或ΔrGm＝16.1654kJ·

mol－1

（2）Jp＝＝0.1Jp＜反应向右进行。

或ΔrGm＝－0.9677kJ·

（3）Jp＝＝1.3333Jp＞反应向左进行。

或ΔrGm＝5.4631kJ·

5－3．一定条件下，Ag与H2S可能发生下列反应：

2Ag（s）＋H2S（g）Ag2S（s）＋H2（g）

25℃,100kPa下，将Ag置于体积比为10∶1的H2（g）与H2S（g）混合气体中。

（1）Ag是否会发生腐蚀而生成Ag2S？

（2）混合气体中H2S气体的体积分数为多少时，Ag不会腐蚀生成Ag2S？

已知25℃时，H2S（g）和Ag2S（s）的标准生成吉布斯函数分别为－33.56kJ·

mol－1和－40.26kJ·

解：

设反应体系中气相为理想气体，则ΔrGm＝＋RTln

（1）ΔrGm＝（－40.26＋33.56）＋R×

298.15×

103×

ln10＝－6.7＋5.708＝－0.992kJ·

ΔrGm＜0，Ag会发生腐蚀而生成Ag2S。

（2）当ΔrGm＞0时，Ag不会发生腐蚀而生成Ag2S，因此

ln＞（－）＝＝2.7029＞14.9229

＜0.0628

5－4．已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：

CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g）

CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）

求下列反应的：

CH4（g）＋2H2O（g）CO2（g）＋4H2（g）

（2）×

2－

（1）＝（3）＝

5－5．在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.3K时的分压分别为47.836kPa和44.786kPa。

将容器保持在375.3K，经一定时间后，总压力减少至86.096kPa，且维持不变。

求下列反应的。

SO2Cl2（g）SO2（g）＋Cl2（g）

反应各组分物料衡算如下

SO2Cl2（g）SO2（g）＋Cl2（g）

0p0（SO2）p0（Cl2）

pxp0（SO2）－pxp0（Cl2）－px

p＝p0（SO2）＋p0（Cl2）－px＝86.096px＝44.786＋47.836－86.096＝6.526kPa

p（Cl2）＝47.836－6.526＝41.31kPap（SO2）＝44.786－6.526＝38.26kPa

＝＝＝2.4219

5－6．900℃，3×

106Pa下，使一定量摩尔比为3∶1的氢、氮混合气体通过铁催化剂来合成氨。

反应达到平衡时，测得混合气体的体积相当于273.15K，101.325kPa的干燥气体（不含水蒸气）2.024dm3，其中氨气所占的体积分数为2.056×

10－3。

求此温度下反应的。

＝0.2495＝0.7485

＝＝

＝＝4.489×

10－8

5－7． 

PCl5分解反应PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）

在200℃时的＝0.312，计算：

（1）200℃，200kPa下PCl5的解离度。

（2）摩尔比为1：

5的PCl5与Cl2的混合物，在200℃，101.325kPa下，求达到化学平衡时PCl5的解离度。

（1）设200℃，200kPa下五氯化磷的解离度为α，则

PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）

1－ααα＝1＋α

＝＝＝0.312

＝0.156＝7.4103α＝0.3674

或＝α＝＝＝0.3674

（2）设混合物的物质的量为n，五氯化磷的解离度为α'

，则平衡时

PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）

1－α'

α'

5＋α'

＝6＋α'

1.3079α'

2＋6.5395α'

－1.8474＝0

α'

＝＝＝0.2679

5－8．在994K，使纯氢气慢慢地通过过量的CoO（s），则氧化物部分地被还原为Co（s）。

出来的平衡气体中氢的体积分数（H2）＝0.025。

在同一温度，若用CO还原CoO（s），平衡后气体中一氧化碳的体积分数（CO）＝0.0192。

求等物质的量的CO和H2O（g）的混合物，在994K下通过适当催化剂进行反应，其平衡转化率为多少？

（1）CoO（s）＋H2（g）Co（s）＋H2O（g）＝＝＝39

（2）CoO（s）＋CO（g）Co（s）＋CO2（g）＝＝＝51.08

（3）CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）＝＝＝1.31

＝＝1.31α＝0.5337

5－9。

在真空的容器中放入固态的NH4HS，于25℃下分解为NH3（g）与H2S（g），平衡时容器内的压力为66.66kPa。

（1）当放入NH4HS时容器内已有39.99kPa的H2S（g），求平衡时容器中的压力。

（2）容器内原有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS固体？

反应的化学计量式如下 

NH4HS（s）NH3（g）＋H2S（g）

ppp＝＝33.33kPa

由题给条件，25°

C下＝（）2＝（）2＝0.1111

（1）NH4HS（s）NH3（g）＋H2S（g）

39.99＋

＝＝0.1111＋39.99－1111＝0

＝18.874kPap＝2＋39.99＝77.738kPa

（2） 

NH3（g）＋H2S（g）NH4HS（s）

当Jp＝＜能形成NH4HS固体

＞＝166.67kPa

5－10．25℃,200kPa下，将4mol的纯A（g）放入带活塞的密闭容器中，达到如下化学平衡A（g）2B（g）。

已知平衡时，nA﹦1.697mol，nB﹦4.606mol。

（1）求该温度下反应的和；

（2）若总压为50kPa，求平衡时A，B的物质的量。

（1）＝＝＝3.9669

﹦－R×

ln3.9669﹦－3.416kJ·

（2）A（g）2B（g）

n0－x2x＝n0＋x

＝＝＝3.9669x＝＝3.2615mol

nA＝0.7385molnB＝6.5229mol

5－11．已知下列数据（298.15K）：

物质

C（石墨）

H2（g）

N2（g）

O2（g）

CO（NH2）2（s）

／J·

mol－1·

K－1

5.740

130.68

191.6

205.14

104.6

／kJ·

－393.51

－285.83

－631.66

NH3（g）

CO2（g）

H2O（g）

－16.5

－394.36

－228.57

求298.15K下CO（NH2）2（s）的标准摩尔生成吉布斯函数，以及下列反应的。

CO2（g）＋2NH3（g）H2O（g）＋CO（NH2）2（s）

CO（NH2）2（s）的生成反应为：

C（石墨）＋N2（g）＋2H2（g）＋O2（g）CO（NH2）2（s）

＝（C）＋2（H2）－[CO（NH2）2]

＝－393.51－2×

285.83＋631.66＝－333.51kJ·

＝[CO（NH2）2]－（C）－（N2）－2（H2）－（O2）

＝104.6－5.740－191.6－2×

130.68－×

205.14＝－456.67J·

[CO（NH2）2]＝－333.51＋298.15×

456.67×

10－3＝－197.35kJ·

＝－197.35－228.57＋394.36＋2×

16.5＝1.44kJ·

＝＝0.5594

5－12．已知298.15K，CO（g）和CH3OH（g）的分别为－110.52及－200.7kJ·

mol－1，CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的分别为197.67、130.68及127J·

K－1·

又知298.15K甲醇的饱和蒸气压为16.59kPa，＝38.0kJ·

mol－1，蒸气可视为理想气体。

求298.15K时，下列反应的及。

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

＝－200.7＋110.52＝－90.18kJ·

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g,）

CH3OH（l,）CH3OH（l,）CH3OH（g,）

＝127－197.67－2×

130.68＋＋Rln

＝－332.03＋127.45－14.94

＝－219.52J·

或（CH3OH,g）＝127＋127.45－14.94＝239.51J·

＝239.51－197.67－2×

130.68＝－219.52J·

＝－90.18－298.15×

（－219.51）×

10－3＝－90.18＋65.45＝－24.73kJ·

＝exp（－）＝exp（9.9765）＝2.15×

104

5－13．已知25℃时AgCl（s），水溶液中Ag＋，Cl－的分别为－109.789kJ·

mol－1，77.107kJ·

mol－1和－131.22kJ·

求25℃下AgCl（s）在水溶液中的标准溶度积及溶解度s。

AgCl（s）Ag＋＋Cl－＝77.107－131.22＋109.789＝55.676kJ·

＝exp（－）＝exp（－22.4607）＝1.76×

10－10

s＝＝＝0.19mg／100g

5－14．体积为1dm3的抽空密闭容器中放有0.03458molN4O2（g），发生如下分解反应：

N4O2（g）2NO2（g）

50℃时分解反应的平衡总压为130.0kPa。

已知25℃时N4O2（g）和NO2（g）的分别为9.16kJ·

mol－1和33