1、K1mol-1。（10分）整个系统过程为恒压绝热过程，设终态温度为T，则Qp=H=1molCp（T273K）+ 1molCp（T373K）=0解得T=323K过程熵变S=S（冷水）+S（热水）=1mol75Jmol-1ln（323/273）+ 1molln（323/373）=1.819 JK13. 已知反应A （g） = 2B（g） 在298K时rGm=4.75kJmol-1, 试求：（1） 反应开始只有A，在298K 、100kPa下A （g）的离解度？（2） 当温度不变，总压增至1000kPa，A （g）的离解度？ （3） 反应开始时原料气中A （g） 与惰性气体的摩尔比为1：2， 在29
2、8K 、100kPa下A （g）的离解度？（4） 解释（2）、（3）的计算结果。（15分）（1） K=exp（-rGm/RT）=exp-4.751000/（8.315298）=0.1471A （g） = 2B（g）t=0 1mol 0 mol 平衡 （1-a）mol 2a mol n总=（1+a）mol pA=（1-a） p/（1+a）， pB=2a p/（1+a） K=（pB）2/（ p pA） =2a/（1+a）2/（1-a）/（1+a）=4a2/（1-a2）=0.1471 a=0.1883（2） pA=（1-a）10p/（1+a）， pB=2a10p/（1+a）K=（pB）2/（ ppA
3、） =40a2/（1-a2）=0.1471 a=0.06053（3） A （g） = 2B（g） 惰性气体t=0 1mol 0 mol 2mol 平衡 （1-a）mol 2a mol 2mol n总=（3+a）mol pA=（1-a） p/（3+a）， pB=2a p/（3+a） K=（pB）2/（ p pA） =2a/（3+a）2/（1-a）/（3+a）=4a2/（3-2a-a2）=0.1471 4a2=（1+a-2a2）0.1471a=0.3636（4） 反应是气相分子数增加的反应，从（2）计算可知，恒温时，增加总压不利于反应；而加入惰性气体相当于降低总压，故（3）情况有利于反应。4. 对
4、于汞铊二组分系统，已知汞和铊的熔点分别为39和303，它们可形成化合物Tl2Hg5，熔点为15；形成的低共熔点的组成分别为8%、41%Tl（质量分数），相对应的温度分别为60、0；汞和铊的摩尔质量分别为200.5gmol-1、204.3gmol-1。（1） 画出汞铊二组分系统的相图（示意图）。（2） 分析各区域和三相线对应的相态和自由度。（1） 示意图见右。（2） 各区相态如下：I. Hg（s）+Tl2Hg5（s） II. Tl2Hg5（s）+Tl（s）III. Hg（s）+LIV,V. L+Tl2Hg5（s） VI. L+Tl（s）VII. L三相线 ABC: Hg（s）+L+Tl2Hg5（
5、s）DEF: Tl（s）+L+Tl2Hg5（s）自由度F=C+1-P=3-P：单相区，F=2；两相区，F=1；三相线, F=0。5. 已知25时，反应：Zn（s）+Hg2Cl2（s）ZnCl2（b）+Hg（l）的rGm =198.8kJmol-1。将该反应设计为电池。（1） 写出电池图式和电极反应。（2） 求电池的标准电动势E。（3） 若ZnCl2 溶液的质量摩尔浓度b = 0.005molkg-1。求该电池的电动势E。已知德拜-休克尔极限公式中常数A=0.509kg1/2mol-1/2，法拉第常数F=96500Cmol-1。 解：（1） 电极反应： Zn（s） Zn2+ + 2e Hg2Cl
6、2（s） + 2e2 Hg（l） + 2Cl 电池图示： Zn（s）|ZnCl2（b）| Hg2Cl2（s）| Hg（l）（2） E= -rGm/zF= -198800Jmol1/（296500Cmol1）= V（3） ，而，离子强度 = 0.015molkg1所以 0.125得 =0.750 =1.227V6. 电池Pt| H2（p）| HCl（）| AgCl（s） | Ag在某指定条件下的电动势与温度t的关系为： E/V=0.236594.856410-4t/3.420510-6 （t/）2求上述电池在25、可逆放电193C的电量时，反应过程的电功Wr、熵变rS、焓变rH及可逆热 Qr 。
7、E/V=0.236594.856410-4253.420510-6252=0.2223q=zF= 193CWrqE=193C0.2223V =42.90J S= zF （E/T）p= 193C（4.856410-43.420525）V=0.1102JK1 Qr= TS=298.15K（0.1102JK1）=32.86JH= G+TS= Wr+Qr= -42.90J-32.87J=75.77J注意：通常算的是1摩尔反应过程的有关量变化，但本题并不是1摩尔反应。7. 273K时，用木炭吸附CO气体， 当CO平衡分压分别为24.0kPa、41.2kPa时, 对应的平衡吸附量为5.56710-3dm
8、3kg-1 、 8.66810-3 dm 3kg-1, 设该吸附服从兰格缪尔吸附等温式, 计算当固体表面覆盖率达0.9时, CO的平衡分压是多少? （10分）兰格缪尔吸附等温式 Va/Va=bp/（1+bp）取倒数 Va/Va=11/（bp）代入数据 Va/5.56710-3dm 3kg-1=11/（b24.0kPa）Va/8.66841.2kPa）解得：b=0.006956kPa1，Va=38.9110-3dm 3kg-1当Va/Va=0.9时，p=1/b（ Va/Va1）=1/0.006956kPa1（1/0.91）=1294kPa8. 在101325Pa外压，100的某液体产生一个半径为
9、110-5m的小气泡。（1） 计算小气泡所承受的压力。（2） 判断该气泡能否逸出液面？说明理由。已知此温度下该液体的表面张力为58.510-3 N m-1,密度为1000 kg m-3, 饱和蒸气压为102000Pa, 该液体的摩尔质量为3010-3 kg mol-1。忽略液体静压的作用。（1） p=2/r=258.510-3 N m-1/110-5m=11700Pa 承受压力=外压p=101325Pa +11700Pa=113025Pa（2） 计算气泡上的饱和蒸气压pr, 开尔文公式： ln（pr/p）=2M/RTr即 pr=pexp（2M/RTr）=102000Paexp210-33010
10、-3/8.315373.151000（-10-5）=101989Pa 承受压力=113025Pa故气泡无法逸出液面。9. 已知反应 A（g）+B（g） C（g） ，20时k1=0.3 dm3mol-1s-1，k-1=4.010-3 s-1，30时，k1=0.6 dm3mol-1s-1。（1） 求20时反应的rGm。（2） 求正向反应活化能。（3） 若忽略逆反应，设30时反应物A和B起始浓度均为0.1 moldm-3，求反应级数、半衰期及2分钟后反应物A的转化率。解: （1） Kc=k1/k-1=0.3 dm3mol-1s-1/4.010-3 s-1= 75103m3mol-1K=Kc（p/RT
11、）- vB=75103105/（8.315293.15）1=3.077rGm=RTln K =8.315293.15ln（3.077）Jmol-1=2740Jmol-1（2） Ea=RT1T2ln（k2/k1）/（T2-T1）=8.315303.15ln（0.6/0.3）/（30-20） Jmol-1 =51219 Jmol-1（3） 忽略逆反应时，反应级数为2，两种反应物的初浓度相同时， dcA/dt=k1cA2半衰期 t1/2=1/ k1cA0 =1/（0.6 dm3mol-1s-10.1moldm-3）=16.67s当t=2min=120s时， cA=1/（k1t+1/cA0）=1/（0
12、.6 dm3mol-1s-1120s+1/0.1moldm-3）= 0.0122moldm-3转化率 xA=（cA0- cA）/cA0=（0.1-0.0122）/0.1=0.87810. 一氧化氮气相氧化反应2NO + O2 2NO2 反应机理为：2NO N2O2 O2 + N2O2 2NO2 （1） 设N2O2是活泼不稳定物质，导出用生成物NO2表示的反应速率方程。（2） 设式正逆反应活化能均很小， 式活化能大，导出用NO2表示的反应速率方程。（1） 用稳态法求中间物浓度dcN2O2/dt=k1cNO2-k2cN2O2 -k3cN2O2cO2=0得cN2O2= k1cNO2/（ k2+k3 cO2）dcNO2/dt=2k3cN2O2cO2= 2k1k3cNO2cO2/（ k2+k3 cO2）（2） 式易达平衡，用平衡近似法cN2O2/cNO2= k1/k2 即 cN2O2 = k1/k2 cNO2dcNO2/dt=2k3cN2O2cO2=（2k1k3/k2）cNO2cO2用分压代替浓度亦可。11. 在三氧化二砷的饱和水溶液中，缓慢通入H2S可制备As2S3溶胶，H2S为稳定剂。（1）写出胶团结构式，说明胶粒电泳方向。（2）说明电
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