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物理化学练习题1. 298 K某非离子表面活性剂溶液浓度为0.2 molm -3,用机械铲从表面上撇去非常薄的表层,测得表面层中表面活性剂物质的吸附量为310-6 molm -2。已知298 K纯水的 r* =7210-3 Nm -1 ,假设稀浓度范围内溶液的表面张力与溶液浓度呈线性关系,试计算该溶液的表面张力r。2. 25 半径为1 mm的水滴与蒸气达到平衡,试求水滴的内外压力差及水滴的饱和蒸气压。已知25 时水的表面张力为71.9710-3 Nm-1 ,体积质量(密度)为0.9971 gcm-3,蒸气压为 3.168 kPa,摩尔质量为18.02 gmol-1。3. 273K时,用活性炭吸附CHCl3气体,饱和吸附量为93.8 dm3kg-1,若CHCl3的分压为6.6672 kPa,其平衡吸附量为73.58 dm3kg-1,(1) 计算朗缪尔吸附等温式的b值;(2) CHCl3的分压为13.375 kPa时,平衡吸附量为多少?4. 已知在298K时, 平面上的饱和蒸气压为3167Pa, 请计算在相同温度下半径为2nm 的水滴表面的蒸气压为若干? 设水的摩尔质量为18.016kg mol- 1, 密度为1 103 kg m- 3, 水的表面张力为0.0719 N m- 1。5. 原电池CdCd2+ a (Cd2+) = 0.01 Cl- a ( Cl- ) = 0.5Cl2 g,100kPaPt已知:298K时,E Cl2(g)Cl- =1.3579V, E Cd2+Cd= - 0.4032V。(1)写出电极反应和电池反应;(2)计算原电池在298K时的电动势E;(3) 计算电池反应的摩尔吉布斯函数变rGm及标准平衡常数6. 298K时,原电池PtH2 (g,100kPa )HCl ( b = 0.1 molkg-1 )Cl2 (g,100 kPa )Pt 电动势为1.4881 V,计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。7. 电池Pt,H2(p)NaOH(aq)HgO(s),Hg(l)在298K时的E为0.926V。(1)写出电极反应及电池反应;(2)求算此反应在298K时的平衡常数;(3)若HgO(s)和H2O(l)的标准生成热分别为-90.71和-285.84kJmol-1,试计算此电池在308K时的电动势。8. 下列电池:Pt,H2(p)|H2SO4(aq)|O2(p),Pt在298K时E=1.228V,已知液体水的生成热fHm (298,H2O,l)=-2.851105Jmol-1。 (1) 写出电极反应和电池反应; (2) 计算此电池电动势的温度系数;假定273K298K之间此反应的rHm为一常数,计算电池在273K时的电动势。9. 已知下列电池的E (298K) = 0.223 V, ( E / T )p = - 0.65 mV K- 1, Pt H2(P ) H+ (a = 1) KCl(a = 1) AgCl(s) Ag(s)(1) 写出电池反应(2) 计算与电池反应对应的DrGm , D rSm , D rHm 。(6分) 10. 溴乙烷的分解为一级反应,已知该反应的活化能Ea=229.3kJmol-1,650K时的速率常数k=2.1410-4s-1。求(1)该反应的半衰期。(2)指前因子。(3)10min后溴乙烷剩余百分之几?(4)欲使溴乙烷在10min内转化90%,温度应控制在多高?11. 醋酸酐的分解反应是一级反应,该反应的活化能Ea=144.3 KJ/mol,已知在284 醋酸酐分解75所需时间为42.0s. 试求:(1)在284醋酸酐分解反应的反应速率常数K以及半衰期t1/2(2)现要控制此反应在10分钟内转化率达到90,试问此时反应速率常数K应为多少?反应温度要控制在多少度?12. 已知陨石中每克含U238为6.310-8克,He为20.7710-6cm3(标准况下)。U238的衰变为一级反应:U238Pb206 + 8He4,由实验测得U238的T1/2=4.51109年。试求该陨石的年龄。13. 设某化合物分解反应为一级反应,若此化合物分解30 则无效,今测得温度50、60 时分解反应速率常数分别是7.0810-4 hr-1与1.710-3hr-1,计算这个反应的活化能,并求温度为25 时此反应的有效期是多少? 14. 某二级反应AP,设cA,0=0.005moldm-3,500和510时,经300秒后分别有27.6%和35.8%的反应物分解。计算(1)两个不同温度时的速率常数;(2)反应的活化能。15. 均相反应A C+ B 在600K时的速率常数k=3.510-3s-1。试求(1)反应的半衰期;(2)初始浓度CA,0=0.05moldm-3时,经过30s后反应物的转化率;(3)温度升高到700K时,k增加了3倍,求反应的活化能。16. 某一级反应在600K时的半衰期为350min-1,反应的活化能为200kJmol-1,试求700K反应物反应掉75% 所需的时间。17. 某反应在300K时,速率常数k=4.510-2s-1,活化能为60kJmol-1。试求(1)反应的1/2衰期;(2)300K时的指前因子;(3)50s时反应物消耗的百分数。18. 某一级反应MD的速率常数k与温度关系为: lgk= -4124/T+13.35 (时间单位为s) 求40时速率常数k和半衰期t1/2;求该反应的活化能Ea和指前因子。19. 乙烯转化反应C2H4 C2H2+H2为一级反应。在1073K时,要使50的乙烯分解,需要10小时,已知该反应的活化能E=250.6kJmol-1。要求在1.136103小时内同样有50 乙烯转化,反应温度应控制在多少?20. 气相反应A(g) B(g) ,在恒容下进行,其速率常数k与温度T的关系由下式表示:ln(k/s) = 24.00 9622/(T/K)1. 确定此反应的级数; 2. 此反应的活化能为多少? 3.欲使A(g) 在10 min内的转化率达到90%,则反应温度该如何控制?21. 298K时,在某半透膜的两边分别放浓度为0.10 moldm-3的大分子有机物RCl,和浓度为0.50 moldm-3的NaCl溶液,设有机物RCl能全部解离,但R+ 离子不能透过半透膜。计算达膜平衡后,两边各种离子的浓度和渗透压。22. 写出由FeCl3水解制锝Fe(OH)3溶胶的胶团结构,并标注各部分的名称。(稳定剂为FeCl3)。23. 以等体积的0.08 moldm-3 AgNO3溶液和0.1 moldm-3 KCl溶液制备AgCl溶胶,(1) 写出胶团结构式,并标注各部分的名称,指出电场中胶体粒子的移动方向;(2) 加入电解质MgSO4、AlCl3和Na3PO4使上述溶胶发生聚沉,则电解质聚沉能力的大小顺序是什么?24. 将0.012 dm3浓度为0.020 moldm-3的KCl溶液和0.100 dm3浓度为0.0050 moldm-3 的AgNO3溶液混合以制备溶胶,试写出这个溶胶的胶团的结构式. 25. N2O5分解历程如下:(1) N2O5NO2 + NO3 N2O5NO2 + NO3(2) NO2 + NO3NO + O2 + NO2 (慢反应,速率控制步骤)(3) NO + NO32 NO2 用稳态法导出r =的表示式。26. 反应 CH3COCH3 + Br2 CH3COCH2Br + H+ Br- 在溶液中进行,其反应机理如下: CH3COCH3 +OH- CH3COCH2-+H2O; CH3COCH2-+H2O CH3COCH3 +OH-; CH3COCH2-Br2 CH3COCH2Br +Br-。设CH3COCH2-处于稳定态,试推导出总反应的动力学方程式。27. 设乙醛热分解CH3CHOCH4 + CO 是按下列历程进行的:CH3CHOCH3 + CHO;CH3 + CH3CHOCH4 + CH3CO(放热反应) CH3COCH3 + CO ;CH3 + CH3C2H6 用稳态近似法求出该反应的速率方程:dCH4/dt = ?28. 已知反应:H2 +Cl2 HCl 的反应机理如下: k1 Cl2 2Cl k2 Cl+ H2 HCl + H k3 H+ Cl2 HCl + Cl k4 2Cl Cl2 试以HCl浓度的变化表示速度方程。
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