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物理化学上册习题解（天津大学第五版）第一章 气体的 pVT 关系1-1 物质的体膨胀系数V与等温压缩系数T的定义如下：1 V 1 VV TV T pV p T试导出理想气体的V 、 T 与压力、温度的关系？解：对于理想气体， pV=nRT1 V V T V1 V Tp VpT 1 (nRT / p) V T 1 ( nRT / p) Vp1nR 1 V T 1p V p V T 1 nRT 1 V p 1T V p 2V p31-2 气柜内有 121.6kPa 、27℃的氯乙烯（ C2H3Cl ）气体 300m ，若 以每小时 90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为n pV 121.6 10 3300RT 8.314 14618.623mol300.15每小时90kg 的 流 量折 合 p 摩 尔 数 为v 90 10 390 1031441.153mol h 1M C 2H 3Cl 62.45n/v= （14618.623 ÷1441.153 ）=10.144 小时1-3 0 ℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：CH 4nM CH 4 p MCH 4 101325 16 103 0.714kg m 3VRT 8.314 273.151-4 一抽成真空的球形容器， 质量为 25.0000g 。
充以 4℃水之后，1物理化学上册习题解（天津大学第五版）总质量为 125.0000g 。
若改用充以25℃、 13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积V125.0000 25.000 100.0000 cm3100.0000cm3H 2 O (l ) 1n=m/M=pV/RTRTm 8.314 298.15 ( 25.0163 25.0000)30.31g molM13330 10 4pV1-5 两个体积均为 V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
物理化学第五版课后习题答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第七章 电化学7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )解：(1) m Cu ＝201560635462.F ⨯⨯⨯＝5.527 g n Cu ＝2015602F⨯⨯＝0.09328 mol(2) 2Cl n ＝2015602F ⨯⨯＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015100.R .⨯⨯＝2.328 dm 37－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。
通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。
阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e＝262501151166103312098(..)..--⨯⨯－11513312098..＋0165821078682..⨯＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 molt ＋(Pb 2+)＝4436823107685310..--⨯⨯＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前＝11513312098..－262501151166103312098(..)..--⨯⨯＝4.0030×10－3 molt －(3NO -)＝4440030107658310..--⨯⨯＝0.52097－3．用银电极电解AgNO 3溶液。
物理化学1—5章课后习题答案-傅献彩第五版物理化学 1—5 章课后习题答案傅献彩第五版在学习物理化学的过程中，课后习题是巩固知识、检验理解的重要环节。
下面为大家详细解答傅献彩第五版物理化学1—5 章的课后习题。
第一章主要涉及气体的相关知识。
在习题中，常常会出现关于理想气体状态方程的应用问题。
比如，给定一定量气体的压力、体积和温度，要求计算气体的物质的量。
我们知道理想气体状态方程为 PV ＝nRT，其中 P 是压力，V 是体积，n 是物质的量，R 是摩尔气体常数，T 是热力学温度。
通过对这个方程的灵活运用，就能够轻松求解此类问题。
还有关于分压和分体积的计算。
例如，已知混合气体中各组分气体的摩尔分数和总压力，要求计算各组分气体的分压。
分压等于总压乘以该组分的摩尔分数。
对于分体积，也是类似的思路，分体积等于总体积乘以该组分的摩尔分数。
第二章是热力学第一定律。
这一章的习题重点在于理解和运用热力学能、热和功的概念。
例如，计算一个封闭系统在特定过程中的热力学能变化。
这需要考虑系统所吸收或放出的热以及所做的功。
热和功的符号规定很关键，系统吸热为正，放热为负；系统对外做功为负，外界对系统做功为正。
在一些习题中，还会涉及到绝热过程。
绝热过程中，系统与外界没有热交换，此时热力学能的变化就等于外界对系统所做的功。
通过对这些概念和公式的准确把握，就能顺利解决此类问题。
第三章是热力学第二定律。
这一章的习题常常围绕熵的概念和计算展开。
比如，计算一个可逆过程或不可逆过程的熵变。
对于可逆过程，熵变可以通过热温商来计算；对于不可逆过程，需要设计一个可逆过程来计算熵变。
此外，还会有关于热力学第二定律的应用问题。
例如，判断一个过程是否自发进行，需要通过计算熵变、焓变以及吉布斯自由能变来综合判断。
如果熵变大于零，且焓变小于零，或者吉布斯自由能变小于零，那么这个过程就是自发的。
第四章是多组分系统热力学。
这部分的习题主要涉及溶液的相关计算。
第一章 气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1T T pV p V V T V V⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系 解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H C n/v=（÷）=小时1-3 0℃、的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为。
充以4℃水之后，总质量为。
若改用充以25℃、的某碳氢化合物气体，则总质量为。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
(3) y H3n N2n N23n N2y N所以有P H :P N 231汀:4p3:1第一章气1- 1物质的体膨胀系数 V 与等温压缩系数T 的定义如下:解：对于理想气体，pV=nRT1- 5两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100C ，另一个球则维持0C,忽略连接管中气体体积，试求该容器 内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而 变化，则始态为n n 口 n 2J 2 p i V /（RT i ）1-8如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理 想气体。
3n N 2)£蚀孚啤⑵4dm 3 4dm 3 1dm 3（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为 p 。
RT/ p ，N 2 的摩尔体积 V m ,N 2RT / p抽去隔板后 所以有 V m,H 2RT/ P ，V m,N 2RT / p试导出理想气体的T与压力、温度的关系?终态（f ）时nPfV V p fV T2,f%f n 2,fRRT 1, f T 2, fT vT 1, f T 2, f（1） 保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体 混合后的压力。
（2） 隔板抽去前后，H 及N 的摩尔体积是否相同？（3） 隔板抽去后，混合气体中H 2及N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？ 解： P H（1）抽隔板前两侧压力均为p ，温度均为T o“H ZRT厂 PN3dm叽RTp （ 1） 1dm 3得: 叶23n N 2而抽去隔板后, 体积为4dm,温度为，所以压力为p 乎 5N2 比较式（1）、（2）抽隔板前，“的摩尔体积为v m ,H 2可见，隔板抽去前后, “及N 的摩尔体积相同。
*1-17试由波义尔温度T B 的定义式，试证范德华气体的 T B 可表示为T B =a/( bR式中a 、b 为范德华常数。
第一章 气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1TT p V p V V T V V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
第三章热力学第二定律??卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求（1）?热机效率；（2）?当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为?????? 根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1）?热机效率；（2）? 当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解： （1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证： （反证法）?? 设 r ir ηη>不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
?????? 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程??? 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）?可逆热机效率。
（2）?不可逆热机效率。
（3）?不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义???? 因此，上面三种过程的总熵变分别为。
??已知水的比定压热容。
今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ?℃的水，求过程的。
第一章 气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1TT p V p V V T V V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
第七章 电化学7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝201560635462.F⨯⨯⨯＝5.527 g n Cu ＝2015602F⨯⨯＝0.09328 mol(2) 2C l n ＝2015602F⨯⨯＝0.09328 mol 2C l V ＝00932830015100.R .⨯⨯＝2.328 dm 37－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。
通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。
阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e＝262501151166103312098(..)..--⨯⨯－11513312098..＋0165821078682..⨯＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+)＝4436823107685310..--⨯⨯＝0.4791考虑3N O -： n 迁＝n 后－n 前＝11513312098..－262501151166103312098(..)..--⨯⨯＝4.0030×10－3 molt －(3N O -)＝4440030107658310..--⨯⨯＝0.52097－3．用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。
已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。
求Ag +和3N O -的迁移数。
解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e＝3233760236739101698731(..)..--⨯⨯－023********..＋00781078682..＝1.007×10－3－1.3893×10－3＋7.231×10－4 ＝3.408×10－4 molt ＋(Ag +)＝44340810723110..--⨯⨯＝0.4713 t －(3N O -)＝0.5287考虑3N O -： n 迁＝n 后－n 前＝023********..－3233760236739101698731(..)..--⨯⨯＝1.3893×10－3－1.007×10－3 ＝3.823×10－4 molt －(3N O -)＝44382310723110..--⨯⨯＝0.5287 t ＋(Ag +)＝0.47137－4．在一个细管中，于0.03327mol ·dm －3的GdCl 3溶液的上面放入0.073 mol ·dm －3的LiCl 溶液，使它们之间有一个明显的界面。
令5.594mA 的电流自上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直保持清晰。
3976s 以后，界面在管内向下移动的距离相当于1.002 cm 3的溶液在管中所占的长度。
计算在实验温度25℃下，GdCl 3溶液中的t ＋(Gd 3+)和t ＋(C l －)。
解： t (Gd 3+)＝V czF It＝331.002100.033273965005.594103976--⨯⨯⨯⨯⨯⨯＝0.4339t (Cl －)＝0.56617－5． 已知25℃ 时0.02mol ·dm －3KCl 溶液的电导率为0.2768S ·m －1。
一电导池中充以此溶液，在25℃时测得其电阻为453Ω。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为 0.555mol ·dm －3的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。
解：(1) K cell ＝κ×R ＝0.2768×453＝125.39 m －1(2) κ(CaCl 2)＝cell K R＝125391050.＝0.1194 S ·m －1(3) Λm (CaCl 2)＝cκ＝0119411098405551000...⨯⨯＝0.02388 S ·m 2·mol －17－6．已知25℃时m ∞Λ(NH 4Cl )＝0.012625 S ·m 2·mol －1，t (4N H +)＝0.4907。
试计算m ∞Λ(4N H +)及m ∞Λ(Cl －)。
解： m ∞Λ(4N H +)＝0.4907×0.012625＝6.195×10－3 S ·m 2·mol －1 m ∞Λ(4N H +)＝0.5093×0.012625＝6.430×10－3 S ·m 2·mol －17－7． 25℃时将电导率为0.141S ·m －1的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。
在同一电导池中装入0.1mol · dm －3的NH 3·H 2O ，测得电阻为2030Ω。
利用表7.3.2中的数据计算NH 3·H 2O 的解离度α及解离常数0K 。
解： κ(NH 3·H 2O )＝32K C lN H H O(K C l )R R κ⋅＝01415252030.⨯＝0.03647S ·m －1Λm (NH 3·H 2O )＝cκ＝30036471001..-⨯＝3.647 ×10－4S ·m 2·mol －1m∞Λ(NH 3·H 2O )＝(73.5＋198)×10－4＝271.5×10－4 S ·m 2·mol －1α＝3.647271.5m m∞Λ=Λ＝0.01343K ＝2(1)c cαα-＝20.013430.110.01343⨯-＝1.828×10－5 (031c mol dm -=⋅) ＝1.828×10－8(031c mol m -=⋅)7－8．25℃时纯水的电导率为5.5 ×10－6S ·m 2·mol －1，密度为997.0 kg ·m －3。
H 2O 中存在下列平衡：H 2O H ＋＋O H － ，计算此时H 2O 的摩尔电导率、解离度和H ＋的浓度。
解： c (H 2O)＝997.00.0180152Mρ=＝55342.2 mol ·m －3Λm ＝65.51055342.2cκ-⨯=＝9.938×10－11S ·m 2·mol－1m∞Λ(H 2O )＝(2.4811＋4.2616－1.2645)×10－2＝5.4782×10－2 S ·m 2·mol－1α＝1129.938105.478210m m-∞-Λ⨯=Λ⨯＝1.814×10－9c (H ＋)＝αc (H 2O)＝1.814×10－9×55342.2＝1.004×10－4mol ·m－3＝1.004×10－7 mol ·d m －37－9．已知25℃时水的离子积K w ＝1.008×10－14。
NaOH 、HCl 和NaCl 的m ∞Λ分别等于0.024811S ·m 2·mol －1、0.042616 S ·m 2·mol －1和0.012645 S ·m 2·mol －1。
(1) 求25℃时纯水的电导率；(2) 利用该纯水配置AgBr 饱和水溶液，测得溶液的电导率κ(溶液)＝1.664×10－5 S ·m －1。
求AgBr (s )在纯水中的溶解度。
解： (1) K w ＝H O H c c +-⋅ c ＝12w K ×103＝1.004×10－4 mol ·m －3m∞Λ(H 2O )＝(2.4811＋4.2616－1.2645)×10－2＝5.4782×10－2S ·m 2·mol －1κ(H 2O )＝5.4872×10－2×1.004×10－4＝5.500×10－6 S ·m －1(2) m∞Λ(AgBr )＝(61.92＋78.4)×10－4＝140.32×10－4S ·m 2·mol －1c ＝mκ∞Λ＝564166410550101403210...---⨯-⨯⨯＝541114101403210..--⨯⨯＝7.939×10－4 mol ·m －37－10．应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol ·kg －1CaCl 2；溶液中γ(Ca ＋)、γ(Cl －)和γ±解： I ＝12×(0.002×22＋0.004×12) ＝0.006 mol ·kg －1lg γ(Ca ＋)＝－0.509×22＝－0.1577 γ(Ca ＋)＝0.6955 lg γ(Cl －)＝－0.509×12×＝－0.03943 γ(Ca ＋)＝0.9132 lg γ±＝－0.509×2×1×＝－0.07885γ(Ca ＋)＝0.83407－11．现有25℃、0.01 mol ·kg －1的BaCl 2水溶液。
计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均活度因子γ±和平均活度a ±。
解：(1) I ＝12×(0.01×22＋0.02×12) ＝0.03 mol ·kg －1lg γ±＝－0. 509×2×10.1763 γ±＝0.6663b ±＝＝0.01＝0.01587 mol ·kg －1 a ±＝0.6663×0.01587=0.010577－12．25℃时碘酸钡Ba (IO 4)2在纯水中的溶解度为5.46×10－4 mol ·d m －3。
