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物理化学课后下册部分习题答案

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1 第十一章 化学动力学 1. 反应为一级气相反应，320 ºC时。 问在320 ºC加热90 min的分解分数为若干？ 解：根据一级反应速率方程的积分式

答：的分解分数为11.2% 2. 某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。 解：同上题，

答：还剩余A 1.56%。 3． 某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？ 解：根据一级反应速率方程的积分式

答：反应掉50%需时19.4 min。 4． 25 ºC时，酸催化蔗糖转化反应

的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c）

0 30 60 90 130 180 0 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干？ 解：数据标为

0 30 60 90 130 180 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 2

0 -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4648 -0.6283 利用Powell-plot method判断该反应为一级反应，

拟合公式 蔗糖转化95%需时 5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺 为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与A反应。数据如下：

0 1 2 3 4 6 8 49.3 35.6 25.75 18.5 14.0 7.3 4.6 计算速率常数，以表示之。。 解：反应方程如下 3

根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一， 0 1 2 3 4 6 8 4.930 3.560 2.575 1.850 1.400 0.730 0.460 0 -0.3256 -0.6495 -0.9802 -1.2589 -1.9100 -2.3719 作图

。 6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？

解：转化率定义为，对于一级反应， 4

对于二级反应， 7． 偶氮甲烷分解反应 为一级反应。287 ºC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求。 解：设在t时刻的分压为p，

1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：

8． 硝基乙酸在酸性溶液中的分解反应 为一级反应。25 ºC，101.3 kPa下，于不同时间测定放出的CO2(g)的体积如下 2.28 3.92 5.92 8.42 11.92 17.47 

4.09 8.05 12.02 16.01 20.02 24.02 28.94 反应不是从开始的。求速率常数。 解：设放出的CO2(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由时放出的CO2(g)算出： 5

在时刻t, 硝基乙酸的量为，列表 2.28 3.92 5.92 8.42 11.92 17.47 

1.0158 0.8539 0.6916 0.5285 0.3646 0.2011 1.1830 -0.1524 -0.3260 -0.5368 -0.8057 -1.1770 -1.7719 1 作图，由于反应不是从开始，用公式拟合

得到。 9． 某一级反应，初始速率为，1 h后速率为。求和初始浓度。 解：一级反应的速率方程

6

10． 现在的天然铀矿中。已知的蜕变反应的速率常数为，的蜕变反应的速率常数为。问在20亿年()前，等于多少？(a是时间单位年的符号。) 解：根据速率常数的单位知和的蜕变反应为一级反应，

11． 某二级反应，初始速率为，反应物的初始浓度皆为，求。 解：根据题给条件

12． 781 K时，下列反应的速率常数，求。 解：this problem will mislead students.

13．某二级反应，两种反应物的初始浓度皆为，经10 min后反应掉25 %，求。 解：由于A和B的计量系数和初始浓度相同，因此在反应过程中， 令，由速率方程的积分式的

14． 在离子的作用下，硝基苯甲酸乙脂的水解反应 在15 ºC时的动力学数据如下，两反应物的初始浓度皆为，计算此二级反应的速率常数。

120 180 240 330 530 600 7

脂水解的转化率% 32.95 51.75 48.8 58.05 69.0 70.35 解：同上题，

，处理数据如下 120 180 240 330 530 600 32.95 51.75 48.8 58.05 69.0 70.35

拟合求得。 15． 某气相反应为二级反应，在恒温恒容下的总压p数据如下。求。 0 100 200 400 

41.330 34.397 31.197 27.331 20.665 解：设在时刻t，A(g)的分压为,

, ,因此 0 100 200 400

0.0242 0.0364 0.0475 0．0750 8

，。 16． 稀溶液的电导比例于离子浓度，因而产生离子的反应可通过电导测定来确定反应的进程。叔戊基碘在乙醇水溶液中的水解反应

为一级反应。现此反应在电导池中进行，由于反应不断产生，因而溶液电导G不断随时间t而增大。

若分别为时的电导，分别为t = 0和t时的浓度。试证：

（1）

（2） 证：（1）对于稀溶液，离子的摩尔电导率近似等于，

完全水解产生的电解质的浓度等于的初始浓度。，反应进行到t，生成的浓度为 （2）由于是一级反应 9

17． 25 ºC时，上述反应在80%乙醇水溶液中进行，的初始质量摩尔浓度为，各不相同时间的电导数据如下。求速率常数 k。 0 1.5 4.5 9.0 16.0 22.0 

0.39 1.78 4.09 6.32 8.36 9.34 10.50 解：处理数据如下

0 1.5 4.5 9.0 16.0 22.0 

0.39 1.78 4.09 6.32 8.36 9.34 10.50

拟合得到 。 18． 溶液反应

的速率方程为 10

20 ºC，反应开始时只有两反应物，其初始浓度依次为，，反应20 h后，测得，求k。 解：题给条件下，在时刻t有，因此

积分得

到 19． 在溶液中分解放出氧气，反应方程为

40 ºC时，不同时间测得氧气体积如下 600 1200 1800 2400 300 

6.30 11.40 15.53 18.90 21.70 34.75 试用微分法（等面积法）验证此反应为一级反应，并计算速率常数。 略 20，21略

22． NO与进行如下反应：

在一定温度下，某密闭容器中等摩尔比的NO与混合物在不同初压下的半衰期如下：

50.0 45.4 38.4 32.4 26.9 95 102 140 176 224 求反应的总级数。 11

解：在题设条件下，，速率方程可写作 ，根据半衰期和初始浓度间的关系

处理数据如下

3.2189 3.1224 2.9549 2.7850 2.5990 4.5539 4.6250 4.9416 5.1705 5.4116

，总反应级数为2.5级。 23． 在500 ºC及初压为101.325 kPa时，某碳氢化合物的气相分解反应的半衰期为2 s。若初压降为10.133 kPa,则半衰期增加为20 s。求速率常数。 解：根据所给数据，反应的半衰期与初压成反比，该反应为2级反应。

24,25略

26． 对于级反应，使证明 （1） 12

（2） 证：n级反应的积分公式

半衰期：

证毕。 27． 某溶液中反应，开始时反应物A与B的物质的量相等，没有产物C。1 h后A的转化率为75%，问2 h后A尚有多少未反应？假设： （1）对A为一级，对B为零级； （2）对A、B皆为1级。 解：用 表示A的转化率。对于（1），反应的速率方程为

对（2），由于A与B的初始浓度相同，速率方程为

28． 反应的速率方程为，25 ºC时 。 （1） 若初始溶度，，求。 （2） 若将反应物A与B的挥发性固体装入密闭容器中，已知25 ºC时A和B的饱和蒸气压分别为10 kPa和2 kPa，问25 ºC时0.5 mol A转化为产物需多长时间？

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物理化学沈文霞课后习题答案

物理化学沈文霞课后习题答案

第一章 气体一．基本要求1．了解低压下气体的几个经验定律；2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程；3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提；4．了解真实气体m p V -图的一般形状，了解临界状态的特点及超临界流体的应用；5．了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。

二．把握学习要点的建议本章是为今后用到气体时作铺垫的，几个经验定律在先行课中已有介绍，这里仅是复习一下而已。

重要的是要理解理想气体的微观模型，掌握理想气体的状态方程。

因为了解了理想气体的微观模型，就可以知道在什么情况下，可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。

通过例题和习题，能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。

物理量的运算既要进行数字运算，也要进行单位运算，一开始就要规范解题方法，为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。

掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提，以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。

在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时，要认真听讲，注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图，掌握实际气体在什么条件下才能液化，临界点是什么含义等，为以后学习相平衡打下基础。

三．思考题参考答案1．如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状？采用了什么原理？ 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球的壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。

采用的是气体热胀冷缩的原理。

2．在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。

试问，这两容器中气体的温度是否相等？答：不一定相等。

根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。

3．两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一根玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。

物理化学课后习题答案

物理化学课后习题答案

第一章1、5两个容积均为V得玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下得空气。

若将其中得一个球加热到100 ︒C，另一个球则维持0 ︒C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气得压力。

解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。

标准状态：因此，1、8 如图所示，一带隔板得容器中，两侧分别有同温、不同压得H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。

H23dm3P(H2）T N2 1dm3 P(N2) T（1）保持容器内温度恒定,抽去隔板，且隔板本身得体积可忽略不计，试求两种气体混合后得压力；（2）计算混合气体中H2与N2得分压力；（3）计算混合气体中H2与N2得分体积。

第二章2、2 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，101、325kpa下全部凝结成液态水，求过程得功。

假设：相对水蒸气得体积，液态水得体积可以忽略不计。

2、11 1mol某理想气体与27℃，101、325kpa得始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97、0℃，250、00kpa。

求过程得W,Q, ΔU, ΔH。

已知气体得体积Cv,m=20、92J*mol-1 *K-1。

2、15 容积为0、1 m3得恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 ︒C，4 mol 得Ar(g)及150 ︒C，2 mol得Cu(s)。

现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程得。

已知：Ar(g)与Cu(s)得摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。

解：图示如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块得体积随温度得变化可忽略不计则该过程可瞧作恒容过程，因此假设气体可瞧作理想气体，，则2、25 冰（H2O,S）在100kpa下得熔点为0℃，此条件下得摩尔熔化焓ΔfusHm=6、012KJ*mol-1 *K-1。

已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）与冰得摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=76、28J*mol-1 *K-1与Cpm（H2O,S）=37、20J*mol-1 *K-1。

物理化学第五版课后习题答案20326【精选文档】

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第十章 界面现象10－1 请回答下列问题：（1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴,问长时间放置后,会出现什么现象？(3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡,试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么?(5) 在一定温度、压力下,为什么物理吸附都是放热过程？答： (1) 常见的亚稳态有:过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。

产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。

（2） 一断时间后，大液滴会越来越大,小液滴会越来越小,最终大液滴将小液滴“吃掉”, 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时,小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。

（3） 气泡为半球形,因为雨滴在降落的过程中,可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在,小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到,球形的表面积最小，所以最终呈现为球形.（4） 最本质区别是分子之间的作用力不同。

物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力,而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。

(5) 由于物理吸附过程是自发进行的,所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应.10－2 在293。

15K 及101。

325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变（ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。

解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132r rΔG ＝21A A dA γ⎰＝γ（A 2－A 1)＝4πγ·（ N 22r －21r )＝4πγ·（312r r －21r ) ＝4π×0.47×(339(110)110--⨯⨯－10－6) ＝5.9062 J10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。

《物理化学》课后习题答案(天津大学第四版)

《物理化学》课后习题答案(天津大学第四版)

Compound -238.66 0 -379.07 -285.83 -726.51 0 -979.5 0
因此，由标准摩尔生成焓
由标准摩尔燃烧焓
2.37 已知25 °C甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的标准摩尔燃烧焓 为 ，甲酸（HCOOH, l）、甲醇（CH3OH, l）、水 （H2O, l）及二氧化碳（CO2, g）的标准摩尔生成焓 分别 为 、 、 及 应用这些数据求25 °C时下列反应的标准摩尔反应焓。 解：显然要求出甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的标准摩尔生成焓
2.14 容积为27 m3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与 100 kPa的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器 件使器内的空气由0 °C加热至20 °C，问需供给容器内的空气多少 热量。已知空气的 假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。 解：在该问题中，容器内的空气的压力恒定，但物质量随温度 而改变
-46.11
NO2(g) 33.18
90.25
HNO3(l) -174.10
-241.818
Fe2O3(s) -824.2
-285.830 CO(g) -110.525
(1) (2) (3)
2.35 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 °C时反应 的标准摩尔反应焓，要求： (1) 应用25 °C的标准摩尔生成焓数据； (2) 应用25 °C的标准摩尔燃烧焓数据。 解：查表知
可由
表出（Kirchhoff公式）
设甲烷的物质量为1 mol，则 最后得到
，
，
，
第三章 热力学第二定律
3.1 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 。