重点计算题及解答

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1、相平衡计算习题第8题解答李文辉提供第8题解：(1)在三相点时，固、液态的蒸气压相等，，于是解得三相点的温度：将其代入任一蒸气压与温度的方程式，计算三相点时的压力（两个结果稍有不同）：解得(2)根据Clausius-Clapeyron方程的一般积分式式中是积分常数。联系题中所给方程，从固体蒸气压与温度的关系式，可算出二氧化碳的摩尔升华焓；从液体蒸气压与温度的关系式，可算出二氧化碳的摩尔蒸发焓：摩尔熔化焓等于摩尔升华焓减去摩尔蒸发焓：答：从略。9期末考试复习资料（计算题）1.在温度为298K的恒温浴中，某2mol理

2、想气体发生不可逆膨胀过程。过程中系统对环境做功3.5kJ，到达终态时系统的体积为始态的10倍。求此过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG。解：因为在恒温浴中进行，所以理想气体的，。已知，设计一个始、终态相同的可逆过程，J=－11.41KJ2.液体A与液体B可以形成理想的液态混合物。在343K时，1molA和2molB所形成的混合物的蒸气压为50.663kPa，若在溶液中再加入3molA，则溶液的蒸气压增加到70.928kPa，试求：（1）A和B在343K时的饱和蒸气压和。（2）对于第一种混合物，在气相中A，

3、B的摩尔分数和。解：（1）液态混合物上的总蒸气压等于A和B的蒸气压的加和，（1）（2）联立(1)，(2)式，解得(2)3.在298K和标准压力下，将2mol苯与3mol甲苯混合，形成理想的液态混合物。求该过程的，，，，，和。解：根据形成理想液态混合物的特性，没有热效应，没有体积的变化，所以有，，，，94.反应的平衡常数，在250～400K的温度范围内，与温度的关系式为。设在这个温度范围内。试计算在300K时：（1）在真空容器中分解时的解离压力和和的分压。（2）反应的和。解：（1）在300K时，分解反应的标准平衡

4、常数为这是一个复相化学反应，设解离压力为，则有解得（2）5.在323K时，下列反应的解离压力为3.998kPa2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g).设气体为理想气体。求算323K时，反应的标准摩尔Gibbs自由能的变化值。解：这是一复相反应，系统中气体的总压等于两个气体生成物压力的加和，因为所以标准平衡常数6.在高温和标准压力下，将水蒸气通过灼热的煤层，按下式生成水煤气：C(石墨)+H2O(g)＝H2(g)+CO(g)若在1000K及1200K时的分别为2.472及37.58，试

5、计算在此温度范围内的摩尔反应焓变（设反应焓变在该温度区间内为常数），及在1100K时反应的平衡常数。解：根据van’tHoff的定积分公式9解得7.某有机物B与水（A）完全不互溶，在101.325kPa的压力下用水蒸气蒸馏时，系统于90℃时沸腾，馏出物中水的质量分数WA=0.24。已知90℃时水的蒸气压，请估算该有机物的摩尔质量。解：以代表水的质量，代表有机物的质量。已知90℃时，，则有机物在这个温度下的饱和蒸气压为：取蒸气相的总质量为100g，则水气的质量，有机物的质量为：设水蒸气蒸馏时的总蒸气压为，则将两式

6、相比，消去相同项，得8.某人工放射性元素，能放出α粒子，其半衰期为15min。若该试样有80%被分解，计算所需的时间？解：放射性元素的蜕变，符合一级反应特征。已知半衰期数值，能得到速率系数的值：然后再根据一级反应的定积分式，计算分解80%所需的时间。代入一级反应的定积分式，所需时间为：9.已知物质A的分解反应是一级反应。在一定温度下，当A的起始浓度为0.1mol·dm-3时，分解20%的A需时50min。试计算(1)该反应的速率系数。(2)该反应的半衰期t1/2。(3)当A的起始浓度为0.02mol·dm-3时

7、，分解20%的A所需的时间。解：(1)因是一级反应，已知50min内A的分解分数，可用一级反应定积分式，计算速率系数k：9（2）一级反应的半衰期与反应物起始浓度无关，只要知道速率系数的值，就能计算其半衰期：(3)对于一级反应，在达到各种转化分数时，所需的时间与半衰期一样，都与反应物的起始浓度无关。所以，只要转化分数相同，所需的时间也就相同。现在A的分解分数都是20%，所以(3)的答案与已知的条件相同，也是50min。10.在298K时，乙酸乙酯与NaOH溶液发生皂化作用，已知反应的速率系数为。若起始时，乙酸乙酯

8、与NaOH溶液的浓度均为，试求在10min以后，乙酸乙酯的水解分数。解：从速率系数的单位可以看出，这是一个二级反应，又知道反应物的起始浓度相等，所以可利用的二级反应的速率方程的定积分式，计算乙酸乙酯的水解分数。速率方程的定积分式为解得在10min以后，乙酸乙酯的水解分数为。11.某一级反应的半衰期，在300K和310K分别为5000s和1000s，求该反应的活化能。解：已知一级反应的半