△H=AG+nS=W+Q=-42.90J-32.87J=-7577J 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。 十七.273K时,用木炭吸附CO气体,当CO平衡分压分别为240kPa、41.2kPa时,对 应的平衡吸附量为5.567×10dm3kgl、8.668×103dm3kg!,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) 解:兰格缪尔吸附等温式Va/a"=bp/(1+bp) 取倒数VVa=1+1/bp) 代入数据Va/5.567×103dm3kgl=1+1/(b×240kPa) Va/8.668×103dm3kg2=1+1(b×41.2kPa) 解得:b=0006956kPa1,Va"=38.91×10-dm3kg1 当V/a"=0.9时, p=l/b(V/Va-1)=l/[0.006956kPa1×(1/0.9-1)=1294kPa 十八.在101325Pa外压,100℃的某液体产生一个半径为1×105m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585×103N·m1,密度为1000kg·m3,饱和蒸气压 为102000Pa,该液体的摩尔质量为30×103kg·mol。忽略液体静压的作用。(10分) 解:(1)4p=2=2×585×103N·m2/1×103m=11700Pa 承受压力=外压+△p=101325Pa+11700Pa=113025Pa (2)计算气泡上的饱和蒸气压P,开尔文公式 In(pp=2]MIRTpr 即p=pexp(2 MMIRTpr) =102000a×exp(2×585×103×30×103/8.315×373.15×1000×(-105)} =101989Pa<承受压力=113025Pa 故气泡无法逸出液面 十九已知反应A(g)+B(g)C(g),20℃时k=0.3dm3mnol·s,k1=40×k103s2, 30℃时,k1=0.6dm3 mol-l.s. (1)求20℃时反应的△Gm°。 (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01mol·dm3,求反应级数、 半衰期及2分钟后反应物A的转化率。(15分) 解:(1)K=k/k1=0.3 dm'.mol-ls14.0×103s=75×10m3mol1 K=K(P/R)B=75×103×[10°(8315×29315)}=3.077 △Om°=-R7nK=-[8.315×293.15×ln(3.070)] I.mol-=-2740Jmo1 (2)Ea=R7inln(k/k(2T)=[8315×293.15×303.5ln06/0.3)(30-20)]J·mol 51219J·mol (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/dFkica' 半衰期t=1/kcA0=1/(0.6 dm.mol-ls×0. Imol.dm3)=1667s 当=2min=120s时,H= G+S= 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。 十七. 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 5.567×10-3dm 3•kg-1 、 8.668×10-3 dm 3•kg-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) 解：兰格缪尔吸附等温式 Va/Va ∞ =bp/(1+bp) 取倒数 Va ∞ /Va=1＋1/(bp) 代入数据 Va ∞ /5.567×10 -3dm 3•kg-1=1＋1/(b×24.0kPa) Va ∞ /8.668×10-3dm 3•kg-1=1＋1/(b×41.2kPa) 解得：b=0.006956kPa－1，Va ∞ =38.91×10-3dm 3•kg-1 当 Va/Va ∞ =0.9 时， p=1/b( Va ∞ /Va－1)=1/[0.006956kPa－1×(1/0.9－1)=1294kPa 十八. 在 101325Pa 外压，100℃的某液体产生一个半径为 1×10-5m 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 58.5×10-3 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 30×10-3 kg •mol-1。忽略液体静压的作用。(10 分) 解：(1) p=2/r=2×58.5×10-3 N •m-1 /1×10-5m=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)=2M/RTr 即 pr=pexp(2M/RTr) =102000Pa×exp{2×58.5×10-3×30×10-3 /[8.315×373.15×1000×(-10-5 )]} =101989Pa <承受压力=113025Pa 故气泡无法逸出液面。 十九. 已知反应 A(g)+B(g) C(g) ，20℃时 k1=0.3 dm3•mol-1•s -1，k-1=4.010-3 s -1， 30℃时，k1=0.6 dm3•mol-1•s -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 mol•dm-3，求反应级数、 半衰期及 2 分钟后反应物 A 的转化率。(15 分) 解: (1) Kc=k1/k-1=0.3 dm3•mol-1•s -1 /4.010-3 s -1= 75×10－3m3•mol-1 K =Kc(p  /RT) − vB=75×10－3×[105 /(8.315×293.15)]1=3.077 △rGm =－RTln K  =－[8.315×293.15×ln(3.077)]J•mol-1=－2740J•mol-1 (2) Ea=RT1T2ln(k2/k1)/(T2-T1)=[8.315×293.15×303.15ln(0.6/0.3)/(30-20)] J•mol-1 =51219 J•mol-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=k1cA 2 半衰期 t1/2=1/ k1cA0 =1/(0.6 dm3•mol-1•s -1×0.1mol•dm-3 )=16.67s 当 t=2min=120s 时， k1 k-1