物化习题word版

3.298 K时，开始时在膜两边的电解质浓度为： 3.298 K时，开始时在膜两边的电解质浓度为：

其中P+为有机大分子，不能透过膜。计算平衡后离子浓度分布情况和渗透压Π。 膜 内 膜 外

P+ Cl Na+ Na+ Cl－ 0.1 0.1+x x 0.5-x 0.5-x 由于 (0.1+x)x=(0.5-x)2

∴x=0.23mol·dm-3 =230 mol·dm-3 故渗透压值为

Π=[2（100+230）-2（500-230）]×8.314×298.15=297458Pa 4.已知药物合成反应A+B=D+E为二级反应，A和B的投料浓度均为1.5mol/L.在25°C时，A转化80%需要8.5个小时，同样的投料浓度在40°C时，A 转化80%需要6.0个小时，试计算（1） 该合成反应的活化能。（2）如果希望2.0小时A转化80%，温度应控制在多少？

解：(1)由二级反应速率方程得

1x10.2a1k???25°C时 1ta(a?x)8.5a(a?0.2a)34a

1x10.2a?40°C时 k2?ta(a?x)6.0a(a?0.2a)

k28.5

??1.42 k16.0E11kln2??a(?)将上时带入Arrhenius公式的对数式 E 1 a 1ln1.42??8.314313298(?)k1RT2T1 5

2）设待求温度下的速率反应速率常数为k′

10.2a1? k??2.0a(a?0.2a)8a

E1k?1??a(?) ln?k1RT298

1/8a1813011 ln??(?) 1/34a8.314T?298T′= 371K

在298.15 K 和101.325 kPa 条件下，对于相变 H2O(l) → H2O(g)若已知H2O(l)在298.15 K 饱和蒸汽压为3.168 kPa，H2O(l)的摩尔体积为18.02×10?3 dm3?mol?1，且不随时间改变，气相为理想气体，计算上述相变的ΔG并判断能否自发进行。（n＝1mol） 解：HO(298.15K??101.325KPa)?HO(298.15K???101.325KPa)2(l)2(g)

??????????????????????G1?????????????????????????G2?????????????????????????????G3 ???????HO(298.15K??3.168KPa)?????HO(298.15K??3.168KPa)..................2分2(l)2(g)

?3?3 ???????G1?Vldp?18.02?10?10(3168?101325)??1.769J..................2分

???????G2?0..................1分

???????G?Vdp?nRTlnp2?8.314?298.15ln101325?8589.7J..................2分3gp13168

??????G??G1??G2??G3??1.769?0?8589.7?8587.9J?0??不自发..................3分

2、今有1mol O2于298.2K，101.3KPa时，自始至终用608.0 KPa的外压，等温压缩到终态，试计算此过程的Q、W、△U、△H、△S、△A、△G、△S孤立。（假设O2可视为理想气体）。

解：等温 △U＝△H＝0

P

Q?W?P(V1?V2)?nRT(1?2)??12.40 P1P101.3

?S系?nRln1?8.314ln??14.90JK?1 P2608.0 P1101.3?G=?A=-T?S=-nRTln??1?8.314?298.2ln?4.44KJ P2608.0△S环 ＝-Q/T＝12400/298.2＝41.58J.K-1

△S孤立＝△S系 + △S环＝－14.90+41.58＝26.68 J.K-1

今把一批装有注射液的安瓿放入高压消毒锅内进行消毒，若用151.99 kPa 的饱和水蒸气进行加热，问锅内的温度为多少度？（已知 △vapHm=40.67kJ/mol ） P?H?11?解：??ln2?????...................................................4分PR 1?T2T1??? 151.9940.67?11????????ln?????....................................2分 101.3258.314?T2373?

???????得：T2?385K................................................................2分

6

今有10 dm 3O2从2.0×105Pa经绝热可逆膨胀到30 dm 3，试计算此过程的Q、W、△U、△H、△S。（假设O2可视为理想气体）。

解：绝热Q?0................................................................................................1分PV311?PV22????由PV?PV得P?43KPa??W??1.8?10J..........................2分11222??1???????U??W??1.8?103J...............................................................................2分3?????H??U?(PV?PV)??2.5?10J........................................................2分2211?????S?0..........................................................................................................1分 7