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正文內(nèi)容

物理化學課后習題答案詳解(編輯修改稿)

2025-07-04 20:32 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 1325Pa==:1,在637K、% 。(1) 求N2 (g)+ 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) 的.(2) 在此溫度時,若要達到50%氮,總壓力為多少?解:(1)N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) 開始 1mol 3mol 0平衡 1n 33n 2n 平衡混合物中NH3的摩爾百分數(shù):解的:n=平衡時: (2) 開始 1mol 3mol 0 平衡 1n 3=3n 2n 平衡混合物中NH3的摩爾百分數(shù):解得:n=平衡時:(液)的標準生成自由能(假定氣體為理想氣體,且已知的蒸氣壓為)。解:9. 25℃時丁二酸(C4H6O4),從熱力學數(shù)據(jù)表中得知,C4H6O4(s)、C4H5O41(m=1)和H+(m=1)、試求25℃時丁二酸在水溶液中的第一電離常數(shù)。解: (c=1)= C4H5O41(c=1) + H+(c=1) ,于25℃下分解為,平衡時容器內(nèi)的壓力為。(1)當放入時容器中已有的,求平衡時容器中的壓力;(2),問需加多大壓力的,才能形成固體?解:(1) 平衡 平衡 p p+Kp==p(p+)=1109(2)若使反應向形成方向進行,則即 (g) +B(g)=C(g)+D(g)開始時,A與B均為1mol,25℃下,反應達到平衡時,.(1) 求反應的(2) 開始時,A 為1mol ,B 為2mol (3) 開始時, A 為1mol, B為1 mol ,(4) 開始時, C為1mol ,D為2mol 分別求反應達平衡時C的物質(zhì)的量 解:A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1 mol 1mol 0 0平衡 06667K(2) A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1mol 1 mol 0平衡 1 n 2 n n n 解得:n=(3) A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1mol 1 mol 0平衡 1 n 1 n + n n =解得::n=平衡時:n =+n=+=(3) A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1mol 2 mol 0 0平衡 1 n 2 n n n n=平衡時n=1n==,有一定量的PCL在標準壓力P下的體積為1dm,在該情況下PCL的 離解度設為50%,用計算說明在下列幾種情況中,PCL的離解度是增大還是減小。(1) 使氣體的總壓力減低,直到體積增大到2dm(2) 通入氮氣,使體積增大到 2dm,(3) 通入氮氣,,而體積仍為1dm (4) 通入氯氣,,而體積仍為1 dm解:(1)PCL= PCL+CL 1mol 。 1 PV=NRT 即 V1=1dm3 V2=2dm3代人上式,得:α==62% α增大(2)Kp=Kn()1=pv=nRT即=V1=1dm3 V2=2dm3 T1=T2代入上式,得:α==62% α增大(3)Kp=Kn0. 5()=pv=nRT即=V1=1dm3 V2=1dm3 T1=T2代入上式,得:α==50% ∴α不變(4)PCl5(g) = PCl3(g)+ Cl2(g)1mol 0 0 n總=1α α α+n n總=1+α+nP1V1=n總RT1 P2V2= n總RT2P1= P2= T1=T2V1=1dm3 V2=1dm3 n總= n總=3molT不 變 Kp不 變Kp=Knpv=nRT V1=V2=n總=1+α+n α+n=2 代入上式,得:=解得:α==20% α下降 448~688K溫度區(qū)間內(nèi),用 分光光度法研究了下面的氣相反應: I2 +環(huán)戊烯 = 2HI + 環(huán)戊二烯得到K=(1) 計算在573K時,反應的ΔrGΔrH和ΔrS(2)始時用等量I2和環(huán)戊烯混合,溫度為573K,,試求平衡后I2分壓。(3),試求平衡后I2的分壓。解:(1)InK=T=573K時 InK=In K= K=ΔrG=RT InK=573()=InK= 解得:ΔrH=ΔrG=ΔrH—TΔrS(恒溫)=解得:ΔrS=2)I2 + 環(huán)戊烯 = 2HI + 環(huán)戊二烯開始P0 P0 0 0平衡P0X P0X 2X XP0=aK= 今在610K時。同上實驗,再620K。(計算時可假定氣體為理想氣體) (1)計算610K時的。 (2)求610K時的。 (3)計算反應的熱效應。解:(1)開始時 開始 0 0平衡 p p平衡后: 解得:(2) (3)620K時平衡后 解得: 則平衡后: 解得:15.(1)在1120℃下用H2(g)還原FeO(s),平衡時混合氣體中H2(g)。求FeO(s)的分解壓。已知同溫度下,;(2)在煉鐵爐中,氧化鐵按如下反應還原: 求:1120℃下,還原1molFeO需要CO若干摩爾?已知同溫度下 解:(1) ①平衡氣體中 ② ③ ①2+②=③ (2) ④ ⑤(③④)247。2=⑤設1120℃下,還原1molFeO需要nmolCO 1mol n 0 n1 1mol ,CO()和CHOH(g), CO().H(g).CHOH(I),摩爾汽化熱蒸氣可是為理想氣體。利用上述數(shù)據(jù),反應CO()+2 H(g)= CHOH(g)的及。解: CO()+2 H(g)CHOH(g) CHOH(I) CHOH(I) CHOH(g) == =()===RTlnK即— =17求25℃時,下術反應的反應 +=+已知個物質(zhì) 的標準生成自由能 物質(zhì) — — — —解:CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ()+()()()= =:2SO2(g)+O2(g)=2SO2(g)在727℃時的K=,計算827℃時的K。已知該反應的,并設在此溫度范圍內(nèi)為常數(shù)。解:T 第四章 相平衡1. 指出下列平衡體系的組分數(shù)、自由度各為多少?(1) NH4Cl(s)部分分解為NH3(g)和HCl(g);(2) 若在上述體系中額外再加入少量的NH3(g);(3) NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)平衡;(4) C(s),CO(g),CO2(g),O2(g)在100℃時達平衡。解:(1)K=311=1,f=12+2=1(2)K=310=2,f=22=2=2(3)K=310=2,f=22+2=2(4)K=420=2,f=22+1=12. 在水、苯和苯甲酸的體系中,若指定了下列事項,試問體系中最多可能有幾個相,并各舉一例。(1) 指定溫度;(2) 指定溫度和水中苯甲酸的濃度;(3) 指定溫度、壓力和苯中苯甲酸的濃度。解:(1)f=3+1=4,f=0時,=4,即最多可有4相共存,如氣相、苯甲酸固體、苯甲酸的飽和水溶液及其飽和苯溶液。(2)f=2+1=3,f=0時,=3,故最多可有三相共存,如苯甲酸的飽和水溶液相、苯甲酸的飽和苯溶液相和氣相。(3)f=2+0=2,f=0時,=2,即體系最多可有兩相共存,如苯甲酸苯溶液及苯甲酸水溶液。3. 試求下述體系的自由度數(shù),如f≠0,則指出變量是什么。(1) 在標準壓力下,水與水蒸汽平衡;(2) 水與水蒸汽平衡;(3) 在標準壓力下,I2在水中和在CCl4分配已達平衡,無I2(s)存在;(4) NH3(g)、H2(g)、N2(g)已達平衡;(5) 在標準壓力下,NaOH水溶液與H3PO4水溶液混合后;(6) 在標準壓力下,H2SO4水溶液與H2SO42H2O(固)已達平衡。解:(1)f=12+1=0,即無變量體系(2)f=12+2=1,即T或p(3)f=32+1=2,即T和x (4)f=21+2=3,即T、p和x(5) f=31+1=3,即T、x1和x2(6) f=22+1=1,即T4. 硫的相圖如右。(1) 寫出圖中各線和各點代表那些相的平衡;(2) 敘述體系的狀態(tài)由X在恒壓下加熱至Y所發(fā)生的變化。解:(1)AB:正交與氣相,BC:斜方與氣相,CD:氣相與液相 CE:斜方與液相,BE:正交與斜方,BG:正交與氣相,CG:液態(tài)與氣相 GE:正交與液相,EF:正交與液相 B:正交、斜方與氣相,C:斜方、液態(tài)與氣相,E:正交、斜方與液相 G:氣相、液相與正交 (2)如圖:xa為正交硫的恒壓升溫過程,a點為正交硫與斜方硫兩相平衡共存,ab 為斜方硫的恒壓升溫過程,b點為斜方硫與液態(tài)兩相平衡共存,by為液態(tài)硫的恒壓升溫過程。5. (),試求氯仿的摩爾汽化熱及40℃時的飽和蒸汽壓。解:由特魯頓規(guī)則知:Hm=88Tb=(+)88=mol1將已知數(shù)據(jù)代入方程: ln=ln解得: p2*=。6. 今把一批裝有注射液的安瓿放入高壓消毒鍋內(nèi)加熱消毒,問鍋內(nèi)的溫度有多少度?(已知△vapHm=mol1)解:將有關數(shù)據(jù)代入克克方程式,則:ln T=385K≈112oC7. 某有機物的正常沸點為230℃( kPa),從文獻上查得: kPa時,它的沸點為90℃, kPa時的沸點是多少?(假定90~230℃范圍內(nèi)溫度對汽化熱的影響可以忽略)。解:將有關數(shù)據(jù)代入克克方程式,則:(1) vapHm=mol1ln T=393K≈119 oC8. 氫醌的蒸汽壓實驗數(shù)據(jù)如下: 固=氣 液=氣溫度/℃ 壓力/ kPa 求:(1)氫醌的升華熱、蒸發(fā)熱、熔化熱(設它們均不隨溫度而變); (2)氣、液、固三相共存時的溫度與壓力; (3)在500K沸騰時的外壓。解:(1)ln△ subHm=mol1ln△ vapHm=mol1fusHm=△subHm=mol1(2)設三相平衡共存時的溫度為T,壓力為p,則有: ln ln 二式聯(lián)立得:T=,p=沸騰時蒸汽壓等于外壓p即有:ln p=9.為了降低空氣的濕度, kPa的潮濕空氣通過一冷卻至25℃的管道,試用下列數(shù)據(jù),估計在管道出口處空氣中水蒸汽的分壓。水在10℃和0℃ kPa,kg1(假定所涉及的熱效應都不隨溫度而變)。當此空氣的溫度回升到20℃時( kPa),問這時的
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