物理化學答案(2006級統計和平衡)2008.7.24一、選擇題(共20題40分)1.每題2分、選擇題(共20題40分)［答］ (A)［答］BNgexp(—￡/kT)

1=e,1 1 Ngexp(—￡/kT)

0 e,0 0g=3xexp(—A￡/kT)=0.184.［答］ (C).答：(B)(1分)(1分)由AG<0求得rm［答］(A)［答］ (D)［答］ (C)因為Ky=1.27>1Kf=KeXKy所以反應向左進行到新平衡點［答］ (C)［答］ (B)［答］ (A)Kep=［p(N&We］［p(COJpe］=(2p/3p一)2(p/3p一)=4(p/p一)3/27［答］ (A)Kp=Kxpav=a(3-2a)2/［4(1-a)3p2］,定溫下Kp為常數，故a與p有關。［答］ (B)［答］(D)［答］(B)［答］(D)Fr=Gr=-NkTlnqrUV=HV=NkTX［x/(ex-1)］%,v=Cp，廣NkX［%2ex/(ex-1)2］ x=?v/TCp,t=(5/2)Nk CV,t=(3/2)Nk所以。產Cv：,t[答](A)從6個可別粒子中拿出3個來編為一組，放在N0能級，再從(6-3)個可別粒子中拿出2個來編為一組，放在N1能級上，最后從(6-3-2)個可別粒子中拿出1,放在N2能級上。此種分布的微態數為：C3C2C1={6!/[3!(6-3)!]}X{3!/[2!(3-2)!]}X{1!/[1!(1-1)!]}=6!/(3!2!1!)631［答］(C)0=hcv/k=308.5Kv［答］(A) ArGm/J.mol-i=980-1.456X373>0［答］ (1) (B)向生成N2O4的方向進行(A)向生成NO2的方向進行［答］(A)Srm=R［lnT/O0r+1］學(CO)=1；U(N2)=2 則Sm(CO)>Sm(N2)二、計算題（共3題35分）10分［答］⑴NJ(A)=N0exp(-g.(A)/kBT)NA='N(A)=N0Eexp［-S.(A)/kBT］=N0qA

..Nj(B)=N0exp{-［S.(B)+A80］/kBT}NB=工N.(B)=N0exp(-A80/kBT)Eexp［-8(B)/kT］

...=N0exp(-A80/kBT)qBK=NB/NA=exp(-A80/kBT)(qB/qA)(2分)(2分)(2分)(2分)(2分)10分［答］ Sm=-(Gm-Hm)/298.15K=154.1J-Kimol-1Se(500K)=Se(298.15K)+JT2C/TXdT (5分)mmTp(T1=298.15K，T2=500K)單原子理想氣體Cp=5R/2S°(500K)=154.1J-Kimol-1+JT(5X8.314/2T)dTmT=164.8J.Kimol-1 (5分)(T1=298.15K,T2=500K)15分［答］(1)K：=exp(-ArG：/RT)=3.3X10-3ln［K：(1000K)/K：(700K)］=(124400/8.314)［(1000-700)/(1000X700)］求得K；(1000K)=2.013C6H5cH2cH3(g) 平衡/mol 1-aC6H5CH=CH2(g)+H2(g)+H2O(g)a a 9ZnB=(10+a)mol(1分)(2分)BK：=Kn[(P/p一)/￡nB]Ay=[a2/(1-a)][1/(10+a)]=2.013解得a=0.9584 (3分)pArH=(146.9-29.79)kJ^mol-i=117.11kJ-mol-iArG一=(213.8-130.58)kJ-mol-i=83.22kJ-mol-i由于arG：<0,表明在常溫標準狀態下反應不能進行,只有升高溫度，增大TArS：值,使得八16m<0時反應才可以進行。本反應為吸熱反應，升高溫度，KP增大，反應向右移動，有利于苯乙烯生成，本反應Ay>0,低壓有利于苯乙烯生成，充入惰性氣體，相當于降低體系總壓,采用上述措施利于提高乙苯轉化率。 (4分)加入少量阻聚劑,采用減壓蒸餾,以降低蒸餾溫度,防止聚合。 (2分)(4)氧化脫氫ArG，=-145.4kJ-mol-1<0,表明在常溫下反應能進行，且平衡常數很大(K：=3.04義1025),乙苯幾乎完全轉化。 (3分)優點:反應溫度低,轉化率高,節約能源。三、問答題(共2題25分)15分[答]*7+S一+S一+S一 (2分)mtrve3， 5r …… ，S一=R[MnM+—lnT]-9.886=151.16J?K-1?mol-1 (3分)t2 2U_T _S。=Rlqq+-=Rln(——)+R=48.34J?K-1?mol-1 (3分)r rT orS一=Rlqq+RT(dlnq——T V)at=-Rln[1-exp(-/T)]+Rv/T

exp(- /T)-1v=0.01J?K-1-mol-1(3分)vvvq=g+gexp(-As/kT)=2+2exp(-179.2/T)ee,0 e,1S一=Rlqq+RT(3nz)=11.17J?K-1?mol-1 (3分)e e aTS一=210.68J?K-1?mol-1 (1分)m25(10分)答：(a)AG9 r——m——

kJ?mol-i（3分）(b)2Fe3++Pb(s)====Pb2++2Fe2+(1分)Pb(S)===Pb(S)+S(s)(1分)(c)Eo=Ee —E。=(—0.48—0.05915igko)V=0.376V (2分)pbs/pb2+ s/s2- 2 sp平衡時E=E則— +0.05915C2 0.05915Eo+ lg—Fe3^=Eo + lgCfe3+/Fe2+ 2C2 pbs/pb2+ 2