В.В. Ерёмин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин - Основы физической химии. Теория и задачи (1134487), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Кр = 2.02 1О '. 9-3. 0.674. 9-4. 0.351 бар. 9-5. К, = 1.62 1О 1. 9-6. 18.0 бар. 9-7. т(Н1) = 9.65 г, р(Н1) = 1.46 бар, р(1,) = 0.03 бар„р(Н,) = 1.21 баР. 9-8. Кр = 2.24. 9-9. 23! бар. 9-10. Л,О = -14.43 кДж.моль ', в сторону образования ХНь 9-11. а) Уменьшится; б) увеличится; в) не изменится; г) уменьшится; д) увеличится. 9-12. хв = 0.904, х, = 0.096, жв = 19.44 г, ль = 2.06 г. 9-13. Ь,й' = 17.0 кДж моль ', 0.79 бар. 9-14. 30.1 бар. 9-15. 97 %. 9-16. 1.8%, 0.022 бар.
9-17. а) Кр(298) = 4.54 1О "; ЬгН;эя(С!рз) = — 126.4 кДж.моль '; Ь,5~ря — — 267.1 Дж моль К '; Ь,бзся —— 173.1 1О Дж моль '; б) Кр(573) = 9.59.10 '; Ь гНззз(С1рз) = — 127.4 кДж моль ', 21,5" =272.! Дж моль .К '; Ь,б' =98.9 10 Дж.моль ~; 2. !' = 50.2 л. 9-!8. Ь,Н,я =-91.8 кДж моль ', Ь,о' = — 198.! Дж моль ' К', Ь,Стщ = — 32.7 кДж моль '; Тз, Н,'~„= — 107.4 кДж моль, Ь,5' = -225.4 Дж моль ' К"', рь,С я = т72.9 кДж моль; Л,Н,', =-112.4 кДж моль ', 2ь„5,"зсс =-228.0 Дж моль '.К ', Ь,С,'з, = т184.0 кДж моль '.
Мольная доля аммиака: 1300 К 298 К 1.35.10 ~ 0.937 6,53 10 1 бар 0.013 0.980 6.52 1О 1О бар 9-19.х„=0.087,ха=0.370 те=0195,хо=0,348,Кр=0.324, л,6' = 2.80 кДж.моль '. 9-20. хх = 0 178, хв = 0 03 1, хс = 0.116, хо = 0.675* Кр = 9 60 Ь,С' = -5.60 кДж моль '.
921. Ьис '(Т) = Ьс|х (Т)+(Т-Т)Ь,Я'+ох! +Ьх, +сх|, где х, = Т' — Т-Т !и —, хт = О 5(Т~ — Т )-Т(Т'-Т), Т ! 1 Т( 1 1 хз= ~, / Т' Т 2 (,Т'~ Т!/ 9-22. Ь,Н =+53 кДж моль ', Ь,Н' -53 кДж.моль'. 9-23. Кр = 0.0196, К, = 0.1794, Ь,Н' = 154 кДж моль '. 9-24. Ь,Н' = 79.60 кДж моль '. 9-25. Ь„б'= 937 кДж моль ', ЬЛ'= 2.77 кДж.моль ~ и Ь,Б' = — 16.5 Дж.К ' моль '. 9-26.
а) Кр = 9.24; б) Ь,б' =-12.9 кДж моль '; в) Ь,Н' = 161.5 кДж моль '; г) Ь5' = 249 Дж моль ' К '. 9-27. Кг = 1.66 1О '. 9-28. Ь,О' = 9.2 кДж.моль '; Ь,б = — 53.52 кДж моль ~; 53 и 4 молекулы АТФ. 9-29. 9-30. Ь,с|' = -7.0 кДж моль '. 9 31. Ь Н'=-860 кДж моль ',Ь,Л'=-239 1 Да|моль ' К '. 9-32.
86 5Ь. 9-33. Ь,И' = 4270 Дж моль ', Ь,Н' = 4538 Дж моль '. 9-34. а) 122.9 кДж.моль ', б) количество нативной формы в 27 раз превышает количество денатурированной. 9-35. Ь,б=-68.9 кДж моль '. 9-36. К„= 3.81 10 ', 6.29 1О ~. 9-37. Ь,с = -1 3.6 кДж моль', равновесие смещено в сторону продуктов реакции. 8 10 10-1. 1'=!2.5 л. 10-2. 361.7 м'.
!0-3. О.!29 г. 10-4. Уравнение Фрейндлиха )'= хр', с = 0.89, й = 0.293. 10-5. Уравнение Ленгмюра; Кс = 7.3 10' л моль ', а = 2.6 10 моль.г '. 10-6. К = 1.6.10' л моль ', а = 6.56 1О ' моль г '. 10-7. 0 = 0.760, 0.856, 0.897. 10-8. 0 = 0.875, 0.872, 0.868 при рН = 8.7, 9.5, 10.5 соответственно. 10-9. с = 5.10 М: 0 = 0.009 (аитрацен), 0.053 (пирен); с = 1 1О ~ М: 0 = 0.018 (антрацен), 0.101 (пирен).
10-10. Уравнение Арановича, а„=!.14 моль кг . Ответы 10-11. -34.5 кДж моль 10-12. — 22.5 кДж моль '. 10-13. -21.5 кДж моль" . 10-14. 7.5 кДж моль '. 10-15. 747.1; 1029.1; !178.6; 13!8.8 и г . 10-16. 3.5 иЛг '. 10-17. 0.52 мкмоль и ', 1.63 мкмоль м '. 10-18. 3.51 мкмоль и ', 4.67 мкмоль м '. 8 11 11-1. О. 594.
11-2. О. !63 моль л '. ! 1-3. 0.67. 11-4. тЛ!х 4тЛ)~, тЛ)~, 27т'! 11-5. 0.00634. 11-6, 7А4 10 11-7. а, = 0.139; и = 3.74 !О 11-8. 0.90 моль.кг' . 11-9. 0.320 моль кг . 11-10. 0.05 моль кг '. П-11. 0.02 моль кг '. 11-12. 0.06 моль кг . 11-13. 2.73 г.
11-14. у(К ) = 0.895; у(А!з ) = 0.367; у(8О4~ ) = 0.64!. 11-15. у (Са ) = 0.695; у (СГ) = 0.913; у, = 0.834. 11-!б.у(Са") =у(БО,' ) =у =0.657. 11-17. 1.4%. 11-18. 1 !О'%. 11-19. 0.905. 11-20. 2.25 ! 0 ' моль кг'. 12-1. 5.5 10 См м '. 12-2. 138.3 См см' моль '.
12-3. 387.9 См см' моль '. 12-4. 2.0 10 ' См и' моль '. 12-5. 8.10.10 моль л '. 12-6. 0.319. 12-7. 0.82; 0.0028. 12-8. 3.5 1О м.с '. 12-9. 5.2 ! 0 ' м.с '; 193 с. 12-10. 0.097. 12-11. 1 16.7 См см2 моль 12-12. 390.7 См смк моль '; 1.75 ! 0 '. 12-13.г=2.0А; Л'=2.7 !О'См см'моль '. 12-14. 19.9 См.см .моль'; 191.1 См см моль . 12-15. к = 0.1264 См м ', х(Ха') = 2.46 мм; х(СГ) = 3.75 мм. 12-16.
г = 2.5 А; л(НкО) = 5. 1217. 0179 моль л '; 2737!О См м моль'. 12-18. К= !.75.10 моль л ', рН = 5.29. 1219.а=О!25;[Н]= !22!О мольл ',Л'=3307Смсм'моль . 12-20. К = 5.6.10 моль л ', а = 0.09; [ОН ] = 5.6.10 ' моль л '. 813 13-1. Е' = -0.036 В. 13-2. !.77 10 ', 1.ЗЗ 10 ' моль кг '. 13-3. 2.63 !О ", 8.70 !О ' моль.кг '. 13-4. +0.12 В. 13-5. !.66 1О'. 13-6. 6.75 1О ". 13-7. 1.48; 49.0; 8.0 1О".
13-8. 0.84. 13-9. 2.04. 13-10 На 4 5%. 13-11. 0.0296 В. 13-12. -0.414 ! В. 13-13. -0.187 В. 13-14. /ЪЕ = +7.7 мВ. 13-15. +1.143 В. 13-16. уь = 0.756. !3-17. Е = !.086 В. 13-18. Е = 1.250 В. 13-19. Лй =-44 О кДж моль ', /!„Н= 53 8 кДж моль '; О,Е = 328 13-20. /!,Н = — 2! 7 кДж моль '. 13-21. /1,Е = -18.75 Дж моль ' К '.
13-22. /1,С' = — 6.88 кДж моль ', Ь,Н' = — 21.2 кДж моль; 45 = — 48. ! Дж моль ' К '. 13-23. ЬН = -209.7 кДж моль ', Л,Е = 6,43 Дж моль К 13-24. Е=!.О!8 В. 13-25. Е = 0,4910 В. 13-26. рН, = 7.37, рН, = 6.93. 13-28. Л,С" = -28.9 кДж моль '. 13-29. К = 3.6 ! О . 13-30.,<,0" = — ! 08.4 кДж моль' '; а), б) — направление процесса Дж моль К .
не изменится. 8 14 14-1. И' = 6! / (2!2 !2 !) = 90. 14-2. Г(Е) =7!3/У) (2тЕ)'"~ г'", где /И) — объем /;-мерного шара единичного ра- лиусаЯ/О = (2л) /И! при четных /су!А) = 2(2л)н п~//г1! при нечетных /с. 14-3. 0.6! 9. 14-4. Т= !248 К. 14-5.
а) (Е) = 0; б) (Е) =ЗЕ/4. 14-6. (Е ) = 475 см '. 14-7. (Е ) = 76!.5 си'; Уе//У=ОЗЗ4. 14-8. Уо/%= 0 70! М~ /У= 0238. 14-9. (Е ) = !29.4 си '. 14-10 Ее=О, Е~ = 8Т!пЗ, Ея =4Т!п5. 14-11. Е„- Еа = 1430 Д/к.моль '. 14-12. Е, < (Е). 14-13. 337 м с '. 14-14. 1200 м с ', 14-15.
378 К, 14-16.!600 и с '. Ответы 14-17. 363 м с '. 14-18. 0.467. Не зависит. 14-19. (Е„„„) =3/сТ/2. Не равна 815 15-1.5 = Я !п2 = 5.76Дж К моль'. 3// 3 15 2. 5 (Е,У) = сопя!+ — !пЕ+В!пУ; Е = — ВТ. 2 2 (ЗЬ 3 Ь/Ь 15 3. э(Е 1) =. соиз!+!( — - !/!/с!и Е+ Здс/с !пУ = сапы+ !и Е+ЗМ!и У. (, 2 ) 2 УЕ-(/ и 154. а) по =, пс — — —,. 6) В = Ь(/сс!п Ьс — по 1пп — п !ил ) . Е Е о о Е сУЕ в) Т =; Т < 0 при — с (/ < НЕ . 1п — — 1 ЬТ ссз 15-5.
Я = — /. 15-6. Т„- 10 и К. Е 2/с/оЕ 15-7. Д= !+2ехр — ), (/ — !/о = ЬТ ! 2+ ехр(Е//сТ) 15-8. (/ — (4 = 3///сТ/2/ г — (Ь = сапы Т вЂ” (3/с/ЬТ/2) !пТ вЂ” ЛЬТ !пУ вЂ” аЬТЬс ~/У; Я = 5~+ (ЗЬ/Ь/2) !иТ+ ЛсЬ 1п!'+ а/с/И /(У р = НсТ/У вЂ” а1Я~ЬТ/У . 15-9. 1) 2(7) '- Т; 2) 7(7) - То. 15-1 8. 1) 4У) — !'"; 2) 2(У) — (У-сУЬ)" ехр(Ьс'а '/(ЬТУ)] (а и Ь даны в расчете на одну молекулу). 15-11,(д(//дУ)г= Т(др/дТ)к — р;(д5/дУ)с = (др/дТ),. 15.12 /У= /су !п""з' Х(т У) 15-13. Я (Оз) = 7.51 ! 0 1 5-14 Д (!з) = 4.4 1. 15-15. Д„,„(СО,) = 6.77 (основной вклад вносит колебание со,).
15-16 Оср н(гз) = 108. 15-17. Увеличится. Указание: если один из двух уровней энергии увеличивается на в, а другой на такую же величину уменьшается, то сумма по состояниям увеличивается при любом е. 15-18. /Ь'о / Ь/ = 0 795. 15-19. а) 1.2% о-Н, и 98.8% п-Нй б) 49.7% о-Нз и 50.3% п-Н,; в) 72.9оо о-Нз и 28 1% п-Н,.
15-28. а)./= 7, 6)./= !3. 15-21. Т = 230 К. 15-22. Т=ЬсВ./(/о!)//с. 15 23 (Ев и) = /сТ . 15-24. (Екоо) = При низких температурах (Е„) -+ свекр(-со/ЬТ), при высоких температурах (Е )-+/сТ. 15 25. а) Е, = 2Е„а, = 2о> б) Я = 1+2ехр(-2е'/4Т)+ехр(-4е//4Т), Дз = 1+ ехр( — 2е//4Т) = Я "з . (Е,) 2е.
15-26. 2„4 = !"". 15-27. Зависит для всех систем, кроме идеального газа. ( — 5/)! Ч Р) /гТУ 15-29. Справедливо. 15-30. Указание. Достаточно рассмотреть систему из двух уровней. 2я/4Т 15-31. Д „= —. 8 16 16-1. Я (С!з) = 16 !.5 Дж моль ' К '. 16-2. 5 (0,) = !48.6 Дж моль ' К ', 16-3. 5, (СО) = 51.0 Дж моль .К 16-4.
Ь' (НВг) = 36.7 Дж моль ' К '. 16-5. )ЧОз. 16-6. 5, (Оз) = 48.1 Дж моль ' К '. 16-7. 5 (СО) = 47.1 Дж моль '.К '. 16-8. 5, = 37.3 Дж.моль ' К '. 16-9.5 (298) = 0.543 Дж моль К ',Я (1273) = 8.37Дж моль ' К, Ср (298) = 1.99Дж.моль ' К ', С;„,„(1273) = 7.61Дж моль ' К '. !6-10. Т = 298 К: Д, = 1!6.2, Я., = 47.85 Дж моль ' К ', С;, „ = 8.314Дж моль '.К ', Т= 1273 К:(4, =496.5, 54 „= 59.92Дж моль ' К ', Ср,, = 8.314 Дж моль '.К '.
1612.Т=298 К:Д =554 !О ~,5 = 1541 Джмоль ' К ', Ср„= 12.47Дж моль ' К '; Т= 1273 К: Д =2.09.!О'~, Я =!843 Джмоль ' К ', Ср„=!247 Дж моль К . 16-13. 5= 154.7 Дж моль ' К ', (/ — (4= 3716 Дж.моль ', //- ия = 6194 Дж моль ', Г- (/, = -42.4 кДж.моль ', 0 — (/4 = -39.9 кДж моль 16-14. 5(НС!) = 182.3 Дж моль ' К '.
! 6-15. 5 = 5„+ 5м, + Е„м = 266. ! Дж моль ' К ', (/- У, = ! 3.4 кДж г/ — (/е = 17.6 кДж моль ', à — (/, = — 1 19.7 кДж моль ', б — (/е = — !! 5.5 кДж моль '. 16-16. Ср щ(СО) = 7/2 Ю, Срж(СзН4) = 4/!. 16-17. Ср~(НС!) = 5/2 /Г, Ср (!ЧОз) = 3/!. 16-18. Ск (Н,О) — Ср (СО,) - /!/2 (Н,Π— нелинейная молекула, СО, молекула). 16-19. Ск„(ХзО) > Ср (СО,) за счет низкочастотного колебания ч~ = 588 см -! 16-28. Ср~ = ЗЛ', Я„= 3/Г!п~ — )+ЗИ . / Т') ~Т„1 16-21. Ср (ХО) = 0.688 Дж моль ' К '.
16-22. 5(0 ) > Я(Нз). 16-23. Кр = 5.50 1О 16-24. Кр = 4.27 1О ". 16-25. К = 3,81 ° ! Оо, 16-26. Кр = 58.7. моль, — линейная Ответы 16-27. Указание. При высоких температурах отношение сумм по состояниям определяется отношением масс и приведенных массмолекул, которое равно 1. !6-28. Н,: ге = 0.276 нм, с = 0.4!3 Дж моль ' нм'; Не:ге = 0.266 нм,с = 5.!6.10 ~ Дж моль ' им'. 1Т ( ЖЬ') аУ~ /УЬ Ь/а 16-29. р = — !п~!- — ~- —, Вз = — — —.
Ь !, У) У' ' ' г Ь7' з( 16-38. В,(Т)= ~1-!а — !) ехр — — ! .Уравнениесостояния: "'- '""'(-~ -~(-(-'Н) 16-31. Указание. Продифференцируйте (16,26) по температуре. 16-33. О = ~к~/з~ !+Кь!рг ьк„,р '' 16-34. — = К, — ехр~ — ) Кь р 1- —, где давление описыва- ' !О ' У ~ У) ' ~ 2ВТ)' ется уравнением состояния (16.25), а параметр неидеальности () относится к одному молю газа.
8 17 17-3. а) 2; б) 3. 17-4. а) Порядок реакции; б) скорость реакции, константа скорости, стехиометрический коэффициент. 17-7. Может в случае сложной реакции, включающей обратимые стадии. 17-8. Прямой — в 3 раза, обратной — в 9 раз, 17-9.2.10 моль л ' с ' и 3.!5 моль л ' с '. 17-10. 1.065 моль.л ' с ' и 1.704 моль л ' с '. 17-11. (Ц = с ', [111) = л моль ' с ', (/чя) = л~ моль ' с '. 17-12.
3/2. 17-13. Второй порядок по метану, минус третий — по водороду и общий минус первый порядок. 17-14. 4.0.10 ' бар с '. 17-16. 6). 17-17.г= 2.3910 моль л с . 17-1 8. й = 4.5 1О ' л моль ' с '. 17-19. /г = 2.0 10 л моль ' с ', г = 8.0 10 моль л ' с '. 17-28. В 6.0 раз. 17-21. (А)е / (В)е = 2: ! . 17-22. /с = 7.31 1О ' с '. 17-23.