Документ: Основы физической химии, страницы 601-605

	§ 6. Ответы				249
6-41.	14,0 кг · моль−1.
6-42.	0,86 для метанола, 3,76 для хлороформа. Хлороформ.
6-43.	−3 ◦C.
6-44.	8.	−
6-45.	а) 2307 Па, б) 4,79 атм, в)	−	0,372	◦C, г) 100,103	◦C.
6-45.	а) 2307 Па, б) 4,79 атм, в)		0,372	◦C, г) 100,103	◦C.
6-46.	7.
6-47.	M = 129 г · моль−1, Mэксп = 258 г · моль−1. Молекулы в растворе

ассоциированы.

6-48. 3.

6-49. 141 кг · моль−1. 6-50. 65 кг · моль−1.

6-51. 42 кг · моль−1. Молекула нативной альдолазы содержит четыре полипептидных цепи.

§ 7

7-1. Компоненты — AB, B2C, A3B2 или A2B2, B2C, A3B2.

7-2. а) Число компонентов — 2, независимых реакций — 1; б) число компонентов — 2, независимых реакций — 2; в) число компонентов — 3, независимых реакций — 2.

7-3. Количество компонентов может быть равно: а) 2, если в системе содержится произвольное количество молей H2 и O2; б) 1, если количество молей H2 в два раза больше, чем O2; в) 3, если в системе заторможены все химические превращения.

7-4.	700 К — твердый Ge, 1500 К — жидкость.
7-5.	500 К — красный P, 1300 К — белый P.
7-6.	p = 3700 атм.
7-7.	50 К.
7-8.	p = 0,032 атм.
7-9.	233,5 ◦C.
7-10.	8,6 ◦C.
7-11.	−19,344 ◦C.
7-12.	65,4 ◦C.
7-13.	vH◦ = 28,40 кДж · моль−1, 34,9 ◦C.
7-14.	29,9 ◦C.
7-15.	sH◦ = 27,6 кДж · моль−1.
7-16.	vH◦ = 20,8 кДж · моль−1, 260,0 К.
7-17.	vH◦ = 34,08 кДж · моль−1, 350,4 К.
7-18.	vH◦ = 48,5 кДж · моль−1, 216,3 ◦C, 99 кДж · моль−1 · К−1.
7-19.	vH◦ = 30,1 кДж · моль−1, p(298 К) = 0,21 атм,

p(333 К) = 0,751 атм.

250							Ответы
7-20.	1,25 Торр.
7-21.	73 ◦C.
7-22.	140 Дж · г−1.
7-23.	M = 95 г · моль−1.			mH◦ = 8,53 кДж · моль−1.
7-24.	196 К, p = 11,1 Торр,			mH◦ = 8,53 кДж · моль−1.
7-25.	337,3 К, p = 1145 Торр,				mH◦ = 20,07 кДж · моль−1.
7-26.	170,2 К, p = 1217 Па,			mH◦ = 9,11 кДж · моль−1.
7-27.	280 К, p = 5260 Па, mH◦ = 10,48 кДж · моль−1.
7-28.	306,6 К, p = 0,91 Торр,					mH◦ = 13,1 кДж · моль−1.
7-29.	136 ◦C,	v	H◦ = 42,8 кДж			·	моль−1,
		v		1	.	·
vH◦(298 К) = 56,4 кДж · моль−					.
7-30.	356,5 ◦C,		vH◦ = 59,1 кДж · моль−1.
7-31.	а) p = 16 атм, б) p = 14 атм.
7-32.	365,4 К
7-33.	5,2 · 104 Па.
7-34.	7,6%.
7-35.	Так как все перечисленные вещества при температуре кипения пред-

ставляют собой неполярные жидкости, в соответствии с правилом Трутона, энтропии испарения у них приблизительно одинаковы.

7-36.

Указание. С ростом температуры кипения энтальпия испарения

должна уменьшаться.

7-37.

V = nпарCV ,пар + nжидCV ,жид + nпарR

vH

− 1 .

RT

7-38.

Указание. Используйте понятие скрытой

теплоты

изотермического

расширения в гетерогенной системе.

7-39.

d ln V

=

1

vH

.

dT

∂ HT

−

RT

H

7-40.

а)

dG=0

=

Cp, б) d

=

Cpd ln T .

∂T

T

§ 8

8-1. Указание. Воспользуйтесь условием фазового равновесия. 8-2. Tэвт = 214,27 К, xэвт = 0,279.

8-3. Tэвт = 391,19 К, xэвт = 0,372. 8-4. Tэвт = 828,51 К, xэвт = 0,901. 8-5. Диаграмма типа «сигара».

8-6. Диаграмма типа «сигара».

8-7. Диаграмма типа «сигара». 8-8. 0,137 моль · кг−1.

8-9. x2 = 0,365, x2 = 0,516. 8-10. x2 = 0,298.


						§ 7. Ответы		251
8-11.	x2 = 0,011.
8-12.	251,5 ◦C.
8-13.	128 г на 100 г бензола.
8-14.	EtOH (360–370 К), PrOH (380 К), BuOH (370 К).
8-15.	g00 > 0, T =		g00(1 − 2x)				.
			R ln		1 − x
8-16.					x
8-16.	g00 = 5000 при 300 К, g00 = 6650 при 400 К.
8-17.	T =	RbA − g00 · x2		.
		RaA
8-18.	x = 0,3575, T = 348,2 К.
8-19.	x = 0,455, T = 342,2 К.
8-20.	При T1 во всем интервале составов устойчива фаза α; при T2							в об-

ласти, богатой А, устойчива фаза α, в области, богатой В, — β, при составах x(α)–x(β) существует гетерогенная смесь.

8-21.	При составах x1 и x3 система однофазна, при x2 — двухфазна.
8-22.	При T2.
8-23.	Указание. Воспользуйтесь условием	∂2G	T ,p	> 0.
		∂x2
8-24.	Указание. Воспользуйтесь условием	∂2G	T ,p	> 0.
		∂x2

8-25. Да.

8-26. Указание. Запишите выражение для расчета энергии Гиббса реакции распада AB2 на соседние фазы.

8-27. Указание. В точках А1 и А3 систем двухфазна, в точке А2 — трехфазна; для определения количества фаз используйте правило рычага.

8-28. Указание. В точках А2 и А4 система нонвариантна; в точке А1 сосуществуют два соединения; в точке А3 система имеет одну степень свободы; для определения количества фаз используйте правило рычага.

8-29. Указание. В точках А2 и А3 систем однофазна, в точке А1 — двухфазна; для определения количества фаз используйте правило рычага.

8-30. Tb(x = 0,4) = 300,5 К, y = 0,17; Tb(x = 0,8) = 311,0 К, y = 0,56. 8-31. 0,089 бар, y = 0,225.

8-32. Растворы с содержанием метилэтилкетона 5,5 и 96 мол.%. В результате их разгонки получатся смеси чистых компонентов с азеотропным раствором.

8-33. Указание. Это система с неограниченной растворимостью в твердом и жидком состоянии и расслаиванием твердого раствора.

8-34. Указание. Это система с неограниченной растворимостью в твердом и жидком состоянии.

8-35. Указание. Первичные растворы можно рассматривать как один расслаивающийся твердый раствор.

8-36. Указание. Используйте законы Коновалова.

252 Ответы

§ 9

9-1.

12,5%, 54 атм.

9-2.

Kp = 2,02 · 10−3.

9-3.

0,674.

9-4.

0,351 бар.

9-5.

Kp = 1,62 · 10−3.

9-6.

18,0 бар.

9-7. m(HI) = 9,65 г, p(HI) = 1,46 бар, p(I2) = 0,03 бар, p(H2) = 1,21 бар.

9-8.

Kp = 2,24.

9-9.

231 бар.

9-10.

rG = −14,43 кДж · моль−1, в сторону образования NH3.

9-11.

а) Уменьшится; б) увеличится; в) не

изменится;

г)

уменьшится;

д) увеличится.

9-12.

xB = 0,904, xI = 0,096, mB = 19,44 г, mI = 2,06 г.

9-13.

rG◦ = 17,0 кДж · моль−1, 0,79 бар.

9-14.

30,1 бар.

9-15. 97 %.

9-16.

1,8%, 0,022 бар.

9-17.

1)

K

p

(298) = 4,54

·

10−31;

r

H

298

(ClF

) =

−

126,4

кДж

·

моль−1;

1

3

rS298

= 267,1

Дж

10

моль−1

·

К−

;

rG298 = 173,1

·

103

Дж

·

моль−1;

K

(573) = 9,59

;

H

(ClF ) =

127,4

кДж

моль−1;

S

=

·

10− ·

−

p

1

;

r

573

3

·

r

573

= 272,1 Дж · моль−1 · К−

rG573 = 98,9 · 103 Дж · моль−1; 2) V = 50,2 л.

9-18.

xA = 0,087,

xB = 0,370,

xC = 0,195,

xD = 0,348,

Kp = 0,324,

r

G◦ = 2,80

кДж

·

моль−1.

r

H◦

=

−

91,8 кДж

·

моль−1,

r

S◦

=

−

·

r

298

−

298

·

r

800

−

298

198,1 Дж

моль−1

К−1

,

=

32,7 кДж

моль−1;

=

107,4 кДж

×·

G◦

H◦

×

моль−1,

r

S◦

=

−

225,4

Дж

моль−1

·

К−1,

r

G◦

= +72,9

кДж

×·

моль−1

800

·

S◦

800

моль−1

×

;

r

H◦

=

−

112,4 кДж

·

моль−1,

r

=

−

228,0 Дж

·

К−1,

G◦

1300

·

r

= +184,0 кДж

моль−1. Мольная доля аммиака:

1300

·

298 К

800 К

1300 К

1 бар

0,937

1,35 · 10−3

6,53 · 10−5

10 бар

0,980

0,013

6,52 · 10−4

9-19.	xA = 0,087, xB = 0,370, xC = 0,195, xD = 0,348, Kp = 0,324,
rG◦ = 2,80 кДж · моль−1.
9-20.	xA = 0,178, xB = 0,031, xC = 0,116, xD = 0,675, Kp = 9,60,
rG◦ = −5,60 кДж · моль−1
9-21.	rG◦(T ) = rG◦(T ) + (T − T )ΔrS◦ + ax1 + bx2 + cx3,					где x1
− T − T ln T , x2 = 0,5(T 2 − T 2) − T (T − T ), x3 =			T	− T −	2	T 2
		T	1	1	T	1

=T −

−1 .

T 2

9-22.	rH◦ = +53 кДж · моль−1,	rH◦ = −53 кДж · моль−1.
9-23.	Kp = 0,0196, Kp = 0,1794,	rH◦ = 154 кДж · моль−1.

§ 9. Ответы

253

9-24.	rH◦ = 79,60 кДж · моль−1.
9-25.	Kp = 0,25,		rG◦ = −8,64 кДж · моль−1.
9-26.		G◦ = 9,37 кДж			моль−1,			H◦ = 2,77 кДж	·	моль−1 и
	r		1		· 1	.	r		·
rS◦ = −16,5 Дж · моль−				· К−		.
9-27.	a) Kp = 9,24; б)				rG◦ = −12,9 кДж · моль−1;					1
в) rH◦ = 161,5 кДж · моль−1; г) rS◦ = 249 Дж · моль−1 · К−											.
9-28.	Kp = 1,66 · 10−5.
9-29.	Ниже 492 К.
9-30.	rG◦ = 9,2 кДж · моль−1; rG = −53,52 кДж · моль−1; 53 и 4 моле-
кулы АТФ.
9-31.	rG◦ = −7,0 кДж · моль−1.							rS◦ = −239,1 Дж · моль−1 · К−1.
9-32.	rH◦ = −86,0 кДж · моль−1,							rS◦ = −239,1 Дж · моль−1 · К−1.
9-33.	86%.
9-34.	rG = −68,9 кДж · моль−1.
9-35.	Ka = 3,81 · 10−3, 6,29 · 10−9.
9-36.	rG = −13,6 кДж · моль−1, равновесие смещено в сторону продуктов
реакции.

§ 10

10-1.

V = 12,5 л.

10-2.

361,7 м2.

10-3.

0,129 г.

10-4.

Уравнение Фрейндлиха V = kp, = 0,89, k = 0,293.

10-5.

Уравнение Ленгмюра; K = 7,3

·

103 л

·

моль−1,

am = 2,6 · 10−5 моль · г−1.

10-6.

K = 1,6 · 103 л · моль−1, am = 6,56 · 10−5 моль · г−1.

10-7.

θ = 0,760, 0,856, 0,897.

10-8.

θ = 0,875, 0,872, 0,868 при pH = 8,7, 9,5, 10,5 соответственно.

10-9.

5

·

1

моль

·

л−1: θ = 0,009 (антрацен), 0,053 (пирен);

c = 5

10−6

c = 1 · 10−

моль · л− : θ = 0,018 (антрацен), 0,101 (пирен).

10-10.

Уравнение Арановича, am = 1,14 моль · кг−1.

10-11.

−

34,5 кДж

·

моль−1.

10-12.

22,5 кДж

моль−1.

−

·

10-13.

−21,5 кДж · моль−1.

10-14.

7,5 кДж · моль−1.

10-15.

747,1; 1029,1; 1178,6; 1318,8 м2 · г−1.

10-16.

3,5 м2 · г−1.

10-17.

0,52 мкмоль · м−2, 1,63 мкмоль · м−2.

10-18.

3,51 мкмоль · м−2, 4,67 мкмоль · м−2.

Материал: Основы физической химии

Смотрите также: