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一、计算题

1． 计算lmol 理想气体在下列四个过程中所做的体积功。己知始态体积为

始态及终态温度均为100°C , 有四个过程如下： （1）向真空膨胀。

（2）在外压恒定为气体终态的压力下膨胀。 （3）先在外压恒定，体积等于为100°C ）以后，再在外压等于

时气体的平衡压力下膨胀，在膨胀到时气体的平衡压力下膨胀。

（此时温度仍终态体积为

（4）恒温可逆膨胀。试比较这四个过程的功，比较结果说明了什么问题？ 【答案】（1）向真空膨胀，系统不做功：W=0

（2）在外压恒定为气体终态的压力下膨胀所做的功为：

（3）经过两次膨胀所做的功为：

（4）恒温可逆膨胀所做的功为：

计算结果说明：可逆过程所做的功最大，真空膨胀的功为零。二次膨胀比一次膨胀做的功大。功不是状态函数，功的大小与过程有密切的关系。

2． 在液氮温度（77 K）的BET 吸附装置上用作为探针分子来测定铝硅酸盐微球催化剂的比表面。在不同的的饱和蒸气压

分压下，测得对应的平衡吸附量（已换算成标准压力和273 K时的数据）

分子的截面积

【答案】

二常数公式的直线式形式为：

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列于下表。设吸附是多分子层的，并服从BET 二常数公式，试计算该催化剂的比表面。已知液氮

根据实验测定的数据计算两个对应的值列于下表：

以对，作图，得一直线（图略）斜率为

分子数N 为

截距为即

催化剂表面铺满单分子层所需的

该催化剂的比表面等于

3． 由Sn-Mg 系统的热分析实验得到以下数据：

表

试求:

（1）形成的化合物的分子式。 （2）绘制系统的熔点-组成图。

（3）如何制备含Mg 的Sn 合金和含Sn 的Mg 合金？

【答案】（1）由热分析实验数据可知，组分在x （Mg ）=0.67前后，分别存在温度平台200°C 和58°C 。故当x （Mg ）=0.67时，存在一个同组分融化物，即为化合物。分子式为

（2）系统的熔点-组成图如下：

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图

（3）制备含Mg 的Sn 合金：将制备含Sn 的Mg 合金：将

的Mg-Sn 金属混合物融化，缓慢冷却到接近200°C 的Mg-Sn 金属混合物融化，缓慢冷却到接近580°C

，固体即为含Mg 的Sn 合金。 时迅速固液分离（移除溶液）

，固体即为含Sn 的Mg 合金。 时迅速固液分离（移除溶液）

4． 用胶体银作催化剂，使过氧化氣分解为水和氧气的反应为一级反应，今用溶液（如果其中的过氧化氢完全分解可产生标准状态下氧状态下的氧，还需多长时间？

【答案】因为反应为一级反应，因此产生的氧气的体积和消耗的过氧化氢的量成正比。 由一级反应的积分式

用氧气的体积来替代过氧化氢的浓度可得到：

因此当

时，代入得

（其中K 为反应的速率常数）。

5． 在

时，当

的压力分别为

时，每1.0 kg

水中分别能溶解

今在

体的摩尔分数。

【答案】因为

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过氧化氢水

标准

，问若再多产生）

压力下，使空气与

水充分振摇，达到饱和。然后将水煮沸，收集被赶出的气体，使之干燥，求所得干燥气体中各气