Question

57+℃时,测得反应NO+(g)+++1/2Cl2+(g)+=+NOCl+(g)的速率得到下列数据:+c(NO)/

Answer 1

问：57+℃时,测得反应NO+(g)+++1/2Cl2+(g)+=+NOCl+(g)的速率得到下列数据:+c(NO)/

问：57 ℃时，测得反应NO (g) + 1/2Cl2 (g) = NOCl (g)的速率得到下列数据： c(NO)/mol×L-1 c(Cl2)/mol×L-1 v(NO)/mol×L-1×s-1 ① 0.25 0.25 1.43×10-6 ② 0.25 0.50 2.86×10-6 ③ 0.50 0.50 11.4×10-6求：反应总级数和速率方程？

答：答为了确定反应的总级数和速率方程，我们可以利用反应速率与物质浓度之间的关系。首先，我们要注意到反应的总级数是由反应物的浓度对速率的影响程度决定的。观察给定的数据，我们可以看到①中NO和Cl2的浓度都为0.25 mol/L，而②中Cl2的浓度增加为0.50 mol/L，而其他条件不变。最后，③中NO和Cl2的浓度都增加为0.50 mol/L。通过比较这些条件下浓度的变化和速率的变化，我们可以推断出反应的总级数和速率方程。比较①和②：NO的浓度不变，Cl2的浓度增加一倍，速率也增加了大约一倍。这提示我们Cl2的浓度对速率的影响可能是一级的。比较②和③：Cl2的浓度不变，NO的浓度增加一倍，速率增加了大约四倍。这表明NO的浓度对速率的影响可能是二级的。根据上述推断，我们可以得出反应的总级数为三级。现在我们可以使用速率方程来表示该反应的速率。根据总级数为三级，速率方程的一般形式为：v = k^x[Cl2]^y其中，k是速率常数，和[Cl2]分别表示NO和Cl2的浓度，x和y是它们的反应级数。根据之前的推断，我们可以将速率方程表示为：v = k^2[Cl2]通过观察数据，我们可以选择任意一对数据参数来计算速率常数。例如，选择①中的数据，将浓度和速率代入速率方程，可以得到：1.43×10^-6 = k(0.25)^2(0.25)解方程得到：k = (1.43×10^-6) / (0.25)^2 / (0.25) = 9.12×10^-5 mol^2/(L^2·s)因此，反应的总级数为三级，速率方程为v = (9.12×10^-5)^2[Cl2]

问：已知Cu(s)+C12(g)→CuC12(s),△，Hm=-220.1kJ-mol-1;CuCl2(s)+Cu(s)→2CuC1(s),△，H,m=-54.3kJ-mol-1。试计算反应的Cu(s)+1/2Cl2(g)→CuC1(s)的△，H%

答：答要计算反应Cu(s)+1/2Cl2(g)→CuCl(s)的△H%，我们可以利用热力学公式中的热力学循环和反应焓的性质。根据所给的反应焓，我们可以将反应拆分成两个步骤，如下：第一步：Cu(s)+Cl2(g)→CuCl2(s) （反应热ΔH1 = -220.1 kJ/mol）第二步：CuCl2(s)→CuCl(s) （反应热ΔH2 = -54.3 kJ/mol）现在我们要计算Cu(s)+1/2Cl2(g)→CuCl(s)的反应热ΔH%。根据热力学循环，反应热ΔH%可以用两个步骤的反应焓之间的关系来表示：ΔH% = ΔH2 - ΔH1将给定的反应焓代入计算：ΔH% = (-54.3 kJ/mol) - (-220.1 kJ/mol)= 165.8 kJ/mol因此，反应Cu(s)+1/2Cl2(g)→CuCl(s)的△H%为165.8 kJ/mol。

问：在实验室中，由金属钠与氢气在较高温度（t > 300℃）下制取氢化钠（NaH）时，反应前必须将装置用无水无氧的氮气置换。氮气是由氮气钢瓶提供的，其容积为50.0 L，温度为25 ℃、压力为15.2 MPa。①计算钢瓶中氮气的物质的量和质量；②若将实验装置用氮气置换了五次后，钢瓶压力下降至13.8 MPa。计算在25 ℃，0.100 MPa下，平均每次耗用氮气的体积。

答：答首先，我们来计算钢瓶中氮气的物质的量和质量。根据理想气体状态方程 PV = nRT，其中 P 是气体的压力， V 是气体的体积， n 是气体的物质的量， R 是气体常数， T 是气体的温度。给定条件：气体钢瓶容积 V = 50.0 L温度 T = 25 ℃ = 298 K氮气钢瓶压力 P = 15.2 MPa = 15.2 × 10^6 Pa氮气的物质的量 n 可以通过理想气体状态方程进行计算：n = PV / RT其中 R 是理想气体常数，其值为 8.314 J/(mol·K)。将所给的数值代入计算：n = (15.2 × 10^6 Pa) × (50.0 L) / (8.314 J/(mol·K) × 298 K)n = 305.8 mol因此，钢瓶中氮气的物质的量为 305.8 mol。要计算氮气的质量，我们可以使用气体的摩尔质量。氮气的摩尔质量为 28.0134 g/mol。氮气的质量可以通过以下公式进行计算：质量 = 物质的量 × 摩尔质量m = n × Mm = 305.8 mol × 28.0134 g/molm = 8566.1 g因此，钢瓶中氮气的质量约为 8566.1 g。现在我们计算在实验装置用氮气置换了五次后，钢瓶压力下降至 13.8 MPa 的情况下，平均每次耗用氮气的体积。我们可以使用气体状态方程来计算。给定条件：初始压力 P1 = 15.2 MPa = 15.2 × 10^6 Pa最终压力 P2 = 13.8 MPa = 13.8 × 10^6 Pa初始物质的量 n1 = 5 × 305.8 mol (置换了五次)初始体积 V1 = 5 × 50.0 L (置换了五次)最终体积 V2 为我们要求的值根据理想气体状态方程，我们有：P1V1 = n1RTP2V2 = n1RT结合两个方程，我们可以解出最终体积 V2：V2 = (P1V1) / P2将所给的数值代入计算：V2 = (15.2 × 10^6 Pa × 5 × 50.0 L) / (13.8 × 10^6 Pa)V2 = 348.6 L因此，在 25 ℃，0.100 MPa 下，平均每次耗用氮气的体积约为 348.6 L。

问：氩气（Ar）可由液态空气蒸馏而得到。若氩的质量为0.7990g，温度为298.15K时，其压力为111046Pa，体积为0.4448L。计算氩的摩尔质量M（Ar）、相对原子质量Ar（Ar）以及标准状况下氩的密度ρ(Ar）。

答：答根据气体状态方程 PV = nRT，可以计算氩的摩尔质量 M（Ar）和相对原子质量 Ar（Ar）。首先，计算氩的摩尔数 n：n = PV / RT其中，P 是压力，V 是体积，R 是理想气体常数（8.314 J/(mol·K)），T 是温度（单位为开尔文）。将给定的数值代入计算：n = (111046 Pa) * (0.4448 L) / [(8.314 J/(mol·K)) * (298.15 K)]接下来，计算摩尔质量 M（Ar）：M（Ar）= m / n其中，m 是氩的质量。将给定的数值代入计算：M（Ar）= 0.7990 g / n最后，计算相对原子质量 Ar（Ar）：Ar（Ar）= M（Ar） / (1 mol)由于氩是单原子气体，所以它的相对原子质量与其摩尔质量相等。至于标准状况下氩的密度 ρ（Ar），可以利用气体状态方程 PV = nRT 和理想气体状态方程中的理想气体摩尔体积 Vm = V/n 进行计算。在标准状况下，温度 T = 273.15 K，压力 P = 101325 Pa。代入公式可以求得标准状况下氩的摩尔体积 Vm，然后再利用摩尔质量 M（Ar）和摩尔体积 Vm 的关系，即密度 ρ（Ar）= M（Ar）/ Vm，计算出氩的密度。

问：3、在298K时，将压力为3.33×104Pa的氮气0.2L和压力为4.67×104Pa的氧气0.3L移入0.3L的真空容器，问混合气体中各组分气体的分压力、分体积和总压力各为多少？

问：4、液体苯（摩尔质量为78.05g·mol−1）试样1.000g，与适量的氧气一起放入弹式量热计中进行反应。水浴中盛水4147.0g。反应后，水温升高2.17℃,已知量热计热容为1840J·℃−1，如忽略温度计，搅拌器等吸收的热量，试计算1mol液苯燃烧的恒容热效应。（水的比热容为4.184J·℃−1·g−1）

答：答根据理想气体定律，可以使用以下公式计算混合气体中各组分气体的分压力、分体积和总压力：1.分压力（partial pressure）：P = nRT/V，其中P为分压力，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为温度，V为体积。2.分体积（partial volume）：根据维尔定律，可知分压力与分体积成正比，即V1P1 = V2P2，其中V1、P1为初始体积和压力，V2、P2为最终体积和压力。3.总压力（total pressure）：混合气体中各组分气体的分压力之和即为总压力，即Ptotal = P氮气 + P氧气。现在使用提供的数据和上述公式进行计算：给定数据：氮气初始压力 P氮气 = 3.33 × 10^4 Pa氮气初始体积 V氮气 = 0.2 L氧气初始压力 P氧气 = 4.67 × 10^4 Pa氧气初始体积 V氧气 = 0.3 L总体积 Vtotal = 0.3 L4.计算氮气分压力：P氮气 = (n氮气 × R × T) / V总体积根据理想气体定律，假设氮气和氧气的摩尔数相等（n氮气 = n氧气），且温度为298K。P氮气 = (n氮气 × R × T) / V总体积 = (n氧气 × R × T) / V总体积 （假设n氮气 = n氧气） = (P氮气 × V氮气) / V总体积5.计算氧气分压力：P氧气 = (n氧气 × R × T) / V总体积 = (P氧气 × V氧气) / V总体积6.计算总压力：Ptotal = P氮气 + P氧气

答：答要计算液苯燃烧的恒容热效应，可以使用以下公式：q = -(mcΔT + CΔT)其中，q 是反应释放的热量（单位：J），m 是液苯的质量（单位：g），c 是水的比热容（单位：J/（g·℃）），ΔT 是水的温度升高（单位：℃），C 是量热计的热容（单位：J/℃）。根据提供的数据进行计算：给定数据：液苯试样质量 m = 1.000 g水的质量 m水 = 4147.0 g水的比热容 c = 4.184 J/(g·℃)水温升高 ΔT = 2.17 ℃量热计热容 C = 1840 J/℃计算过程：首先计算水释放的热量：q1 = mcΔT = (m水 × c × ΔT)然后计算量热计释放的热量：q2 = CΔT最后计算液苯燃烧释放的热量：q = -(q1 + q2)按照上述计算公式，代入给定数据计算即可得到液苯燃烧的恒容热效应（单位：J/mol液苯