物理化学第九章课后题答案

9.14已知气体2I相邻振动能级的能量差J2010426.0，试求300K时2I分子的00,,vvvvfqq及。解：Jh2010426.0Kkhv5.308当T=300K时，9309.0)(122TTvvveeq557.1)1(10Tvveq557.100vvqf9.16已知气态I原子的20,eg，21,eg电子第一激发态与基态能量之差Je2010510.1，试计算1000K时气态I原子的电子配分函数0eq以及在第一激发态的电子分布数1n与总电子数N之比。解：kTekTekTiieeeeieegegegq1,0,,1,0,,67.2)exp(221,0,/00,kTqeqeeekTee2509.00/1,11,ekTeqegNne9.171mol2O在298.15K，100kPa条件下，试计算（1）2O分子的平动配分函数tq；（2）2O分子的转动配分函数rq，已知2O分子的平衡核间距mR100102037.1；（3）2O分子的振动配分函数vq及0vq。已知2O分子的振动频率11310666.4s；（4）2O分子的电子配分函数0eq，已知电子基态30,eg，电子激发态可忽略。解：（1）平动配分函数tq：mpnRThmkTVhmkTqt3023223210345.4)2()2(（2）转动配分函数rq：Ikhr22820RImR100102037.105.72rrTq（3）khv0234.0)(122TTvvveeq0005.1)1(10Tvveq（4）由于电子激发态可以忽略，则30,/00,eekTegqeqe9.21利用9.17题的结果计算25℃时氧气的标准摩尔熵mS（298.15K）。解：emvmrmtmmSSSSS,,,,其中723.20lnln25ln23,pTMRStmrrmTRSln,+R111,)1()1ln(TvTvmvveTReRS0,lneemqRS那么11034.205KmolJSm9.25用标准摩尔吉布斯自由能函数及标准摩尔焓函数计算下列合成氮反应在1000K时的标准平衡常数，)(2)(3)(322gNHgHgN已知数据如下：物质11,0)1000)((KmolJKTUGmm1,0)298(molkJUKHmm)(2gN198.0548.669)(2gH137.0938.468)(3gNH203.5779.9161311.46)15.298,(molkJKNHHmf解：由上述已知条件可得1322.92)15.298,(2)15.298(molkJKNHHKHmfmrBBmBmBmmrmolkJUKHUKH1,,0,,0241.14)15.298()15.298(利用上述两式结果可以得1,0,0979.77)15.298()15.298(molkJUKHKHUmmrmrmr那么1000K时反应的标准摩尔吉布斯自由能函数变为1,,0,,,0179.202)1000)(()1000)((molkJKTUGKTUGBmBTmBBmmr那么938.141)1000)((1ln,0,0mrmmrURTKTUGRK则710255.3K