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李秀丽xl

铁虫 (小有名气)

[求助] 求助一道无机化学题已有1人参与

实验指出，无水三氯化铝在热力学标准压力下各温度时的密度如下：200摄氏度时为8.6g/L，600摄氏度时为2.65g/L，800摄氏度时为1.51g/L，求：
A. 200和800摄氏度时三氯化铝的分子式
B. 600摄氏度是的平衡物种
C. 600摄氏度时各物种的平衡分压
D. 600摄氏度时的Kc 和Kp

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-2 at 12:15 ]
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1楼2013-11-02 00:16:25
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sddtc888

至尊木虫 (著名写手)

Hψ=Eψ S=klnΩ dS≥δQ/T

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
李秀丽xl: 金币+15, ★★★★★最佳答案, 很详细，太谢谢了 2013-11-04 10:15:09
首先，楼主题目有一个数字上的错误，200摄氏度时密度应该是6.8g/L，而不是8.6g/L
做这道题目，楼主得先有一定的无机化学知识
（1）在200摄氏度及以上，无水AlCl3是气态
（2）气态AlCl3会发生聚合反应，即几个AlCl3分子会形成聚合体 (AlCl3)n
（3）AlCl3分子量133.5
（4）理想气体状态方程为PV=nRT，体积V等于质量m除以密度ρ，V=m/ρ，物质的量n等于质量m除以分子量M，n=m/M，将V=m/ρ和n=m/M代入PV=nRT，得PM=ρRT
（5）热力学标准压力p=100kPa

解：
（1）求200和800摄氏度时三氯化铝的分子式
在200摄氏度时：（200摄氏度时密度应该是6.8g/L，而不是8.6g/L）
因为PM=ρRT，所以分子量M=ρRT/p=267.5
对于聚合体 (AlCl3)n，n=267.5/133.5=2（这里取整数）
所以在200摄氏度时，三氯化铝的分子式为 (AlCl3)2，或者Al2Cl6，即为二聚体

在800摄氏度时：
因为PM=ρRT，所以分子量M=ρRT/p=134.7
对于聚合体 (AlCl3)n，n=134.7/133.5=1（这里取整数）
所以在800摄氏度时，三氯化铝的分子式就是 AlCl3

（2）求600摄氏度时的平衡物种
在600摄氏度时：
因为PM=ρRT，所以分子量M=ρRT/p=192.4
192.4/133.5=1.5，1.5介于1和2之间，所以平衡物种为 AlCl3 和 Al2Cl6

（3）600摄氏度时各物种的平衡分压
设 AlCl3 所占摩尔分数为x，则 Al2Cl6 为1-x
AlCl3 对应n=1，Al2Cl6 对应n=2，而混合物平均n=1.5
所以 x+2(1-x)=1.5，所以x=0.5，即 AlCl3 和 Al2Cl6 各占一半，都为0.5，又因热力学标准压力p=100kPa，即总压为100kPa，所以AlCl3 和 Al2Cl6 分压都为50kPa

（4）600摄氏度时的Kc 和Kp
因为200摄氏度时为Al2Cl6，800摄氏度为AlCl3，所以平衡反应为：
Al2Cl6 == 2 AlCl3
所以Kc，Kp的定义分别为
求助一道无机化学题
所以 Kp = (50)^2/50 = 50 kPa

又因PV=nRT，浓度c=n/V，所以 P=cRT，所以c=P/RT
所以Al2Cl6 和AlCl3 的浓度均为 c=P/RT= 6.89 x 10^(-3) mol/L

所以 Kc = [6.89 x 10^(-3)]^2/[6.89 x 10^(-3)] = 6.89 x 10^(-3) mol/L

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-3 at 18:57 ]
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I can safely said that nobody understands the quantum theory. —— R. P. Feynman
8楼2013-11-03 18:55:52
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caominone

木虫之王 (知名作家)

膜分离专家

优秀版主

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
sddtc888: 编辑内容 2013-11-02 12:15
sddtc888: 金币+1, 感谢应助，欢迎常来！ 2013-11-02 12:16:04
李秀丽xl: 金币+5, ★有帮助 2013-11-04 10:12:12
分子式就是让你求此时温度下的分子量，根据PV=nRT公式变形PM=ρRT，B是得到平均的一个分子量，求混合物的组分，这个题目你先把三种温度的分子量求出来，肯定得到三种物质，然后根据上述公式求解就可以。

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-2 at 12:15 ]
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锅可以背，但不能不明不白
2楼2013-11-02 11:52:18
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李秀丽xl

铁虫 (小有名气)
那B所含的物种是不是这三种温度下求的物种？为什么呢？它们的分压又怎么求呢
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3楼2013-11-02 16:44:48
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李秀丽xl

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by caominone at 2013-11-02 11:52:18
分子式就是让你求此时温度下的分子量，根据PV=nRT公式变形PM=ρRT，B是得到平均的一个分子量，求混合物的组分，这个题目你先把三种温度的分子量求出来，肯定得到三种物质，然后根据上述公式求解就可以。
...

那B所含的物种是不是这三种温度下求的物种？为什么呢？它们的分压又怎么求呢
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4楼2013-11-02 16:47:13
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