完全非晶体聚乙烯的密度ρa=0.85g·cm-3,如果内聚能为8.57kJ·mol-1单位,试计算它的内聚能密度。
完全非晶体聚乙烯的密度ρa=0.85g·cm-3,如果内聚能为8.57kJ·mol-1单位,试计算它的内聚能密度。
题目解答
答案
解:聚乙烯的摩尔体积为
Vm= 28g·mol-1/0.85g·cm-3
=32.94cm3·mol-1
内聚能密度:
CED=ΔE/Vm
=8.57kJ·mol-1/32.94cm3·mol-1
=0.26 kJ·cm-3
=2.6×108 J·m-3
解析
考查要点:本题主要考查内聚能密度的计算,涉及摩尔体积的计算及单位换算。
解题核心思路:
- 内聚能密度公式:CED = 内聚能(ΔE)/ 摩尔体积(Vm)。
- 摩尔体积计算:Vm = 摩尔质量(M)/ 密度(ρ)。
- 单位换算:需将结果从kJ/cm³转换为J/m³。
关键点:正确代入公式并注意单位统一,尤其是体积单位(cm³与m³)和能量单位(kJ与J)的转换。
步骤1:计算摩尔体积
聚乙烯的摩尔质量为 $M = 28 \, \text{g·mol}^{-1}$,密度 $\rho_a = 0.85 \, \text{g·cm}^{-3}$,则:
$V_m = \frac{M}{\rho_a} = \frac{28}{0.85} \approx 32.94 \, \text{cm}^3\text{·mol}^{-1}$
步骤2:计算内聚能密度
内聚能 $\Delta E = 8.57 \, \text{kJ·mol}^{-1}$,代入公式:
$\text{CED} = \frac{\Delta E}{V_m} = \frac{8.57}{32.94} \approx 0.26 \, \text{kJ·cm}^{-3}$
步骤3:单位换算
将 $0.26 \, \text{kJ·cm}^{-3}$ 转换为 $\text{J·m}^{-3}$:
$1 \, \text{kJ} = 10^3 \, \text{J}, \quad 1 \, \text{cm}^3 = 10^{-6} \, \text{m}^3$
因此:
$0.26 \, \text{kJ·cm}^{-3} = 0.26 \times 10^3 \, \text{J} \div 10^{-6} \, \text{m}^3 = 2.6 \times 10^8 \, \text{J·m}^{-3}$