1、2015 年齐鲁师范学院题库宋卓栋物理化学一、选择题1凡是在孤立体系中进行的变化，其 U 和 H 的值一定是(a) U 0 , H 0 (b) U = 0 , H = 0 (c) U p2)211. 理想气体经过焦-汤节流膨胀过程，则（a） （b） 0H0U（c） （d） Sp(答案) c 对于理想气体， H =f(T)，H 不变，T 亦不变 0U而节流过程是个等焓过程: ，Q=0，p 1p2221()()()pTpdGSVdVSdT对于理想气体 pnR21 212()ln,0ppVSdTRS二、计算题. 某理想气体的 CV, m /JK-1mol-1=25.52+8.210-3(T/K)，问
2、 (1) Cp, m 和 T 的函数关系是什么？ (2) 一定量的此气体在 300 K 下，由 p1=1013.25103 kPa，V 1=1dm3 膨胀到p2=101.325 kPa，V 2=10 dm3 时，此过程的 U，H 是多少？ (3) 第 (2) 中的状态变化能否用绝热过程来实现？解：(1) 因为 Cp,m-CV,m=R=8.314 JK-1mol-1所以 Cp,m=(33.83+8.210-3 T/K) JK-1mol-1 (2) T=0，所以 U= H=0 (3) 若是进行绝热自由膨胀，则 W=Q=0所以 U=H =0 可与(2) 过程等效 . 0.500g 正庚烷放在弹形量热
3、计中，燃烧后温度升高 2.94K。若量热计本身及附件的热容为 8.177KJ.mol-1,计算 298K 时正庚烷的燃烧焓（量热计的平均温度为 298K） 。正庚烷的摩尔质量为 0.1002 kgmol-1。解： 0.500g 正庚烷燃烧后放出的恒容热效应为18.7 kJK2.94 0JVQ1mol 正庚烷燃烧后放出的恒容热效应1m04810 Jmol/.5/.2rrUWM7162CH(l)+O(g)=7C()+HO(l)正庚烷的燃烧焓为-1-m716m1-480 Jol(7)8.34JKol298=-2(,9Kc cBURT. 1mol 某气体服从状态方程 pVm=RT+p（为不等于零的常数
4、） ，其焓 H 不仅是温度T 的函数，同时试证明焓 H 还是 p 和 Vm。证：对于物质量一定的单相体系，H f(p,V)ddSp()()()TTmTmVV又因为 /=/ TSp所以 2()()()()()0TVmTmmHRpV同理 ()()TTmHSp/ pV()()0mTpR第二章 热力学第二定律一、选择题1. 当低温热源的温度趋近于 0K 时，卡诺热机的效率（a）趋近于 1 （b）趋于无限大（c）趋于 0 （d）大于其它可逆热机效率(答案) a ch1/T卡诺循环 在两个热源之间，理想气体经过恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩和绝热可逆压缩四个可逆过程回到始态，从高温( ) 热源吸
5、收 热量，一部分通过hThQ理想热机用来对外做功 W，另一部分 的热量放给低温 ( )热源。这种循环称为卡诺循cQc环。卡诺定理 所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率( )都不能超过可逆I机效率( )，即可逆机的效率最大 , 。RIR卡诺定理推论 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相等，即与热机的工作物质无关。热机效率 (=：可逆热机；0，S 环 0(c) S 体 0，S 环 =0 （d） S 体 =0，S 环 =0(答案) d (理由见 4)，绝热可逆过程即是等熵过程。7理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定, 此变化中的体系熵变 S 体 及环境熵变S 环 应
6、为： (a) S 体 0 , S 环 0 (c) S 体 0 , S 环 = 0 (d) S 体 0 ；因此 S 环 0 。8理想气体在绝热条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的体系熵变 S 体 及环境熵变 S环 应为： (a) S 体 0 , S 环 0(c) S 体 0 , S 环 = 0 (d) S 体 0；环境与体系间没有热交换, 环境压力亦无变化,体积的变化可忽略,所以环境的状态未变, 即 S 环 = 0 (环境的体积变化可忽略是基于下述认识,即一般情况下,总可以认为环境相对于体系是无穷大的)。9. 理想气体等温过程的 A(a) G (b) 0 (2) T1 T2 (3) Q = 0
7、 (4) S 0 其正确的答案应是： (a) (3)，(4) (b) (2)，(3) (c) (1)，(3) (d) (1)，(2) (答案) a节流膨胀过程：Q0，H 0，p 1p2所以 Q = 0 由于理想气体节流膨胀后 T 不变 又 W = -p1V1+ p2V2= nRT2- nRT1= 0 因此 dS = (dU + pdV) /T = CVdT/T + pdV/T = nRdV/V 故 (因 V2 V1)21 21lnnRR二、计算题22 mol 某单原子理想气体,其始态为 p ,273K，经过一绝热压缩过程至终态 4p ,546 K。试求体系的熵变。 解：对于理想气体的任何单纯
8、pVT 状态变化过程,都可由下式计算其S： ,m2121=ln(/)+l(/)VSCTRV,-pp,m21,m21l(/)ln(/)V至于用哪一个，要根据题目给的条件。S = nCp,m ln(T2/T1) - nRln(p2/p1) = n2.5Rln(T2/T1) - Rln(p2/p1) = nR2.5ln(T2/T1) - ln(p2/p1) = (2 mol)(8.314 JK-1mol-1)2.5 ln(546 K/273 K)-ln(4 p / p )= 5.76 JK-1 .2取 0,3p 的 O2(g) 10 dm3,绝热膨胀到压力 p,分别计算下列两种过程的 U、 H、 A
9、及G。(1) 绝热可逆膨胀；(2) 将外压力骤减至 p,气体反抗外压力进行绝热膨胀。 假定 O2(g)为理想气体 ,其摩尔定容热容 CV, m=(5/2)R。已知氧气的摩尔标准熵。 -1-98K05.J.molmS解：求解理想气体任何单纯 pTV 状态变化过程的状态函数（ U、H、S、A 和 G）的改变值，关键是求 T2。n = pV/RT = 1.339 mol(1)已知始态的温度、压力及终态的压力，应用公式求 T2(1)/(1)/2p（计算可逆绝热过程终态温度有三个公式，具体应用那一个，要根据题目给的条件）,21ln219.5KpmRCTe,()VUT1.3395/2R(199.5-273
10、)2.045kJ,21()pmHnC1.3397/2R(199.5-273)2.864kJ198KmSS -1, 32ln27398Kln28.JKpmpnCR ,2121VAUSTTS21,5.84kJmnT1=273Kp1= 3pV1=10dm3n=?T2=?Kp2= pV2=?dm3n=?求 n=?,T2=?，U,H, S,A, G,2121pmGHSTnCTnS21,15.0kJn(2) UW（计算不可逆绝热过程终态温度的公式）,2121, ()VmnCTpVnRT（2）解得 2K,1.48kJVmUn,20pHCT-117lln34.0JKSRp -11, 3298Kl2798ln2
11、8.Jmpmpn R -1-121=+4.0J.3JS21?kAUTSJGH（在上题中，只要求出了 T2，U ，W，H ， A， G 都很容易求，但要注意，对于可逆和不可逆过程，求 T2 所用的公式不同，千万不要搞错了。例如，第（2）中，首先判断是否可逆）.实验测定某固体的( V/T)p=a+bp+cp2,若将此固体在恒温下从 pA压缩到 pB,导出熵变 S的表达式。解：根据题意，就是要找出以 p 作变量的关于 的方程。然而，我们知道的是S的关系式，由此我们相到了 Maxwell 关系式pVT pTVTS因为 4pTS所以 2abcTS故 4BApdp23BABA11cp223ABABAB11
12、abcppp（如果给你一个状态方程，要你写出恒温下从 pA压缩到 pB时的吉布斯自由能变化的方程式，该如何求）4.在中等压力下,气体的物态方程可以写作 pV(1-p)=nRT。式中系数 与气体的本性和温度有关。今若在 273 K 时,将 0.5 mol O2由 1013.25 kPa 的压力减到 101.325 kPa, 试求 G 。已知氧的 =-9.27710-6 kPa-1。 解：该过程系等温过程,故：d G = Vdp 又因为 )1/(/)1(/ pRTnpnRTV所以 2211 ppGdd212ln(/) pTTd1 12(/)ln)/()RpRp(至此，我们得到了恒温下压力从 pA变
13、到 pB时212l( p的吉布斯自由能变化的方程式)将题目给的数据代入可得.6kJG5. 已知 505g 文石（CaCO 3）转变为方解石（CaCO 3）时，体积增加 1.37510-3 dm3。文石和方解石在 25时标准摩尔生成焓分别为 -1205.5 kJmol-1和 -1206.96 kJmol-1。设在 的压力下，两种晶型的正常转化温度为 500。请判断在 550，3000 下，p pCaCO3的文石和方解石哪一种晶型稳定？设两种晶型的 Cp, m 相等（Ca、O 和 的摩尔质量分别为 41 、16 和 12gmol-1） ，且两种晶型转变的体积增加值为常数。 解：25， p下 , 文
14、石方解石-11206.95.460Jolrmf fmHH方 解 石 文 石 因 ，故 不随温度变化, 已知，但 不知道。,pCrmrS， rmrmS根据题意，在 500、 下为可逆相变化， ，据此可求得 p 0Gr-1-1460/73.589JKolrmrSHT 为求 550，3000 p下的 ，先求在 550， p下为不可逆相变化的 rmG ,1rmG-1,11460.8923.159.7JmolrmrrmGHTS 在 550，3000 p下，不可逆相变过程的吉布斯自由能变为 ,2 rG因为3-11.750/2dolrmrmV所以5,2,16-19.702301256JmolprmrGV 故
15、方解石晶型稳定6C 6H6的正常熔点为5，摩尔熔化焓为9916J.mol -1， ，-1-,l26.8JKmolpmC。求1.01325MPa下5的过冷 C6H6凝固成 5的固态C 6H6的-1-,s2.JK.molpm。设凝固过程的体积功可略去不计。,WQUSAG解：这是一个不可逆相变过程，由于要计算S，所以通过设计如下的可逆过程 -1-111,25273.ln6.8lnJK4.63JpmsTSC-1-129J6573H -1-113,25273.ln6.lnJK4.89JpmTSC-113.0JS96685J=9874QH（凝固过程的体积功可略去不计）9874JUQW523.15.0J35
16、ATS 3JGH第三章 多组分溶液热力学一、选择题1下列各式中哪个是化学势？(a) (b) CB,TSnHCB,TpnA(c) (d) CB,TVnGCB,SVnU(答案) d , , , ,ji ji ji jiii i i iSVnSpnTVnTpnUHAG化学势可以用不同的状态函数进行定义，但相应的下标不同。只有 ,jiiTpnG既符合化学势的定义，又符合偏摩尔量的定义。又因为大多数过程是在恒温恒压下进行 的，所以该定义式应用最广泛。仅就 定义式而言，根据 的关系可知，纯物质的化学,jiiTpnGiiiG势就等于其摩尔吉布斯自由能函数，即 ，且为强度性质，其绝对值不知道。,Bm此外，除了
17、相应的状态函数所用的下标不同，化学势定义式的物理意义类似于偏摩尔量定义式的物理意义。2某物质溶解在互不相溶的两液相 和 中，该物质在 相中以 A 形式存在，在 相中以 A2 形式存在，则 和 两相平衡时：(a) (b) 2Ad2Ac(c) (d)2a2(答案) d （2AA 2，平衡时，G BB0）3已知水的下列 5 种状态：(1) 373.15K, p, 液态；(2) 373.15K, 2 p, 液态；(3) 373.15K, 2 p, 气态；(4) 374.15K, p , 液态； (5) 374.15K, p, 气态下列 4 组化学势的比较中，哪个不正确？（a） 2 1 （b） 5 4（
18、c） 3 5 （d） 3 1(答案) b ，对于纯物质， ，*mG以 1， 2 的比较和 1， 4 的比较为例，即相同相态时，恒温增大压力，化学势升高，所以 1 2*()(0mTTmGVp，即相同相态时，恒压温度升高，化学势下降，所以 1 4*()(ppS两相平衡，化学势相等。类似的题目还有：4下列四种状态纯水的化学势最大的是(a) 273.15 K,101325 Pa, H2O(l)的化学势 1(b) 273.15 K,101325 Pa, H2O(g)的化学势 2(c) 273.15 K,202650 Pa, H2O(l)的化学势 3(d) 273.15 K,202650 Pa, H2O(
19、g)的化学势 4(答案) d5. 已知水在正常冰点时的摩尔熔化焓 =6025 Jmol-1，某水溶液的凝固点为 258.15 K fusm$，该溶液的浓度 xB 为(a) 0.8571 (b) 0.1429 (c) 0.9353 (d) 0.0647 (答案) b题目只给出 ， 和 ，没有给出 Kf，所以不能直接用公式 求fusmH$*fTf 2fHOTKx2HOx2fmln1ffR=(6025 Jmol-1/8.314 JK-1mol-1)(1/273.15 K-1/258.15 K) = -0.1542 xH2O= 0.8571 xB = 0.1429 还可以用下法计算，即先求出冰点降低常
20、数K f*22-1,()8.31457.18.53Kmolkg60fAfusmRTMH根据 ，有（273.15258.15）1.853b BffBb得出 -18.95olkgB0.27.6x61000 g 水中加入 0.01 mol 的食盐，其沸点升高了 0.01 K，则 373.15 K 左右时，水的蒸气压随温度的变化率 dp/dT 为(a) 1823.9 PaK-1 (b) 3647.7 PaK-1 (c) 5471.6 PaK-1 (d) 7295.4 PaK-1（已知 Kb0.5 Kkgmol -1）(答案) bKb= RTb2MA/vapHm dp/dT= vapHm/(TbvapV
21、m)vapHm/Tb(RT/p) = pvapHm/(TbRTb)= (p/Kb)MA = (101 325 Pa/0.5 Kkgmol-1)(0.018 kgmol-1)= 3647.7 PaK-1 7下列哪种现象不属于稀溶液的依数性（a） 凝固点降低 （b）沸点升高（c） 渗透压 （d）蒸气压升高(答案) d （什么叫（稀）溶液的依数性？）10盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是什么？ (a) 天气太热 (b) 很少下雨 (c) 肥料不足 (d) 水分从植物向土壤倒流 (答案) d （当土壤内含盐量超过植物液体时，产生反渗透，使水从植物内流向土壤，致使植物枯萎）（稀）溶液的依数性
22、还有其它的应用，例如，冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是降低混凝土中 H2O 的冰点，从而降低混凝土的固化温度，以免因 H2O 结冰而影响混凝土的固化质量和强调）11在 310 K,纯 H2O(l)的蒸气压为 6.275 kPa,现有 1 mol 不挥发物质 B(s)溶于 4 mol H2O(l)形成溶液,若溶液中水的活度为 0.41(以纯水为标准态), 则溶解过程中 1 mol H2O(l)的 Gibbs自由能变化为 (a) -557 Jmol-1 (b) -2298 Jmol-1 (c) -4148 Jmol-1 (d) 4148 Jmol-1(答
23、案) b*2(HO)mG 2(HO)BG*222()()ln()mRTa-1- -18.34 JKol30 .4198Jmol (上题中若问溶液中和纯水中水的化学势相差多少，如何计算？可以是 *222(HO)()ln(HO)Ta也可以 *R二者相差一个负号）4molH2O (纯溶剂)ps=6.275 kPaT=310K4molH2O1molB(s) (溶液)ps=?kPaT=310Ka(H2O)=0.4112氯仿 (1) 和丙酮 (2) 形成非理想液体混合物,在 T 时,测得总蒸气压为 29 398 Pa，蒸气中丙酮的物质的量分数 y2= 0.818 ,而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为 29 5
24、71 Pa，则在溶液中氯仿的活度 a1 为： (a) 0.500 (b) 0.823 (c) 0.181 (d) 0.813 (答案) c（ ，计算溶液中溶剂活度的公式）110.8ap*pa二、计算题1. A，B 两液体能形成理想液态混合物。已知在温度 t 时纯 A 的饱和蒸气压 ，*40kPaAp纯 B 的饱和蒸气压 。*120kPaBp(1)在温度 t 下，于汽缸中将组成为 的 A，B 混合气体恒温缓慢压缩，求凝结出()0.4y第一点液滴时体系的总压以及该液滴的组成（以摩尔分数表示）为多少？(2)若将 A，B 两液体混合，并使其在 100kPa，温度 t 下开始沸腾，求该液体混合物的组成及
25、沸腾时饱和蒸气压的组成（摩尔分数）？解：（1）根据题意，设当第一滴液滴凝出时，其气相的组成应不变 *(1)AABABBBppxxp0.4y即*(1).ABxp*()()0.4ABABABxppx整理得 ，*0.64ABpx0.642411073第一滴液滴的组成 0.67,.3AB*2146.7kPaABpxp(2) *()ABAxpx*()BABAppx根据题意， 10kPa102(42)Ax， .58Ax0.75B，*AApy*4.20.1Apx0.9By1262.5 K 时饱和 KCl 溶液(3.3 molkg-1)与纯水共存，已知水的凝固热为 6008 Jmol-1，以273.15 K
26、纯水为标准态，计算饱和溶液中水的活度。解：计算理想混合中某一组份的活度或稀溶液中溶剂的活度可用公式 ，但要计算非*pa稀溶液中溶剂的活度，就不能用上述公式，而要用下面公式。 *1ln()fusmAffHaRT（4.8-13） *l ()VapmAbb（4.8-14） RTaAmA*,ln(4.8-15) lna1=fusHm(1/T f - 1/T A)/R lna H2O =6008 Jmol-1(1/273.15 K)-(1/262.5 K)/8.314 JK-1mol-1=-0.1078 a H2O =0.8982在 15时 1 摩尔 NaOH 溶于 4.6 摩尔 H2O 中所形成的溶液
27、蒸气压为 596.5Pa，在此温度下纯水的蒸气压力 1705Pa，设纯水活度为 1。试计算(1)溶液中水的活度因子；(2)水在溶液中的化学势与纯水化学势之差。解：(1) p A = xA p* (A), =596.5/1705(4.6/5.6)=0.426 。 (2) G(H 2O, xA) *( H2O)RT lnx A= -2.514kJ 第四章 化学平衡限度方向如何判断反应进行的方向反应条件（T，p，组成等）对反应方向的影响平衡组成的计算 最大限度的标志是什么？（平衡）判断平衡的热力学标志反应条件（T，p，组成等）对平衡的影响需决的问题(本章的内容)一、选择题1已知 FeO(s) + C
28、(s) = CO(g) + Fe(s) 反应的 为正， 为正，假定 、rmH rmS rmH不随温度而变化，下列说法哪一种是正确的：rmS（a） 该反应低温下自发过程，高温下非自发过程（b） 该反应高温下自发过程，低温下非自发过程（c） 任何温度下均为非自发过程（d） 任何温度下均为自发过程(答案) b （ = - T ）rmG rH rmS2下列说法中, 不正确的是：（a） 表示完成 1mol 化学反应吉布斯自由能的变化,/TP（b） 若 0, 该反应能自发向右进行,G（c） 若 =1, 该反应系统处于平衡状态,/TP（d） 若 0, 该反应的 rGm0,(答案) c （ rGm 是-图中在
29、某一 处的斜率）3对于等温等压下的化学反应：aA+bB=dD+hH 有 = i i, 为反应进,/TPG度，其中 G 表示： （a） 反应物的自由能 （b） 产物的自由能 （c） 反应体系的自由能 （d） 产物的自由能之和减去反应物的自由能之和(答案) c4已知温度 T 时反应 H2O(g) = H2(g)1/2O 2(g)的 K p, 1 及反应 CO2(g) = CO(g)1/2O 2(g)的 K p, 2，则同温度下反应 CO(g)H 2O(g) = CO2(g)H 2(g)的 K p, 3 为： （a）K p, 3K p, 1K p, 2 （b） Kp,3K p, 1 K p, 2 （
30、c）K p, 3K p, 2 / Kp, 1 （d） K p,3K p, 1 / K p, 2(答案) d （ ）lnrmGR 对确定的化学反应而言 为一确定值，所以标准平衡常数也仅为温度函数，()rfT与 p，组成等无关。 是一普遍适用的公式，不但只适用于 IG，也适用于高压真实气体，液态混合物，液态溶液及气-液（固）混合反应体系。只不过在非时，不再是平衡压力商，而是平衡逸度商或平衡活度商。 值决定了化学反应方向，而 则是反应限度的量，由它可计算出最大（平衡）rmGK转化率。 无量纲，单位为 1K 的大小与方程式的书写有关，只有针对具体的反应， 才有明确的意义。 K( )BBBB()(/)p
31、 cxnRTppp总 ( ， ， ， )cB BnKBp(BBxx当 时，0nxPcK对于 IG 气体： (),(),()PfTffTxnBKppn对于 气体： BBBB(/)=(/)f pf K ,f pTf 在上述各表达式中， 、 (理想) 、 仅是温度函数。常压下，凝聚相受压力K p f影响很小，故 、 和 也仅是温度函数。但是，对于实际气体， 既是温度，x a b pK又是压力函数。6. 理想气体反应:N 2O5(g)=N2O4(g)+1/2O2(g)的 为 41.84 kJmol，C P = 0，试问增rmHlnrmRTK 加 N2O4 平衡产率的条件是：（a） 降低温度 （b） 提
32、高温度 （c） 提高压力 （d） 等温等容加入惰性气体(答案) b5已知在通常温度下 NH4HCO3(s)可以发生下列分解反应 NH4HCO3(s) = NH3(g)CO 2(g)H 2O(g),设在两个容积相等的密闭容器（甲）和（乙）内 ，开始只分别盛有纯NH4HCO3(s) 1kg 和 20kg，均保持恒温 298，达到平衡后，下述说法中正确的是：（a） (甲) 内压力大于（乙）内压力（b） 两容器内压力相等（c） (甲) 内压力小于（乙）内压力（d） 须经实际测定才能判明哪个容器内的压力大(答案) b NH4HCO3(s) = NH3(g)CO 2(g)H 2O(g)，又因为 ，所以答案
33、为 b2 3()NHOCpK总 ()KfT二、计算题11073K 时反应 CH4(g) C(s)2H 2(g) 的 (1073K)27.85 kJmol-1，试求该反应fmG的 Kp。若反应器容积为 510-3m3，容器内放入 3mol C，若欲使 3mol C 全部转化为 CH4，需通入 H2 若干摩尔？（已知 M（）=12 gmol-1，M（）=1.0gmol -1）解：CH 4(g) C(s)2H 2(g)=-RT ln K =-27.85kJmol-1 rmGK=22.7;224 46().310HHpCCppKKPa 根据反应方程，3molC 转化为 CH4, 消耗 H2 的摩尔数：
34、n=6molKp=p(H2)2/p(CH4) 平衡时 p(CH4)=nRT/V=5.35106Pa p(H 2)=Kpp(CH4)1/2=3.51106Pa 平衡时 H2: n=pV/RT=3.51106510-3/(8.3141073)=1.97mol n+n=6+1.97=7.97mol 3. 已知反应 ：Si(s, p,25) Cl2 (g, p,25) SiCl 4(g, p,25)其 616.98 ,1rmGkJmol-1，SiCl 4(l)在 25的标准生成吉布斯自由能 619.84kJmol -1，求,2fmSiCl4在 25时饱和蒸气压，可将 SiCl4蒸气视为理想气体。解：S
35、i(s, p ,25) Cl2 (g, p,25) SiCl 4(g, p,25 )- - - - (1)616.98 kJmol -1； ,1rmGSi(s, p,25) Cl2 (g, p,25) SiCl 4(l, p,25)- - - - - (2)619.84kJmol -1 ,2fm(1)-(2)得 SiCl4(l, p,25) SiCl 4(g, p,25) = ,1- ,2=2.86kJmol-1 rmG r rm=exp(- /RT) =0.3153=p(SiCl4)/ p K rp(SiCl4) =0.3153101325 =31948 Pa 3. 在 450，把 0.1m
36、ol 的 H2与 0.2mol 的 CO2引入一个抽空的反应瓶中 ，在达到以下平衡时， H2 (g)CO 2 (g)H 2O(g)CO(g)； 1,混合物中 H2O 的摩尔分数 Kx0.10，将平衡压力为 50.66kPa 氧化钴与钴的混合物引入瓶中，又建立起另外两个平衡： CoO(s) H2 (g) Co(s) H2O(g) ； 2 CoO(s) CO(g) Co(s) CO2(g) ； 3。分析混合物中 xH2O0.30。(1) 计算这三个反应的平衡常数；(2) 若在 450 附近温度每升高 1，反应(1)的平衡常数 1 增加 1%，试求反应K(1)的rH ，rS， rG？解： 在本题中，
37、除了知道相关体系的组成外，我们没有任何可供借用的求 的条件，为此，我们只有通过求出不同反应体系中的组成来求 。首先求单反应体系的 1KH2 (g)CO 2 (g)H 2O(g)CO(g)0.1-n 0.2-n n nn 总 =0.3 mol； =0.03 mol；n CO=0.03 mol； =0.07 mol， =0.17 mol2HOn2Hn2COn=0.032/(0.070.17)=0.0756 1K当引入平衡压力为 50.66kPa 氧化钴与钴的混合物，又建立起新的平衡，且这是一多反应体系，涉及到同时平衡组成计算。新平衡时，H 2 (g)CO 2 (g)H 2O(g)CO(g) (1b
38、)0.1-n 0.2-n n nCoO(s) H2 (g) Co(s) H2O(g)0.1-n n n 总 =0.3 mol； = n 总 0.3=0.09 mol， =0.01 mol2O2 = 92K= 0.092/(0.110.01)1b(3)=(2)-(1b) , = / =1.22 3 2 1bK(2)dln /dT=d /( dT)=(d /dT)/ = /RT2PKPPrmH(d /dT)/ 表示温度增加 1K 时 增加 1% =1%RT2=43.46 kJmol-1 rmH=-RTln =-15.52 kJmol-1 rG K=( - )/T=81.58JK-1mol-1 rm
39、S r rm第五章 相平衡一、选择题1. CaCO3(s)分解产生 CaO(s)和 CO2(g), 尽管产物之间存在有定量关系, 但在求算自由度时, 这种定量关系不能作为浓度限制条件: （a）因为 CaO(s) 用 x 表示其浓度, 而 CO2(g)用 p 表示 （b）因为是化学反应 （c）因为两者处于不同相 （d）因为 CO 2的平衡压力等于大气压 (答案) c (关于 R 对于浓度限制条件，必须是某一相中的几种物质的浓度（分压）之间存在某种关系，且有一个方程式把他们联系起来，才能作为浓度限制条件。).ClaPeyron 方程适用于：（a）单组分两相平衡体系 （b）单组分三相平衡体系（c）多
40、组分两相平衡体系 （d）多组分三相平衡体系(答案) a 顺便提一下 clausius-clapeyron equation ，它只适用于2lnvapmHdTR任何单组分 g-l 或 g-s 两相平衡体系2自由度为零,意味着：（a）体系独立组分数 C 等于相数 P （b）体系的状态不变（c）确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 （d）三相共存(答案) c (F = C P + n )3在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相。 （a）恒沸点 （b）熔点 （c）临界点 （d）低共熔点(答案) c （临界点特征是气、液不分， Vm,g V m,l，液相与气相的临界面消失，气化热为零）4现有一乙
41、醇水溶液,在某 T,p 下达到气液两相平衡，则下列哪种情况是正确的：（a） (H2O,g)= (C2H5OH,g) （b） (H2O,g)= (H2O,l)（c） (H2O,g)= (C2H5OH,l) （d） (H2O,l)= (C2H5OH,l)(答案) b （气液平衡时，某物质的两个相中的化学势相等）5对于平衡态的凝聚相体系,压力 P 表示什么含义?（a）101.3kPa （b）外压（c）分子间引力总和 （d）分子运动动量改变量的统计平均值(答案) b6二元凝聚物系相图中, 物系组成的点与相点合一的是在 :（a）单相区 （b）两相平衡区 （c）三相线上 （d）低共熔点 (答案) a7水蒸
42、气蒸馏的原理是互不相溶的双液系，其总蒸气压 p ，因此互不相溶双液AB系的沸点：（a）低于任一组分的沸点 （b）高于任一组分的沸点（c）介于 A、B 两纯物质沸点之间 （d）无法判定(答案) a 不互溶双液系的特点 :如果 A，B 两种液体彼此互溶程度极组小，以致可忽略不计。则 A 与 B 共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样，液面上的总蒸气压等于两纯组分饱和蒸气压之和。即： *Bp（换句话说，用水蒸气蒸馏法提纯不溶于水的有机物时，体系的沸点一定低于 373.15K）8. AgCu 体系相图如右所示，AE 线是指：（a）Cu 在固体 Ag 中的溶解度曲线（b） 固熔体在熔融液中的溶解度曲线（
43、c） 固熔体在熔融液中的溶解度曲线（d）Ag 在固态 Cu 中的溶解度曲线(答案) b9. 下列相图中，a、b、c 、d 四个体系的步冷曲线为：(答案) a (物系点降温时，途中碰到一次斜线，就有一个转折点， 碰到一次三相线，就有一个平台。步冷曲线上转折点与平台的温度和先后顺序与其在降温过程中碰到斜线或三相线的温度和先后顺序顺序一致)10某物质的 Vm(s)V m(l),当外压增大时，该物质的凝固点:（a）升高 （b）下降（c）不变 （d）不能确定(答案) a11单组分固液两相平衡的 PT 曲线如图所示，则： （a）V m(l)V m(s) （b）V m(l)V m(s)（c）V m(l)V m(s) （d）无法确定(答案) C （由此可知，冰的熔点随平衡压力的增加而下降的主要原因是 Vm(l)V m(s)）二、计算题1已知 Na2CO3(s)与水可以组成的水合物有 Na2CO3H2O(s)，Na 2CO37H2O(s)和 Na2CO310H2O(s)。(1)在 下，与 Na2CO3 水溶液及冰平衡共存的含水盐最多可以有几种？p$(2)在 20C 时，与水蒸气平衡共存的含水
