淮海工学院物理化学习题课多组分和化学平衡.pptx

3.下列关于偏摩尔量的理解下列关于偏摩尔量的理解,错误的是：（错误的是：（）。）。(1)只有广度性质才有偏摩尔量只有广度性质才有偏摩尔量;(2)偏摩尔量是广度性质偏摩尔量是广度性质;(3)纯物质的偏摩尔量就是其摩尔量。纯物质的偏摩尔量就是其摩尔量。4.在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A)和纯水和纯水(B)。经历若干时间后，两杯液面的高度将。经历若干时间后，两杯液面的高度将是：是：()(A)A 杯高于杯高于 B 杯杯 (B)A 杯等于杯等于 B 杯杯 (C)A 杯低于杯低于 B 杯杯 (D)视温度而定视温度而定 5.在相平衡体系中，某组分在相平衡体系中，某组分 B 在其中一相的饱和蒸气在其中一相的饱和蒸气压为压为 pB，则该组分在所有相中的饱和蒸气压都是，则该组分在所有相中的饱和蒸气压都是 pB,此此话对吗？话对吗？(气相可当作理想气体气相可当作理想气体)6.298 K,p下下,苯和甲苯形成理想液体混合物苯和甲苯形成理想液体混合物,第一第一份溶液体积为份溶液体积为2 dm3,苯的摩尔分数为苯的摩尔分数为0.25,苯的化学势苯的化学势为为 1,第二份溶液的体积为第二份溶液的体积为1 dm3,苯的摩尔分数为苯的摩尔分数为0.5,化化学势为学势为2,则：则：()(A)12 (B)1 0,则该反应不能正向进行。是不是？（则该反应不能正向进行。是不是？（）4、当一个化学反应处于平衡状态时，反应的标准当一个化学反应处于平衡状态时，反应的标准摩尔吉布斯函数摩尔吉布斯函数rG=0。是不是？（。是不是？（）5、等温等压且不涉及非体积功条件下，一切吸热等温等压且不涉及非体积功条件下，一切吸热且熵减小的反应且熵减小的反应,均不能自动发生。是不是？均不能自动发生。是不是？（）6、由、由rGm=RTlnK，因为，因为K是平衡常数，是平衡常数，所以所以rGm是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。是不是？（函数变化值。是不是？（）7、热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在美晶体在0 K 时的熵值为零。是不是？时的熵值为零。是不是？8、如果一个化学反应的如果一个化学反应的rHm 不随温度变化，不随温度变化，则其则其rSm 也不随温度变化，是不是？也不随温度变化，是不是？9、对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。是不是？分时平衡不移动。是不是？10、理想气体反应，等温等压条件下添加惰性组、理想气体反应，等温等压条件下添加惰性组分时，平衡肯定不移动。是不是？分时，平衡肯定不移动。是不是？11、理想气体反应，等温等容条件下添加惰性组、理想气体反应，等温等容条件下添加惰性组分时，平衡将向体积减小的方向移动。是不是？分时，平衡将向体积减小的方向移动。是不是？计算题计算题 1.在在1120 下用下用H2还原还原FeO(s)，平衡时混合气，平衡时混合气体中体中H2 的摩尔分数为的摩尔分数为0.54，求，求FeO(s)的分解压的分解压力，已知同温度下：力，已知同温度下：2 H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，=3.4 10-13 (p=100 kPa)解解:H2(g)+FeO(s)Fe(s)+H2O(g)(1)平衡：平衡：0.54 1-0.54 H2O(g)H2(g)+O2(g)(2)式式(1)+式式(2)：FeO(s)Fe(s)+O2(g)(3)K3=p(O2)/p1/2 =K1K2=4.96710-7分解压力分解压力 p(O2)=(4.96710-7)2105 Pa=2.4710-8 Pa。2、FeSO4(s)于于929 K 下进行以下分解反应：下进行以下分解反应：2FeSO4(s)=Fe2O3(s)SO2(g)SO3(g)平衡时，系统的总压力平衡时，系统的总压力p=91 192.5 Pa。（1）计算在计算在929 K 下，上述反应的下，上述反应的K；（2）若在烧瓶预先放入若在烧瓶预先放入60 795 Pa的的SO2(g)，再放入过量的再放入过量的FeSO4(s)，在，在929 K下反应达平衡，下反应达平衡，计算系统的总压力。计算系统的总压力。(p=100 kPa)解:(1)而而 p(SO2)=p(SO3)p=p(SO2)+p(SO3)(2)2FeSO4(s)=Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)开始时：开始时：p(SO2)=60 795 Pa平衡时：平衡时：p(SO2)+x Pa x Pa则则 x2Pa2 +p(SO2)xPa K(p)2故 p(总)=p(SO2)+x Pa+x Pa=113 207 Pa x=26 206物质NaHCO3(s)Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g)-947.4 -1131 -241.8 -393.5 102.0 136.0 189.0 214.0 3.已知有关数据如下表：已知有关数据如下表：而且在而且在298373 K之间之间,fHm(T)及及fSm(T)均可近似视为与均可近似视为与T无关。无关。求求(1)101 325 Pa，371.0 K 时的时的K；(2)101 325 Pa，371.0 K 时，系统中时，系统中H2O的摩的摩尔分数尔分数x(H2O)=0.6500的的H2O和和CO2混合气体，混合气体，能否使能否使NaHCO3避免分解？避免分解？(p=100 kPa)解:2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)Hm(298 K)=128.5 kJ mol-1=Hm(371 K)Sm(298 K)=335J mol-1K-1=Sm(371 K)Gm(371 K)=Hm(371 K)-371KSm(371 K)=(128.5 371.00.3350)kJ mol-1 =4 215 J mol-1(2)Jp=p(H2O)/pp(CO2)/p 因为因为 Jp K 所以所以 不能避免不能避免NaHCO3分解。分解。4.银可能受到银可能受到H2S气体的腐蚀而发生下列反应：气体的腐蚀而发生下列反应：H2S(g)+2Ag(s)Ag2S(s)+H2(g)已知已知298 K和和100 kPa压力下压力下，Ag2S(s)和和H2S(g)的标准生成的标准生成Gibbs自由能自由能 分别为分别为-40.26 kJmol-1和和-33.02 kJmol-1。试问：在试问：在298 K和和100 kPa压力下，压力下，(1)在在H2S(g)和和H2(g)的等体积的混合气体中，的等体积的混合气体中，Ag是否会被腐蚀生成是否会被腐蚀生成Ag2S(s)？(2)在在H2S(g)和和H2(g)的混合气体中，的混合气体中，H2S(g)的的摩尔分数低于多少时便不至于使摩尔分数低于多少时便不至于使Ag发生腐蚀？发生腐蚀？解解：(1)H2S(g)+Ag(s)Ag2S(s)+H2(g)Jp=1 lnJp=0 Ag会被腐蚀生成会被腐蚀生成Ag2S(s)（2）设设H2S(g)的量分数数为的量分数数为x，H2(g)的为的为1-xx 0，不能生成，不能生成Ag2O(s)。6.在在448688 K的的温温度度区区间间内内，用用分分光光光光度度计计研研究下面的气相反应：究下面的气相反应：I2(g)+环戊烷环戊烷(g)=2HI(g)+环戊二烯环戊二烯(g)得到标准平衡常数与温度的关系式为：得到标准平衡常数与温度的关系式为：试计算试计算(1)在在573 K时反应的，时反应的，,和和 ；(2)若若开开始始以以等等物物质质的的量量的的I2(g)和和环环戊戊烯烯(g)混混合合，温温度度为为573 K，起起始始总总压压为为100 kPa，求求达达平平衡衡时时I2(g)的分压；的分压；(3)起始总压为起始总压为1000 kPa，求达平衡时，求达平衡时I2(g)的分压。的分压。解：解：（1）对应项相等，对应项相等，(2)T=573 K时时 I2+环戊烷环戊烷 2HI+环戊二烯环戊二烯开始 0.5p 0.5 p 0 0平衡 0.5 p-p 0.5 p-p 2p p(3)1.欲配置欲配置2 dm3物质的量分数为物质的量分数为0.30的甲醇的甲醇(A)的水的水(B)溶液作为防冻剂，则需要溶液作为防冻剂，则需要298 K时纯甲醇和水的体积时纯甲醇和水的体积各多少？已知各多少？已知xA=0.30的甲醇水溶液中甲醇的偏摩尔的甲醇水溶液中甲醇的偏摩尔体积体积VA=38.632 cm3mol-1；水的偏摩尔体积；水的偏摩尔体积VB=17.765 cm3mol-1。纯甲醇的摩尔体积纯甲醇的摩尔体积V*m(A)=40.722 cm3mol-1，纯水的摩尔体积，纯水的摩尔体积V*m(B)=18.068 cm3mol-1。解：设甲醇解：设甲醇(A)和水和水(B)的总的物质的量为的总的物质的量为nV=nAVA+nBVB =nxAVA+nxBVB2000 cm3=n0.3038.632 cm3mol-1+n0.7017.765 cm3mol-1 n=83.246 mol 需甲醇需甲醇 V*(A)=nAV*m(A)=83.246 mol0.340.722 cm3mol-1 =1017 cm3需水需水 V*(B)=nBV*m(B)=83.246 mol0.718.068 cm3mol-1 =1053 cm3 2.288 K时，时，1 mol NaOH溶在溶在4.559 mol H2O中所成中所成溶液的蒸气压为溶液的蒸气压为596.5 Pa。在该温度下，纯水的蒸气压。在该温度下，纯水的蒸气压为为1705 Pa，求：，求：（1）溶液中水的活度等于多少？）溶液中水的活度等于多少？（2）在溶液中和在纯水中，水的化学势相差多少？）在溶液中和在纯水中，水的化学势相差多少？解：对溶剂以同温度的纯态为标准态解：对溶剂以同温度的纯态为标准态（2）（1）3.在在298.15 K时，要从下列混合物中分出时，要从下列混合物中分出1 mol的纯的纯A，试计算最少必须作功的值。，试计算最少必须作功的值。（1）大量的）大量的A和和B的等物质的量混合物的等物质的量混合物；（2）含）含A和和B物质的量各为物质的量各为2 mol的混合物。的混合物。在体积恒定为在体积恒定为0.12m3的反应器中存在理想气体的的反应器中存在理想气体的化学平衡化学平衡A(g)2B(g)已知已知500K时时A(g)和和B(g)的平衡的平衡分压分别为分压分别为38.20kPa和和61.80kPa。反应焓。反应焓rHm=10.0kJmol-1，cv,m(A)=2.5R，cv,m(B)=1.5R,此时此时A和和B的标准熵为的标准熵为80和和60Jmol-1K-1。将上述平。将上述平衡系统恒容加热到衡系统恒容加热到600K，求此过程的，求此过程的Q、U、H、S、G。1mol水与水与1mol水蒸气（理想）在水蒸气（理想）在373.15K,101.325kPa下气液两相平衡，若将该两相系统绝热可逆膨胀到下气液两相平衡，若将该两相系统绝热可逆膨胀到353.15K的终态，试求的终态，试求 353.15K水的饱和蒸气压和过程水的饱和蒸气压和过程的体积功。的体积功。已知已知 373.15K时水的摩尔蒸发热为时水的摩尔蒸发热为40.67kJmol-1，水和水蒸气在水和水蒸气在353.15K373.15K之间的平均摩尔恒压热之间的平均摩尔恒压热容分别为容分别为75.75 Jmol-1K-1及及34.16 Jmol-1K-1，计算时，计算时可忽略外压对水的蒸发热的影响。可忽略外压对水的蒸发热的影响。有有奖奖征征答答