章复习思考题解.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章复习思考题,1,写出偏摩尔量的定义式和集合公式,。,偏摩尔量的物理意义是,。,它与摩尔量的不同是,。,X,i,是在系统恒定,T,，,p,和其它物质的量不变时，改变,1mol,i,物质引起的系统,广延性质,X,的变化,.,摩尔量一定是正值，偏摩尔量可以是负值,;,摩尔量为决定于温度、压力的物质特性，偏摩尔量为决定于温度、压力和系统组成的状态函数。,2,试指出下列各偏导数中，那些是偏摩尔量,，那些是化学势,。,(1),;,(2),;,(3),;,(4),;,(5),(2),(3),(5),(1),(2),(4),3,下列各方程那些称为吉布斯,-,杜亥姆方程,。,(1),;,(2),;,(3)(4),(1),(2),(4),4,试写出一个组成可变的均相系统的热力学基本方程,；,试写出一个组成可变的多相系统的热力学基本方程,。,5,试写出封闭系统中只做体积功时适用于相变化和化学变化过程的平衡判据,。据它导得的相平衡条件和化学平衡条件分别是,。,6,试写出相律,。独立组分的定义是,。,f,=,K,-,+2-,R,-,R,K,=,K,-,R,-,R,7,何谓自由度,。它的含义是,。,平衡系统的强度性质中独立变量的数目,确定一个系统的状态所必须确定的独立强度性质的数目,在一定范围内可以独立变动而不致引起旧相消失或新相产生的强度性质的数目,8,分别使,NH,4,I(s),和,MgCO,3,(s),在抽空的密闭容器中加热分解，试分别计算分解平衡后，系统的自由度：,NH,4,I(s),的热分解,；,MgCO,3,(s),的热分解,。,f,=3-2+2-1 1=1,f,=3-3+2-1 0=1,NH,4,I(s)=NH,3,(g)+HI(g),MgCO,3,(s)=MgO(s)+CO,2,(g),9,在恒温恒组成条件下 ，其中 是指,。,i,组分的偏摩尔体积,10,不论是实际气体还是液体或固体，其组分,i,的逸度的参考状态都是取,。,11,路易斯,-,兰德尔规则可以表示为,。实际上它认为混合物中组分的逸度因子 等于,下纯物质的逸度逸度因子 。该规则适用于,。,同温度下的气体标准状态,同温度下，压力为 并处于理想气体状态下的纯组分,相同温度，相同总压,结构、性质相似的组分形成的气态、液态或固态的混合物,12,试分别写出拉乌尔定律、亨利定律及适用条件：,拉乌尔定律,；,亨利定律,；,亨利常数的物理意义是,。,13,试写出下列溶液中组分的化学势表达式，并指出其参考状态：,理想溶液,；参考状态,。,理想稀溶液,；参考状态,。,；,参考状态,。,具有无限稀释溶液性质的虚拟纯物质的饱和蒸气压,无限稀释溶液中的溶剂，且其蒸气服从理想气体状态方程,无限稀释溶液中的溶质，且其蒸气服从理想气体状态方程,同温度下的液体或固体纯组分,i,同温度下的液体或固体纯溶剂,同温度下,具有理想稀溶液特性的虚拟纯组分,B,二、解：,三、解：以“,1”,代表水，以“,2”,代表酯，,在水相,(,),中，,水是溶剂，,在酯相,(,),中，,酯是溶剂，,在水相中，酯是溶质，,在酯相中，水是溶质，,第,4,章复习思考题,1,试示意画出两组分液态理想混合物的恒温相图和恒压相图，并分别标明液相线和气相线以及各相区的相。,L,V,L+V,2,判断物质,A,和,B,组成的液态混合物是否理想混合物，是用 图还是用 图,。为什么？,3,甲、乙两烧杯中分别盛有物质,A,和,B,组成的液态理想混合物，其中甲烧杯中为 ，乙烧杯中 为 。今将两烧杯同置于一个密闭容器中，问甲、乙两烧杯中的物质各发生什么变化。,液相线：,p,x,，,恒温下蒸气压随液相组成的变化。对理想溶液来说是直线。,甲,乙,B,A,4,40,时，,A,和,B,两液体组成液态理想混合物，已知该温度下 。若平衡气相中 ，则液相中,。,5,实际的系统总是或多或少偏离拉乌尔定律，其中正偏差系统,，,1,；负偏差系统,，,1,。（，）,1/2,6,恒压下,A,与,B,形成具有最低恒沸点的系统，恒沸混合物的组成 。现将 的溶液在具有足够塔板数的精馏塔中精馏，则塔顶得到,，塔底得到,。,恒沸混合物,纯,B,7,水溶于乙酸乙酯中，乙酸乙酯溶于水中的部分互溶的两相与其蒸汽达到平衡，则系统的自由度等于,。,8,右图为,A,和,B,二元系气液液平衡相图。,(1).,试写出各相区的相；,(2),若将组成为,C,的溶液用精馏的方法分离成纯组分,A,和,B,，应该采用怎样的精馏装置？试画出简单的工艺流程图。,V,L,1,L,2,L,1,+V,L,2,+V,L,1,+L,2,9,对于凝聚系统，相律的形式为,；这是因为,。,压力对凝聚系统的平衡影响很小,10,制作液固平衡相图的实验方法有,；用它们可以分别得到那些信息,。,热分析法，溶解度法,溶液的 凝固点与组成的关系或溶解度与温度的关系,11,右图是在耐火材料生产中有重要应用的 二元系在高温区的液固平衡相图。在高温下 有鳞石英和白硅石两种晶型，,AB,直线的温度为晶型转变温度，,AB,线温度以上为白硅石，以下为鳞石英。和 能生成不稳定化合物,C,（化学式为 ，称为莫来石）。,(1),指出相图中各相区的相。,(2),在相图中的三条水平线上分别有那些相平衡共存？,(3),分别画出以,M,、,N,、,Q,点为代表的系统的冷却曲线。,L,L+S,A2,L+S,C,L+S,B,S,A2,+S,C,S,A1,+S,C,S,B,+S,C,L,S,B,S,C,L,S,A2,S,C,S,C,S,A1,S,A2,12,A,和,B,二元系的液固平衡相图如下：,(1),试指出相图中各相区的相。,(2),画出以,M,点为代表的系统的冷却曲线。,L,L+S,A,S,A,+S,a,L+S,a,S,a,L+S,b,S,b,S,a,+S,b,13,铜和镍既液相完全互溶，固相也完全互溶。但从液态溶液中结晶出的固体呈多层结构，为什么？,固相中物质扩散很慢，随着温度降低，新结晶出的固体将包于原来固体之外，内部依然是先前析出的固体，形成多层结构。,1,、试示意画出两组分完全不互溶系统的恒压气液液平衡相图，并在图上标明各相区内存在的相。氯苯与水可视为完全不互溶的系统。为提纯氯苯，可将其进行水蒸气蒸馏。若大气压力为,101325 Pa,，则蒸馏温度为,91,。在此温度下，水和氯苯的饱和蒸气压分别为,72.6 kPa,和,28.7 kPa,，试求馏出物中水和氯苯的物质的量之比。,以,A,代表水，以,B,代表氯苯,2,、水和异丁醇在,101.325,kPa,下部分互溶，且具有最低恒沸点,90.0,，在该温度下三相共存，它们的组成（以含异丁醇的质量百分数计）分别为：水相,10.0%,，醇相,75.0%,，气相,65.0,%,，今若将组成为,30.0,%,的,1000g,水和醇的混合物，在,101.325,kPa,下加热至刚要达到,90.0,，问此时系统中水相和醇相的质量各为多少？若继续加热到温度刚要高于恒沸点时，问此时系统存在哪些相，它们的质量又各等于多少？,计算题：,3,、有一液固平衡相图如下：,(1),在图上指出,1-12,各相区的相,2),指出系统在,G,点存在的相，并计算其自由度,(3),在右边温度,(t),与时间,(),坐标内画出系统自,M,点开始冷却的冷却曲线。,L,S,a,L+S,a,L+S,C,S,a,+,S,C,L+S,C,S,C,+S,D,L+S,D,S,D,+S,B,L+S,B,L,1,+L,2,L+S,B,L,S,C,S,D,f,=2-3+1=0,4,、已知物质,A,的熔点为,700,，,B,的熔点为,900,。,A,和,B,能生成固态化合物 ，它在,800,时分解为纯固体,B,和 的液体。该系统有一最低共熔点，其温度为,600,，组成为 。,A,和,B,能形成固态溶液 ，其饱和组成如下：,温度（）,600,500,400,饱和组成,0.15,0.10,0.05,试示意画出该系统的液固平衡相图，并标明相图中各相区的相。,A,B,C,L,S,a,L+S,a,S,a,+,S,C,L+S,C,S,C,+S,B,L+S,B,第,5,章复习思考题,1,若下列反应中的气体是理想气体，则,的反应是,。,(1),(2),(3),(4),2,相同温度下，同一气相反应在高压下的,和它,在低压下的 之间的关系是,（、）。,3,举例说明，同一反应中各反应物的转化率在何种情况下才相同？,反应物物质的量之比恰为化学计量数之比。,4,在合成氨生产中采用高压并且定期放空氩气，这是因为,。,N,2,(g)+3 H,2,(g)2 NH,3,(g),5,试写出下列反应的 的表示式：,(1),；,(2),；,(3),；,(4),；,6,已知 的标准摩尔生成吉氏函数,，则 在,298.15 K,下的分解压力为,。,11.90kPa,7,在,1073 K,，反应 的 。若气体为理想气体，当反应系统中 和 的分压均为,50 kPa,时，反应向什么方向进行？,。,正向进行,8,在一定温度下，反应 的标准平衡常数为 ，标准摩尔反应吉氏函数为 ；反应,的标准平衡常数为 ，标准摩尔反应吉氏函数为 ，则反应,的,，,。,9,公式 适用条件是,。,10,试写出适用于化学反应的平衡判据,。,一、解：,CO(g)+1/2O,2,(g)=CO,2,(g)N,2,t=0 1 1 0 3.76,eq.1,x,1,0.5,x x,3.76 5.76,0.5,x,x,=0.798,二、解：,298K,，,1000K,，,故反应不能正向进行。,设反应正向进行时混合气体的压力为,p,，则,三、解：,S,1,0,四、解：,298.15K,时,T,=343K,p,=15.4 kPa,五、解：反应,CO,2,(g)+C(s)=2CO(g),，,1073K,，,1173K,，,CO,2,(g)+C(s)=2CO(g)(1),C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g)(2),(1),(2),，得,2CO,2,(g)=2CO(g)+O,2,(g)(3),故，对于反应,(3),，,