第06章 相平衡
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物理化学葛华才答案【篇一:物理化学复习提纲(i)】>(华南理工大学物理化学教研室葛华才)说明:通常的windows没有特殊的化学字符(如标准态、盐桥、液接界面等符号),因此在使用前最好下载有关的字库。
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第一章气体第二章热力学第一定律与热化学第三章热力学第二定律第四章多组分系统热力学第五章化学平衡第六章相平衡第七-十二章第一章气体一.重要概念理想气体,分压,分体积,临界参数,压缩因子,对比状态二.重要关系式(1) 理想气体:pv=nrt , n = m/m(2) 分压或分体积: pb=cbrt=p yb(3) 压缩因子: z = pv/rt第二章热力学第一定律与热化学一、重要概念系统与环境,隔离系统,封闭系统,(敞开系统),广延量(加和性:v,u,h,s,a,g),强度量(摩尔量,t,p),功,热,内能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数(q,w),可逆过程,节流过程,真空膨胀过程,标准态,标准反应焓,标准生成焓,标准燃烧焓二、重要公式与定义式1. 体积功:?w= -p外dv2. 热力学第一定律:? u = q+w , du =?q +?w3.焓的定义: h=u + pv4.热容:定容摩尔热容 cv,m = ?q v /dt = (? um/? t )v定压摩尔热容 cp,m = ?q p /dt = (? hm/? t )p理性气体:cp,m- cv,m=r ;凝聚态:cp,m- cv,m≈0理想单原子气体cv,m =3r/2,cp,m= cv,m+r=5r/25. 标准摩尔反应焓:由标准生成焓? fhb? (t)或标准燃烧焓? c hb? (t)计算? rhm???= ? vb ? fhb? (t) = -? vb ? c hb? (t)6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)t2? rhm?(t2)= ? rhm?(t1)+t1? ? rcp,m dt7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式qp-qv = ? rhm(t) -? rum(t) =? vb(g)rt8. 理想气体的可逆绝热过程方程:p1v1?= p2v2??, p1v1/t1 = p2v2/t2 , ?=cp,m/cv,m三、各种过程q、w、? u、? h 的计算1.解题时可能要用到的内容(1) 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如n2,o2,h2等。
第六章 相平衡与相图1、什么是平衡状态?影响平衡的因素有哪些?解:平衡态:不随时间而发生变化的状态称为平衡状态。
影响平衡的因素有:温度、压力、组分浓度等。
2、什么是凝聚系统?什么是介稳平衡?解:凝聚系统:不含气相或气相可以忽略的系统。
介稳平衡:即热力学非平衡态,能量处于较高状态,经常出现于硅酸盐系统中。
3、简述一致熔化合物与不一致熔化合物各自的特点。
解:一致熔化合物是指一种稳定的化合物。
它与正常的纯物质一样具有固定的熔点,熔化时,所产生的液相与化合物组成相同,故称一致熔融。
不一致熔化合物是指一种不稳定的化合物。
加热这种化合物某一温度便发生分解,分解产物是一种液相和一种晶相,二者组成与化合物组成皆不相同,故称不一致熔融。
4、比较各种三元无变量点(低共熔点、双升点、双降点、过渡点和多晶转变点)的特点,写出它们的相平衡关系。
解:低共熔点:是一种无变量点,系统冷却时几种晶相同时从熔液中析出,或加热时同时融化。
E L A S C →++双升点:处于其相应的副三角形的交叉位的单转熔点。
PL A B S +→+ 双降点:处于其相应的副三角形的共轭位的双转熔点。
RL A B S++→ 5、简述SiO2的多晶转变现象,说明为什么在硅酸盐产品中SiO2经常以介稳状态存在?解:在573℃以下的低温,SiO2的稳定晶型为b -石英,加热至573℃转变为高温型的 a -石英,这种转变较快;冷却时在同一温度下以同样的速度发生逆转变。
如果加热速度过快,则a -石英过热而在1600℃时熔融。
如果加热速度很慢,则在870℃转变为a -鳞石英。
a -鳞石英在加热较快时,过热到1670℃时熔融。
当缓慢冷却时,在870℃仍可逆地转变为a -石英;当迅速冷却时,沿虚线过冷,在163℃转变为介稳态的b -鳞石英,在117℃转变为介稳态的g -鳞石英。
加热时g -鳞石英仍在原转变温度以同样的速度先后转变为b -鳞石英和a -鳞石英。
a -鳞石英缓慢加热,在1470℃时转变为a -方石英,继续加热到1713℃熔融。
思考题
1.硫氢化铵的分解反应:(1)在真空容器中分解,(2)在充有一定氨气的容器中分解,两种情况的独立组分数是否一样?
2.纯的碳酸钙固体在真空容器中分解,这时独立组分数为多少?
3.制水煤气时有三个平衡反应,求独立组分数C?
(1)H2O(g) + C(s) =H2(g) + CO(g)
(2)CO2(g) + H2(g) =H2O(g) + CO(g)
(3)CO2(g) + C(s) =2CO(g)
4.在抽空容器中,氯化铵的分解平衡为:NH4Cl(s) =NH3(g) + HCl(g)。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度。
5.在含有氨的容器中氯化铵分解达平衡:NH4Cl(s) =NH3(g) + HCl(g)。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度。
6.碳和氧在一定条件下达成两种平衡:(1)C(s) + 1/2O2(g) =CO(g),(2)CO(g) + 1/2O2(g) =CO2(g)。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度。
7.水的三相点与冰点是否相同?
8.沸点和恒沸点有何不同?
9.恒沸混合物是不是化合物?
10.在汞面上加一层水能降低汞的蒸气压吗?
11.单组分系统的三相点与低共熔点有何异同点?
12.低共熔物能不能看作是化合物?
概念题
1.NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有:
(A)C=2,P=2,f=2(B)C=1,P=2,f=1
(C)C=3,P=2,f=3(D)C=1,P=3,f=0
2.某系统存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g)和H2(g)五种物质,相互建立了下述三个平衡:(1)H2O(g) + C(s) =H2(g) + CO(g)
(2)CO2(g) + H2(g) =H2O(g) + CO(g)
(3)CO2(g) + C(s) =2CO(g)
则该系统的独立组分数C为:
(A)3(B)2(C)1(D)4
3.在100kPa的压力下,I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在),则该系统的条件自由度数为:
(A)f*=1(B)f*=2(C)f*=0(D)f*=4
4.CuSO4与水可生成CuSO4·H2O,CuSO4·3H2O和CuSO4·5H2O三种水合物,则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为:
(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有共存的含水盐
5.某一物质X,在三相点时的温度是20℃,压力是200kPa。
下列哪一种说法是不正确的?(A)在20℃以上X能以液体存在
(B)在20℃以上X能以固体存在
(C)在25℃,100kPa下液体X是稳定的
(D)在25℃,液体X和固体X具有相同的蒸气压
6.N2的临界温度是124K,如果想要液化N2,就必须:
(A)在恒温下增加压力(B)在恒温下降低压力
(C)在恒压下升高温度(D)在恒压下降低温度
7.当Clausius-Clapeyron方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则:
(A)p必随T之升高而降低(B)p必不随T而变
(C)p必随T之升高而变大(D)p随T之升高可变大或减少
8.对恒沸混合物的描述,下列叙述哪一种是不正确的?
(A)与化合物一样,具有确定的组成
(B)不具有确定的组成
(C)平衡时,气相和液相的组成相同
(D)其沸点随外压的改变而改变
9.在通常情况下,对于二组分物系,能平衡共存的最多相数为:
(A)1(B)2(C)3(D)4
10.某一固体,在25℃和大气压力下升华,这意味着:
(A)固体比液体密度大些(B)三相点的压力大于大气压力
(C)固体比液体密度小些(D)三相点的压力小于大气压力
11.在相图上,当系统处于下列哪一点时,只存在一个相?
(A)恒沸点(B)熔点(C)临界点(D)低共熔点
12.水的三相点附近,其汽化热和熔化热分别为44.82kJ·mol-1和44.82kJ·mol-1。
则在三相点附近,冰的升华热约为:
(A)38.83kJ·mol-1(B)50.81kJ·mol-1(C)-38.83kJ·mol-1(D)-50.81kJ·mol-1。