中国石油大学物理化学模拟试题5.pdf

物理化学习题解答1第五章相平衡1Ag2O 分解的计量方程为)g(O21) s(Ag2) s(OAg22+=当 Ag2O(s)进行分解时，体系的组分数，自由度和可能平衡共存的最大相数各为多少？解：独立组分数CSRR=-物种数 S=3，独立化学平衡数R=1，无浓度限制关系，0R =则3102C =-=. Ag2O(s)一开始分解，就至少有三个相存在，根据相律有22321fC=- +=-+= 自由度为 0 时，相数最多，22024Cf=-+=-+=2指出下列各体系的独立组分数，相数和自由度数各为若干？（1） NH2Cl(s)部分分解为 NH3(g)和 HCl(g) （2） 若在上述体系中额外再加入少量NH3(g) （3） NHHS(s)和任意量的 NH3(g),H2S(g)混合达到平衡4） C(s)与 CO(g),O2(g)在 937K 时达到平衡解： （1）NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)3 1 1 1CSRR=-=-=2=(一个固相，一个气相 ) 21221fC=- +=-+=（2）若在上述体系中额外加入少量NH3(s)，则浓度限度条件就没有了，故3 102CSRR=-=-=2=22222fC=- +=-+=（3）NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)3 1 02CSRR=-=-=2=22222fC=- +=-+=PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建w 物理化学习题解答2（4） 系统存在 4 种物质，有 4 个化学平衡)g(CO)g(O21) s(C2=+(a) )g(CO)g(O21)g(CO22=+(b) )g(CO)g(O) s(C22=+(c) )g(CO2)g(CO) s(C2=+(d) 但（a）+(b)=(c),(a)(b)=(d)，所以系统中只有 2 个独立的化学平衡关系。

独立组分数4202CSRR=-=-=2=温度指定在 973K 时*1221 1fC=- +=-+ =4已知 Na2CO3(s)和 H2O(l)可以组成的水合物有 Na2CO3? H2O(s), Na2CO3? 7H2O(s),和Na2CO3? 10H2S(s)1）在 101.325kPa下与 Na2CO3水溶液及冰 平衡共存的 含水盐 最多可有 几种？（2）在 293.15K 时与水蒸气平衡共存的 含水盐 最多可有 几种？解：物种数S=5，有三个化学平衡存在：) l (OH) s(CONa) l (OH)s(CONa232232+=?) l (OH7)s(CONa) l (OH7)s(CONa232232+=?) l (OH10) s(CONa) l (OH10)s(CONa232232+=?所以组分数C=5-3=2 （1） 在 101.325kPa下，最多相数为*12013Cf=-+ =-+=现已有冰和 Na2CO3水溶液二 相，故 含水盐 最多只能有 1 种2） 在 293.15K 时，最多相数为*12013Cf=-+=-+ =因此最多只能有 2 种含水盐 与水蒸气平衡共存6氧化银 Ag2O 分解时，在 不同温 度的氧气压力 为温度 T/K 401 417 443 463 486 2o/kPap10.1 20.3 50.7 101.3 202.6 (1) 在空气中加 热银粉 ，试问在 413K 和 423K 时， 是否会 有 Ag2O 生成？PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建w 物理化学习题解答3(2) 如何才 能使氧化银加热到 443K 时而不分解？解：Ag2O 分解方程为)g(O21)s(Ag2) s(OAg22+=Ag2O 的分解 温度与分解 压力图如图 5-2 所示。

曲线上方区域 O2的压力大于分解压力，所以是 Ag2O,O2的稳定区域 曲线下方区域 O2压力小于 分解压力，Ag2O 将分解为 Ag 和 O21） 413K 时，空气中氧的分压（21kPa）大于 Ag2O 的分解 压力，Ag2O 不会分解所以此 时在空气中加 热银粉 ，会有 Ag2O 生成423K 时，Ag2O 的分解 压力大约为 25kPa，大于空气中氧的分压（0.21kPa）Ag2O 会分解， 所以此 时在空气中加 热银粉 ，不会有 Ag2O 生成2） 443K 时，Ag2O 的分解 压力为 50.7kPa ，只有空气中氧的分压大于 50.7kPa时，Ag2O 才不会 分解， 所以 在压力 大于50.7kPa241kPa0.21=的压缩空 气中Ag2O 才不会 分解7图 5-3 是碳的相图，试根据 该图回答 下列问题：（1） 说明曲线 OA,OB,OC 分别代表什么 ？（2） 说明 O 点的含义3） 碳在室温及 101.325kPa下，以什么状态稳定 存在？（4） 在 2000K 时，增加压力，使石墨转变成金刚石是 一个放热反应 试从相图上判断两者 的摩尔体积 Vm哪个大？（5） 试从图上估计 2000K 时，将石墨变 为金刚石 需要多大压力？PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建炣物理化学习题解答4解： （1）OA 是金刚石 与石墨的相变温度随压力变 化曲线，上金刚石 与石墨两 相平衡共存。

OB 是石墨 的熔点随压力变 化曲线，上石墨与液态碳两 相平衡共存OC 是金刚石 的熔点随压力变 化曲线，上金刚石 与液态碳两 相平衡共存2）O 点是金刚石 ，石墨及液态碳 的三相平衡 点自由度 f=1-3+2=0. （3）室温及 101.325kPa时石墨更稳定4）在 2000K 时石墨() 转变成金刚石 （）是放热反应 ，即0mH?，由克拉贝龙 方程mmHdpdTV?=?可知0mV?，即,0mmVV-，Vm(s,红)Vm(s,黑) 则?V0，故 dP/dT0 22在 101.325kPa下，CaCO3(s)分解成 CaO(s)和 CO2(g),在 1169K 时呈分解平衡1） 请画出二组分体系 CaO-CO2在 101.325kPa时的等压相图2） 标出各个相 区的相态解：CaO-CO2在 101.325kPa时的等压相图如图 5-15 所示，各相 区已标示在图中PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建炣物理化学习题解答12PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建w 。