1、第四章相均衡復(fù)習(xí)題1判斷以下說法能否正確，為何？1）在一個密封的容器內(nèi)，裝滿了373.2K的水，一點(diǎn)縫隙也不留，這時水的蒸氣壓等于零；2）在室平和大氣壓力下，純水的蒸氣壓為P*,若在水面上充入N2（g）以增添外壓，則純水的蒸氣壓降落；3）小水滴與水汽混在一同成霧狀，由于它們都有同樣的化學(xué)構(gòu)成和性質(zhì)，所以是一個相；4）面粉和米粉混淆得十分平均，肉眼已沒法分清相互，所以它們已成為一相；5）將金粉和銀粉混淆加熱至熔融，再冷卻至固態(tài)它們已成為一相；（6）1molNaCl（s）溶于必定量的水中，在298K時，只有一個蒸氣壓；（7）1molNaCl（s）溶于必定量的水中，再加少許的KNO3（S），在必定的

2、外壓下，當(dāng)達(dá)到氣液均衡時，溫度必有定值；8）純水在三相點(diǎn)和冰點(diǎn)時，都是三相共存，依據(jù)相律，這兩點(diǎn)的自由度都應(yīng)當(dāng)?shù)扔诹?。?）不對2）不對3）不對，兩相氣相與液相4）不對，兩相5）正確。6）正確7）冰點(diǎn)時，兩相共存，f=1。2指出以下均衡系統(tǒng)中的物種數(shù)、組分?jǐn)?shù)、相數(shù)和自由度數(shù)。（1）NH4Cl（s）在真空容器中，分解成NH3（g）和HCl（g）達(dá)均衡；（2）NH4Cl（s）在含有必定量NH3（g）的容器中，分解成NH3（g）和HCl（g）達(dá)均衡；（3）CaCO3（s）在真空容器中，分解成CO2（g）和CaO（s）達(dá)均衡；（4）NH4HCO3（s）在真空容器中，分解成NH3（g），CO2（g）和H

3、2O(g)達(dá)均衡；5）NaCl水溶液與純水分置于某半透膜兩邊，達(dá)浸透均衡；6）NaCl（s）與其飽和溶液達(dá)均衡；7）過度的NH4Cl（s），NH4I（s）在真空容器中完成以下的分解均衡；NH4Cl（s）NH3（g）+HCl（g）含有Na+,K+,SO42-,NO3-四種離子的平均水溶液。(1)S=3,C=1,f=1.S=3,C=2,f=1.S=3,C=2,f=1.S=4,C=1,f=1.S=2,C=1,f=1.S=2,C=1,f=1.S=5,C=2,f=1.S=5,C=4,f=5.3回答以下問題。（1）在同一溫度下，某研究系統(tǒng)中有兩相共存，但它們的壓力不等，可否完成均衡？2）為何把CO2（s）

4、叫做干冰？什么時候能見到CO2（l）?3）可否用市售的60o烈性白酒，經(jīng)多次蒸餾后，獲得無水乙醇？4）在相圖上，哪些地區(qū)能使用杠桿規(guī)則，在三相共存的均衡線上可否使用杠桿規(guī)則？5）在以下物質(zhì)共存的均衡系統(tǒng)中，請寫出可能發(fā)生的化學(xué)反響，并指出有幾個獨(dú)立反響？a）C（s）,CO（g）,CO2（g）,H2(g),H2O(l),O2（g）b）C（s）,CO（g）,CO2（g）,Fe（s）,FeO（s）,Fe2O3（s）,Fe3O4（s）6）在二組分固液均衡系統(tǒng)相圖中，穩(wěn)固化合物與不穩(wěn)固化合物有何實(shí)質(zhì)差別？（7）在室溫與大氣壓力下，用CCl4(l)萃取碘的水溶液，I2在CCl4(l)和H2O(l)中完成分

5、派均衡，無固體碘存在，這時的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)和自由度為多少？8）在相圖上，請剖析以下特別點(diǎn)的相數(shù)和自由度：熔點(diǎn)，低共熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，恒沸點(diǎn)和臨界點(diǎn)。答（1）2）3）不可以。乙醇與水的形成共沸點(diǎn)時的構(gòu)成為4）5）（a）有3個獨(dú)立反響；（b）有4個獨(dú)立反響。6）7）S=3，C=3，2，f1。8）熔點(diǎn)：2，f*=1.*低共熔點(diǎn):2，f=1.臨沸點(diǎn)：臨界點(diǎn)：習(xí)題1.Ag2O(s)分解的反響方程為Ag12O(s)2Ag(s)+2O2(g)。當(dāng)用Ag2O(s)進(jìn)行分解達(dá)均衡時，系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)、自由度數(shù)和可能均衡共存的最大相數(shù)各為多少？解C=S-R-R又S=3R=1R=0C=2f=C-+21f=0時02-max+2ma

6、x=4指出以下各系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)、相數(shù)和自由度數(shù)各為多少？（1）NH4Cl（s）在抽閑容器中，部分分解為NH3（g），HCl（g）達(dá)均衡；（2）NH4Cl（s）在含有必定量NH3（g）的容器中，部分分解為NH3（g），HCl（g）達(dá)均衡；3）NH4HS（s）與隨意量的NH3（g）和H2S（g）混淆，達(dá)分解均衡；4）在900K時，C（s）與CO（g），CO2（g），O2（g）達(dá)均衡。解表5.4獨(dú)立獨(dú)立組分?jǐn)?shù)相數(shù)自由化平濃度C=S-R-R度或衡關(guān)限制條件系R條件自由度（1）1R111（g）f=2（2）1021(g)f=3（3）1022(g+s)f=2（4）2022(g+s)f*=1各系統(tǒng)的獨(dú)立化學(xué)均衡

7、式分別為（1）NH4Cl（s）NH3（g）+HCl（g）（2）NH4HS（s）NH3（g）+H2S（g）（3）C（s）+1O2(g)CO(g)（4）CO(g)+21O2(g)CO2(g)23在制水煤氣的過程中，有五種物質(zhì)：C（s），CO（g），CO2（g），O2（g）和H2O(g)成立如下三個均衡，試求該系統(tǒng)的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)。C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)（1）CO(g）+H(g)=HO(g)+CO(g)（2）222CO（g）+C（s）=2CO（g）（3）2解第三個均衡可由前兩個均衡相加獲得，所以獨(dú)立化學(xué)均衡關(guān)系式只有兩個。獨(dú)立組分?jǐn)?shù)C=S-R-R5-2-03已知Na2CO3（s）

8、和H2O(l)能夠生成以下三種水合物：Na2CO3H2O（s），Na2CO37H2O（s）Na2CO310H2O（s），試求1）在大氣壓力下，與Na2CO3水溶液和冰均衡共存的水合鹽的最大值；2）在298K時，與水蒸氣均衡共存的水合鹽的最大值。物種數(shù)S5，有三個化學(xué)均衡存在Na2CO3(s)H2O(l)Na2CO3(s)+H2O(l)Na2CO(s)7HO(l)NaCO(s)+7HO(l)32232Na2CO(s)10HO(l)NaCO(s)+10H2O(l)3223C=5-3=2在101.325kPa下，最多相數(shù)為C-f*+1=2-0+1=3,現(xiàn)已有冰和Na2CO3水溶液二相，故含水鹽最多只

9、好有1種。（2）在293.15K時，最多相數(shù)為C-f*+12-0+13，所以最多只好有2種含水鹽與水蒸氣均衡共存。在不一樣溫度下，測得Ag2O(s)分解時氧氣的分壓以下：T/K401417443463486試問:1）分別于413K和423K時，在空氣中加熱銀粉，能否有Ag2O(s)生成？2）怎樣才能使Ag2O(s)加熱到443K時而不分解？（1）作pT圖（見圖5.21）空氣中氧氣的分壓為0.21p，大于413K時Ag2O的分解壓力，此時銀粉不穩(wěn)固，將會被氧化為Ag2O（s）。此時的壓力小于Ag2O的分解壓力，即Ag2O不穩(wěn)固，故不會發(fā)生生成Ag2O（s）的反響。pO2/kPaAg2O(s)=2

10、Ag(s)+1/2O2(g)Ag2O+O2Ag2O+1/2400420440460480500T/K2）當(dāng)加熱銀粉到443K時，欲使Ag2O（s）不發(fā)生疏解，一定使氧氣的壓力增大才行，由圖知氧氣的壓力保持在大于50.7kPa即可。往常在大氣壓力為101.3kPa時，水的沸點(diǎn)為373K，而在海拔很高的高原上，當(dāng)大氣壓力降為66.9kPa時，這時水的沸點(diǎn)為多少？已知水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾汽化焓為40.67kJmol-1，并設(shè)其與溫度沒關(guān)。解依據(jù)ClauniusClapeyron方程式dlnp=vapHmdTRT2vapHm與溫度沒關(guān)時lnp2vapHm11p1=R(T1-T2)ln66.9=40.67103

11、(1-1)101.38.314373T2得T2=361.56K7.某種滑冰鞋下邊的冰刀與冰的接觸面為：長7.62厘米，寬2.4510-3厘米。若某運(yùn)動員的體重為60kg，試求1）運(yùn)動員施加于冰面的總壓力；2）在該壓力下冰的熔點(diǎn)。已知冰的摩爾融化焓為6.01kJmol-1，冰的正常熔點(diǎn)為273K，冰和水的密度分別為9201000kgm-3。解p總p+p運(yùn)p運(yùn)Gmg?609.8?48?-3?10Pa1.5810PaSS?27.622.4510?p運(yùn)p,p總p運(yùn)1.58108Pa依據(jù)克拉貝龍方程dpfusHmdTTfusVm-3?11?3-1-63-1V1810-mkg-1.55610mkgfusm

12、?1000920?p2-p1fusHm?lnT2fusVmT11.58108-1.011056.011036lnT2T11.55610-0.04114lnT2273得T2262.2K已知在101.3kPa時，正己烷的正常沸點(diǎn)為342K，假設(shè)它切合Trouton規(guī)則,即vapHm/Tb88Jmol-1K-1,試求298K時正己烷的蒸氣壓。依據(jù)Trouton規(guī)則vapHmTb88JK-1mol-1vapHm（88342)kJmol-1116.964kJmol-1依據(jù)克拉貝龍方程，vapHm與溫度沒關(guān)時lnp2vapHm?-?11?p1R?T1T2?lnp116.964?1-1?+ln101.38.

13、314?342298?得p20.41kPa從實(shí)驗(yàn)測得乙烯的蒸氣壓與溫度的關(guān)系為LnP/Pa=-1921K/T+1.75LnT/K-1.92810-2T/K+12.26試求乙烯在正常沸點(diǎn)169.5K時的摩爾蒸發(fā)焓變。解依據(jù)克拉貝龍方程，當(dāng)VgV1dlnp=vapHmdTRT2從乙烯蒸氣壓與溫度關(guān)系式得dlnp=1921K2+1.75-1.92810-2dTTT在乙烯的正常沸點(diǎn)T=169.5K時dlnp=0.058=vapHmdTRT2vapHm=8.3140.058169.52=13854.07Jmol-110.已知液態(tài)砷As(l)的蒸氣壓與溫度的關(guān)系為LnP/Pa=-5665K/T+20.30

14、；固態(tài)砷As（s）的蒸氣壓與溫度的關(guān)系為LnP/Pa=-15999K/T+29.76，試求砷的三相點(diǎn)的溫度和壓力。解在三相點(diǎn)上，固態(tài)與液態(tài)砷的p,T相等lnp-5665K+20.30PaTlnp-15999K+29.76PaT解得T1092.4K,p3664.38kPa11在298K時，純水的飽和蒸氣壓為3167.4Pa，若在外壓為101.3kPa的空氣中，求水的飽和蒸氣壓為多少？空氣在水中溶解的影響可忽視不計(jì)。解依題意lnpgVm(l)(101.3103-3167.4)3167.48.314298Vm(l)18cm31.810-5m3得pg3169.66Pa12在360K時，水（A）與異丁醇

15、（B）部分互溶，異丁醇在水相中的摩爾分?jǐn)?shù)為xB=0.021。6相中，水與異丁醇的分壓。已知水的摩爾蒸發(fā)焓為40.66kJmol-1，且不隨溫度而變化。設(shè)氣體為理想氣體。解水相中的異丁醇切合Henry定律有pB=kxBxB=(1.581060.021)Pa=33180Pa水的分壓pA=p-pB=(101300-33180)Pa=68120Pa13依據(jù)所示碳的相圖（圖5.62），回答以下問題：1）曲線OA，OB，OC分別代表什么意思？2）指出O點(diǎn)的含義，3）碳在常溫、常壓下的穩(wěn)固狀態(tài)是什么？4）在2000K時，增添壓力，使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸且粋€放熱反響，試從相圖判斷二者的摩爾體積哪一個大？5）試從

16、相圖上預(yù)計(jì)，在2000K時，將石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸鸫a要加多大壓力？解（1）OA代表金剛石與石墨的兩相均衡線，OB表示液態(tài)C與石墨的兩相均衡線，OC代表金剛石與液相C的兩相均衡線。（2）O點(diǎn)代表液態(tài)C,金剛石和石墨的三相點(diǎn)是OA,OB,OC的交點(diǎn)，此點(diǎn)3，f=0,三相點(diǎn)的溫度壓力由系統(tǒng)確立。3）碳在常溫，常壓下的穩(wěn)固狀態(tài)是石墨。4）依據(jù)克拉貝龍方程dp=Hmdp即為OA線的斜率dTVmdTTHm0Hm0TVm得VmVs(g)dp0，斜率為正dT同理判斷出P(黑，s)P(l)Vm0Vm依據(jù)(黑)(l)Vm0Vm0dp/dT為正，畫出OB線P(紅)P(黑)Hm0，(黑)(紅)Vm0得dp=THm0斜率

17、為正畫出OC線dTVm從相圖看出紅磷與黑磷的熔點(diǎn)隨壓力的增大而增大。30依據(jù)所示的（NH4）2SO4Li2SO4H2O三組分系統(tǒng)在298K時的相圖（圖5.65），（1）指出各地區(qū)存在的相和條件自由度；（2）若將構(gòu)成相當(dāng)于x,y,z點(diǎn)所代表的物系，在298K時等溫蒸發(fā)，最初析出哪一種鹽的晶體？并寫出復(fù)鹽和水合鹽的分子式。解1）Aabcd,為溶液（L）abB為B(S)+L(B飽和)BbD為B(S)+D(S)+L(構(gòu)成為b)bcD為D(S)+L(D飽和)cDE為D(S)+E(S)+L(c)cdE為E(S)+L(E飽和)DEC為D(S)+E(S)+C(S)(2)構(gòu)成為x的系統(tǒng)先析出B(NH)SO424構(gòu)成為y的系統(tǒng)先析出(NH)2SOLi2SO444構(gòu)成為z的系統(tǒng)先析出H2SOHO4231依據(jù)所示的KNO3NaNO3H2O三組分系統(tǒng)在定溫下的相圖（圖5.66），回答以下問題。（1）指出各相區(qū)存在的相和