《北航材料专业课资料》物化习题课-2-v2答案.pptx

物理化学习题讨论课（二）物理化学习题讨论课（二）u化学平衡化学平衡u多多组分系统组分系统热力学热力学u相平衡相平衡 Page 2已知反应等压方程式：已知反应等压方程式：一、已知化学反一、已知化学反应的等的等压方程式：方程式：证明等容条件下：证明等容条件下：证明：证明：Page 3（1）常温、标准态下的稳定性；）常温、标准态下的稳定性；（2）标准态下的分解温度；）标准态下的分解温度；（3）常温不分解的最小封存压力；）常温不分解的最小封存压力；（4）系统平衡总压为标准态压力时的分解温度；）系统平衡总压为标准态压力时的分解温度；已知：已知：25反应的标准焓变为反应的标准焓变为167.87kJmol-1；标准；标准熵变为熵变为474.0 Jmol-1K-1。二、二、碳酸氢铵是我国目前生产使用的主要化肥，其缺点碳酸氢铵是我国目前生产使用的主要化肥，其缺点是稳定性差、易分解。试从以下几方面分析是稳定性差、易分解。试从以下几方面分析NH4HCO3(s)的热力学稳定性。的热力学稳定性。Page 4一、一、碳酸氢铵的热力学稳定性碳酸氢铵的热力学稳定性解解：（：（1）常温、标准态下的常温、标准态下的稳定性稳定性 NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)0 稳定稳定 S0，T 时时G ，稳定性，稳定性 。（2）标准态下的分解温度；标准态下的分解温度；Page 5一、一、碳酸氢铵的热力学稳定性碳酸氢铵的热力学稳定性（3）298 K下，最小封存压力下，最小封存压力 NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)pmin=3pBpB pB pBPage 6一、一、碳酸氢铵的热力学稳定性碳酸氢铵的热力学稳定性（4）p总总,eq=(3pB)eq=p时的时的T分解分解？NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)反应的反应的 ，p总总 时时J ，G ，稳定性，稳定性 ，T分解分解 标态时，标态时，Page 7三、讨论下列公式的应用对象及三、讨论下列公式的应用对象及 的含义的含义混合理想气体混合理想气体理想稀溶液溶剂理想稀溶液溶剂理想稀溶液溶质理想稀溶液溶质实际溶液溶剂实际溶液溶剂实际溶液溶质实际溶液溶质(4)同同假想态假想态Page 8四、四、A-B溶液中，溶质溶液中，溶质B的的（1）aB、aB分别参照谁进行的修正？分别参照谁进行的修正？（2）aB、aB之间的关系是怎样的？之间的关系是怎样的？（3）试求）试求xB0及及xB 1时的时的aB及及aB；（4）试求）试求xB0及及xB 1时的时的B及及B。解：（解：（1）aB、aB修正的参照对象？修正的参照对象？uaB理理稀液稀液溶剂，标准态为溶剂，标准态为T,p下的纯液体下的纯液体B；uaB 理理稀液稀液溶质，标准态为溶质，标准态为T,p及及xB=1下仍下仍服从服从亨利定律亨利定律的假想态的假想态B；Page 99（2）aB、aB之间的关系是怎样的？之间的关系是怎样的？（3）及（）及（4）试求：试求：xB1及及xB0时的时的aB及及aB 、B及及BxB 1：xB 0：四、四、A-B溶液中，溶质溶液中，溶质B的活度及活度系数的活度及活度系数Page 10五、五、已知已知CaCO3(s)在高温下可分解为在高温下可分解为CaO(s)和和CO2(g)用相律解释用相律解释:1、在一定压力的、在一定压力的CO2气体中加入气体中加入CaCO3固体时，固体时，可以保持在一定温度范围内不分解；可以保持在一定温度范围内不分解；2、保持、保持CO2气体的压力恒定时，则实验指出只在气体的压力恒定时，则实验指出只在一个温度下能使一个温度下能使CaCO3与与CaO的固体混合物不的固体混合物不发生变化。发生变化。Page 11五、五、用相律解释用相律解释（1）若在一定压力的）若在一定压力的CO2气体中加入气体中加入CaCO3固体时，固体时，可以保持在一定温度范围内不分解；可以保持在一定温度范围内不分解；解答解答(1)：无：无CaO：S=2，R=0，P=2；需证明：一定需证明：一定p(CO2)下，下，T独立独立F=C-P+1=2-2+1=1或：或：F=C-P+2=2-2+2=2T独立独立p(CO2)、T各自各自独立独立Page 12五、五、用相律解释用相律解释2、保持、保持CO2气体的压力恒定时，则实验指出只在一个气体的压力恒定时，则实验指出只在一个温度下能使温度下能使CaCO3与与CaO的固体混合物不发生变化。的固体混合物不发生变化。解答解答2：CaCO3与与CaO混合物不变化，保持平衡混合物不变化，保持平衡 S=3，R=1，P=3 需证明：恒定需证明：恒定p(CO2)时，时，T也恒定也恒定或：或：F=C-P+2 =2-3+2=1F=C-P+1 =2-3+1=0p(CO2)恒定恒定T也恒定也恒定p(CO2)-T一一对应一一对应Page 13六、六、指出下列二元指出下列二元 s-l s-l 相图中的错误，为什么？相图中的错误，为什么？xB01TxB01T（b）xB01T（c）xB01T（d）（a）Page 14七、复杂二元相图分析七、复杂二元相图分析识别相区分析相变过程识别相区分析相变过程L1+L2L+GGLLSL+SSS+ST/KL+ST/Kt/sT/Kt/s