材料物化习题解答(共45页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 热力学第一定律1、10mol氧在压力为101kPa下等压加热，使体积自1000dm3膨胀到2000dm3，设其为理想气体，求系统对外所做的功。解：W= -peV= -101103(2000-1000) 10-3 = -101103(J) 即系统对外做功101103J2、在一绝热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供应电流，试问在下列情况下，Q、W及U的值时大于零，小于零，还是等于零？系统电池电阻丝*水水+电阻丝电池+电阻丝环境水+电阻丝水+电池电池+电阻丝电池水解：Q=0,W0, U0W=0,Q0(0)Q0,W0, U0W0,Q=0, U0W=0,Q0, U0灰锡

2、稳定。（2）精确球算先求274.9K时的rHmrHm（274.9）=rHm（273）+（26.4-25.7）（274.9-273）=2227（Jmol-1）rSm（274.9）= 2227/274.9=8.101（Jmol-1K-1）再求273K时的rSmrSm（273）=rSm（274.9）+ =8.101+0.7ln（273/274.9）=8.096（Jmol-1K-1）则（Jmol-1）0灰锡稳定。书上答案不对。精确计算过于复杂，而且对结果影响极小！21、混合理想气体组分B的化学势可用B=+RTln(pB/p)表示。这里，是组分B的标准化学势，pB是其分压。（1）求在恒温、恒压下混合这些

3、组份气体成理想混合气体的热力学能、焓、熵、吉布斯函数及体积变化；（2）求理想混合气体的状态方程。解：混合前各气体的压力为p，混合后总压仍为p，分压为XB,p(1)G=()后-()前=-=由p=-S，得S=-H=G+TS=0U=H-(pV)= H-(nRT)=0V=T=0(2) 因为B=+RTln(pB/p)，所以nBB=nB+nBRTln(pB/p),即GB=+ nBRTln(pB/p)，T恒定下两边对p求导，得=VB=nBRT/pB，即pB VB=nBRT第三章 化学平衡1、 气相反应：2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)在1000K时的平衡常数=3.54103，求该反应的(1000K

4、)和(1000K)。解：=Kc(RT/p)1=294.3；=(p/ p)-1=294.3（mol） （本题的应该是有单位的，但没有给出，一般c的单位为mol/m3）2、氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co，在721、Pa时，以H2还原，测得平衡气相中H2的体积分数=0.025；以CO还原，测得平衡气相中CO的体积分数=0.0192。求此温度下反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 的平衡常数。解：CoO(s) + H2(g) = Co(s) + H2O (1) 0.025 (1-0.025) CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO2 (2) 0.0192 (1

5、-0.0192) (2)-(1)= CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ，所以=51/39=1.313、计算加热纯Ag2O开始分解的温度和分解温度。（1）在Pa的纯氧中；（2）在Pa且=0.21的空气中。已知反应2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)的=(58576-122T/K)Jmol-1。解：分解温度即标态下分解的温度。令=(58576-122T/K)480K开始分解温度即非标态下分解的温度。令=(58576-122T/K)+8.314Tln0.21434K4、已知Ag2O及ZnO在温度1000K时的分解压分别为240及15.7kPa。问在此温度下（1）哪一种氧化物容

6、易分解？（2）若把纯Zn及纯Ag置于大气中是否都易被氧化？（3）反应ZnO(s)+2Ag(s)=Zn(s)+Ag2O(s)的=242.09kJmol-1，问增加温度时，有利于那种氧化物的分解？解：（1）氧化银易分解；（2）银不易被氧化；（3）ZnO5、已知下列反应的-T关系为：Si(s)+O2(g)=SiO2(s); =(-8.715105+181.09T/K)Jmol-12C(s)+O2(g)=2CO(g); =(-2.234105-175.41T/K)Jmol-1试通过计算判断在1300K时，100kPa下，硅能否使CO还原为C？硅使CO还原的反应为：Si(s)+2CO(g)=SiO2(s

7、)+2C(s)解：（1）-（2）=（3），则=(-6.481105+356.5T/K)Jmol-11300K时，=(-6.481105+356.51300)=-1.847105（Jmol-1）0，可以6、将含水蒸气和氢气的体积分数分别为0.97和0.03的气体混合物加热到1000K，这个平衡气体混合物能否与镍反应生成氧化物？已知Ni(s)+0.5O2=NiO(s); =-146.11 kJmol-1H2(g)+0.5O2(g)=H2O(g); =-191.08 kJmol-1解：（1）-（2）得 Ni(s)+ H2O(g)= NiO(s)+ H2(g)=-146.11+191.08 =44.97（kJmol-1）=+RTlnQ=44970+8.3141000ln（0.03/0