1、 (水的可逆相变过程) (纯凝聚相物质的G随压力变化很小) 六、苯的正常沸点353 K下的vapHm=30.77 kJmol1,今将353 K及101.325 kPa下的1 mol苯液体向真空蒸发为同温同压的苯蒸气(设为理想气体)。(1)试求算在此过程中苯吸收的热Q与做的功W;(2)求苯的摩尔气化熵vapSm及摩尔气化吉布斯函数vapGm;(3)求环境的熵变Samb;(4)应用有关原理判断上述过程是否为可逆过程;(5)298K时苯的饱和蒸汽压是多大。(1)向真空蒸发,p=0, 所以W=0;(2) vapGm =0 (3)求环境的熵变Samb (4),所以上述过程不是可逆过程; p2=14.63
2、kPa五、设在273.15 K和1.0106 Pa压力下,取10.0 dm3单原子理想气体,用下列几种不同方式膨胀到末态压力为1.0105 Pa:(1)恒温可逆膨胀;(2)绝热可逆膨胀;(3)在外压恒定为1.000105 Pa下绝热膨胀。试计算上述各过程的Q、W、U、H、S。(1). 解:该过程的始末状态如下: 等温可逆膨胀 根据理想气体性质, 在无化学变化、无相变化的等温过程中,根据热一律 = 23.03kJ =(2) 绝热可逆过程始末态如下: 理想气体 理想气体 = 首先利用过程方程求出末态温度,因为只要确定了,则Q、W、U、H、S便可求出。根据题给数据,则 = 绝热指数 由绝热可逆方程
3、解出(3)绝热恒外压过程 n=4.403mol 理想气体 绝热 Q=0 n=4.403mol 理想气体 T1=273.15K, V1 T2= , V2 p1=1000000Pa 恒外压膨胀 p2=100000Pa 因为过程是一个绝热不可逆过程, 因此不能应用绝热可逆过程方程来确定系统的末态。但可适用。且理想气体绝热恒外压过程中 ,故有: 代入题给数据解得 七、 理想气体反应在298K时的热力学数据如下: 物质 C2H4(g) H2O(g) C2H5OH(g) 219.6 188.72 282.6 52.26 241.82 235.1.若已知:物质 C2H4(g) H2O(g) C2H5OH(g
4、) 43.56 33.58 65.44 试求373K时的因为 ,移相积分得由移相积分得八、某二元凝聚相图如下图所示,其中C为不稳定化合物。(1) 标出数字所示各相区的稳定相态;(2) 画出a,b和c三条虚线所示的步冷曲线,并描述步冷曲线转折点的相变化情况。(3) 相图中两条三相线的自由度数各是多少?并写出其三相的相平衡关系式。(1) 1. l 2. l+A(s) 3. A(s) +C(s) 4. l+C(s) 5. l+B(s) 6. B(s) +C(s) (2) 见右图 (3) 相图中两条三相线的自由度数各是0与0。三相线的相平衡关系:上面的三相线 l+A(s) C(s) 下面的三相线 l
5、B(s) +C(s) 九、某二元凝聚相图如下图所示。(3) 相图中三相线的自由度数是多少?(1) 1. l+A(s) 2. l+ (s) 3. A(s) +(s) 4. (s) (3) 相图中三相线的自由度数为0。l A(s) +(s) 十、某二元凝聚相图如下图所示,其中C为稳定化合物。(1)标出数字所示各相区的稳定相态;(2)画出a,b两条虚线所示的步冷曲线,并描述步冷曲线转折点的相变化情况。(3)当沿着a线冷却到c点时,系统中存在那两相?两相物质的质量比如何表示(用线段长度表示)?(1) 1. l 2. l+A (s) 3. C(s) +l 4. C(s) +l 5. B(s) + C(s
6、) 6. B(s) +l(3) 当沿着a线冷却到c点时,系统中存在A(s) + C(s)两相。两相物质的质量比为mA(s) / mC(s) = 。二十二、电池|电动势与温度的关系为写出电池反应(电子得失数为Z=2)。计算时该反应的 (Z=2)写出电池反应:阳极反应:阴极反应: 电池反应:计算25该反应的、及电池恒温可逆放电时的。 = 1.51710-4V/K =+=63.14kJ/mol = =8.730 kJ/mol二十三、电池|测得查得25,写出电池反应。计算25时电池反应的,并指明电池反应能否自动发生。 阴极反应:电池反应:(2) 该电池反应能自发进行。二十四、电池|测得,温度系数,查得
7、,求上述反应的和平衡常数。Zn= Zn2+(Zn2+)=0.0004+2e-阴极: 2AgCl(s) + 2e- 2Ag + 2Cl-(a2) 2AgCl(s) + Zn(s) = 2Ag + Zn2+(a1)+ 2Cl-( a2) 二十五、一级反应,300K时,反应的半衰期为500s,求: 300K反应的速率常数; 同样温度下反应经800s后的转化率。 注:本题在11章复习时做过,当时是3问,第三问是:(3) 400K反应速率常数4.2110-2 s-1,求反应活化能 1.3910-3 s-1 , xA=67%(3) , Ea= 34.03 kJ/mol二十六、反应A (g) B (g) +
8、 C (g)的半衰期与起始浓度成反比,若A的起始浓度cA,0=1moldm-3,300K时反应进行40秒后,A(g)有30%分解,500K时,反应的半衰期为20秒,求: 确定反应级数; 300K时反应速率常数; 500K时的反应速率常数; 此反应的活化能。本反应的半衰期与起始浓度成反比,则本反应为2级反应。 k300K=1/t (1/cA1/cA,0)= 1/40 (1/0.7-1/1)=0.0107 s-1mol-1dm3 k500K=1/t (1/cA1/cA,0)= 1/20 (1/0.5-1/1)=0.05 s-1mol-1dm3 ln(k500K/k300K)=-Ea/R (1/50
9、0-1/300), Ea= 9.605 kJ/mol二十七、某溶液中反应A+BC,对A为1级,对B为0级,开始时反应物A与B的物质的量相等,没有产物C。1h后A的转化率为75%,问2h后A尚有多少未反应?(1)=ln(1xA) 1xA0.0625, 即2h后尚有6.25%的A未反应十二、80时纯苯的蒸汽压为100KPa,纯甲苯的蒸汽压为38.7KPa,两液体可形成理想液态混合物,若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,80中的苯的摩尔分数y(苯)=0.3,求液相的组成。设苯为A,甲苯为B,理想液态混合物中任一组分拉乌尔定律,十三、在抽空的真空容器中放人过量固体NH4HS,25 oC时发生分解反应 NH
10、4HS(s) = NH3(g) + H2S(g),达平衡时系统总压66.66 kPa。(1). 当放入NH4HS 时容器中已有39.99 kPa的H2S(g),求平衡时容器内的压力;(2). 当容器中原有6.666 kPa的NH3(g)时,问需要多大压力的H2S(g)才能生产NH4HS? 上述反应达到平衡时,由于分解反应所产生气体总压力(1) 反应前: 0 39.99kPa平衡时: p1 p0+p1 系统的平衡总压:p=p0+2p1=77.735kPa(2)当反应的JpK时反应才能逆向进行, 十四、由FeCl3水溶液制备Fe(OH)3溶胶,已知稳定剂为FeCl3, 写出Fe(OH)3胶团结构;
11、 若使0.020dm3的Fe(OH)3溶胶聚沉,最少需加入的电解质分别是:1.00 moldm-3的NaCl为0.021dm3,510-3 moldm-3的Na2SO4为0.125dm3,3.333dm-3的Na3PO4为0.0074dm3,求各电解质的聚沉值;聚沉能力之比。 向负极NaCl聚沉值:512dm-3,Na2SO4聚沉值:4.31dm-3,Na3PO4聚沉值:0.90dm-3 聚沉能力之比:NaCl:Na2SO4:Na3PO4 =1/512:1/4.31:1/0.90=1:119:569十六、在100 oC下,反应COCl2(g) CO(g) + Cl2(g)的K 8.1109,r
12、Sm125.6 J/mol/K。求:(1)100 oC,总压200 kPa时COCl2解离度;(2)100 oC下该反应的rHm。(1)以1mol反应物为基准: 开始 nB/mol 1 0 0 平衡 nB/mol 1- 平衡时系统中总的气体物质的量已知:由上式得:(3) 由化学反应等温方程式:代入数据,得:十八、0.1dm3的0.01 moldm-3的AgNO3溶液与等体积的0.002 moldm-3的KI溶液在25反应制备AgI溶胶, 写出胶团结构; 指出电泳方向; 对此溶胶,若NaNO3的聚沉值为100 mmoldm-3,试根据Schlze-hardy价数规则估算Na2SO4和Ca(NO3)2的聚沉值。答: 向负极 阴离子聚沉Me -Me2-=(1/1)6(1/2)6=100
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