【正文】 中碘的蒸氣壓與液相中碘的摩爾分?jǐn)?shù)之間的兩組數(shù)據(jù)如下： 求 是溶液中碘的活度及活度系數(shù)。 解：理想液態(tài)混合物中組分 B的化學(xué)勢(shì)為 因此， 新混合物的組成為 所以： 液體 B和液體 C可形成理想液態(tài)混合物。 A， B兩液體能形成理想液態(tài)混合物。 解：根據(jù) Raoult 定律 H2, N2與 100 g水在 40℃ 時(shí)處于平衡，平衡總壓為 kPa。求： （ 1） 把水（ A）和醋酸（ B）的偏摩爾體積分別表示成 bB的函數(shù)關(guān)系。 （ 2）在此溫度范圍內(nèi)水的摩爾蒸發(fā)焓。今過飽 和蒸氣失穩(wěn)，部分凝結(jié)成液態(tài)水達(dá)到熱力學(xué)穩(wěn)定的平衡態(tài)。環(huán)境的壓力即系統(tǒng)的壓力維持 120 kPa不變。已知在此條件下乙醚的摩爾蒸發(fā)焓 。g1 解：過程圖示如下 系統(tǒng)的末態(tài)溫度 T可求解如下 系統(tǒng)的熵變 注：對(duì)理想氣體，一種組分的存在不影響另外組分。 解：過程圖示如下 先求出末態(tài)的溫度 因此， 兩個(gè)重要公式 對(duì)理想氣體 5 mol 單原子理想氣體，從始態(tài) 300 K， 50 kPa 先絕熱可逆壓縮至 100 kPa，再恒壓冷卻至體積為85dm3 的末態(tài)。 解：將熱源看作無限大，因此，傳熱過程對(duì)熱源來說是可逆過程 已知氮（ N2, g）的摩爾定壓熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系為 將始態(tài)為 300 K， 100 kPa下 1 mol的 N2(g)置于 1000 K的熱源中，求下列過程 （ 1）經(jīng)恒壓過程；（ 2）經(jīng)恒容過程達(dá)到平衡態(tài)時(shí)的 。而第一步為恒溫可逆 求證在理想氣體 pV 圖上任一點(diǎn)處，絕熱可逆線的斜率的絕對(duì)值大于恒溫可逆線的絕對(duì)值?？諝饨M成按 ， 計(jì)算。求 （ 1） （ 2） 的 ； （ 3） 的 ； 解：（ 1） C10H8的分子量 M = ，反應(yīng)進(jìn)程 。所以系統(tǒng)末態(tài)的溫度為 0 ℃ 。 （ 水蒸氣 可按 理想氣體 處理） （ 1） 在 100℃ , 條件 下 ， 1kg 水 蒸發(fā)為 水蒸氣 （ 2）在恒定 100℃ 的真空容器中， 1kg 水全部蒸發(fā)為水蒸氣，并且水蒸氣壓力恰好為 ?；钊獾膲毫S持在 100 kPa不變。 容積為 m3的恒容密閉容器中有一絕熱隔板，其兩側(cè)分別為 0℃ ， 4 mol的 Ar(g)及 150℃ ， 2 mol的 Cu(s)。 解 : 理想氣體恒容升溫過程 n = 5mol CV,m = 3/2R QV =ΔU = n C V,mΔT = 5 50 = 3. 118kJ W = 0 ΔH = ΔU + nRΔT = n C p,mΔT = n (CV,m+ R)Δ T = 550 = 5. 196kJ 2mol 某理想氣體 ， Cp,m=7/2R。假設(shè)：相對(duì)于水蒸氣的體積，液態(tài)水的體積可以忽略不計(jì)。設(shè) CO2為范德華氣體，試求其壓力，并比較與實(shí)驗(yàn)值 kPa 的相對(duì)誤差。已知該溫度下水的飽和蒸汽壓為 （相對(duì)濕度即該溫度下水蒸氣的分壓與水的飽和 蒸汽壓之比）。 解：分析：每次通氮?dú)夂笾僚艢饣謴?fù)至常壓 p，混合氣體的摩爾分?jǐn)?shù)不變。 今有 20℃的乙烷－丁烷混合氣體，充入一抽成真空的 200 cm3 容器中，直至壓力達(dá) kPa，測(cè)得容器中混合氣體的質(zhì)量為 g。試估算該氣體的摩爾質(zhì)量。若改充以 25℃， kPa 的某碳?xì)浠衔餁怏w，則總質(zhì)量為 。試作 pp??圖，用外推法求氯甲烷的相對(duì)分子質(zhì)量。求釜內(nèi)最后排氣至恢復(fù)常壓時(shí)其中氣體含氧的摩爾分?jǐn)?shù)。設(shè)空氣中 O2與 N2的體積分?jǐn)?shù)分別為 ，求水蒸氣、 O2與 N2的分體積。mol 1。求過程的功。求過程的 W， Q， ΔH 和 ΔU 。mol1。因此， 單原子分子 ，雙原子分子 由于對(duì)理想氣體 U和 H均只是溫度的函數(shù)， 所以 在一帶活塞的絕熱容器中有一絕熱隔板，隔板的兩側(cè)分別為 2 mol， 0℃ 的單原子理想氣體 A及 5 mol， 100℃ 的雙原子理想氣體 B，兩氣體的壓力均為 100 kPa。 試分別求算下列兩過程的 W， Q， ΔU和 ΔH。 解： 1 kg 50 ℃ 的水降溫致 0 ℃ 時(shí)放熱 kg 20 ℃ 的冰升溫致 0 ℃ 時(shí)所吸熱 完全融化則需熱 因此，只有部分冰熔化。過程放熱 kJ。物資的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)見附錄。 解：過程圖示如下 要確定 ，只需對(duì)第二步應(yīng)用絕熱狀態(tài)方程 ，對(duì)雙原子氣體 因此 由于理想氣體的 U和 H 只是溫度的函數(shù)， 整個(gè)過程由于第二步為絕熱，計(jì)算熱是 方便的。今有 120 kJ的熱直接從高溫?zé)嵩磦鹘o低溫?zé)嵩矗?求 此過程的 。 2 mol雙原子理想氣體從始態(tài) 300 K， 50 dm3，先恒容加熱至 400 K，再恒壓加熱至體積增大到 100 dm3，求整個(gè)過程的 。求過程的 。 解： 常壓下冰的熔點(diǎn)為 0℃ ，比熔化焓 ，水 和冰 的比定壓熱熔 分別為 cp（ H2O， l） = J ℃ 為在 kPa下乙醚的沸點(diǎn)。 解：恒溫下 對(duì)凝聚相恒溫過程 ，因此 100℃ 的恒溫槽中有一帶有活塞的導(dǎo)熱圓筒，筒中為 2 mol N2(g)及裝與小玻璃瓶中的 3 mol H2O(l)。此狀態(tài)為亞穩(wěn)態(tài)。求 （ 1）下面表示水的蒸氣壓與溫度關(guān)系的方程式中的 A和 B值。 解：根據(jù)各組成表示的定義 在 25℃ ， 1 kg水（ A）中溶有醋酸（ B），當(dāng)醋酸的質(zhì)量摩爾濃度 bB介于和 之間時(shí)，溶液的總體積 。若有苯 甲苯的氣 液平衡混合物， 80℃ 時(shí)氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù) ，求液相的組成。設(shè) CO2溶質(zhì)服從亨利定律。求過程的 ΔG,ΔS。當(dāng)?shù)獾哪柗謹(jǐn)?shù) 在 ~ 范圍內(nèi)時(shí)，此溶液符合稀溶液規(guī)律。 解： 已知 0℃ ， kPa 時(shí)， O2在水中的溶解度為 ； N2在水中的溶解度為。 已知 20℃ 下此溶液的密度為 。 （ 2） N2O4(1000 kPa), NO2(100 kPa)。 解：（ 1）設(shè) 200℃ ， 200 kPa下五氯化磷的解離度為 ，則 （ 2）設(shè)混合物的物質(zhì)量為 n, 五氯化磷的解離度為 ，則平衡時(shí) 因此， 整理得到， 將各數(shù)據(jù)代入，則 在 994 K，使純氫氣慢慢地通過過量的 CoO(s)，則氧化物部分地被還原為 Co(s)。 解 : A g C l( s ) A g + + C l 體積為 1dm3的抽空密閉容器中放有 (g),發(fā)生如下分解反應(yīng)： N 2 O 4 ( g ) 2 N O 2 ( g ) 50℃ 時(shí)分解反應(yīng)的平衡總壓為 。求 （ 1）上述反應(yīng)的 rmH?? ； （ 2） lg(p/kPa)與 T 的函數(shù)關(guān)系式； （ 3） NaHCO3 的分解溫度。 （ 1） I2(s)與其蒸氣成平衡 ； （ 2） MgCO3(s)與其分解產(chǎn)物 MgO(s)和 CO2(g)成平衡； （ 3） NH4Cl(s)放入一抽空的容器中，并與其分解產(chǎn)物 NH3(g)和 HCl(g)成平衡； （ 4） 任意量的 NH3(g)和 H2S(g)與 NH4HS(s)成平衡。在恒溫 90℃ 下逐漸降低壓力，問 （ 1） 壓力降到多少時(shí)，開始產(chǎn)生氣相，此氣相的組成如何？ （ 2） 壓力降到多少時(shí)，液相開始消失，最后一滴液相的組成如何？ （ 3） 壓力為 kPa 時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)氣 液兩相平衡，兩相的組成如何？?jī)上嗟奈镔|(zhì)的量各位多少？ 解：原始溶液的組成為 （ 1）剛開始出現(xiàn)氣相時(shí)，可認(rèn)為液相的組成不變，因此 （ 2）只剩最后一滴液體時(shí)，可認(rèn)為氣相的組成等于原始溶液的組成 （ 3）根據(jù)（ 2）的結(jié)果 由杠 桿原理知， kPa 下水 (A)醋酸 (B)系統(tǒng)的氣 液平衡數(shù)據(jù)如下。 （ 1） 在 30℃ ， 100 g 苯酚和 200 g水形成的系統(tǒng)達(dá)液 液平衡時(shí)，兩液相的質(zhì)量各為多少？ （ 2） 在上述系統(tǒng)中若 再加入 100 g苯酚，又達(dá)到相平衡時(shí)，兩液相的質(zhì)量各變到多少？ 解：（ 1）系統(tǒng)代表點(diǎn) ，根據(jù)杠桿原理 （ 2） 系統(tǒng)代表點(diǎn) 水 異丁醇系統(tǒng)液相部分互溶。 l1, B in A. l2, A in B. 自由度：四個(gè)區(qū)域從上到下 2 1 2 1 為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在 kPa 壓力下用水 蒸氣蒸餾。 固態(tài)完全互溶、具有最高熔點(diǎn)的 AB二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。 解：（ 1）各相區(qū)相態(tài)如下表 相區(qū) 相態(tài) 相區(qū) 相態(tài) 1 溶液 L 6 溶液 L+固溶體 β 2 固溶體α 7 溶液 L+固溶體γ 3 固溶體 β 8 固溶體α +固溶體 β 4 固溶體γ 9 固溶體α +固溶體γ 5 溶液 L+固溶體α 水平線 def 為溶液 L、固溶體 β 、固溶體γ三相平衡，自由度數(shù)為 存在： L（組成為 wd） +γ（ s，組成為 wf） β（ s，組成為 we） 水平線 ghk 為 溶液 L、 固溶體α、 固溶體 β三相平衡，自由度數(shù)為 ： L（組成為 wh） α （ s，組成為 wg） +β（ s，組成為 wk） （ 2）狀態(tài) a、 b、 c的三個(gè)樣品的步冷曲線如下圖： AB 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。 三相線的相平衡關(guān)系 : abc: C2(s)+B(s) ? l def: l+C2(s) ? C1(s) ghi: α +C1(s) ? l 第七章 電化學(xué) 用鉑電極電解 溶液。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積的質(zhì)量濃度為 的溶液，測(cè)得電阻