南京大學(xué)物理化學(xué)每章典型例題(編輯修改稿)
2025-05-01 02:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溶液25℃時(shí)的飽和蒸氣壓。已知純水100℃的飽和蒸氣壓為101325Pa。解：(1) bB=(mol－1)/1kg=kg－1 DTb=KbbB=mol－1kgkg－1 =(2) cB≈bB r ≈kg－11 kgdm－3=dm－3 P= cB RT=1000 molm－3K－1mol－1=(3) 已知T=＝101325Pa，利用克－克方程求T’=’：ln(p’/p)= －[ΔvapHmq(H2O)/R](1/T’－1/T)ln(p’/101325Pa)=－(40670 Jmol－1/K－1mol－1)(1/－1/) p’=3747PaxA= nA/(nA+ nB)=(1000/18)mol/[(1000/18)+()]mol =此溶液的飽和蒸氣壓＝pA= p’xA= 3747Pa＝3745Pa第四章 相平衡例1：(NH4)2SO4－H2O所組成的二組分系統(tǒng)，在－℃時(shí)有一個(gè)低共熔點(diǎn)，此時(shí)冰、(NH4)2SO4(s)％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的(NH4)2SO4水溶液平衡共存?！鏁r(shí)(NH4)2SO4飽和溶液(％)沸騰。(1) 試?yán)L出相圖示意圖。(2) 分析各組分存在的相平衡。(3) 含30％的(NH4)2SO4水溶液冷卻能否得到純固體(NH4)2SO4？若不能，如何得到純固體(NH4)2SO4？(4) ％的(NH4)2SO4水溶液在何溫度下能得到最多的純固體(NH4)2SO4，計(jì)算出最多能得到的(NH4)2SO4的量。解：(1) 相圖和各相組成如下(3) 不能。%(%)即可.(4) 冷卻到接近－℃時(shí)能得到最多的純固體。設(shè)固體量為Ws，利用杠桿規(guī)則則有， (－)(1kg－Ws)= (100－)Ws Ws=例2： 對(duì)MnOFeO二組分系統(tǒng)，已知MnO和FeO的熔點(diǎn)分別為1785℃和1370℃；在1430℃時(shí)，含有40％和70％FeO(質(zhì)量％)兩固溶體間發(fā)生轉(zhuǎn)熔變化，與其平衡的液相組成為85％FeO；在1200℃，兩個(gè)固溶體的組成為36％FeO和74％FeO。(1) 試?yán)L制出該系統(tǒng)的相圖；(2) 指出個(gè)區(qū)域和三相線對(duì)應(yīng)的相態(tài)和自由度；(3) 當(dāng)一含74％FeO的二相組分系統(tǒng)，由1650℃緩慢冷至1100℃時(shí)，作出冷卻曲線，簡(jiǎn)述其相態(tài)的變化。(4) 當(dāng)一含74％FeO的二相組分系統(tǒng)，由1650℃緩慢冷至無限接近1430℃，試分析此時(shí)各相的組成和質(zhì)量。假設(shè)系統(tǒng)的總質(zhì)量為1kg。 解：(1) 系統(tǒng)相圖如下圖 MnOFeO系統(tǒng)的液固恒壓相圖和a點(diǎn)的步冷曲線(2) 各區(qū)相態(tài)：I：固溶體a II：固溶體a+固溶體b III：固溶體b IV：溶液+ 固溶體a V：溶液+固溶體b VI：溶液 三相線ABD：固溶體a + 固溶體b + 溶液 自由度F=C+1P=3P： 單相區(qū)P=1，F(xiàn)=2；兩相區(qū)P=2，F(xiàn)=1；三相線P=3，F(xiàn)=0(3) 由相圖可看出相態(tài)變化如下： 1650℃1508℃(溶液+ 固溶體a)1430℃(固溶體a + 溶液 + 固溶體b)1410℃(溶液+固溶體b)1290℃1100℃(固溶體a +固溶體b)(4) 當(dāng)一含74% FeO的二組分系統(tǒng)，由1650℃緩慢冷至無限接近1430℃,存在固溶體a 和溶液兩相，其組成分別接近40%和85% FeO，設(shè)其質(zhì)量分別為Ms,Ml,根據(jù)杠桿規(guī)則，則有 MsAC=MlCD即 Ms()=Ml()可得 Ms=1kg / = Ml=1kg Ms =1kg = 其中固溶體含F(xiàn)eO ：M s== MnO: =其中溶液含 FeO ：Ml== MnO: =第五章 電化學(xué)例1： 25℃時(shí)，電池Zn(s) | ZnCl2 (b＝kg1) | AgCl(s) | Ag(s) 的電動(dòng)勢(shì)E＝，(182。E/182。T)p = －104 VK－1。已知(Zn2+/Zn)＝, (AgCl/Ag,Cl)=。(1) 寫出電池反應(yīng)。(2) 求上述反應(yīng)的平衡常數(shù)。(3) 求電解質(zhì)溶液ZnCl2的平均活度系數(shù)。(4) 求上述反應(yīng)在定濃條件下，在恒壓無其他功的反應(yīng)器中進(jìn)行或在電池中可逆地進(jìn)行時(shí)吸放的熱量各為多少？解：(1) 電極反應(yīng)： Zn(s) →Zn2+ + 2e— AgCl(s) + e—→ Ag(s) + Cl—電池反應(yīng)： Zn(s) + 2AgCl(s) →2 Ag(s) + ZnCl2()(2) = exp(zF/RT) = exp[296500(+)/]= 1033(3) ，而，代入 =(+)－()lg(4γ177。3) gγ177。 = (4) 可逆電池 Qr= zFT(182。 E/182。T)p= 296500(－104) Jmol1= 23136Jmol1非電池反應(yīng)：Qp= ΔrH = ΔrG＋TΔrS = ΔrG＋Qr = －zFE+ Qr= [296500+(23136)] Jmol1 = 219031Jmol1例題2：(1
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