【正文】 當溫度由共沸點剛有上升趨勢時，L 2消失，氣相和 L1共存，因此 恒壓下二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)氣液平衡的溫度組成圖如附圖，指出四個區(qū)域平衡的相及自由度數(shù)。解：各相區(qū)已標于圖上。 l1, B in A. l2, A in B.自由度：四個區(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。已知：在此壓力下該系統(tǒng)的共沸點為 80℃，80℃時水的飽和蒸氣壓為 kPa。試求：（1） 氣相的組成（含甲苯的摩爾分數(shù)）；（2） 欲蒸出 100 kg 純甲苯，需要消耗水蒸氣多少千克？解：沸騰時系統(tǒng)的壓力為 kPa，因此 消耗水蒸氣的量 A–B 二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液固平衡相圖如附圖，試指出各個相區(qū)的相平衡關(guān)系，各條線所代表的意義，以及三相線所代表的相平衡關(guān)系。 解：單項區(qū), 1：A 和 B 的混合溶液 l。 二相區(qū)： 2, l1 + l2。 3, l2 + B(s)。 4, l1 + A(s) 5, l1 + B(s)。 6, A(s) + B(s) 三項線： MNO, IJK, LJ, 凝固點降低（A），JM, 凝固點降低（B），NV, 凝固點降低（B） MUN, 溶解度曲線。 固態(tài)完全互溶、具有最高熔點的 AB 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。指出各相區(qū)的相平衡關(guān)系、各條線的意義并繪出狀態(tài)點為 a， b 的樣品的冷卻曲線。 解：單項區(qū)：1 (A + B, 液態(tài)溶液, l) 4 (A + B, 固態(tài)溶液, s) 二相區(qū)： 2 (l1 + s1), 3 (l2 + s2) 上方曲線，液相線，表示開始有固溶體產(chǎn)生；下方曲線，固相線，表 示液態(tài)溶液開始消失。 冷卻曲線如圖所示 低溫時固態(tài)部分互溶、高溫時固態(tài)完全互溶且具有最低熔點的 AB 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。指出各相區(qū)的穩(wěn)定相及各條線所代表的意義。1 區(qū)為液態(tài)溶液，單相區(qū)；2 區(qū)為固態(tài)溶液（固溶體），此區(qū)域內(nèi) A、B 可互溶解成一相；3 區(qū)是液態(tài)溶液與固溶體 α 兩相平衡區(qū)；4 區(qū)是液態(tài)溶液與固溶體 β 兩相平衡區(qū)；5 區(qū)是固溶體 α 與固溶體 β 兩相平衡區(qū)；最上邊的一條曲線是液相組成線，也是 A、B 相互溶解度隨溫度變化曲線；中間的 abc 線是固態(tài)溶液組成線，表示不同溫度下與液相平衡時固態(tài)溶液的組成；下面的 def 線是 A（s）、B（s）的相互溶解度曲線，表示不同溫度下固溶體 α 與固溶體 β 兩相平衡時固溶體 α 與固溶體 β 的組成。 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。(1) 指出各相區(qū)穩(wěn)定存在時的相；三相線上的相平衡關(guān)系；(2) 繪出圖中狀態(tài)點為 a , b , c 三個樣品的冷卻曲線，并注明各階段時的相變化。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 ：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 的三個樣品的步冷曲線如下圖： AB 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。指出各相區(qū)的穩(wěn)定相，三相線上的相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所示。解：各相區(qū)的相態(tài)如下表所示相區(qū) 相態(tài) 相區(qū) 相態(tài)1 溶液 L 5 溶液 L1+溶液 L22 固溶體 α 6 溶液 L2+固溶體 β 3 固溶體 β 7 溶液 L2+固溶體 α 4 溶液 L1+固溶體 α 8 固溶體 α+固溶體 β AB 二元凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。標出圖中各相區(qū)的穩(wěn)定相，并指出圖中的三相線及三相平衡關(guān)系。解: 各相區(qū)的穩(wěn)定相如右圖。def, ghi 為三相線三相平衡關(guān)系：def：l+β? Cghi：α+C(s) ? l 附圖中二組分凝聚系統(tǒng)相圖內(nèi)各相區(qū)的平衡相，指出三相線的相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的平衡相如下圖所示。三相線的相平衡關(guān)系:abc: C2(s)+B(s) ? ldef: l+C2(s) ? C1(s)ghi: α+C 1(s) ? l第七章 電化學 用鉑電極電解 溶液。通過的電流為 20 A，經(jīng)過 15 min 后，問：（1）在陰極上能析出多少質(zhì)量的 ?(2) 在的 27 ℃，100 kPa 下的 ？ 解：電極反應(yīng)為 電極反應(yīng)的反應(yīng)進度為 因此： 用 Pb(s)電極電解 Pb(NO3)2溶液，已知溶液濃度為每 1g 水中含有 Pb(NO3)102g。 用銀電極電解 溶液。通電一定時間后，測知在陰極上析出 的 ，并知陰極區(qū)溶液中 的總量減少了 。求 溶液中的 和 。解：解該類問題主要依據(jù)電極區(qū)的物料守恒（溶液是電中性的）。顯然陰極區(qū)溶液中 的總量的改變 等于陰極析出銀的量 與從陽極遷移來的銀的量 之差： 已知 25 ℃時 溶液的電導率為 。一電導池中充以此溶液，在 25 ℃時測得其電阻為 。在同一電導池中裝入同樣體積的質(zhì)量濃度為 的 溶液，測得電阻為 。計算（1）電導池系數(shù)；（2） 溶液的電導率；（3） 溶液的摩爾電導率。 解：（1）電導池系數(shù)為 （2） 溶液的電導率 （3） 溶液的摩爾電導率 25 ℃時將電導率為 的 溶液裝入一電導池中，測得其電阻為 。在同一電導池中裝入 的 溶液，測得電阻為 。利用表 中的數(shù)據(jù)計算 的解離度 及解離常熟 。 解：查表知 無限稀釋摩爾電導率為 因此， 已知 25 ℃時水的離子積 ， 、 和 的 分別等于， 和 。求 25 ℃時純水的電導率。 解：水的無限稀釋摩爾電導率為 純水的電導率 電池 電動勢 與溫度 的關(guān)系為 （1）寫出電池反應(yīng)；（2）計算 25 ℃時該反應(yīng)的 以及電池恒溫可逆放電時該反應(yīng)過程的 。 解：（1）電池反應(yīng)為 （2）25 ℃時 因此， 在電池 中，進行如下兩個電池反應(yīng)： 應(yīng)用表 的數(shù)據(jù)計算兩個電池反應(yīng)的 。 解：電池的電動勢與電池反應(yīng)的計量式無關(guān)，因此 寫出下列各電池的電池反應(yīng)。應(yīng)用表 的數(shù)據(jù)計算 25 ℃時各電池的電動勢、各電池反應(yīng)的摩爾 Gibbs 函數(shù)變及標準平衡常數(shù)，并指明的電池反應(yīng)能否自發(fā)進行。 解：（1）電池反應(yīng) 根據(jù) Nernst 方程 （2）電池反應(yīng) （3）電池反應(yīng) 應(yīng)用表 的數(shù)據(jù)計算下列電池在 25 ℃時的電動勢。 解：該電池為濃差電池，電池反應(yīng)為 查表知， 電池 在 25 ℃時電動勢為 ，試計算 HCl 溶液中 HCl 的平均離子活度因子。 解：該電池的電池反應(yīng)為 根據(jù) Nernst 方程 應(yīng)用德拜休克爾極限公式計算 25 ℃時 溶液中 、 和 。 解：離子強度 濃差電池 ，其中，已知在兩液體接界處 Cd2+離子的遷移數(shù)的平均值為 。1．寫出電池反應(yīng)；2．計算 25 186。C 時液體接界電勢 E(液界)及電池電動勢 E。解：電池反應(yīng) 由 式 電池電動勢 為了確定亞汞離子在水溶液中是以 Hg+ 還是以 形式存在，涉及了如下電池測得在 18 186。C 時的 E = 29 mV，求亞汞離子的形式。 解：設(shè)硝酸亞汞的存在形式為 ，則電池反應(yīng)為 電池電動勢為 作為估算，可以取 ， 。所以硝酸亞汞的存在形式為 。 電池 在 25 ℃時測得電池電動勢 ，試計算待測溶液的 pH。 解：電極及電池反應(yīng)為 查表知（表 ），在所給條件下甘汞電極的電極電勢為 ，則： 將下列反應(yīng)設(shè)計成原電池，并應(yīng)用表 的數(shù)據(jù)計算 25 186。C 時電池反應(yīng)的 解：（1） （2） （3） （1）試利用水的摩爾生成 Gibbs 函數(shù)計算在 25 186。C 于氫氧燃料電池中進行下列反應(yīng)時電池的電動勢。已知 ， ,計算 25 186。C 時上述電池電動勢的溫度系數(shù)。 （2）應(yīng)用表 的數(shù)據(jù)計算上述電池的電動勢。 解：（1）查表知，因此， （2）設(shè)計電池 已知 25 186。C 時 ， 。試計算應(yīng) 25 186。C 時電極的標準電極電勢 。 解：上述各電極的電極反應(yīng)分別為 顯然， ，因此， 已知 25 186。C 時 AgBr 的溶度積 ， 。試計算 25 186。C 時 （1）銀溴化銀電極的標準電極電勢 ； （2） 的標準生成吉布斯函數(shù)。 解：（1）設(shè)計電池 ，電池反應(yīng)為 根據(jù) Nernst 方程 沉淀反應(yīng)平衡時 ，所以 （2）設(shè)計電池 ，電池反應(yīng)為 該反應(yīng)為 的生成反應(yīng)， 25 186。C 時用鉑電極電解 的 。 （1）計算理論分解電壓；（2）若兩電極面積均為 ，電解液電阻為 ， 和 的超電勢 與電流密度的關(guān)系分別為 問當通過的電流為 1 mA 時，外加電壓為若干。解：（1）電解 溶液將形成電池 ，該電池的電動勢 V 即為的理論分解電壓。 （2）計算得到 和 的超電勢 分別為電解質(zhì)溶液電壓降：10 3 x 100 = V因此外加電壓為：第八章 界面現(xiàn)象 (1)常見的亞穩(wěn)狀態(tài)有哪些？為什么會產(chǎn)生亞穩(wěn)狀態(tài) ？如何防止亞穩(wěn)狀態(tài)的產(chǎn)生？ (2)在一個封閉的鐘罩內(nèi)，有大小不等的兩個球形液滴，問長時間恒溫放置后，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ (3)下雨時，雨滴落在水面上形成一個大氣泡，試說明氣泡的形狀及其理由。 (4)物理吸附與化學吸附最本質(zhì)的區(qū)別為什么？ (5)在一定溫度、壓力下，為什么物理吸附都是放熱過程？ 解：(1) 常見的亞穩(wěn)定狀態(tài)有：過飽和蒸氣，過冷液體，過熱液體，過飽和溶液等。