研究生入学考试物理化学复习资料.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除研究生入学考试物理化学复习资料 第一章 热力学第一定律一、 选择题1凡是在孤立体系中进行的变化，其U和H的值一定是 (a) U 0 , H 0 (b) U = 0 , H = 0 (c) U 0 , H 0 (d) U = 0 , H大于、小于或等于零不确定 (答案) d （H=U+D(pV) =U+ V D p )2. 指出下列过程中的可逆过程(a) 摩擦生热(b) 室温、标准压力下一杯水蒸发为同温同压下的汽(c) 373K，标准压力下一杯水蒸发为汽(d) 手电筒中干电池放电使灯泡发亮 (答案) c (可逆过程有如下特点：状态变化时推动力与阻力相差无限小，系统与环境始终无限接近于平衡态；过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个方向到达；系统经过一个循环后，系统和环境均恢复原态，变化过程中无任何耗散效应；在相同的始、终态间，恒温可逆过程系统对环境作最大功，环境对系统作最小功；由于状态变化时推动力与阻力相差无限小，所以完成过程所需时间为无限长。具体说来：在某一温度及与该温度对应的平衡压力下发生的相变化；内、外温差相差dT的传热过程；内、外压差相差dp的膨胀或压缩过程；通过的电流为dI的充电或放电过程等都可看作是可逆过程)3. 将某理想气体从温度T1加热到T2。若此变化为非恒压过程，则其焓变H应为何值? (a) H=0 (b) H=Cp(T2-T1) (c) H不存在 (d) H等于其它值 (答案) b（对理想气体，反之亦然。 对理想气体，在计算时，只要是简单的pVT变化，即使不是恒容过程，仍可用式或计算热力学能的变化， 因为理想气体，仅是温度的函数，恒容与否对并无影响。 同理，对理想气体，反之亦然。 对理想气体，在计算时，只要是简单的pVT变化，即使不恒压过程，仍可用式或计算焓的变化， 因为理想气体，仅是温度的函数，恒容与否对并无影响。）同理，对理想气体，反之亦然。例如：. 当理想气体冲入一真空绝热容器后，其温度将 (a) 升高 (b) 降低(c) 不变 (d) 难以确定 (答案)c (U=Q+W, p外=0 , W=0 ,又绝热 ，所以U)因为是真空故不做功，又因为是绝热故无热交换，故U0。温度不变。此外，理想气体的自由膨胀过程，同样有 绝热 ，p外=0 , W=0 所以U温度不变 温度不变. 理想气体自由膨胀过程中(a). W = 0，Q0，DU0，DH=0 (b). W0，Q=0，DU0，DH0(c). W0，Q0，DU=0，DH=0 (d). W = 0，Q=0，DU=0，DH=0 (答案) d （什么叫自由膨胀：p外的膨胀过程 对于理想气体，自由膨胀过程就是一个绝热（Q=0），的过程， 若要对理想气体的等温（）过程设计设计一绝热过程，可设计为（绝 热）自由膨胀过程 等温过程=0 , =0 而（绝热）自由膨胀过程同样为=0 , =0）（反过来，若要求为理想气体的某一pVT变化设计一绝热过程，那么，你首先要证明该过程是一等温（即=0，或p1V1=p2V2）过程，再设其为（绝热）自由膨胀过程。）. 对于理想气体，下述结论中正确的是： (a) (H/T)V = 0 (H/V)T = 0 (b) (H/T)p= 0 (H/p)T = 0(c) (H/T)p= 0 (H/V)T = 0(d) (H/V)T = 0 (H/p)T = 0 (答案) d “封闭体系恒压过程中体系吸收的热量Qp等于其焓的增量H ”，这种说法 (a) 正确 (b) 需增加无非体积功的条件 (c) 需加可逆过程的条件 (d) 需加可逆过程与无非体积功的条件 (答案) b H = Qp （封闭体系，恒压，不做非体积功）. H = Qp此式适用于下列那个过程 (a ) 理想气体从1013250 Pa反抗恒定的101325 Pa膨胀到101325Pa（b） 0 ,101325 Pa下冰融化成水（c） 电解CuSO4水溶液（d） 气体从 (298K,101325 Pa) 可逆变化到 (373K,10132.5 Pa) (答案) b. 当某化学反应rCp,m0，则该过程的随温度升高而（a） 下降 （b） 升高（c） 不变 （d） 无规律(答案) c , 10. 实际气体经节流膨胀后，下述哪一组结论是正确的（a）Q 0, H = 0, p 0 （b）Q = 0, H = 0, T 0（c）Q = 0, H 0, p 0 （d）Q = 0, H = 0, p p2)11. 理想气体经过焦-汤节流膨胀过程，则（a） （b） （c） （d） (答案) c 对于理想气体， H=f(T)，H不变，T亦不变 而节流过程是个等焓过程: ，Q=0，p1p2 对于理想气体 二、 计算题. 某理想气体的CV, m /JK-1mol-1=25.52+8.210-3(T/K)，问 (1) Cp, m 和T的函数关系是什么？ (2) 一定量的此气体在300 K下，由p1=1013.25103 kPa，V1=1dm3膨胀到p2=101.325 kPa，V2=10 dm3时，此过程的U，H是多少？ (3) 第 (2) 中的状态变化能否用绝热过程来实现？解：(1) 因为Cp,m-CV,m=R=8.314 JK-1mol-1所以Cp,m=(33.83+8.210-3 T/K) JK-1mol-1 (2) T=0，所以U=H=0 (3) 若是进行绝热自由膨胀，则W=Q=0 所以U=H=0 可与(2)过程等效 . 0.500g正庚烷放在弹形量热计中，燃烧后温度升高2.94K。若量热计本身及附件的热容为8.177KJ.mol-1,计算298K时正庚烷的燃烧焓（量热计的平均温度为298K）。正庚烷的摩尔质量为 0.1002 kgmol-1。 解： 0.500g正庚烷燃烧后放出的恒容热效应为 1mol正庚烷燃烧后放出的恒容热效应 正庚烷的燃烧焓为 . 1mol某气体服从状态方程pVm=RT+ap（a为不等于零的常数），其焓H不仅是温度T的函数，同时试证明焓H还是p和Vm。证：对于物质量一定的单相体系，Hf(p,V)又因为所以同理第二章 热力学第二定律一、 选择题1. 当低温热源的温度趋近于0K时，卡诺热机的效率（a）趋近于1 （b）趋于无限大（c）趋于0 （d）大于其它可逆热机效率(答案) a 卡诺循环 在两个热源之间，理想气体经过恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩和绝热可逆压缩四个可逆过程回到始态，从高温() 热源吸收热量，一部分通过理想热机用来对外做功W，另一部分的热量放给低温()热源。这种循环称为卡诺循环。卡诺定理 所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率()都不能超过可逆机效率()，即可逆机的效率最大, 。卡诺定理推论 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相等，即与热机的工作物质无关。热机效率 (=：可逆热机；0，S环0 （b） S体0 (c) S体0，S环=0 （d） S体=0，S环=0 (答案) d (理由见4)，绝热可逆过程即是等熵过程。7理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定, 此变化中的体系熵变DS体及环境熵变DS环应为： (a) DS体 0 , DS环 0 (b) DS体 0 (c) DS体 0 , DS环= 0 (d) DS体 0 , DS环= 0 (答案)b变化前后理想气体的温度不变,但体积减小,根据公式，所以 S体 0 ；因此 S环 0 。8理想气体在绝热条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的体系熵变DS体及环境熵变DS环应为： (a) DS体 0 , DS环 0 (b) DS体 0 (c) DS体 0 , DS环= 0 (d) DS体 0；环境与体系间没有热交换, 环境压力亦无变化,体积的变化可忽略,所以环境的状态未变, 即S环= 0 (环境的体积变化可忽略是基于下述认识,即一般情况下,总可以认为环境相对于体系是无穷大的)。9. 理想气体等温过程的A(a) G (b) 0 (2) T1 T2 (3) Q = 0 (4) DS 0 其正确的答案应是： (a) (3)，(4) (b) (2)，(3) (c) (1)，(3) (d) (1)，(2) (答案)a节流膨胀过程：Q0，DH0，p1p2所以Q = 0 由于理想气体节流膨胀后 T 不变 又W = -p1V1+ p2V2= nRT2- nRT1= 0 因此dS = (dU + pdV) /T = CVdT/T + pdV/T = nRdV/V 故 (因V2 V1)二、 计算题 22 mol某单原子理想气体,其始态为p $,273K，经过一绝热压缩过程至终态4p $,546 K。试求体系的熵变。 解：对于理想气体的任何单纯pVT状态变化过程,都可由下式计算其DS： 至于用哪一个，要根据题目给的条件。DS = nCp,m ln(T2/T1) - nRln(p2/p1) = n2.5Rln(T2/T1) - Rln(p2/p1) = nR2.5ln(T2/T1) - ln(p2/p1) = (2 mol)(8.314 JK-1mol-1)2.5 ln(546 K/273 K)-ln(4 p $/ p $)= 5.76 JK-1 .2取0,3p$的O2(g) 10 dm3,绝热膨胀到压力p$,分别计算下列两种过程的DU、 DH、 DA及DG。(1) 绝热可逆膨胀；(2) 将外压力骤减至p$,气体反抗外压力进行绝热膨胀。 假定O2(g)为理想气体,其摩尔定容热容CV, m=(5/2)R。已知氧气的摩尔标准熵。 T1=273Kp1= 3p$V1=10dm3n=?T2=?Kp2= p$V2=?dm3n=?求n=?,T2=?， U,H, S,A, G解：求解理想气体任何单纯pTV状态变化过程的状态函数（U、H、S、A和G）的改变值，关键是求T2。n = pV/RT = 1.339 mol(1)已知始态的温度、压力及终态的压力，应用公式求T2（计算可逆绝热过程终态温度有三个公式，具体应用那一个，要根据题目给的条件） 1.3395/2R(199.5-273) 2.045kJ1.3397/2R(199.5-273) 2.864kJ (2) （计算不可逆绝热过程终态温度的公式）（2）解得 （在上题中，只要求出了T2，U，W，H，A，G都很容易求，但要注意，对于可逆和不可逆过程，求T2所用的公式不同，千万不要搞错了。例如，第（2）中，首先判断是否可逆）.实验测定某固体的(V/T)p=a+bp+cp2,若将此固体在恒温下从pA压缩到pB,导出熵变DS的表达式。解：根据题意，就是要找出以p作变量的关于的方程。然而，我们知道的是的关系式，由此我们相到了Maxwell关系式因为 4所以 故 4 2（如果给你一个状态方程，要你写出恒温下从pA压缩到pB时的吉布斯自由能变化的方程式，该如何求）4.在中等压力下,气体的物态方程可以写作pV(1-bp)=nRT。式中系数b与气体的本性和温度有关。今若在273 K时,将0.5 mol O2由1013.25 kPa的压力减到101.325 kPa, 试求DG 。已知氧的b=-9.27710-6 kPa-1。 解：该过程系等温过程,故：dG = Vdp 又因为 所以 (至此，我们得到了恒温下压力从pA变到pB时 的吉布斯自由能变化的方程式) 将题目给的数据代入可得 5. 已知505g文石（CaCO3）转变为方解石（CaCO3）时，体积增加 1.37510-3 dm3。文石和方解石在25时标准摩尔生成焓分别为 -1205.5 kJmol-1和 -1206.96 kJmol-1。设在 的压力下，两种晶型的正常转化温度为500。请判断在 550，3000 下，CaCO3的文石和方解石哪一种晶型稳定？设两种晶型的Cp, m 相等（Ca、O和 的摩尔质量分别为41 、16和12gmol-1），且两种晶型转变的体积增加值为常数。 解：25，p$下, 文石方解石 因，故 不随温度变化, 已知，但不知道。根据题意，在500、 下为可逆相变化，据此可求得 为求550，3000p$下的 ，先求在 550，p$下为不可逆相变化的 在 550，3000p$下，不可逆相变过程的吉布斯自由能变为 ,2 因为所以 故方解石晶型稳定6C6H6的正常熔点为5，摩尔熔化焓为9916J.mol-1，。求1.01325MPa下5的过冷C6H6凝固成5的固态C6H6的。设凝固过程的体积功可略去不计。解：这是一个不可逆相变过程，由于要计算DS，所以通过设计如下的可逆过程 （凝固过程的体积功可略去不计） 第三章 多组分溶液热力学一、 选择题1下列各式中哪个是化学势？ (a) (b) (c) (d) (答案)d化学势可以用不同的状态函数进行定义，但相应的下标不同。只有 既符合化学势的定义，又符合偏摩尔量的定义。又因为大多数过程是在恒温恒压下进行 的，所以该定义式应用最广泛。仅就 定义式而言，根据 的关系可知，纯物质的化学势就等于其摩尔吉布斯自由能函数，即 ，且为强度性质，其绝对值不知道。此外，除了相应的状态函数所用的下标不同，化学势定义式的物理意义类似于偏摩尔量定义式的物理意义。2某物质溶解在互不相溶的两液相 a 和 b 中，该物质在 a 相中以 A 形式存在，在 b 相中以 A2形式存在，则 a 和 b 两相平衡时： (a) (b) (c) (d) (答案)d（2AA2，平衡时，DGSnBmB0）3已知水的下列5种状态：(1) 373.15K, p$, 液态；(2) 373.15K, 2 p$, 液态；(3) 373.15K, 2 p$, 气态；(4) 374.15K, p$, 液态；(5) 374.15K, p$, 气态下列4组化学势的比较中，哪个不正确？（a）2 1 （b）5 4（c）3 5 （d）3 1 (答案)b，对于纯物质，以m1，m2的比较和m1，m4的比较为例，即相同相态时，恒温增大压力，化学势升高，所以m1m2，即相同相态时，恒压温度升高，化学势下降，所以m1m4两相平衡，化学势相等。类似的题目还有：4下列四种状态纯水的化学势最大的是(a) 273.15 K,101325 Pa, H2O(l)的化学势1(b) 273.15 K,101325 Pa, H2O(g)的化学势2(c) 273.15 K,202650 Pa, H2O(l)的化学势3(d) 273.15 K,202650 Pa, H2O(g)的化学势4 (答案)d5. 已知水在正常冰点时的摩尔熔化焓=6025 Jmol-1，某水溶液的凝固点为258.15 K ，该溶液的浓度xB为 (a) 0.8571 (b) 0.1429 (c) 0.9353 (d) 0.0647 (答案) b 题目只给出，和，没有给出Kf，所以不能直接用公式求=(6025 Jmol-1/8.314 JK-1mol-1)(1/273.15 K-1/258.15 K) = -0.1542 xH2O= 0.8571 xB = 0.1429 还可以用下法计算，即先求出冰点降低常数Kf根据，有（273.15258.15）1.853bB得出61000 g水中加入0.01 mol 的食盐，其沸点升高了0.01 K，则373.15 K左右时，水的蒸气压随温度的变化率 dp/dT 为 (a) 1823.9 PaK-1 (b) 3647.7 PaK-1 (c) 5471.6 PaK-1 (d) 7295.4 PaK-1（已知Kb0.5 Kkgmol-1）(答案)bKb= RTb2MA/vapHm dp/dT= vapHm/(TbvapVm)vapHm/Tb(RT/p) = pvapHm/(TbRTb)= (p/Kb)MA = (101 325 Pa/0.5 Kkgmol-1)(0.018 kgmol-1)= 3647.7 PaK-1 7下列哪种现象不属于稀溶液的依数性（a） 凝固点降低 （b）沸点升高（c） 渗透压 （d）蒸气压升高 (答案)d（什么叫（稀）溶液的依数性？）10盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是什么？ (a) 天气太热 (b) 很少下雨 (c) 肥料不足 (d) 水分从植物向土壤倒流 (答案)d（当土壤内含盐量超过植物液体时，产生反渗透，使水从植物内流向土壤，致使植物枯萎）（稀）溶液的依数性还有其它的应用，例如，冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是降低混凝土中H2O的冰点，从而降低混凝土的固化温度，以免因H2O结冰而影响混凝土的固化质量和强调）11在310 K,纯H2O(l)的蒸气压为6.275 kPa,现有1 mol不挥发物质B(s)溶于4 mol H2O(l)形成溶液,若溶液中水的活度为0.41(以纯水为标准态),则溶解过程中1 mol H2O(l)的Gibbs自由能变化为 (a) -557 Jmol-1 (b) -2298 Jmol-1 (c) -4148 Jmol-1 (d) 4148 Jmol-14molH2O (纯溶剂)ps=6.275 kPaT=310K4molH2O1molB(s) (溶液)ps=?kPaT=310Ka(H2O)=0.41 (答案)b (上题中若问溶液中和纯水中水的化学势相差多少，如何计算？可以是也可以二者相差一个负号）12氯仿 (1) 和丙酮 (2) 形成非理想液体混合物,在T 时,测得总蒸气压为29 398 Pa，蒸气中丙酮的物质的量分数y2= 0.818 ,而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29 571 Pa，则在溶液中氯仿的活度a1为： (a) 0.500 (b) 0.823 (c) 0.181 (d) 0.813 (答案)c （，计算溶液中溶剂活度的公式）二、 计算题1. A，B两液体能形成理想液态混合物。已知在温度t时纯A的饱和蒸气压，纯B的饱和蒸气压。(1)在温度t下，于汽缸中将组成为的A，B混合气体恒温缓慢压缩，求凝结出第一点液滴时体系的总压以及该液滴的组成（以摩尔分数表示）为多少？(2)若将A，B两液体混合，并使其在100kPa，温度t下开始沸腾，求该液体混合物的组成及沸腾时饱和蒸气压的组成（摩尔分数）？解：（1）根据题意，设当第一滴液滴凝出时，其气相的组成应不变 即整理得 ，第一滴液滴的组成 (2) 根据题意， ， ，1262.5 K时饱和KCl溶液(3.3 molkg-1)与纯水共存，已知水的凝固热为6008 Jmol-1，以273.15 K纯水为标准态，计算饱和溶液中水的活度。解：计算理想混合中某一组份的活度或稀溶液中溶剂的活度可用公式，但要计算非稀溶液中溶剂的活度，就不能用上述公式，而要用下面公式。（4.8-13） （4.8-14） (4.8-15) lna1=fusHm(1/T* f -1/TA)/R lna H2O =6008 Jmol-1(1/273.15 K)-(1/262.5 K)/8.314 JK-1mol-1=-0.1078 a H2O =0.8982在15时1摩尔NaOH溶于4.6摩尔H2O中所形成的溶液蒸气压为596.5Pa，在此温度下纯水的蒸气压力1705Pa，设纯水活度为1。试计算 (1)溶液中水的活度因子； (2)水在溶液中的化学势与纯水化学势之差。解：(1) pA = gxA p* (A), g=596.5/1705(4.6/5.6)=0.426 。 (2) Gm(H2O, xA)m*( H2O)RT lngxA= -2.514kJ 第四章 化学平衡限度方向如何判断反应进行的方向反应条件（T，p，组成等）对反应方向的影响 平衡组成的计算 最大限度的标志是什么？（平衡）判断平衡的热力学标志 反应条件（T，p，组成等）对平衡的影响需决的问题(本章的内容)一、 选择题1已知 FeO(s) + C(s) = CO(g) + Fe(s) 反应的 为正，为正，假定、不随温度而变化，下列说法哪一种是正确的：（a） 该反应低温下自发过程，高温下非自发过程（b） 该反应高温下自发过程，低温下非自发过程（c） 任何温度下均为非自发过程（d） 任何温度下均为自发过程 (答案)b （=- T ）2下列说法中, 不正确的是：（a） 表示完成 1mol化学反应吉布斯自由能的变化（b） 若 0, 该反应能自发向右进行（c） 若 =1, 该反应系统处于平衡状态（d） 若0, 该反应的rGm0(答案)c （rGm是-x图中在某一x处的斜率）3对于等温等压下的化学反应：aA+bB=dD+hH 有=ii,为反应进度，其中 G 表示： （a） 反应物的自由能 （b） 产物的自由能 （c） 反应体系的自由能 （d） 产物的自由能之和减去反应物的自由能之和 (答案)c4已知温度T时反应 H2O(g) = H2(g)1/2O2(g)的K p, 1及反应CO2(g) = CO(g)1/2O2(g)的K p, 2，则同温度下反应CO(g)H2O(g) = CO2(g)H2(g)的K p, 3为： （a）Kp, 3K p, 1K p, 2 （b） Kp,3K p, 1 K p, 2 （c）K p, 3Kp, 2 / Kp, 1 （d） K p,3Kp, 1 / K p, 2 (答案)d（） 对确定的化学反应而言为一确定值，所以标准平衡常数也仅为温度函数，与 p，组成等无关。 是一普遍适用的公式，不但只适用于IG，也适用于高压真实气体，液态混合物，液态溶液及气-液（固）混合反应体系。只不过在非时，不再是平衡压力商，而是平衡逸度商或平衡活度商。值决定了化学反应方向，而 则是反应限度的量，由它可计算出最大（平衡）转化率。无量纲，单位为1的大小与方程式的书写有关，只有针对具体的反应， 才有明确的意义。 () (，) 当时，对于IG 气体： 对于 气体： 在上述各表达式中，、(理想)、仅是温度函数。常压下，凝聚相受压力影响很小，故、和也仅是温度函数。但是，对于实际气体，既是温度，又是压力函数。6. 理想气体反应:N2O5(g)=N2O4(g)+1/2O2(g)的为 41.84 kJmol，CP = 0，试问增加 N2O4平衡产率的条件是：（a） 降低温度 （b） 提高温度 （c） 提高压力 （d） 等温等容加入惰性气体 (答案) b5已知在通常温度下NH4HCO3(s)可以发生下列分解反应NH4HCO3(s) = NH3(g)CO2(g)H2O(g),设在两个容积相等的密闭容器（甲）和（乙）内 ，开始只分别盛有纯NH4HCO3(s) 1kg和 20kg，均保持恒温 298，达到平衡后，下述说法中正确的是：（a） (甲)内压力大于（乙）内压力（b） 两容器内压力相等（c） (甲)内压力小于（乙）内压力（d） 须经实际测定才能判明哪个容器内的压力大 (答案)bNH4HCO3(s) = NH3(g)CO2(g)H2O(g)，又因为，所以答案为b二、 计算题11073K时反应 CH4(g) C(s)2H2(g) 的(1073K)27.85 kJmol-1，试求该反应的Kp。若反应器容积为 510-3m3，容器内放入 3mol C，若欲使 3mol C 全部转化为 CH4，需通入 H2若干摩尔？（已知M（）=12gmol-1，M（）=1.0gmol-1）解：CH4(g) C(s)2H2(g)=-RT ln K =-27.85kJmol-1 K=22.7; 根据反应方程，3molC转化为CH4, 消耗H2的摩尔数：n=6mol Kp=p(H2)2/p(CH4) 平衡时 p(CH4)=nRT/V=5.35106Pa p(H2)=Kpp(CH4)1/2=3.51106Pa 平衡时H2: n=pV/RT=3.51106510-3/(8.3141073)=1.97mol n+n=6+1.97=7.97mol 3. 已知反应：Si(s, p,25) Cl2 (g, p,25) SiCl4(g, p,25)其616.98 kJmol-1，SiCl4(l)在 25的标准生成吉布斯自由能619.84kJmol-1，求SiCl4在 25时饱和蒸气压，可将SiCl4蒸气视为理想气体。解：Si(s, p,25) Cl2 (g, p,25) SiCl4(g, p,25)- - - - (1)616.98 kJmol-1； Si(s, p,25) Cl2 (g, p,25) SiCl4(l, p,25)- - - - - (2)619.84kJmol-1 (1)-(2)得 SiCl4(l, p,25) SiCl4(g, p,25) =,1-,2=2.86kJmol-1 =exp(-/RT) =0.3153=p(SiCl4)/ p p(SiCl4) =0.3153101325 =31948 Pa 3.在 450，把 0.1mol 的 H2与 0.2mol 的 CO2引入一个抽空的反应瓶中，在达到以下平衡时， H2 (g)CO2 (g)H2O(g)CO(g)；1,混合物中 H2O 的摩尔分数 x0.10，将平衡压力为 50.66kPa氧化钴与钴的混合物引入瓶中，又建立起另外两个平衡： CoO(s) H2 (g) Co(s) H2O(g) ；2 CoO(s) CO(g) Co(s) CO2(g) ；3。分析混合物中 xH2O0.30。(1) 计算这三个反应的平衡常数；(2) 若在 450 附近温度每升高 1，反应(1)的平衡常数 1增加1%，试求反应(1)的DrH，DrS，DrG？解： 在本题中，除了知道相关体系的组成外，我们没有任何可供借用的求的条件，为此，我们只有通过求出不同反应体系中的组成来求。首先求单反应体系的 H2 (g)CO2 (g)H2O(g)CO(g) 0.1-n 0.2-n n n n总=0.3 mol；=0.03 mol；nCO=0.03 mol；=0.07 mol，=0.17 mol =0.032/(0.070.17)=0.0756 当引入平衡压力为 50.66kPa氧化钴与钴的混合物，又建立起新的平衡，且这是一多反应体系，涉及到同时平衡组成计算。新平衡时，H2 (g)CO2 (g)H2O(g)CO(g) (1b) 0.1-n 0.2-n n n CoO(s) H2 (g) Co(s) H2O(g) 0.1-n n n总=0.3 mol；= n总0.3=0.09 mol，=0.01 mol = 9= 0.092/(0.110.01) (3)=(2)-(1b) , =/=1.22 (2)dln/dT=d/(dT)=(d/dT)/=/RT2(d/dT)/表示温度增加 1K 时增加 1% =1%RT2=43.46 kJmol-1 =-RTln=-15.52 kJmol-1 =(-)/T=81.58JK-1mol-1 第五章相平衡一、选择题1. CaCO3(s)分解产生 CaO(s)和 CO2(g), 尽管产物之间存在有定量关系, 但在求算自由度时, 这种定量关系不能作为浓度限制条件: （a）因为 CaO(s) 用x表示其浓度, 而CO2(g)用p 表示 （b）因为是化学反应 （c）因为两者处于不同相 （d）因为 CO2的平衡压力等于大气压 (答案)c (关于R 对于浓度限制条件，必须是某一相中的几种物质的浓度（分压）之间存在某种关系，且有一个方程式把他们联系起来，才能作为浓度限制条件。).ClaPeyron方程适用于：（a）单组分两相平衡体系 （b）单组分三相平衡体系（c）多组分两相平衡体系 （d）多组分三相平衡体系 (答案) a 顺便提一下clausius-clapeyron equation ，它只适用于任何单组分g-l或g-s两相平衡体系2自由度为零,意味着： （a）体系独立组分数C等于相数 P （b）体系的状态不变 （c）确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 （d）三相共存 (答案)c (F = C P + n )3在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相。 （a）恒沸点 （b）熔点 （c）临界点 （d）低共熔点 (答案)c（临界点特征是气、液不分，Vm,g Vm,l，液相与气相的临界面消失，气化热为零）4现有一乙醇水溶液,在某T,p下达到气液两相平衡，则下列哪种情况是正确的：（a）(H2O,g)=(C2H5OH,g) （b）(H2O,g)=(H2O,l)（c）(H2O,g)=(C2H5OH,l) （d）(H2O,l)=(C2H5OH,l) (答案)b （气液平衡时，某物质的两个相中的化学势相等）5对于平衡态的凝聚相体系,压力 P表示什么含义?（a）101.3kPa （b）外压（c）分子间引力总和 （d）分子运动动量改变量的统计平均值 (答案)b6二元凝聚物系相图中, 物系组成的点与相点合一的是在 :（a）单相区 （b）两相平衡区 （c）三相线上 （d）低共熔点 (答案)a7水蒸气蒸馏的原理是互不相溶的双液系，其总蒸气压 p，因此互不相溶双液系的沸点：（a）低于任一组分的沸点 （b）高于任一组分的沸点（c）介于 A、B 两纯物质沸点之间 （d）无法判定 (答案)a不互溶双液系的特点:如果A，B 两种液体彼此互溶程度极组小，以致可忽略不计。则A与B共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样，液面上的总蒸气压等于两纯组分饱和蒸气压之和。即： （换句话说，用水