淮海工学院物理化学习题课多组分和化学平衡.ppt

1.下列各式属于偏摩尔量的是：（）。,（）,（）,（）,2.有下述两种说法：(1)自然界中,风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域(2)自然界中,水总是从化学势高的地方流向化学势低的地方 上述说法中,正确的是：()(A)(1);(B)(2);(C)(1)和(2);(D)都不对,一、选择题,3.下列关于偏摩尔量的理解,错误的是：（）。(1)只有广度性质才有偏摩尔量;(2)偏摩尔量是广度性质;(3)纯物质的偏摩尔量就是其摩尔量。4.在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A)和纯水(B)。经历若干时间后，两杯液面的高度将是：()(A)A 杯高于 B 杯(B)A 杯等于 B 杯(C)A 杯低于 B 杯(D)视温度而定,5.在相平衡体系中，某组分 B 在其中一相的饱和蒸气压为 pB，则该组分在所有相中的饱和蒸气压都是 pB,此话对吗？(气相可当作理想气体),6.298 K,p下,苯和甲苯形成理想液体混合物,第一份溶液体积为2 dm3,苯的摩尔分数为0.25,苯的化学势为1,第二份溶液的体积为1 dm3,苯的摩尔分数为0.5,化学势为2,则：()(A)12(B)12(C)1=2(D)不确定,8.纯溶剂中加入非挥发性溶质后，沸点升高。该溶液中溶剂的化学势比未加溶质前：()（A）升高（B）降低（C）相等（D）不确定,7.理想溶液具有一定的热力学性质。在下面叙述中哪个是错误的。()(A)mixV=0(B)mix F=0(C)mix H=0(D)mix U=0,1.对于化学平衡，以下的说法中错误的是：（1）化学平衡态就是化学反应的限度；（2）化学平衡系统的热力学性质不随时间而 变；（3）化学平衡时各物质的化学势相等。,2.在通常温度，NH4HCO3(s)可发生分解反应：NH4HCO3(s)=CO2+H2O(g)+NH3(g)现把1 kg 和20 kg NH4HCO3(s)分别装入两个预先抽空的小型密闭容器A和B中，在一定温度下经平衡后：（）。（1）两容器中的压力相等；（2）A内的压力大于B内的压力；（3）B内的压力大于A内的压力；（4）须经实际测定后才能判定哪个容器内 的压力大。,3.影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为：（）。,(1)催化剂；(2)温度；(3)压力。,4.反应 SO2(g)+0.5O2(g)=SO3(g)，K1；2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)，K2；则K1与 K2 的关系是：（）。(1)K1=K2；(2)(K1)2=K2；(3)K1=(K2)2。,5.在等温等压下，化学反应达平衡时，下列诸式中何者不一定成立（）?（1）；（2）；（3）；（4）。,6.等温等压下，某反应的=5 kJmol-1 该反应：（）。（1）能正向自发进行；（2）能反向自发进行；（3）方向无法判断；（4）不能进行。,7.已知反应CuO(s)=Cu(s)+1/2 O2(g)的，则该反应的 将随温度的升高而：()。(1)增大；(2)减小；(3)不变。,二、是非题1、化学反应的标准平衡常数K与反应的压力无关。是不是？（）2、化学反应的标准平衡常数K是量纲一的量。是不是？（）3、某一反应在等温等压且无非体积功的条件下rGm 0,则该反应不能正向进行。是不是？（）4、当一个化学反应处于平衡状态时，反应的标准摩尔吉布斯函数rG=0。是不是？（）5、等温等压且不涉及非体积功条件下，一切吸热且熵减小的反应,均不能自动发生。是不是？（）6、由rGm=RTlnK，因为K是平衡常数，所以rGm是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。是不是？（）,7、热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。是不是？8、如果一个化学反应的rHm 不随温度变化，则其rSm 也不随温度变化，是不是？9、对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。是不是？10、理想气体反应，等温等压条件下添加惰性组分时，平衡肯定不移动。是不是？11、理想气体反应，等温等容条件下添加惰性组分时，平衡将向体积减小的方向移动。是不是？,计算题,1.在1120 下用H2还原FeO(s)，平衡时混合气体中H2 的摩尔分数为0.54，求FeO(s)的分解压力，已知同温度下：2 H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，=3.4 10-13(p=100 kPa),解:H2(g)+FeO(s)Fe(s)+H2O(g)(1)平衡：0.54 1-0.54,H2O(g)H2(g)+O2(g)(2)式(1)+式(2)：FeO(s)Fe(s)+O2(g)(3)K3=p(O2)/p1/2=K1K2=4.96710-7分解压力 p(O2)=(4.96710-7)2105 Pa=2.4710-8 Pa。,2、FeSO4(s)于929 K 下进行以下分解反应：2FeSO4(s)=Fe2O3(s)SO2(g)SO3(g)平衡时，系统的总压力p=91 192.5 Pa。（1）计算在929 K 下，上述反应的K；（2）若在烧瓶预先放入60 795 Pa的SO2(g)，再放入过量的FeSO4(s)，在929 K下反应达平衡，计算系统的总压力。(p=100 kPa),解:(1),而 p(SO2)=p(SO3)p=p(SO2)+p(SO3),(2)2FeSO4(s)=Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)开始时：p(SO2)=60 795 Pa平衡时：p(SO2)+x Pa x Pa,则,x2Pa2+p(SO2)xPa K(p)2,故 p(总)=p(SO2)+x Pa+x Pa=113 207 Pa,x=26 206,3.已知有关数据如下表：,而且在298373 K之间,fHm(T)及fSm(T)均可近似视为与T无关。求(1)101 325 Pa，371.0 K 时的K；(2)101 325 Pa，371.0 K 时，系统中H2O的摩尔分数x(H2O)=0.6500的H2O和CO2混合气体，能否使NaHCO3避免分解？(p=100 kPa),解:2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),Hm(298 K)=128.5 kJ mol-1=Hm(371 K),Sm(298 K)=335J mol-1K-1=Sm(371 K),Gm(371 K)=Hm(371 K)-371KSm(371 K),=(128.5 371.00.3350)kJ mol-1=4 215 J mol-1,(2)Jp=p(H2O)/pp(CO2)/p,因为 Jp K,所以 不能避免NaHCO3分解。,4.银可能受到H2S气体的腐蚀而发生下列反应：H2S(g)+2Ag(s)Ag2S(s)+H2(g)已知298 K和100 kPa压力下，Ag2S(s)和H2S(g)的标准生成Gibbs自由能 分别为-40.26 kJmol-1和-33.02 kJmol-1。试问：在298 K和100 kPa压力下，(1)在H2S(g)和H2(g)的等体积的混合气体中，Ag是否会被腐蚀生成Ag2S(s)？(2)在H2S(g)和H2(g)的混合气体中，H2S(g)的摩尔分数低于多少时便不至于使Ag发生腐蚀？,解：(1)H2S(g)+Ag(s)Ag2S(s)+H2(g),Jp=1 lnJp=0,Ag会被腐蚀生成Ag2S(s),（2）设H2S(g)的量分数数为x，H2(g)的为1-x,x 0.051,5.用空气和甲醇蒸气通过银催化剂制备甲醛，在反应过程中银逐渐失去光泽，并且有些碎裂。试根据下述数据，说明在823 K及气体压力为100 kPa的反应条件下，银催化剂是否有可能被氧化为氧化银？已知298KAg2O(s)的:=-11.2 kJmol-1，=-31.05 kJmol-1，O2(g)，Ag2O(s)，Ag(s)在298823 K的温度区间内的平均定压摩尔热容分别为：29.36 Jmol-1K-1,65.86 Jmol-1K-1，25.35 Jmol-1K-1。,解：2Ag(s)+(1/2)O2(g)Ag2O(s),Jp=1，rGm=0，不能生成Ag2O(s)。,6.在448688 K的温度区间内，用分光光度计研究下面的气相反应：I2(g)+环戊烷(g)=2HI(g)+环戊二烯(g)得到标准平衡常数与温度的关系式为：试计算(1)在573 K时反应的，,和；(2)若开始以等物质的量的I2(g)和环戊烯(g)混合，温度为573 K，起始总压为100 kPa，求达平衡时I2(g)的分压；(3)起始总压为1000 kPa，求达平衡时I2(g)的分压。,解：（1）,对应项相等，,(2)T=573 K时 I2+环戊烷 2HI+环戊二烯,开始 0.5p 0.5 p 0 0平衡 0.5 p-p 0.5 p-p 2p p,(3),1.欲配置2 dm3物质的量分数为0.30的甲醇(A)的水(B)溶液作为防冻剂，则需要298 K时纯甲醇和水的体积各多少？已知xA=0.30的甲醇水溶液中甲醇的偏摩尔体积VA=38.632 cm3mol-1；水的偏摩尔体积VB=17.765 cm3mol-1。纯甲醇的摩尔体积V*m(A)=40.722 cm3mol-1，纯水的摩尔体积V*m(B)=18.068 cm3mol-1。,解：设甲醇(A)和水(B)的总的物质的量为nV=nAVA+nBVB=nxAVA+nxBVB2000 cm3=n0.3038.632 cm3mol-1+n0.7017.765 cm3mol-1 n=83.246 mol,需甲醇 V*(A)=nAV*m(A)=83.246 mol0.340.722 cm3mol-1=1017 cm3需水 V*(B)=nBV*m(B)=83.246 mol0.718.068 cm3mol-1=1053 cm3,2.288 K时，1 mol NaOH溶在4.559 mol H2O中所成溶液的蒸气压为596.5 Pa。在该温度下，纯水的蒸气压为1705 Pa，求：（1）溶液中水的活度等于多少？（2）在溶液中和在纯水中，水的化学势相差多少？,解：对溶剂以同温度的纯态为标准态,（2）,（1）,3.在298.15 K时，要从下列混合物中分出1 mol的纯A，试计算最少必须作功的值。（1）大量的A和B的等物质的量混合物；（2）含A和B物质的量各为2 mol的混合物。,在体积恒定为0.12m3的反应器中存在理想气体的化学平衡A(g)2B(g)已知500K时A(g)和B(g)的平衡分压分别为38.20kPa和61.80kPa。反应焓rHm=10.0kJmol-1，cv,m(A)=2.5R，cv,m(B)=1.5R,此时A和B的标准熵为80和60Jmol-1K-1。将上述平衡系统恒容加热到600K，求此过程的Q、U、H、S、G。,1mol水与1mol水蒸气（理想）在373.15K,101.325kPa下气液两相平衡，若将该两相系统绝热可逆膨胀到353.15K的终态，试求 353.15K水的饱和蒸气压和过程的体积功。已知 373.15K时水的摩尔蒸发热为40.67kJmol-1，水和水蒸气在353.15K373.15K之间的平均摩尔恒压热容分别为75.75 Jmol-1K-1及34.16 Jmol-1K-1，计算时可忽略外压对水的蒸发热的影响。,有奖征答,