物理化學一習題集-資料下載頁

　　

【正文】 5 Pa、 95℃沸騰時的液體組成。 t / ℃ *A/p kPa *B/p kPa 90 100 5. 設 苯 和 甲苯 組成理想溶液。 20℃時純苯的飽和蒸氣壓是 ， 純甲苯的飽和蒸氣壓是 kPa。把由 1 mol 苯（ A） 和 4 mol 甲苯（ B） 組成的溶液放在一個帶有活塞的圓筒中，溫度保持在 20℃ 。開始時活塞上的壓力較大，圓筒內為液體。若把活塞上的壓力逐漸減小，則溶液逐漸汽化。 1) 求剛出現氣相時蒸氣的組成及總壓； 2) 求溶液幾乎完全汽化時最后一滴溶液的組成及總壓； 3) 在汽化過程中，若液相的組成變為 xA=，求此時液相及氣相的數量。 6. 醋酸 （ B） 和水 （ A） 的溶液的正常沸點與液相組成、氣相組成的關系如下： t / ℃ 100 Bx 0 1 Ax 0 1 1）試作 101325kPa 下的恒壓相圖； 2） 由圖確定 ? 時溶液的沸點； 3） 圖確定 ? 時蒸氣的露點； 4） 圖確定 105℃時平衡的氣、液相組成； 27 5） 把 B 和 A 所組成的溶液加熱到 105℃，求此時氣相及液相中 B 的物質的量。 7. Ca(B) 和 Mg(A) 能形成穩定化合物。該二元系的熱分析數據如下： Bw 0 1 冷卻曲線轉折點溫度 /℃ 610 514 700 721 650 466 725 冷卻曲線水平段溫度 /℃ 651 514 514 514 721 466 466 466 843 1） 畫出相圖； 2） 求穩定化合物的組成； 3） 將 ? 的混合 物 700 g 熔化后，冷卻至 514℃前所得到的固體最多是多少？ 8. 苯和萘的熔點分別為 ℃ 和 ℃ ，摩爾熔化熱分別為 mol? 和 mol? ，苯和萘可形成低共熔混合物的固相完全不互溶系統，求出該系統的低共熔點的組成和溫度，并給出相圖草圖（設溶液是理想的）。 9. A 和 B 可形成理想液態混合物，在 80℃ ，有 A 與 B 構成的理想混合氣體，其組成為 By ，在此溫度下，等溫壓縮到 1 ?總時，出現第一滴液滴，其液相組成 1 ?B，繼續壓縮到 ?總 2，剛好全部液化，最后一氣泡的組成 ?B2。 1）求在 80℃ 時，純 A 與純 B 的飽和蒸氣壓與最初的理想混合氣體的組成。 2）根據以上數據，畫出 80℃ 時 A 與 B 的壓力 組成示意圖，并標出各區域的相態與自由度數。 10. 有兩種物質 A、 B，其熔點分別為 80℃ 、 150℃ ,能形成 穩定化合物 AB（熔點為 100℃ )及不穩定化合物 AB3 ， AB3 于 110℃ 時分解，得到固體 B 及含 B 為 （摩爾分數，下同）的液態混合物。已知該系統有兩個最低共熔點 (， 70℃ )， (， 96℃ )。 1) 試畫出該系統相圖的大致形狀； 2) 有 1mol（ 含 xB=） 的混合物冷卻，問首先析出的物質是什么？最多可得到多少該物質？ 11. 實驗測得三氯甲烷 (A)和丙酮 (B)混合物在 下的數據如下。試回答： t /℃ 28 xB 0 1 By 0 1 1) 純三氯甲烷的正常沸點是多少？ 2) 此混合物是正偏差系統還是負偏差系統 ? 3) 組成為 B ? 的混合物稱為什么？ 4) 將 B ? 的混合物加熱至沸騰，逸出的第一個氣泡的組成是什么 ?若將此混合物在具有足夠塔板數的精餾塔中精餾，塔頂和塔底各得到什么？ 5) 如需用精餾的方法得到純三氯甲烷，進料混合物的組成應如何控制？ 6) 使 1mol B ? 的混合物在 ℃ 和 下達到氣液平衡，氣相組成、液相組成各為多少？氣相、液相的物質的量各為多少？ 參考答案 1. 1) K=2 ， φ =1， f =3 。 2) K=2 ， φ =2 ， f=2 。 3) K=2 ， φ =3 ， f= 1 。 4) K=2 ， φ =4 ， f= 0 。 5) K=3 ， φ =2 ， f= 3 。 6) K=4 ， φ =2 ， f=4 。 7) K=4 ， φ =3 ， f=3 。 8) K=3 ， φ =2 ， f= 1 。 9) K=3 ， φ =2 ， f= 2 。 2. 1) A=， B=； 2） mol1； 3） 3. 1） ； 2） Q=， ΔU=， ΔH=， ΔS=K1， ΔA=， ΔG= 4. 7, 3xx?? 5. 1） 6 , 4yy?? 2） 9 , 1xx??； ? 29 3） 7 m ol , 3 m olnn?? 6. 1） 圖從略。 2） ℃ 3） ℃ 4） 4 , 7xy?? 5） 氣相中 B 的物質的量 mol 液相中 B 的物質的量 mol 7. 1） 圖從略。 2） Ca3Mg4 3） S 408 gm ? 8. ( ) 0. 86 5 , 27 0 KxT??苯 ，圖從略。 9. 1） *A ? ， *B 100kPap ? ， B ? ； 2） 圖從略。 10. 1） 圖從略 2） 首先析出純固體 B，最多可得到 mol的固體 B。 11. 1） ℃ 2） 負偏差系統。 3） 恒沸混合物。 4） B ? ；塔頂得到純丙酮，塔底得到恒沸混合物。 5） B ? 。 6） 氣相組成 B ? ，液相組成 B ? ；氣相、液相的物質的量分別為 mol 和 mol。 30 第 六 章 化學平衡 一、 填空題 1. 范特荷夫等溫方程 mm( ) G ( ) lnr r pG T T R T Q? ? ? ?中，表示系統標準狀態下性質的是 ，用來判斷反應進行方向的是 ，用來判斷反應進行限度的是 。 2. 根據理論分析填表（只填“向左”或向右“向右”） 升高溫度 （ p不變） 加入惰性氣體 （ T， p不變） 升高總壓 （ T不變 ） 放熱 B( ) 0g? ?? 吸熱 B( ) 0g? ?? 吸熱 B( ) 0g? ?? 3. 反應 22C ( s) + H O ( g) C O ( g) + H ( g) ?在 400℃時達到平衡， 1mH m olr ?? ? ?，則可采取 、 、 、 、 措施使平衡向右移動 。 參考答案 1. m()rGT? ； mG ( )r T? ； m()rGT? ； mG ( )r T? 2. 升高溫度 （ p不變） 加入惰性氣體 （ T， p不變） 升高總壓 （ T不變） 放熱 B( ) 0g? ?? 向左 向右 向左 吸熱 B( ) 0g? ?? 向右 向左 向右 吸熱 B( ) 0g? ?? 向右 向右 向 左 3. 減小總壓；增大水蒸氣分壓；定溫定壓下加入惰性氣體 N2（ g） ；及時將 CO 和 H2措 施 平 衡 移 動 方 向 反 應 特 性 措 施 平 衡 移 動 方 向 反 應 特 性 31 移走；升高 溫度。 二、 判斷和改錯 1. 任何一個化學反應都可以用 mrG? 來判斷其反應進行的方向。 2. 在等溫、等壓不作非體積功的條件下，反應的 m 0rG??時，若值越小，自發進行反應的趨勢也越強，反應進行得越快。 3. 某化學反應的 mrG? 若大于零，則 K 一定小于 1。 4. 理想氣體反應 A+B=2C，當 pA=pB=pC時， mrG? 的大小就決定了反應進行方向。 5. 標準平衡常數的數值不僅與方程式的寫法有關，而且還與標準態的選擇有關。 6. 在給定溫度和壓力下發生的 PCl5 分解反應，只須測定平衡時混合氣體的密度就可以求知平衡常數了。 7. 因 K=f（ T） ，所以對理想氣體的化學反應，當溫度一定時，其平衡組成也一定。 8. 溫度 T 時，若 K=1，說明這個反應在此溫度，壓力為 100kPa 的條件下已達到平衡。 9. 一個已達平衡的化學反應，只有當標準平衡常數改變時，平衡才會移動。 10. 因 ()BKa??? ，所有化學反應的平衡常數狀態隨化學反應計量系數而改變。 參考答案 1. ； m 0rG??只能用來判斷方向。 2. ； 熱力學中無時間量，因而無快慢。 3. ； 4. √； 5. √； 6. √； 7. ； 平衡組成與壓力和惰性組分有關 8. ； 9. ； 改變壓力和惰性組分也可使平衡移動。 10. ； 平衡狀態與方程式的書寫方式無關。 三、 選擇題 1. 在 900℃ 時氧化銅在密閉的容器中分解，其反應為 222Cu ( s) Cu O ( s) + O ( g)， 測定 32 的平衡時氧氣的壓力為 1671． 9Pa，則反應的平衡常數 pK 為： A． B． C． 2. 在溫度 T 時，將純固體 A2B 放入抽空容器中，則 A2B 發生分解2 2 22A B ( s) 2A ( g) + B ( g) ， 當系統達平衡時，測得在壓力為 p，則平衡常數 pK 為 A． 319 pp?????? B． 349 pp?????? C． 3427 pp?????? 3. 已 知 25℃ 時，2 1 1m ,Cu O ( S) = 93 .7 J m ol KS ??， 1 1m ,Cu (S) = 33 .5 J m ol KS ??，2 1 1m ,O ( g ) = 20 5. 0J m ol KS ??，則反應 222C u( s) + O ( g) C u O( s)的 rmS? 為 A． mol1K 1 B．－ mol1K 1 C．－ mol1K 1 4. 下列化學反應平衡常數關系表達式正確的是 A． ( / )xK K p p ??? B． ( / )xK K p p ???? C． ( / )CK K RT p ??? 5. 對于理想氣體反應溫度對標準平衡常數的影響，其定量關系式可表示為 A． ln mHKCRT?? ? ? B． 12 1 211ln mHKK R T T T????????? C．2ln mHdKdT RT?? 6. 對于理想氣體反應 a A + b B g G+hH 其標準平衡常數為 A． ghGHabABppK pp? B．ghG HabABp pppKpppp? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? C．abABghG HppppKp ppp? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 7. 某理想氣體反應， 298K A + B C + D， 2pK ? ，若起始壓力為 pA＝ 101325Pa，pB＝ 33775Pa， pC＝ 202650Pa，則反應自發進行的方向為 ： 33 A． 正向 B． 逆向 C． 處于平衡 8. 加催化劑使化學 反應的下列物理量中哪些不改變 ： A． 反應熱 B． 平衡常數 C． 速率常數 9. 影響理想氣體化學反應標準平衡常數 K 的因素有 ： A． 壓力 B． 溫度 C． 催化劑 10. 設反應 A(s)=D(g)+G(g) 的 1m ( J m ol ) 45 00 11 ( K )r GT?? ? ? ? ?，要防止反應發生，溫度必須： A． 高于 409K； B． 低于 136K； C． 高于 136K 而低于 409K； D． 低 409K。 11. 已知下列反應的平衡常數： H2（ g） +S（ s） =H2S（ s） ① K1； S（ s） +O2（ g） =SO2（ g）② K2。則反應 H2（ g） +SO2（ g） =O2（ g） +H2S（ g） 的平衡常數為： A． K1+K2； B． K1K2； C． K1K2； D． K1/K2。 12. 恒溫下某氧化物分解反應： 22A O (s )=A (s)+ O (g )的平衡常數為 K