《材料化学》复习题

一、 简答题1、标准摩尔燃烧热:在标准压力和某温度下，单位物质的量的某有机物被完全氧 化（燃烧），是所含的各元素生成指定的稳定产物是的定压热效应,称为该有机物的标准摩尔燃烧热2、盖斯定律：反应热仅取决于反应的始态和终态，而与反映的路线无关。

3、反应热效应：在热化学中，当体系的始态和终态温度相同，而且在反应过程中只做体积功时，发生化学反应所吸收或放出的热。

4、标准摩尔熵：在标准状态下，单位物质的量的物质B 在T 时的熵值。

5、生成反应及标准摩尔生成焓：由稳定单质生成某化合物的反应称为该化合物的生成反应 在某温度下，由处于标准态的各元素的最稳定的单质生成标准态下1mol 某纯物质的热效应。

6、化学势)(,,)(B j n P T BB j n G ≠∂∂=μ的含义：当熵、体积及除B 组分外其他各物质的量（n j ）均不变时，增加dn B 的B 种物质则相应的增加内能dU. 7、偏摩尔量≠∂=∂j B ,m T ,P ,n (j B )B G G ()n 的含义:组分B 的各偏摩尔量，实际就是定温定压下加入1molB 于大量的均匀体系中该量的增加。

8、相律：表达相平衡体系中相数（ϕ）、独立组分数（c ）和自由度数（f ）及影响平衡的外界因素的定量关系式。

9、一级相变：当处于平衡状态的两相，其吉布斯自由能对p 或t 的一级导数不相等的相变。

10、二级相变及其特点：若两相的吉布斯自由能对温度或压力的一级导数相等，但二级导数发生不连续变化的相变。

特点：没有体积变化、没有相变潜热、αv 、k T 和c p 发生变化。

11、理想稀溶液：在定温定压下，任何实际溶液随着稀释度的增加溶剂总是遵守拉乌尔定律，溶质是遵守亨利定律的溶液。

12、拉乌尔定律：溶液中溶剂的蒸气压，等于纯溶剂在同一温度下的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。

13、亨利定律：在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气压达到平衡时在气相中的分压与该组分在液相中的浓度呈正比。

14、实际溶液：除极稀溶液外，在大部分浓度范围内溶剂不遵守拉乌尔定律，溶《材料化学》 复习题质不遵守亨利定律的溶液。

15、活度：表示实际溶液与理想液体混合物的偏差。

16、超额函数：衡量整个溶液的非理想程度。

17、比表面吉布斯自由能与表面张力：在定稳定压下，可逆的增加单位表面积引起的体系吉布斯自由能的增量。

18、表面活性物质：发生正吸附的溶质。

19、丁铎尔效应：当一束汇聚的光线通过溶胶时，从与光束垂直的侧面方向观察，可以看到一个发光的圆锥体。

20、扩散双电层：固体的表面电荷与反离子构成平行的两层，距离约等于离子半径。

21、溶胶具有稳定性的主要原因：（1)动力学稳定性反抗重力作用；（2）胶粒电荷产生的斥力；（3）溶剂化所引起的机械阻力；二、计算与分析题1、水在正常凝固点273K 时的凝固热为6004J/mol,水和冰的摩尔定压热容分别为C p,m (水)=75.3J/(mol .K)，C p,m (冰)= 36.8J/( mol .K)， 求下列过程的熵变△S ， (1) 273K, 101.325kPa 下1.00mol 水结成冰； (2) 263K, 101.325kPa 下1.00mol 水结成冰。

2、试用盖斯定律计算固态Zn 、S 和氧气反应生成固态ZnSO 4 的反应热效应。

已知反应式 (a))()(21)(2s ZnO g O s Zn =+、(b))()()(22g SO g O s S =+、 (c))()(21322g SO g O SO =+、 (d))()()(43s ZnSO g SO s ZnO =+ 的反应热效应分别为-350.5kJ·mol -1、-296.8 kJ·mol -1、-98.9kJ·mol -1 和－236.6kJ·mol -1。

3、如图所示，为二组分A和B固态部分互溶、液态完全互溶体系的液、固平衡相图，请标出并说明各相区的组成相。

说明C、D、E、F、G点以及曲线CD、DE、FG、HF和GI的意义，用相律说明曲线CD、DE及点D的自由度数。

说明相点N 在温度降低的过程中，相的系出过程及相成份的变化规律。

答：C：A的熔点 D：三相共存的共晶点 E：B的熔点F：B在A中的最大溶解度点 G：A在B中的最大溶解度点CD和DE:结晶开始曲线或液相线 HF和GI：结晶终止曲线或固相线FG：共晶线，当冷却达到共晶线温度时，同时析出两种固溶体CD线：f=2-2+1=1 DE线：f=2-2+1=1 D点：f=2-3+1=0过程：从N开始冷却，温度下降到与DE线相交时开始析出β相，为l、β两相共存，且随着温度的下降β相中的A含量逐渐增大；温度下降到与FG线相交时开始析出α相，为l、β、α三相共存；温度下降到FG以下时为β、α两相共存，且随着温度的下降β中的A含量逐渐减小，α中的B含量逐渐较小。

4、质量分数为0.03的甲醇（CH3OH）水溶液，在p＝101.3kPa下，其沸腾温度为87.15℃，在该温度下，纯水的饱和蒸气压为90.7kPa, 计算在87.15℃时，甲醇的摩尔分数为0.01时的水溶液的蒸气压及蒸气中甲醇的摩尔分数。

5、水的表面张力与温度的关系为σ =75.64-0.14t , 今将10kg 纯水在303K 及101325Pa 条件下定温度定压可逆分散成半径r =10-8m 的球形雾滴，计算：(1) 环境所消耗的非体积功；(2) 小雾滴的饱和蒸气压；(3) 该雾滴所受的附加压力。

已知303K 、101325Pa 时，水的密度为995kg/m 3,不考虑分散度对水表面张力的影响。

6、试以液态纯金属的结晶过程为例，说明新相生成过程中所涉及到的表面问题，说明晶粒在形成和长大过程中的能量关系。

P1067、在T ＝0K 时，纯物质晶体的熵值为零，试分别写出某纯物质在固体状态、液体状态和气体状态时的熵计算式。

已知该物质晶体的熔化点为T f ，沸点为T b ，固态、液态和气态的摩尔定压热容量分别为c p.m (s)、c p.m (l)和c p.m (g),摩尔熔化热和蒸发热分别为m fus H ∆和m vap H ∆。

8、298.15K 时，反应13220.33)(2)(3)(-⋅-=∆=+mol kJ G g NH g H g N m r θ 将反应物和生成物均看成是理想气体。

试求：(1) 298.15Ｋ时反应的平衡常数θp K ；(2) 各物质之间物质的量之比为2:3:1::322=NH H N ，总压为100.0kPa 时，计算反应的摩尔吉布斯自由能变，并判断反应自发进行的方向。

9、如图所示，为水和酚二组分液体部分互溶体系的液、液平衡相图，试回答问题：(1) 曲线AK 和BK 的含意；(2)体系的温度为t 1时(如图所示)，在体系中的酚含量由0%逐渐增加到100%的过程中，体系中的相组成是如何变化的？(3) 指出体系点O 的组成相及组成相的酚含量，计算体系中相含量的相对比值。

（1）AK ：酚在水中的饱和溶解度曲线BK ：水在酚中的饱和溶解度曲线（2）在该温度下，向水中加入纯酚，开始时全部溶于水形成均匀地不饱和溶液；继续向水中加酚，物系点沿水平线FC 向右移动，当到Ｃ点时，酚在水中的溶解达到饱和，FC 段是单一液相．继续加酚，此时酚含量超过溶解度，开始出现新液相，相点为E ；继续加酚，物系点由C 向E 移动，两液层成分保持不变，但C 液层逐渐减少E 液层逐渐增多，CE 段体系为两相平衡共存；继续加酚，使物系点到达E 时，富水层消失；再加酚体系又变成单一液相，此液相为水在酚中的不饱和溶液。

10、 类比推倒稀溶液凝固点下降值计算公式的方法，试推倒出稀溶液沸点升高值的计算公式：*b B b vap m AR(T )n T H (A)n ∆=∆2。

11、电子工业上常常在陶瓷表面烧银，以形成欧姆接触电极。

必要条件是高温下液态的银能润湿陶瓷表面。

今设在1000℃下各物质的表面张力为：(),/1010002m N -⨯=-固气陶瓷σ,(),/109203m N Ag -⨯=-液气σ,(),/1017703m N Ag --⨯=-固液陶瓷σ,试计算铺展系并说明液态银能否在陶瓷表面上润湿。

12、试以纯净液态物质的沸腾为例，说明新相生成过程中所涉及到的表面问题，说明过热形象形成原因。

13、如果化学反应在标准状态和298K温度下进行，试写出计算化学反应吉布斯函数变的表达式。

如果化学反应是在T温度下进行，计算式又为如何?反应物和生成物的标准摩尔燃烧热、标准生成吉布斯函数变以及定压摩尔热容量均为已知。

14、根据Ni-Cu体系相图，回答下列问题：(1)含Ｎi50%的熔体，使之从1400℃冷却到1200℃,问在什么温度有固体析出？此时析出的固相组成如何？最后一滴熔液凝结时的温度是多少？此时熔液的组成如何？(2)试问把30%Ni的合金250克冷却到1200℃时，Ni在熔化物和固体中的数量各为若干?15、在将n种纯液体在定温、定压下混合形成理想液体混合物的过程中，体系的体积、热力学内能、热焓、熵以及吉布斯自由能如何变化？并用理想液体混合物的定义式证明之。

16、在黄河入海口，人们可以看到大片的淤泥摊地，这是由于河水携带的大量泥沙沉降的结果。

试用溶胶的相关知识说明为什么河水中的泥沙在入海口处更容易聚沉。

答：泥沙在河水中分散形成溶胶。

溶胶粒子具有双电层层结构，加入少量电解质时，扩散双电层厚度大，因而斥力大，溶胶稳定；但电解质过多时反离子进入紧密层较多，扩散层变小，电势下降，使溶胶聚沉。

河水中盐的含量较少，泥沙不易聚沉，而海水中盐分含量较多，因而在入海口处泥沙在海水中盐的作用下发生聚沉。

17、已知溶液中的溶质为不挥发性溶质，则溶液的沸点与该溶液的纯溶剂相比是降低了还是升高了？说明原因并计算沸点的变化值。

设*T为纯溶剂的沸点，M Ab为熔剂的摩尔质量，)是溶剂的摩尔蒸发热，b B为溶液的质量摩尔浓度。

H(Avapm18、理想溶液、稀溶液以及实际溶液有何区别?分别写出这三种溶液的溶剂和溶质的化学势表达式。

19、什么是胶体分散体系?何为溶胶体系?溶胶的性质包括哪几方面？请详细说明。

答：至少有两相组成的体系称为分散体系，其中形成粒子的相称为分散相，为不连续相；分散粒子所处的介质称为分散介质，即连续相。

溶胶体系：分散相大小在0.1μm~1nm之间的分散体系20、利用丁铎尔效应可以设计一种能测量溶胶粒子大小和浓度的仪器，称为乳光计。

试述其工作原理。

21、写出Kelvin方程，并根据该方程分析在液体和温度一定的情况下，当液面为水平面、凸面和凹面时，液体饱和蒸气压之间的关系。

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