物化第5章

合集下载

物化第五章习题A卷

物化第五章习题A卷

A 卷一、选择题1. 用什么仪器可以区分固溶体和低共熔混合物? ( )(A)放大镜 (B)超显微镜 (C)电子显微镜 (D)金相显微镜2. 已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K ,乙醇的沸点是351.6 K ,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K .今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气液平衡后,气相中含乙醇为y 2,液相中含乙醇为x 2。

问:(1) 下列结论何者正确?( )(A) y 2>x 2 (B) y 2=x 2 (C) y 2<x 2 (D) 不确定(2) 若将上述溶液精馏,则能得到( ) (A) 纯苯 (B) 纯乙醇(C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯乙醇和恒沸混合物3. 当乙酸与乙醇混合反应达平衡后,体系的独立组分数 C 和自由度 f 应分别为: ( )(A) C = 2,f = 3 (B) C = 3,f = 3 (C) C = 2,f = 2 (D) C = 3,f = 44. 在一个密封的容器中装满了温度为373.15 K 的水,一点空隙也不留,这时水的蒸气压:( )(A)等于零 (B)等于101.325 kPa (C)小于101.325 kPa (D)大于101.325 kPa5. 恒沸混合物在气、液两相平衡共存时的自由度为: ( )(A)0 (B)1 (C)2 (D)36. 某气体服从状态方程pV p nRT ()1-=β,β为与气体性质和温度有关的常数。

根据相图和相律可知,该气体在气相区、气液共存区、临界点时的自由度分别为:( )(A)3,2,1 (B)3,1,0 (C)2,1,0 (D)2,1,17. N 2的临界温度是124 K ,如果想要液化N 2就必须: ( )(A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力(C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度8. 硫酸与水可形成H 2SO 4·H 2O (s )、H 2SO 4·2H 2O (s )、H 2SO 4·4H 2O (s )三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( )(A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。

物化作业课后答案

物化作业课后答案

第一章 化学热力学基础1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中,为什么要用环境的压力e P ?在什么情况下可用体系的压力体P ? 答:在体系发生定压变化过程时,气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中,可用体系的压力体P 代替e P 。

1-2 298K 时,5mol 的理想气体,在(1)定温可逆膨胀为原体积的 2 倍; ( 2 )定压下加热到373K ;(3)定容下加热到373K 。

已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。

计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。

解 (1) △U = △H = 0 kJ V V nRT W Q 587.82ln 298314.85ln12=⨯⨯==-= 11282.282ln 314.85ln-⋅=⨯==∆K J V V nR S (2) kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==∆ kJ nC U m V 61.10)298373(,=-=∆ W = △U – Q P = - 3.12 kJ112,07.41298373ln )314.828.28(5ln-⋅=+⨯==∆K J T T nC S m P (3) kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==∆ kJ nC H m P 72.13)298373(,=-=∆ W = 0112,74.31298373ln 28.285ln-⋅=⨯==∆K J T T nC S m V 1-3 容器内有理想气体,n=2mol , P=10P θ,T=300K 。

求 (1) 在空气中膨胀了1dm 3,做功多少? (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ,做了多少功?(3)膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP θ时,气体做多少功?dVp dl A p dl f W ⋅=⋅⋅=⋅=外外外δ解:(1)此变化过程为恒外压的膨胀过程,且Pa P e 510=J V P W e 1001011035-=⨯⨯-=∆-=- (2)此变化过程为恒外压的膨胀过程,且Pa P e 510=n R T P n R T P n R T P V V P V P W e 109)10()(12-=--=--=∆-=θθ J 6.4489300314.82109-=⨯⨯⨯-= (3) Vn R TP dP P P e =≈-=1221ln ln 12121P P nRT V V nRT dV V nRT dV P W V V V V e ==-=-=⎰⎰ kJ PP 486.11101ln 300314.82-=⨯⨯⨯=θ1-4 1mol 理想气体在300K 下,1dm 3定温可逆地膨胀至10dm 3,求此过程的 Q 、W 、△U 及△H 。

湖南大学《无机材料物理化学》课件-第五章 热力学应用

湖南大学《无机材料物理化学》课件-第五章 热力学应用

将经典热力学理论与方法用于如硅酸盐这样 凝聚系统,须注意其理论与方法在凝聚态体系中 应用的特点和局限性。
一、化学反应过程的方向性
化学反应是凝聚态系统常见的物化过程。恒 温、恒压条件下只做膨胀功的开放体系,化学反 应过程沿吉布斯自由能减少的方向自发进行。过 程自发进行的判据为:
GT·P ≤ 0
(5-1)
故不能认为在所有情况下对一过程的热 力学估计就将决定这一过程的实际状况。
特别在硅酸盐系统出现的物化过程中, 动力学因素对热力学分析所得结果有不同程 度的制约。
第二节 热力学应用计算方法
用热力学原理分析硅酸盐系统在等温等压条件 下过程发生的方向或判断产物的稳定性,归结到
是系统自由能变化G的计算。
基于热力学函数不同,计算方法有:
第五章 热力学应用
应用热力学的理论和不多的参数,可 以解决和描述体系过程(如化学反应、相 变等)发生的方向性、平衡条件、体系能 量等问题,避免一些艰巨的、甚至不可能 实现的实验研究。
第一节 热力学在凝聚态体系中应用的特点
凝聚态体系中发生的物化过程与气相体系、 理想溶液体系不同。
凝聚态系统:多相性、质点扩散速度很小, 凝聚态体系中进行的物化过程往往难以达到热 力学真正意义上的平衡,过程的产物常处于亚 稳状态(如玻璃体或胶体)。
CP为一常数(CP=c)以简化G
0 R
计算过程。
此时G0R 与T的函数关系为:
G
0 R
=
H
0R298-
TS
0 R298
+
CPT(ln
298 T
+
1-
298 )
T
(5-11)
当反应前后物质等压热容不变,CP=0。反应源自G 与T关系简化为:G

物化1_7章答案

物化1_7章答案

第一章习题解答1.1物质的体膨胀系数αV与等温压缩率κT的定义如下:试导出理想气体的、与压力、温度的关系解:对于理想气体:PV=nRT , V= nRT/P求偏导:1.2 气柜储存有121.6kPa,27℃的氯乙烯(C2H3Cl)气体300m3,若以每小时90kg的流量输往使用车间,试问储存的气体能用多少小时?解:将氯乙烯(M w=62.5g/mol)看成理想气体:PV=nRT , n= PV/RTn=121600⨯300/8.314⨯300.13 (mol)=14618.6molm=14618.6⨯62.5/1000(kg)=913.66 kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.3 0℃,101.325kPa的条件常称为气体的标准状况,试求甲烷在标准状况下的密度?解:将甲烷(M w=16g/mol)看成理想气体:PV=nRT , PV =mRT/ M w甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w/RT=101.325⨯16/8.314⨯273.15(kg/m3)=0.714 kg/m31.4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g。

充以4℃水之后,总质量为125.0000g。

若改充以25℃,13.33kPa的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g。

试估算该气体的摩尔质量。

水的密度按1 g.cm-3计算。

解:球形容器的体积为V=(125-25)g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体:PV=nRT , PV =mRT/ M wM w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)⨯8.314⨯300.15/(13330⨯100⨯10-6)M w =30.51(g/mol)1.5 两个容器均为V的玻璃球之间用细管连接,泡密封着标准状况下的空气。

若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接细管中的气体体积,试求该容器空气的压力。

第五章 固体废物的物化处理

第五章 固体废物的物化处理

4.1.1 浮选原理
• 天然可浮性对分选的影响
• 天然可浮性差异较小,利用天然可浮性分选物质, 效料中加入浮选药剂, 扩大不同组分的可浮性差异,再通入空气形成无 数细小气泡,使目的颗粒黏附在气泡上,并随气 泡上浮于浆料表面称为泡沫层后刮出,实现目的 物料与其他物料的分离
12NaNbO5+55H2O→7Na2O·6Nb2O3·32H2O+46NaOH NaCN溶液浸出含金废渣 2Au+4NaCN+H2O+1/2O2→2NaAu(CN)2+NaOH
酸性溶剂浸出
• 简单酸浸:适用于某些易被酸分解的金属 氧化物、金属含氧盐及少数的金属硫化物 • 氧化酸浸:氧气或浓硫酸作为氧化剂,使 低价金属离子转化为可溶性离子 • 还原酸浸:浸出变价金属的高价金属氧化 物,采用铁、亚铁、SO2等作为还原剂,使 高价不可溶金属变为低价可溶盐溶出
• • • • • • 物料性质 颗粒的润湿性、大小等 药剂条件 药剂种类、用量、组合等 操作条件 充气量大小、液面高低等
4.1.4 浮选设备
• 浮选机及其基本要求 • 良好的充气作用;搅拌作用;能形成比较 平稳的泡沫区;连续工作便于调节 • 浮选机分类 • 按充气或搅拌分为机械搅拌式浮选机、充 气搅拌浮选机、充气式浮选机和气体析出 式浮选机
固体废物的物化处理
浮选 Flotation 溶剂浸出 Solvent Extraction 固化/稳定化 Solidification & Stabilization
4.1 浮选
• 浮选:是根据不同物质被水润湿程度的差 异而对其进行分离的过程(水处理中称为 气浮,air flotation) • 润湿性:物质被水润湿的程度 • 亲水性物质:易被谁润湿的物质 • 疏水性物质:不易被谁润湿的物质

物化第五版 第五章 习题

物化第五版 第五章 习题

外压为66.9kPa时,水的沸点为361.6K。 时 水的沸点为 外压为 。
习题7 习题7
7.某种溜冰鞋下面的冰刀与冰接触面的长为 某种溜冰鞋下面的冰刀与冰接触面的长为 7.62cm,宽为2.45×10-3。若某运动员体重为 ,宽为 × 60 kg,试求 运动员施加于冰面的总压力; ,试求:(1)运动员施加于冰面的总压力; 运动员施加于冰面的总压力 (2)在该压力下冰的熔点。已知冰的摩尔熔化 在该压力下冰的熔点。 在该压力下冰的熔点 热为6.01kJ·mol-1,冰的正常熔点为273K,冰 热为 冰的正常熔点为 , 和水的密度分别为920kg·m-3和1000kg·m-3。 和水的密度分别为
习题6 习题6
6.通常在大气压力为 通常在大气压力为101.3 kPa时,水的沸点 时 通常在大气压力为 为373K,而在海拔很高的高原上,当大气压 ,而在海拔很高的高原上, 力降为66.9kPa时,这时水的沸点为多少?已 时 这时水的沸点为多少 已 力降为 知水的标准摩尔汽化热为40.67 kJ·mol-1,并 知水的标准摩尔汽化热为 设其与温度无关。 设其与温度无关。
习题17 习题17
习题17 习题17
(1)由题设数据计算气相的组成 B=pB/p总如下表所示 由题设数据计算气相的组成y 如下表所示: 由题设数据计算气相的组成 xB 0 0.05 0.20 0.40 0.60 0.80 0.90 1.00 pB/Pa 0 Pa p总/Pa 3168 yB 0 1440 1813 1893 2013 2653 2584 2901 4533 4719 4786 4653 4160 3668 2901 0.31 0.38 0.39 0.43 0.63 0.70 1 76 42 55 26 77 45

物化习题(上)参考答案

物化习题(上)参考答案

第一章参考答案一、判断题解答:1.第一句话对,第二句话错,如理想气体的等温过程ΔU = 0,ΔH = 0。

2.错,均相系统的V才与总物质的量成正比。

3.错,两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相封闭系统才成立。

4.错,理想气体的U = f(T),U与T不是独立变量。

5.错,绝热压缩温度升高;理想气体恒温可逆膨胀,吸热。

6.第一个结论正确,第二个结论错。

7.错,Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。

8.错,(1)未说明该过程的W'是否为零;(2)若W' = 0,该过程的热也只等于系统的焓变。

9.对。

10.错,这不是理想气体的单纯pVT 变化。

11.错,该过程的p环 = 0,不是恒压过程。

12.错,在升温过程中有相变化。

13.错,H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。

14.错,Δ(pV)是状态函数的增量,与途径无关,也不等于功。

15.错,环境并没有复原。

16.错,无限小过程不是可逆过程的充分条件。

17.错,若有外摩擦力(广义)存在,则不可逆。

18.对。

19.对,。

20.错,一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。

21.错,该条件对服从pV m = RT + bp的气体也成立。

22.错,(∂U/∂V)p≠(∂U/∂V)T。

23.错,U = H - pV。

24.错,标准生成焓没有规定温度的值。

25.错,该过程不是可逆过程。

26.错,理想气体等温可逆压缩时向环境传热温度不变。

27.错,机械搅拌时W’≠0 ;28.错,两个过程的ΔT不同。

二、单选题答案:1. A;2. C;3. D;4. C;5. B;6. C;7. A; 8. A; 9. D; 10.B; 11.A; 12.A;13.A;14.D;15.B;16.A;17.B; 18.D;19.B; 20.A; 21.B; 22.A; 23.C; 24.C;25.B; 26.C; 27.D; 28.B; 29.D; 30.B。

物化(上)答案

物化(上)答案

第一章 气体pVT 性质1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。

试求甲烷在标准状况下的密度。

解:33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气。

若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。

解:方法一:在题目所给出的条件下,气体的量不变。

并且设玻璃泡的体积不随温度而变化,则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=终态(f )时 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=f f ff f f f f f f T T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff f f f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1-8二者均克视为理想气体。

(1压力。

(2)隔板抽去前后,H 2及N 2的摩尔体积是否相同?(3)隔板抽去后,混合气体中H 2及N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干? 解:(1)抽隔板前两侧压力均为p ,温度均为T 。

p dmRT n p dm RT n p N N H H ====33132222 (1) 得:223N H n n =而抽去隔板后,体积为4dm 3,温度为,所以压力为3331444)3(2222dmRT n dm RT n dm RT n n V nRT p N N N N ==+==(2) 比较式(1)、(2),可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p 。

中南大学物化课后习题答案 3章 溶液体系热力学与化学势

中南大学物化课后习题答案  3章 溶液体系热力学与化学势

第5章溶液体系热力学与化学势1.0.022 st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="True" SourceValue="5" UnitName="kg">5 kg Na2CO3·10H2O溶于水中,溶液体积为0.2 dm3,溶液密度为1.04 kg·dm-3,求溶质的质量分数,质量摩尔浓度,物质的量浓度和摩尔分数表示的浓度值。

(答案:wt% = 4.007%,m = 0.3938 mol·kg-1,c = 0.3932 mol·dm-3,x = 7.045×10 –3)解:M Na2CO3 = 105.99×10-3 kg·mol-1M Na2CO3 · H2O = 286.14×10-3 kg·mol-1W(总)= 1.04×0.2 = 0.208kgn Na2CO3= 0.02259/(286.14×10-3)= 0.07863 molW Na2CO3= 0.07863×105.99×10-3 = 8.334×10-3 kgn Na2CO3 ·10 H2O = n Na2CO3 = 0.0225×103/286.14 = 0.07863 molW H2O =(208—8.344)×10-3 = 199.666×10-3 kgn H2O=(199.666×103)/(18.015×103)= 11.083mol质量百分数:wt%=[(8.334×10-3)/0.208] ×100% = 4.007%质量摩尔浓度:m Na2CO3 = 0.07863/(199.666×10-3)= 0.3938 mol·kg-1物质的量浓度:c = n Na2CO3/V = 0.07863/0.2 = 0.3932 mol·dm-3物质的量分数:x Na2CO3 = 0.07863/(0.07863+11.083)= 7.045×10-32.293.15 K时,质量分数为60 %的甲醇水溶液的密度是0.894 6 kg·dm-3,在此溶液中水的偏摩尔体积为1.68×10-2dm3·mol-1。

物化复习题

物化复习题

思考题第一章气体一、填空题1和 。

2图上用 法求取气体常数R 3.要使气体液化,一般需要 和4.在恒压下,为了将某容器中300K 的气体赶出3,需将容器(设容积不变)加热到 K .4505.在300.15K 、200kPa 下,测得Ne 与Ar 混合气体的密度为2.37kg ·m -3。

则混合气体中Ne 的分压力为 kPa 。

104.746.在临界点处等温线的一阶、二阶偏导数 ,即均为零,0,0 =∂∂T m V p )( =∂∂T mV p)(22 7.若不同的气体有两个对比状态参数彼此相当,则第三个对比状态参数 。

大体上具有相同的值 8.对于一定量的组成不变的气体,则∂∂∂∂∂∂V p T pTT V V p )()()(9.恒压下,物质的量恒定的某理想气体,其温度随体积的变化率p VT)(∂∂= 。

10.某实际气体在366.5K ,2067kPa 时临界温度T c =385.0K, 临界压力pc =4123.9kPa 。

则该气体的对比温度T r = ,对比压力pr = 。

11.当液体的蒸气压与外压相当时,液体就开始沸腾,此时的温度称为 . 9.P/nR10.0.952, 0.501 11.沸点1.B 2.C 3.A,C 4.C 5.C D 6.B 7.B 8.A,B,C 9.A,B 10.A 11.C 12.B,D 13.C 二、选择题1.对于实际气体,下列与理想气体相近的条件是( )。

A .高温高压 B.。

高温低压 C 。

低温高压锅 D 。

低温低压 2.理想气体状态方程pV =nRT 包括了三个气体定律,它们是( )。

A .波义尔定律、盖-吕萨克定律和道尔顿定律B .波义尔定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律C .阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律、D .盖-吕萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 3.对于理想气体,下面不正确的是( )。

4.在298.15K,A、B两个抽空的容器中分别为100g 和200g 水。

物化

物化

§ 5.5 二组分系统的相图及其应用
二组分体系相图的一般特征 二组分
f = C –Φ + 2 = 4 – Φ
Φ min= 1, f max= 3, (T,p , x)——立体图;
保持一个变量为常量,从立体图上得到平面截面图 (1)保持温度不变,得 p-x 图 (2)保持压力不变,得 T-x 图 (3)保持组成不变,得 T-p 图 较常用 常用 不常用。
(3)O 点
是三相点(triple point) ,气-液-固三相共存,P=3,F=0。三相点
的温度和压力皆由体系自定。 H2O的三相点温度为 273.16 K,压力为 610.62 Pa。
4.三相点与冰点的区别: (1)三相点:是物质自身的特性,不能加以改变。是纯水在其饱和蒸气压下凝 固点,单组分系统。 (2)冰 点:p=101.325kPa 下,被空气饱和的水的凝固点(273.15K)。由于有 空气溶入,是多组份系统。改变外压,冰点也随之改变。 (3)冰点温度比三相点温度低是由两种因素造成的:1)因水中溶有空气,使凝 固点下降 0.0023℃;2)因外压从 611.0Pa 增加到 101.325 kPa,使凝固点下降 0.0075℃ 。两种结果使冰点比三相点低 0.0098℃。
T1 Δ fusVm = dp T2 Δ fus H m Δ fusVm Δp Δ fus H m来自lnΔT = T1
3.液-气、固-气平衡的蒸气压方程——克劳修斯-克拉佩龙方程 (1)克劳修斯-克拉佩龙方程的微分式:
dp Δ vap H m = dT T Δ vapVm
若 Vm(g)>>Vm(l) ,近似有 式得:
平衡T + dT , p + dp B(α ) ←⎯⎯⎯⎯⎯ → B( β )

物化公式整理(1-5章)

物化公式整理(1-5章)

1.E = U+T+V2.H ≡U +pV2.1 理想气体绝热可逆过程有3种等价的形式:(3)常数= T p (2)常数= pV (1)常数= TV -1-1γγγγ 3.单原子分子:CV,m=3/2R Cp,m=5/2R 双原子分子:CV,m=5/2R Cp,m=7/2R 多原子分子:CV,m=3R Cp,m=4R 4.ξ:反应进度BB t B n n νξ)0()(-=5.基尔霍夫定律的定积分式:T1)-m(T2rCp, +rHm(T1)= mdTrCp, +rHm(T1) =rHm(T2)T2T1∆∆∆∆∆⎰6.卡诺热机=-W/Q2=(T2-T1)/T2 =1-(T1/T2) 7.熵的微观意义: S=klnWW:宏观状态拥有的微观运动状态的数量 k :Boltzmann 常数8.纯物质B 在状态(T,p)的规定熵即为下 述过程的熵变:),()0(p T B K B →Kp T B T K p T B S S S S 0,0),(-=∆=9. 等温过程的熵变: (理想气体)(p1/p2)nRln = Sp2/p1=V2/V1∴p2V2=p1V1∵(1)(V2/V1)nRln = S 1)/T nRTln(V2/V =-WR/T =QR/T =QR/T ∫=S ∆∆∆δ10. 绝热过程:绝热可逆过程, 由熵的判别式:0 = S ∆ 绝热可逆 (2)绝热不可逆过程: 对此类过程需设计一条可逆途径, 从相同的始态到相同末态, 再沿可逆途径求算熵变.11. 变温过程: 简单体系 A. 等压变温:)Cpln(T2/T1 =(4)(Cp/T)dT =QR/T ∫=S CpdT=QR ⎰∆δδB. 等容变温:ln(T2/T1)C =/T)dT ∫(C =/T Q ∫=S dTC =Q V V R V R δδ∆12.相变过程:平衡相变:平衡相变是一可逆过程, 在等温等压下进行./T Q =Q/T ∫=S R δ∆平衡相变有: H =Qp ∆ 故平衡相变的熵变为:相变H/T =S ∆∆ (6)即:平衡相变的熵变等于相变潜热除以相变温度 13.理想气体的混合过程:(1).A, B 先各自等温可逆膨胀到各自的末态; (2).可逆混合. 第一步的熵变为:2Rln2= )/V Rln(V +)/V Rln(V =S +S =S1B 1,B 2,A 1,A 2,B A ∆∆∆第二步熵变为零14.赫氏自由能 F ≡U -TS状态函数,广度性质,没有明确的物理意义,具有能量的量纲.15.在等温过程中,一封闭系统所能作的最大功等于系统的亥姆霍兹函数的减少。

PEDOT第五章 EDOT 单体的合成及其物化性质

PEDOT第五章 EDOT 单体的合成及其物化性质

第五章EDOT单体的合成及其物化性质5.1单体的合成EDOT(3,4-乙烯二氧噻吩)化学早在20世纪30年代就开始了。

当时相对应的2,5-二羧酸酯被合成1,2。

这是这一特殊的生物杂环EDOT体系的第一个描述,包含一个1,4-二氧六环和一个噻吩结构,由噻吩上的碳单键环化。

这些早期研究之一最初是从斑蝥素化学研究的副产物。

在更详细的研究中,基础的3,4-二氧取代的噻吩环的合成得到改进,产生了相关的化合物,例如3,4-二甲氧基噻吩和几种衍生物3。

Gogte等人在1967年发表了3,4-乙烯二氧噻吩-2,5-二羧酸(EDOT-2,5-二羧酸)的详细合成方法4。

Gogte合成路线如下:先由草酸二乙酯与硫代二乙酸二乙酯通过Hunsdiecker缩合反应得到2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二羟基噻吩作为第一步。

之后2,5-二羧酸二乙酯-3,4-二羟基噻吩用1,2-二氯乙烷或1,2-二溴乙烷烷基化,然后皂化。

最后3,4-乙烯二氧噻吩-2,5-二羧酸的脱羧得到EDOT5。

自从该方法6被引入到本征导电聚合物(ICP)化学中以来,工业大规模生产就是基于Gogte 路线进行微小的调整,在最后步骤中利用铜催化进行脱羧(如图5.1)5,7,8。

适当的铜催化剂是碱式碳酸铜(CuCO3Cu(OH)2)或铜喹啉复合物。

图5.1由草酸酯和硫代二乙酸酯合成EDOT研究已经提出了几种替代路线,在某些情况下特别适用于制备在二氧己环上带取代基的EDOT的烷基衍生物。

这些替代路线中最重要的似乎是3,4-二甲氧基噻吩(或其他低级烷氧基噻吩)与邻二醇的酸催化的醚交换反应9,10。

Williamson醚合成会导致产率较低,特别是在长链1,2-二溴烷烃的情况下,由于倾向于竞争性消除反应而不是亲核取代,产生α-烯烃或α-炔烃。

尽管使用脂族胺或DMF和脂族胺混合物作为溶剂可以改进应用于空间位阻EDOT衍生物的Williamson合成11,但是在这种情况下,醚交换反应通常还是优选的的合成策略。

物化总复习题及答案

物化总复习题及答案

第1章 热力学基本原理(热力学第一定律)1、 300K 将1molZn Q p ,恒容反应热效应为Q v ,则Q p -Q v =( )J 。

A. -2494 C. 0 D. 无法判定2A. 必定改变B. 必定不变 D. 状态与内能无关3、1mol ,373K ,p o 下的水经下列两个不同过程达到(1)等温等压可逆蒸发; )A. W 1>W 2 Q 1>Q 2 C. W 1=W 2 Q 1=Q 2 D. W 1>W 2 Q 1<Q 2,所以:A.恒压过程中,焓不再是状态函数B.恒压过程中,体系与环境无功的交换D.恒压过程中, ΔU 不一定为零5、在非等压过程中加热某体系,使其温度从T 1升至T 2, 吸热Q, 则此过程的焓ΔH 为:A.ΔH=QB. ΔH=0 D.ΔH 等于别的值6、若要通过节流膨胀达到制冷的目的,则节流操作应控制的条件是( ):A.0<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-H T J p T μ C.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-H T J p T μ D.不考虑μJ-T 的值7-汤姆孙系数μ一定不为零8、1mol 单原子理想气体从 298K ,202.65kPa 经历 ① 等温; ② 绝热; ③ 等压; 三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的2倍,所作的功分别为W 1, W 2, W 3,三者的关系是:A. W 1> W 2> W 3 C. W 3> W 2> W 1 D. W 3> W 1> W 29、下列说法中哪一个正确?B. 水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热C. 水的生成热即是氧气的燃烧热D. 水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热10、 在298K 及101.325KPa 下的1.00dm 3 2.00 dm 3,所做功的绝对值为( )A 、0.418 JB 、0.0418 J D 、7.11J(Q+W)的变化是:B. (Q+W)>0;C. (Q+W)<0;D.不能确定12、同一温度下,同一气体的摩尔定压热容C p ,m 与摩尔定容热容C V ,m 之间的关系为:A 、 C p ,m < C V ,m ; B. C p ,m > C V ,m ; C. C p ,m = C V ,m ; 13、 对于孤立体系的实际过程,下列关系式不正确的是( )A 、W=0B 、Q=0C 、△U=0 14、在P Ø下,C (石墨)+O 2(g )——>CO 2(g )的反应热为Δr H θm ,对于下列几种说法,哪种不正确?A. Δr H θm 是CO 2的标准生成热,B. Δr H θm 是石墨的燃烧热, C. Δr H θm =Δr U m , 15、焓是系统的状态函数,H=U+PV ,若系统发生状态变化时,ΔH=ΔU+Δ(P V),式中Δ(PV)的意思是:A 、P ΔV ; C 、 PΔV - VΔP ; D 、没有确定计算式16、 以下叙述中不正确的是( )A 体系的同一状态具有相同的体积B 体系的不同状态可具有相同的体积D 体系的某一状态函数改变,其状态一定改变17、经过一个循环过程,下面各个量的变化值不一定为零的是()。

武科大物化第五章化学平衡练习册答案

武科大物化第五章化学平衡练习册答案

第5章 化学平衡5.1化学反应方向及平衡条件 1•填空题 (1 )右(2) a -HgS (3) 1706.7Kg2.1000K 时,反应 C(s)+2H 2(g)=CH 4(g)的厶 r G m =,其组成为体积分数 (CH 4)=0.10,(H 2)=0.80, 2 (N 2)=0.10。

试问:(1) T=1000K , p=100kPa 时,△「G m 等于多少,甲烷能否生成?(2) 在T=1000K ,不改变H2(g)和CH4(g)的比例下,压力需增加到若干,上述合成甲烷的 反应才可能进行?IDOxUl/= 119.397+ B.314x1OUUxlO" In — 小3.964k.r iwC g >0甲烷不能形成⑵AGf+ /?rin-一=|19397 + &314x1000x10 ;lnp> lfilkPa5.2理想气体化学反应的等温方程式及标准平衡常数 1•填空题(1) 0.008 (2) 66.3kPa2•已知同一温度,两反应方程及其标准平衡常数K r 和标准反应Gibbs 函数△「G m 如下:CH 4(g) CO 2(g) =2CO(g) 2H 2(g) K :厶曲 CH 4(g) H 2O(g) =CO(g) 3H 2(g) K 2 启爲求反应:CH 4(g) 2出0© 二C02(g) 4出9)的K ,心,3 解:依题(3) =2 X( 2) - (1)3•在真空容器中放入固态的 NH 4HS ,与25C 下分解为NH 3(g)和H 2S(g),平衡时容器内总压 力为 66.66kPa 。

(1)计算25 C 时此分解反应的标准平衡常数 K 9。

---------- /IE z )kJ • mol _PxO.I/---------- JkJ-mor 1 <0 I P xOV V { /100 丿rG = 2SGm ,2m,1则:e m,3(2)当放入NH4HS时容器内已有39.99kPa的H2S,求平衡时容器内总压力;(3) 容器内原有6.666kPa 的NH 3(g),问需加多大压力的 解:(1) NH 4HS = NH 3(g) +H 2S(g) 初始 n 0 0平衡n -xx依题平衡时: p(NH 3)=p(H 2S)=66.66/2=33.33kPai 9D39.99 〉p =|18.87 + 39.99 + 18.87|kPa = 77:73kPa(3) NHjHSis)====\H ?(p>+H i S (g)6.666 p(66.66 丫 (6.666)/? I 2 J4. (1)在1120C 下用H 2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:e-13 e2H 2O(g)=2H 2(g)+O 2(g), K =3.4 x 10 (p =100kPa )(2)在炼铁炉中,氧化铁按如下反应还原:FeO(s)+CO(g)=fe(s)+CO 2(g)求在1120C 下,还原1molFeO 要多少摩尔的 CO ?已知同温度下 -122CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g) K =1.4 x 10解:(1)各反应计量式如下2巴鬼)===2出@)+6@)⑴ FeO (S )+H a fe)== Fe a [s)+H a O (g) (2) 2FeO (s) === 2Fe(s)+O a (g) ⑶显然,(3) = (1) + (2)H 2S ,才能形成 NH 4HS(S )。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第五章
1、在T,p 时,理想气体反应C2H6(g) =H 2(g) + C2H4(g)的Kc/Kx为:( )
D、p/(RT)
2、理想气体反应
的为41.84kj?mol-1,,则增加N2O4平衡产率的条件为()
B、提高温度
3、温度T,压力p 时理想气体反应:
①2H2O (g) == 2H2 (g) + O2(g) K1θ;
②CO2(g) == CO (g) + O2 (g) K2θ;
则反应:③CO (g) + H2O (g) = CO2(g) + H2 (g) 的K3θ应为()。

C、
4、Ag2O 分解可用下列两个反应方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出:
I. Ag2O(s) = 2Ag(s) + (1/2)O2 (g)Kp(Ⅰ)
II. 2Ag2O(s) = 4Ag(s) + O2(g)Kp(Ⅱ) 设气相为理想气体,而且已知反应是吸热的,试问下列结论是正确的是:( )
D、Kp(Ⅰ) 随温度降低而减小
5、对于理想气体间反应,以各种形式表示的平衡常数中,其值与温度和压力皆有关系的是:( )
D、Kx
6、在温度T时,反应2A(g) + B(g) == 2C(g) 的Kθ的值等于1 ,问在温度T,标准状态及不作非体积功的条件下,上述反应:()。

C、恰好处于平衡状态;
7、PCl5的分解反应是
在473K达到平衡时PCl5(g)有48.5%分解,在573K平衡时,有97%分解,则此反应为
B、吸热反应
9、一定温度下,一定量的PCl5(g)在在某种条件下的解离度为,改变下列条件,可使增大的是()
C、压力不变,通入N2使体积增大一倍
10、理想气体反应为H2(g) +1/ 2 O2(g) == H2O(g) ,在298 K下,反应的ΔrGmθ< 0。

现于一个抽空容器中,放入H2(g),O2(g) 及H2O(g) ,它们的分压力依次为:303975 Pa,50662.5 Pa及151987 Pa,则此时该反应:( ) 。

B、能向右进行;
11、已知反应CuO(s) == Cu(s) + 1/2 O2(g) 的ΔrSmθ(T) >0 ,则该反应的ΔrGmθ(T) 将随温度的升高而:( ) 。

B、减小;
12、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的ΔrGmθ与温度的关系为ΔrGmθ= (-45 000+110 T/K)
J ?mol -1 ,在标准压力下, 要防止该反应发生,温度必须:( ) 。

B、低于184 ℃;
13、某化学反应在298 K时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K值将:( )
C、K> 1
14、已知反应CuO(s) == Cu(s) + 1/2 O2(g) 的ΔrSmθ(T) > 0 ,则该反应的ΔrGmθ(T) 将随温度的升高而:()
B、减小;
15、298 K时,
CuSO4?H2O (s) == CuSO4(s) + H2O (g) p ( H2O, 平衡) = 106.66 Pa
CuSO4?3H2O (s) ==CuSO4?H2O (s) + 2H2O (g) p (H2O, 平衡) = 746.61 Pa
CuSO4?5H2O (s)==CuSO4?3H2O (s) + 2H2O(g) p(H2O, 平衡) =1 039.91 Pa
若要使CuSO4?3H2O (s)稳定存在, 应当使空气中水蒸气的分压保持在:( )。

D、746.61 Pa < p (H2O) < 1 039.91 Pa。

16、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()?
A、ΔrGmθ=0
17、等温等压下,某反应的ΔrGmθ=5 kJ?mol-1 该反应:()。

C、方向无法判断;
18、PCl5的分解反应PCl5(g) == PCl3(g) + Cl2(g) 在473 K达到平衡时PCl5(g) 有48.5%分解,在573 K 达到平衡时,有97 %分解,则此反应是:()。

A、吸热反应;
19、对于化学平衡,以下的说法中错误的是:()。

C、化学平衡时各物质的化学势相等。

20、对于化学反应Kθ与T的关系中,正确是的是:()。

A、若ΔrHmθ>0,T增加,Kθ增加;
21、已知等温反应若提高系统总压,则平衡移动方向为
A、(1)向左,(2)向右
22、理想气体反应N2O5(g) == N2O4(g) + 1/2O2(g)的ΔrHmθ为41.84 kJ?mol-1 ,ΔCp,m=0。

要增加N2O4的产率可以:( ) 。

B、提高温度;;
23、一些可以作干燥剂的物质在20℃的饱和蒸气压如下:
①NaOH (饱和溶液〕== NaOH (s) + H2O (g), p (H2O) = 140 Pa;
②CaCl2 (饱和溶液)== CaCl2?6H2O + H2O(g),p (H2O) =808 Pa ;
③NaBr(饱和溶液)== NaBr?2H2O + H2O(g),p (H2O) =1 373 Pa ;
④NaCl ( 饱和溶液)== NaCl (s) + H2O (g),p(H2O)=1 753 Pa;
⑤w(H2SO4) = 0.90的水溶液,p (H2O) = 0.7 Pa。

已知与硼砂有关的两个平衡的平衡蒸气压:
Na2B4O7?10 H2O(饱和溶液) == Na2B4O7?10 H2O(s) + H2O (g),p(H2O) = 2 314 Pa ;
Na2B4O7?10 H2O(s) == Na2B4O7?5H2O(s) + H2O(g),p(H2O) = 912 Pa。

为了使硼砂[ Na2B4O7?10H2O (s) ] 保持稳定,最适合的干燥剂是:()。

C、③和④;
24、在通常温度,NH4HCO3 (s)可发生分解反应:
NH4HCO3 (s) == NH3 (g) + H2O (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:()。

A、两容器中的压力相等;
25、在刚性密闭容器中,有下列理想气体的反应达到平衡
若在恒温下加入一定量的惰性气体,则平衡将
C、不移动
26、在合成氨生产时对原料循环使用,实际操作时,每隔一段时间要将循环气放空,其主要目的是()
B、降低累积惰性气体含量,有利于合成NH3
27、温度升高时,固体氧化物的分解压力(分解反应是吸热反应):()。

B、增大
28、反应CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = CH3COOC2H5(l) + H2O(l) 在25℃时平衡常数K为4.0,今以CH3COOH 及C2H5OH 各1mol混合进行反应,则达平衡最大产率为:( )
C、66.7%
29、根据某一反应的值,下列何者不能确定:( )
D、提高温度反应速率的变化趋势
30、在一定温度下
(1)
(2)
(3)
(4)
四个量中,不随化学反应系统压力及组成而改变的是()
B、(3)和(4)
31、影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为:()。

B、温度;
32、在一定温度和压力下,对于一个化学反应,能用以判断其反应方向的是:( )
C、ΔrGm
33、将NH4HS(s) 置于真空容器内在298 K 时使其达分解平衡,测知Kθ=0.11 ,则系统的平衡压力(总压力)为:()。

(pθ= 100 kPa)
A、66332 Pa
34、已知
,\反应的为正,为正(假定,不随温度而变化),下列说法正确的是()
B、高温下自发过程,低温下非自发过程
35、理想气体反应CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g)的与温度T的关系为: =-21660+52.92T,若要使反应的平衡常数K>1,则应控制的反应温度:( )
D、必须等于409.3 K
36、已知反应
在等温条件下,标准平衡常数为0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应
的标准平衡常数为()
B、0.5
37、已知445℃时, AgO2(s) 的分解压力为20974 kPa,则此时分解反应Ag2O(s)=2Ag(s)+(1/2)O2(g) 的为:( )
C、-15.92 kJ/mol
38、在2000 K时,理想气体反应CO(g) + O2(g) == CO2(g)的标准平衡常数K1θ= 2.04×10-2,反应2COSUB]2(g) == 2CO (g) + O2( (g) 的标准平衡常数K2θ为:()。

C、9.018×107。

相关文档
最新文档