冶物化课后习题答案
物化第三章课后习题答案
物化第三章课后习题答案
《物化第三章课后习题答案》
物化是一门关于物质和能量变化的科学，它涉及到化学和物理两个领域。
在学习物化的过程中，课后习题是非常重要的一部分，它能够帮助我们巩固所学的知识，并且检验我们对知识的掌握程度。
下面我将针对物化第三章课后习题的答案进行解析和讨论。
1. 问题：化学方程式中的反应物和生成物有什么作用？
答案：化学方程式中的反应物是参与化学反应的原始物质，生成物是化学反应后形成的新物质。
它们的作用是描述化学反应的过程和结果，帮助我们理解反应中的物质变化。
2. 问题：化学方程式中的平衡系数是什么意思？
答案：化学方程式中的平衡系数是用来平衡反应物和生成物的数量关系的数字，它表示了反应物和生成物之间的摩尔比。
通过平衡系数，我们可以确定反应物和生成物之间的化学计量关系。
3. 问题：化学反应中的能量变化有哪些形式？
答案：化学反应中的能量变化可以表现为放热反应和吸热反应。
放热反应是指在化学反应中释放出能量，使周围温度升高；吸热反应是指在化学反应中吸收能量，使周围温度降低。
4. 问题：化学反应速率受哪些因素影响？
答案：化学反应速率受温度、浓度、催化剂等因素的影响。
温度越高，反应速率越快；浓度越高，反应速率越快；催化剂能够降低反应的活化能，从而加快反应速率。
通过对以上课后习题答案的解析，我们可以更加深入地理解物化第三章的知识点，同时也能够加深对化学反应及其原理的理解。
希望大家在学习物化的过程中能够多多练习课后习题，加深对知识的掌握，提高学习效果。
冶金物理化学答案
冶金物理化学答案冶金物理化学是研究金属和合金在制备、加工、合成和结构过程中物理和化学变化的科学。
它涵盖了从矿石到最终产品的整个过程，包括提取、分离、合成和加工。
冶金物理化学在工业和科学研究中扮演着重要角色，对于理解金属和合金的性质以及优化其制备过程至关重要。
在冶金物理化学的研究中，人们通常的是金属和合金的物理和化学变化，包括相变、扩散、还原和氧化等。
这些变化受到温度、压力、浓度和时间等因素的影响。
通过对这些变化的深入研究，人们可以更好地理解金属和合金的结构和性质，并优化其制备过程。
在工业生产中，冶金物理化学的应用广泛且重要。
例如，在钢铁工业中，冶金物理化学可以帮助人们理解钢铁的相变和结构，从而优化其制备和处理过程。
在铝工业中，冶金物理化学可以帮助人们理解铝的熔炼和铸造过程，从而提高铝的质量和性能。
除了在工业生产中的应用，冶金物理化学还在材料科学和工程领域发挥了重要作用。
通过对金属和合金的深入研究，人们可以开发出具有优异性能的新材料，例如高强度钢、轻质铝合金和高导电铜合金等。
冶金物理化学是理解和优化金属和合金制备和处理过程的关键。
通过深入研究和应用冶金物理化学，我们可以提高工业生产的效率和质量，同时推动新材料的发展和进步。
冶金物理化学是一门研究金属和合金的冶炼、分离、精炼和提纯的学科。
它主要涉及金属和合金的物理和化学性质，以及这些性质在冶炼、分离、精炼和提纯过程中的变化。
冶金物理化学的研究范围广泛，包括金属和合金的相图、热力学性质、动力学性质、电化学性质以及表面化学性质等。
它可以帮助我们了解金属和合金在不同条件下的物理和化学行为，从而指导冶炼、分离、精炼和提纯的过程。
在冶炼过程中，冶金物理化学可以用来确定最佳的冶炼方法和工艺参数。
例如，通过研究铁、锰、铬等金属的氧化还原反应，我们可以了解它们在不同温度和压力下的行为，从而优化它们的冶炼过程。
在分离过程中，冶金物理化学可以用来研究不同金属之间的相互作用，以及它们与分离剂之间的相互作用。
物化课后习题答案
物化课后习题答案物化课后习题答案在学习物理化学的过程中，课后习题是巩固知识、加深理解的重要环节。
然而，面对繁多的习题，有时候我们可能会遇到一些难题，找不到正确的解答。
本文将为大家提供一些物化课后习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握相关知识。
一、热力学1. 一个气体在等温过程中从体积V1膨胀到体积V2，其对外界做功为W，根据热力学第一定律，这个过程的热量变化为多少？根据热力学第一定律，热量变化等于对外界做功的绝对值，即热量变化（ΔQ）= |W|。
2. 一个物体在压力为P的等压过程中吸收了热量Q，根据热力学第一定律，这个过程的对外界做功为多少？根据热力学第一定律，对外界做功等于热量的负值，即对外界做功（W）= -Q。
二、化学反应1. 氨气与氧气发生反应生成氮气和水蒸气的化学方程式是什么？氨气与氧气反应生成氮气和水蒸气的化学方程式为：4NH3 + 5O2 -> 4NO +6H2O。
2. 一定质量的乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水，计算生成的二氧化碳的质量。
乙醇的化学式为C2H5OH。
根据化学方程式，1摩尔的乙醇燃烧生成2摩尔的二氧化碳。
根据摩尔质量，乙醇的摩尔质量为46g/mol，二氧化碳的摩尔质量为44g/mol。
因此，生成的二氧化碳的质量为乙醇质量的两倍，即生成的二氧化碳质量为92g。
三、电化学1. 铜离子在铜电极上发生还原反应，写出该反应的化学方程式。
铜离子在铜电极上发生还原反应的化学方程式为：Cu2+ + 2e- -> Cu。
2. 如果电池的电动势为1.5V，电池内发生的化学反应的标准电动势为1.8V，那么这个电池的电动势变化是正值还是负值？根据定义，标准电动势是在标准状态下，即溶液浓度为1mol/L，温度为25℃时测得的电动势。
电动势的变化等于实际电动势减去标准电动势。
因此，这个电池的电动势变化为负值。
通过以上几个例子，我们可以看到，物化课后习题的答案并不复杂，只需要掌握一些基本的概念和原理，就能够轻松解答。
物理化学课后答案
第一章气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1TT p V p V V T V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=κα试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V p nRT V p p nRT V p V V TT T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时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 CHρ 1-4 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 。
若改用充以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。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 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。
物化作业课后习题
辽宁科技大学辽宁科技大学物理化学课后习题答案学院：材料与冶金学院专业：金属材料工程辽宁科技大学第一章 化学热力学基础姓名：刘绍成 学号 ：120103208026 金材10-1-16-34P 82(1-1) 10 mol 理想气体由25℃，1.00MPa 。
设过程为：（i ）向真空膨胀；（ii ）对抗恒外压0.100MPa 膨胀。
分别计算以上各过程的(i)外(ii)（ii ）P 1V 11=24.777m 3;因为是恒温过程，故 V 2=21P P V 1=66101.0101777.24⨯⨯⨯=247.77m 3W=-⎰21v v Pdv =-P(V 2-V 1)=-22.2995J小结：此题考查真空膨胀的特点及恒外压做功的求法，所用公式有：PV=nRT;TPV=常数；W=-⎰21v v Pdv 等公式。
P 82(1-3) 473k, 0.2MPa ，1dm 3的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（I ）定温膨胀到3 dm 3；（II ）定容升温使压力升到0.2MPa ；（III ）保持0.2MPa 降温到初始温度473K 。
（i ）在p-v 图上表示出辽宁科技大学该循环全过程；（ii ）计算各步及整个循环过程的Wv 、Q ，ΔU ，及ΔH 。
已知双原子分子理想气体C p,m =27R 。
解：P 1V 1=nRT 1 n=111RT V P =4733145.8101102.036⨯⨯⨯⨯-mol=0.0509mol,P 1V 1=P 2V 2 ∴P 2=21V V P 1=31×0.2×106=0.067MPa,T 2=21P P T 1=6316102.0102.0⨯⨯⨯×473K=1419K.(i) 恒温膨胀A B △U i =0，△H i =0.辽宁科技大学W i =-⎰21v vPdv =-nRTln 12v v =-0.0509×8.3145×473×ln3=-219.92J.∴Q i =-W=219.92J.(ii) 等体过程 B C 因为是等体积过程所以W ii =0, Q ii =△U ii =nC V,m △T=n(C p,m -R)(T 2-T 1)=0.0509×(7-1)×8.3145×(1419-473)=1000.89J;△ H ii =nC p,m △T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J. (iii) 等压过程 C AW iii =-P △V=-P(V 1-V 2)=-0.2×106×(1-3)×10-3=400J;△ H iii =nC p,m △T=0.0509×3.5×8.3145×(473-1419)=-1401.2J △ U iii =nC V,m△T=0.0509×2.5×8.3145×(473-1419)=-1000.89J Q=△U-W=-1000.89-400=-1400.89J在整个过程中由于温度不变所以△U=0, △H=0; Q=-W=-180.08J.小结：此题考查了恒温过程、等体过程以及等压过程的公式应用，内能和焓只是过于温度的函数。
冶金物理化学标准答案
北京科技大学 2006—2007学年 第一学期冶金物理化学标准答案一、简答 （每小题5分，共50分）1. 试用相图的基本规则说明以下相图的错误所在？答：违背了相图的构筑规则“在二元系中，单相区与两相区邻接的界线延长线必须进入两相区，不能进入单相区”2. 在Ellingham 图上，为什么形成CO 的曲线的斜率为负值，而一般的斜率为正值？ 答：CO O C 222=+ΘΘΘΘ−−=ΔC O CO S S S S 2202f ΘΘ−≈S S CO 0p ΘΔ−∴S ；∴ΘΔG ~T 曲线的斜率小于零。
同理可以证明一般反应的~T 曲线的斜率大于零。
ΘΔG 3. 简述分子理论的假设条件。
答：1）熔渣是由各种电中性的简单氧化物分子、CaO 、MgO 、、、及它们之间形成的复杂氧化物分子FeO 32O Al 2SiO 52O P 2SiO CaO •、22SiO CaO •、、等组成的理想溶液。
22SiO FeO •52O P CaO •2）简单氧化物分子于复杂氧化物分子之间存在着化学平衡，平衡时的简单氧化物的摩尔分数叫该氧化物的活度。
以简单氧化物存在的氧化物叫自由氧化物；以复杂氧化物存在的氧化物叫结合氧化物。
如：（）=2（）+（） 22SiO CaO •CaO 2SiO 2222SiO CaO SiO CaO D x x x K •=由K D 计算的x CaO 及x SiO2叫及的活度。
CaO 2SiO 4. 试解释正规溶液定义。
答：过剩混合热（其实为混合热）不为零，混合熵与理想溶液的混合熵相同的溶液叫正规溶液。
5. 试从热力学原理说明熔渣的氧化还原性？ 答：定义∑FeO 0表示渣的氧化性。
决定炉渣向钢液传氧的反应是（）=FeO [][]Fe O +[]FeOa O K00=Θ或[]FeOa O L 000=令[]FeOa O L00'0=----代表实际熔渣中的值。
当时，'oL f 0L f 0'0'00ln ln ln L L RT L RT L RT G =+−=Δ0，反应逆向进行，钢液中的氧向熔渣传递；当时，='oL p 0L G Δ0'0ln L L RT 0p ，反应正向进行，熔渣中的氧向钢液传递。
物理化学-第三章课后练习题答案-冶金工业出版社
理化学-第三章课后练习题答案-冶金工业出版社第三章 化学平衡（Chemical Equilibrium ）*2．在457K ，100kPa 时，二氧化氮按下式离解5％：2222NO NO O =+求此温度下反应的K p 和K c 。
解：此反应为恒温恒压反应：2222NONO O =+设2NO 起始时的物质的量为2NO n ，则0.052NO n 分解生成的NO和2O 的物质的量分别为20.05 NO NO n n =，220.025O NO nn =，平衡时体系的物质总量为1.0252NO n各组分的分压分别为：20.950.9271.025NO p p p θθ==，0.050.04881.025NOpp p θθ==，2(10.9270.0488)0.0242O p p p θθ=--=故25320.04880.0242 6.70610101.310 6.794()0.927i v p K p Pa -⨯∑==⨯⨯⨯=，56.70610x K -=⨯，3316(10) 6.794(108.314457) 1.78810(/)iv c P K K RT mol L ---∑==⨯⨯⨯=⨯3..由甲烷制氢的反应为：()()2243ggCH H O CO H +=+已知1000K 时K=25.56。
若总压为400kPa ，反应前体系存在甲烷和水蒸气，其摩尔比为1：1，求甲烷的转化率。
解：设反应前甲烷的摩尔数为4CH n ，转化率为α。
则反应前体系总摩尔数42CH nn =前，反应后体系的总摩尔数为444421321CH CH CH CH n n n n n αααα后＝（－）＋＋＝（＋）且4CH ，2H O ，CO ，2H 的物质的量分别为：4(1)CH nα-，4(1)CH nα-，4CH n α，43CH nα四种气体的摩尔分数分别为：412(1)CH x αα-=+，212(1)H Oxαα-=+，2(1)COxαα=+，232(1)H x αα=+选取体系压力平衡常数PK242324222274(1)CO Hp CH H Ox x p K p x x αα==-总又232)103.101(56.25)()(⨯⨯===ΘΘ∑ΘΘp K p K K i v p所以23322410400103.10179.2)1(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=-αα220.51αα=- 解得0.577α=， 即转化率为57.7％4.将含有50％CO ，25％CO 2，25%H 2的混合气体通入900℃的炉子中，总压为200kPa 。
物理化学第五版全册课后习题答案
n H 2O nC H 2 2 n H 2O nC H 2 2
p H 2O 进 p C2 H 2 p H 2O 出 p C 2 H 2
3.17 0.02339(mol ) 进 138.7 3.17 123 0.008947(mol ) 出 138.7 123
可见，隔板抽去前后，H2 及 N2 的摩尔体积相同。 （3） y H 2
3n N 2 n N 2 3n N 2
3 , 4
y N2
1 4
3 1 p; p N 2 y N 2 p p 4 4
pH2 yH2 p
所以有
p H2 : p N2 3 1 p : p 3 :1 4 4
3
VO2 y O2 V
n pV 101325 200 10 6 0.008315mol RT 8.314 293.15
3
M
m 0.3897 y AM A yB M B 46.867 g mol 1 n 0.008315 30.0694 y A 58.123 y B
（1）
第七章 电化学
余训爽
1-8 如图所示一带隔板的容器中， 两侧分别有同温同压的氢气与氮气， 二者均克视为理 想气体。 H2 p 3dm T
3
N2 p
1dm T
3
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体 混合后的压力。 （2）隔板抽去前后，H2 及 N2 的摩尔体积是否相同？ （3）隔板抽去后，混合气体中 H2 及 N2 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。 n H RT n N RT （1） p H 2 2 3 p N2 2 3 p 3dm 1dm 得： nH 3n N
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
(完整word版)物理化学课后习题答案
四．概念题参考答案1．在温度、容积恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压和分体积分别是Ap 和A V 。
若在容器中再加入一定量的理想气体C,问A p 和A V 的变化为 ( ）（A) A p 和A V 都变大 （B) A p 和A V 都变小 （C) A p 不变,A V 变小 (D ） A p 变小，A V 不变答:(C)。
这种情况符合Dalton 分压定律,而不符合Amagat 分体积定律。
2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p .试判断下列公式中哪个是正确的？( ）（A ） A A p V n RT = （B) B A B ()pV n n RT =+(C ） A A A p V n RT = （D ） B B B p V n RT =答：（A ）。
题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所以只有（A)的计算式是正确的.其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。
3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==⨯。
有一氢气钢瓶,在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ⨯，这时氢气的状态为 ( ）(A ） 液态 (B ） 气态 （C)气-液两相平衡 （D) 无法确定答：(B)。
仍处在气态。
因为温度和压力都高于临界值,所以是处在超临界区域,这时仍为气相,或称为超临界流体.在这样高的温度下，无论加多大压力，都不能使氢气液化。
4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为101.325 kPa 的纯水，不留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ）（A)等于零 （B ）大于101.325 kPa（C ）小于101。
325 kPa （D ）等于101.325 kPa答:（D ）.饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关,只要温度定了,其饱和蒸气压就有定值,查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
物理化学部分习题答案
第一章习题答案1.1 物质的体膨胀系数αV 与等温压缩率κT 的定义如下： p v TV V )(1∂∂=αT T pV V )(1∂∂-=κ试导出理想气体的V α、κT 与压力、温度的关系。
解：∵理想气体 pV=nRT∴ ()p nR T p nRT T V pp =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂/ ()2/-⋅-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p nRT p p nRT pV TT 12)(11-=-⋅-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⋅-=p p nRT V p V V T T κ 则 111-=⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⋅=T pnR V T V V p V α1.5 两个容积均为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℃，忽略连接细管中气体的体积，试求该容器内空气的压力。
解：始态： p 0 0℃ p 0 0℃ 末态 p ,0℃ p ,100℃以容器内的空气为系统，则两玻璃泡的体积不变，n 总不变。
211010RT pV RT pV RT V p RT V p +=+ 即 21102T p T p T p +=∴ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=21012T T p p = ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯K K kPa 15.37315.2731325.1012 = 117.0kPa1.9 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气和氮气，二者均可视为理想气体。
(1) 保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力；(2) 隔板抽去前后，H 2和N 2的摩尔体积是否相同？(3) 隔板抽去后，混合气体中H 2与N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？ 解：⑴ 总混混V RT n p=()总VRT n nN H 22+= p V RTRT pV RTpV N H =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=总22 ⑵ 对H 2： pRTn V V H Hm ==22,前 pRT n p RT n n V V H H H H m ===2222/,后∴隔板抽去前后H 2的摩尔体积相同。
冶物化课后习题答案
P1881.试计算高炉中炉气的CO 2为16%的区域内。
总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。
CaO 3 =CaO CO 2. ：G ° =1 7 0 5 77 1 4T4. 1 98908 lg P CO 2 = 7.53- P CS 20265 ° - P CO 2 =— = ------------- =0.22P- 101325T =1082.5KT =1198.4K2.根据氧势图， 求Fe 2O 3分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与 Fe 2O 3分解压的热力学计算值进行比较。
P)2'也=苛=0.21 % =0.21 101325Pa连接 “O” 与 P 2=10皿87 点，T=1380 C沸腾 P O =1=10° T=1460 C 计算：6Fe 2O 3 =4Fe 3O 4 0200= 58 67 70 3 4T0. 2 0开始分解：T 开=1338 C沸腾：T 沸=1451 C 3.把5X10~kg 的碳酸钙放在体积为1.5乂10誓m 3真空容器内，加热到800C ，问有多少kg 的 碳酸钙未能分解而残留下来。
CaO 3 =CaO CO 2G 0 =1 7 0 577 1 4T4. 19①开始分解P'CO 2 =P 总、勺6%= 126656.2 0.16 =20265Pa ②沸腾时：P CO 2=P 总、P C O 2普=1.25IgP o^ =30645.517.77_。
8908T=800C ( 1073K) Ig F CO 2 = —+7.53F C O 2 =0.169.F C O =0.169 101.325Pa =17124Pa 按理想气体处理，分解的CO 2量则分解的CaO 3摩尔数为n = 0.00288molm = 100g / mol 0.00288mol = 0.288g：m =0.5 103 -0.288 10^ =0.212 10°kg5.用空气/水汽=3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。
物理化学课后习题答案(全)
6. 1mol N2 在 0℃时体积为 70.3cm3，计算其压力，并与实验值 40.5 MPa 比较： (1) 用理想气体状态方程； (2) 用范德华方程； (3) 用压
缩因子图。
解：(1) p = RT Vm
=
⎜⎛ ⎝
8.3145× 273.15 70.3 ×10 −6
⎟⎞ ⎠
Pa
=
32.3 ×10 6
=
−
1 1672
=
−0.06 ％
(3) 1 g 水蒸气的体积
V
=
nRT
=
⎡ ⎢ ⎢
1 18.02
×
8.3145
×
(100
+
273.15)
⎤ ⎥ ⎥
m
3
p⎢
101325
⎥
⎢⎣
⎥⎦
= 1.699 ×10−3 m 3 = 1699cm3
[ ] W = − 101325 × (1699 − 1.044) × 10−6 × 18.02 J
及 101325Pa 时 1g 水的体积为 1.044cm3，1 g 水蒸气的体积为 1673cm3。
(1) 试求此过程的功； (2) 假定略去液态水的体积，试求结果的百分误
差； (3) 假定把水蒸气当作理想气体，试求结果的百分误差； (4) 根
据(2)、(3)的假定，证明恒温下若外压等于液体的饱和蒸气压，则物质
Pa
=
32.3
MPa
(2) 由表 1–6 查得， a = 0.141 Pa ⋅ m6 ⋅ mol−2 ，
b = 0.0391 × 10−3 m3 ⋅ mol −1 ，则
p = RT − a Vm − b Vm2
材料物化习题解答
55.85
2
=9898200+134-535817=23434017(J)=23434(kJ)
10、1.00mol（单原子分子）理想气体，由 10.1kPa、
300K 按下列两种不同的途径压缩到 25.3kPa、300K，
试计算并比较两途径的 Q、W、ΔU 及ΔH。
（1）等压冷却，然后经过等容加热；
W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J)
ΔU=Q+W=0
ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0
计算结果表明，Q、W 与途径有关，而ΔU、ΔH 与途径无关。
11、20.0mol 氧在 101kPa 时，等压加热，使体积由 1000dm3 膨胀至 2000dm3。设氧为理想气 体，其热容 Cp,m=29.3J·mol-1·K-1，求ΔU 及ΔH。 解：T1=607.4K,T2=1214.8K
解：（1）Qp= 55.85 ×103 ×30.30×(1000-298) ×10-3=21271(kJ) 55.85
（2）Fe 的 Cp,m=14.10+29.71×10-3T
∫ Qp=
55.85 ×103
1000
× (14.10
+
29.71×10−3 )dT
55.85
298
= 55.85 ×103 ×[14.10×(1000-298) + 29.71 ×10-3×(10002-2982)]
解：(1) W= -peΔV
=
-101×103×10×8.314×300×(
101
1 ×
10
冶金原理 课后题答案
第一章 冶金热力学基础1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。
2．△H 、△S 和△G 之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？3．化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途？试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响？5．试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？7．试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。
8．已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1，又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1，求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ ·mol -1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1（2）[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 （3）Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
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冶金物化（第二版） p431. 在不同温度测得反应FeO (s)十CO ＝Fe 十CO 2的平衡常数值如表1—19，请用作图法及回归分析法求上反应的平衡常数及0G ∆的温度关系式。
表1-19 反应平衡常数的测定值 温度，℃ 1038 1092 1177 1224 1303 K 0.377 0.357 0.331 0.315 0.297解：811lg 1.041k T=-分析作图结果：811ln 19.147( 1.041)1552819.93G RT k T T T∆==--=-+2. 略。
3. 在682℃测得Cd-Sn 合金的镉在不同浓度的蒸气压如表1—20。
试以(1)纯物质，(2)假想纯物质，（3）重量1%浓度溶液为标准态计算镉的活度及活度系数。
Cd P ，Pa Cd P ，Pa 1 27.8910⨯ 60 43.0310⨯ 20 31.1510⨯ 80 43.2210⨯ 40 32.3710⨯10043.2910⨯解：（1）以纯物质为标准态：CdCd Cd a f x =CdCdCd P a P *=CdCd Cd a r x =%%%CdCd Cd CdSnCdSnm x M M =+%Cd120 40 60 80 100 Cd x 0.0106 0.2088 0.4132 0.6130 0.8086 1.000 Cd a0.024 0.441 0.720 0.921 0.979 1.000 Cd r2.2642.1121.7421.5021.2111.000（2）以假想纯物质为标准态：247.89107.443100.0106H R Pa ⨯==⨯ CdCd H P a R =CdCdCd a f x =%Cd120 40 60 80 100 Cd x0.0105 0.2088 0.4132 0.6130 0.8086 1.000Cd a Cd f1.0000.9330.7700.6640.5350.44227.89101%i i DK Pa ==⨯ %%Cd Cda f =%Cd120 40 60 80 100 Cd a1.000 18.38 30.04 38.40 40.81 41.70 %f1.0000.9170.7510.6400.5700.4174. A-B 系合金在1000K 时组分A 的蒸气压如表1-21。
试求（1）组分A 服从亨利定律的浓度上限；（2）1000K 的亨利常数；（3）如0A r 的温度关系式为0109.3lg 0.289Ar T=--，组分A 在服从亨利定律的浓度范围内的A H θ∆。
表1-21 组分A 的蒸气压A x1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 1110A p Pa '⨯54.43.752.91.81.10.80.60.4解：（1）作图得服从亨利定律上限浓度 0.46A x =（2）ii i HD a x K == 41.0102.170.46iH i Pa p K x -⨯==== （3）由00ln()A A A A G RT r x H T S θ∆==∆-∆00ln ln A A A A A H G T S RT r RT x T S θθ∆=∆+∆=++∆所以 0ln (ln )A AA A H S r x RTR∆∆=-+又 0109.3lg 0.289Ar T=-- 所以 2.303109.3AH RT∆=-⨯即 2.303109.38.3142093A H J ∆=-⨯⨯=-5. 在1913K 与纯氧化铁渣平衡的铁液的含氧量为0.268%，与组分为CaO18.98%，SiO 28.93%，FeO54.71%，Fe 2O 36.35%，MgO7.23%，P 2O 50.85%，MnO2.95%的熔渣平衡的铁液中氧含量为0.176%。
试求熔渣中FeO 的活度及活度系数。
解：0.760.51.52FeO x ==[%]0.268O =纯 [%]0.17O =渣 即00.268L = 所以 0[%]0.1760.660.268FeO O a L ===渣所以 0.661.320.5FeOFeO FeOa r x ===6. 反应H 2 + [S] =H 2S 在1883K 的22()H SH P P 平如表1-22。
试计算铁液中硫的活度及活度系数。
表1-22 反应H 2 + [S] =H 2S 的22()H SH P P 平比210s x -⨯7.15 5.56 4.15 3.09 2.34 2.13 1.93 1.72 1.18 0.79 223()10H SH P P ⨯8.507.125.514.403.302.912.822.521.731.18解：20.7910s x -=⨯时，令1r =，0.0079s a =由H 2 + [S] =H 2S求得：2231.18100.1490.0079H SH s P K P a -⨯===对其它组分：27.1510s x -=⨯2238.50100.05700.149H Ss H P a P k -⨯=== 20.05700.7987.1510ss sa f x -===⨯ 210s x -⨯ 7.15 5.56 4.15 3.09 2.34 2.13 1.93 1.72 1.18 0.79 210s a -⨯ 5.700.79 s f0.7981.007. 利用固体电解质电池Cr ，Cr 2O 3∣ZrO 2+CaO ∣[O]Fe 测定1600℃钢液中氧的浓度，电动势E=359mV 。
已知2/3Cr （s ）+ 1/2O 2 = 1/3 Cr 2O 3（s ）：0137004782.44G T ∆=-+ （J ）；1/2O 2 = [O] ：2117110 3.39G T ∆=--（J ）。
试求钢液中氧的浓度。
解：2/3Cr （s ）+ 1/2O 2 = 1/3 Cr 2O 3（s ） 0137004782.44G T ∆=-+ ① 1/2O 2 = [O] 02117110 3.39G T ∆=-- ②②-① ：1/3 Cr 2O 3（s ）= 2/3Cr （s ）+ [O] 0025293785.83G T ∆=-0[]225293785.8318732965000.359ln 10.378.31418738.3141873O G FE a RT RT ∆-⨯⨯⨯=--=-=-⨯⨯8. 证明略。
10. 在1873K 测得Fe-Cu 系内铜的活度Cu R a （）（纯物质标准态）如表1-24，试求铜以重量1%浓度溶液为标准态的活度，Cu a （%）。
表1-24 Fe-Cu 系内铜的活度Cu R a （）Cu x 1.000 0.792 0.626 0.467 0.217 0.061 0.023 0.015 Cu R a （） 1.0000.8880.8700.8200.7300.4240.1880.119解：以重量1%浓度为标准态：8.6Cu r =000.55850.008665Cu R Cu Cu Cu Cu a r a r a =⨯= （）（%）（%）0.074Cu R Cu a a =（）（%） Cu a （%）= 13.51，12.0，11.76，11.08，9.86，5.73，2.47，1.61。
（接近即可）11. 试计算锰及铜溶液与铁中形成重量1%浓度溶液的标准溶解吉布斯能变化。
已知0Mn r =1，0Cur =8.6。
解：055.8555.85ln()8.314ln(1)38.1610010055Mn Mn Mn G RT r T M ∆==⨯=-⨯ T000055.8555.85ln()ln ln()10010055.858.3141873ln 8.6ln()3350739.4210064Cu Cu Cu Cu Cu G RT r RT r RT M M RT T∆==+=⨯⨯+=-⨯13. 在不同温度下测得铁液中碳量不同时，反应CO 2 + [C] = 2CO 的22CO CO P P 平（）比值如表1-25。
试求碳溶解的标准吉布斯自由能变化C G θ∆及0c r 。
已知C石+ CO 2 = 2CO ：172130177.46G T θ∆=-。
表1-25 Fe-C 系内CO 2 + [C] = 2CO 的22CO CO P P 平（）比0.2 0.4 0.6 0.8 1.01560 107.4 241.2 396.6 566.4 726 1660 170.2 373.2 600 876.8 1202 1760 267.6 565.2 929.4解：C 石 + CO 2 = 2CO 1172130177.46G T θ∆=- 1K （1） CO 2 + [C] = 2CO 2G θ∆= 2K （2）（1）-（2） [C] = C 石 3G θ∆= 3K （3）32172130177.46ln G T RT K θ∆=-+作图求出：27724ln 6.88K T=-+ 近似30.55853452050.71ln()12c G RT r θ∆=-= 1873T = 060459.815572(3.07ln )c r -=⨯-+0ln 0.81c r =- 00.445c r = 14. 溶解于铁中的铝的氧化反应为2[Al] + 3/2O 2 = Al 2O 3（s ），00.029Al γ=。
试计算Al 利用（1）纯铝（液态），（2）假想纯铝，（3）重量1%溶液为标准态时，Al 2O 3（s ）在1600℃的标准生成吉布斯能。
已知：2Al （l ）+ 3/2O 2 = Al 2O 3（s ），01682927323.24G T ∆=-+。
解： 2[Al] + 3/2O 2 = Al 2O 3（s ） 00.029(1873)Al x K = 2Al （l ）+ 3/2O 2 = Al 2O 3（s ） 01682927323.24G T ∆=-+（1） 以纯Al （液态）为标准态：2Al （l ）+ 3/2O 2 = Al 2O 3（s ） 011682927323.24G T ∆=-+Al （l ）= [Al] 020G ∆=2[Al] + 3/2O 2 = Al 2O 3（s ）01682927323.2410775.5G T KJ ∆=-+=-（2） 以假想纯Al 为标准态：002ln 8.3141873ln0.02955132Al G RT r J ∆==⨯⨯=- 00031221077500255132967236G G G J ∆=∆-∆=-+⨯=-（3） 以重量1%为标准态：20.5585ln(0.0297)11552627G RT J ∆=⨯=-0310775002115526846448G J ∆=-+⨯=-16. 计算下列反应的标准吉布斯能的变化1）[Ti] + [N] = Ti N （s ）2）[Mn] +（FeO ）=（MnO ）+ [Fe]MnO 的熔点为2056K ，熔化焓为44769J/mol 。