物理化学复习题答案part

答案（part 3）

相平衡部分

21. 指出下列各体系的独立组分数、相数和自由度数各为若干？

(1)NH 4Cl(s)部分分解为NH 3(g)和HCl(g)；

(2)若在上述体系中再加入少量的NH 3(g)；

(3)NH 4HS(s)和任意量的H 2S(g)和NH 3(g)混合达平衡；

(4)C(s)与CO(g)，CO 2(g)，O 2(g) 在973 K 时达平衡。

解21：(1) C S R R =−−='1=，2P =

[1分]

21221F C P =−+=−+= (2) C S R R =−−=−−='3102，2P =

[1分]

22222F C P =−+=−+= (3) C S R R =−−=−−='3102，2P =

[1分]

22222F C P =−+=−+= (4)存在三个反应：C s O g CO g ()()()+=22，CO g O g CO g ()()()+

=1222 C s O g CO g ()()()+=122

，三个中只有两个是独立的。 C S R R =−−=−−='4202，2P =

[2分]

12211F C P =−+=−+=

22. 将(NH 4)2CO 3(s)放入真空容器中，(NH 4)2CO 3(s)按下式分解并达平衡：(NH 4)2CO 3(s)=2NH 3(g)+H 2O(g)+CO 2(g)试计算下面两种情况下体系的自由度：

(1)开始时只有(NH 4)2CO 3(s)；

(2)开始时除了(NH 4)2CO 3(s)之外，还有任意量的NH 3(g)，CO 2(g)和H 2O(g)。

解22：(1)只有()存在，指的是NH 均由

分解出来的，所以有两个浓度限制条件。则

(NH CO s 423))3)g H O g CO g 322(),(),()()(NH CO s 423 [3分]

2(n)2(412)221F C p S R R P =−+=−−−+=−−−+=（2）反应前四种物质都有时：

[2分]

(n)2(410)22F S R R P =−−−+=−−−+=

23. 求下列情况下的组分数和自由度数：

(1) NaCl(s)，KCl(s)，NaNO 3(s)，KNO 3(s)的混合物与水振荡达平衡；

(2) NaCl(s)，KNO 3(s)与水振荡达平衡。

以上体系达平衡时，固相均消失。

解23：(1) S =

5332(,,,,NaCl KCl NaNO KNO H O R =+=+133()NaCl KNO NaNO KCl

R '=0

故 C S R R =−−='4

[3分]

4125F =−+= (2) S =3，

R R ==00,'故 C S ==3

[2分]

3124F =−+=

24. 对于下列各体系,求其组分数和自由度：

(1)等温等压下,将固态碘溶解于CCl ４以后,再加适量水摇振后,静置分成二液层；

(2)在等压下将NaCl 加入水中形成饱和溶液,并且有过量的NaCl 与冰, 然后,再加过量的KCl ；

(3) 等温等压下,NaOH 与CO ２的水溶液,包括溶液上方的气相；

(4)气态H 2S 放入真空容器中,部分离解成H 2与固态S 。

解24：(1) C =3 (I ２ CCl ４水)； P=2 ； F ∗∗= 3 -2 = 1 [2分]

(2) C =3(NaCl 、水、KCl) ； P=4 (冰、NaCl 、KCl 、溶液) ；=3-4+1=0[3分]

F ∗(3) C =3 (NaOH 、CO 2、H 2O) ； P =2 ；F ∗∗

= 3 - 2 = 1 [2分]

若 S =4(Na 2CO 3、NaOH 、H 2O 、CO 2)；R =1 ； C=S-R =3 ； P =2 ； =1

F ∗∗ (4) S =3 ； R =1 ；C =2 ；P =2 ； F = 2 - 3 + 2 = 1 [3分]

25. 已知 Zn~Mg 凝聚体系相图如下, 指出 A 、B 、C 、D 、E 各点处的平衡相和自由度。

解25： 区 域 相 F *

Ａ 熔化液 ２ [1分]

Ｂ 熔化液＋Mg １ [1分]

Ｃ 熔化液＋Mg ＋MgZn 2 ０ [1分]

Ｄ 熔化液＋MgZn １ [1分]

Ｅ Zn ＋MgZn １ [1分]

26. HNO 3与H 2O 能形成HNO 3⋅3H 2O 和HNO 3⋅H 2O 两种水化物,其熔点分别为-17℃和-39

℃,HNO 3的熔点为-42℃,低共熔点为: t 1= -43℃,含HNO 3 32%(质量分数) t 2= -42℃,含HNO 3 70.5%(质量分数) t 3= -66℃,含HNO 3 89.9%(质量分数) 请绘出H 2O~HNO 3相图

解26：水化物中HNO 3的含量为： ： w (HNO HNO H O 323⋅3)/%=[63/(63+18×3)]×100=53.85 ：w (HNO HNO H O 32⋅3)/%=[63/(63+18)]×100=77.78 此二化合物均有固定熔点,为稳定化合物, [2分] 依题意可作出相图如下： [3分]

27. 电解LiCl 制备金属锂时，由于LiCl 熔点高(878 K)，通常选用比LiCl 难电解的KCl （熔点1048 K ）与其混合。利用低共熔点现象来降低LiCl 熔点，节省能源。已知LiCl(A)-KCl(B)物系的低共熔点组成为w B =050.，温度为629 K 。而在723 K 时，KCl 含

量w B 时的熔化物冷却析出LiCl （s ）

。而w B =043.=063.时析出KCl(s)。 （1）绘出LiCl-KCl 的熔点-组成相图。

（2）指出图中各相区的相态

（3）电解槽操作温度为何不能低于629 K 。

解27：