物理化学第六章习题解 PPT
物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案
物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案第六章可逆电池电动势6.1本章学习要求1．掌控对称电池、对称电极的类型、电极电势标准态、电动势、nernst公式及其应用领域；2．掌控对称电池热力学，对称电池电动势的测定方法及其在化学、生命体系及土壤体系等领域中的应用领域；3．了解pe、ph?电势图和生化标准电极电势。
6.2内容概述6.2.1可逆电池1.对称电池(reversiblecell)的条件：电池在充任、振动时出现的反应必须为可逆反应；电池充任、振动时的能量切换必须对称，即为通过电池的电流无限小，并无热功转变。
2.对称电极的类型（1）金属电极由金属浸在含有该金属离子的溶液中构成，包括汞齐电极。
如zn电极zn(s)│znso4(aq)电极电势(electrodepotential)φzn/zn=φ?ln（2）气体电极由惰性金属（通常用pt或au为导电体）插入某气体及其离子溶液中构成的电极，如氢电极，pt，h2(p)│h(ah)电极电势φ=φ?ln（3）金属难溶盐电极将金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，浸入含有该难溶盐的负离子的溶液中构成。
如银?氯化银电极，ag(s)，agcl(s)│cl(acl)电极电势φagcl，ag，cl=φ?lnacl（4）氧化还原电极由惰性金属（如pt片）插入某种元素两种不同氧化态的离子溶液中构成电极，如sn、sn电极，pt(s)│sn(a)，sn(a)电极电势φ=φ?ln3.电池表示法电池的书面表示所采用的规则：负极写在左方，进行氧化反应（是阳极），正极写在右方，进行还原反应（是阴极）；组成电池的物质用化学式表示，并注明电极的状态；气体要注明分压和依附的不活泼金属，温度，所用的电解质溶液的活度等，如不写明，则指298k，p，a=1；用单垂线“│”表示接触界面，用双垂线“u”表示盐桥（saltbridge）；在书写电极和电池反应时必须遵守物料平衡和电荷平衡。
6.2.2电极电势1.标准氢电极（standardhydrogenelectrode）用镀铂黑的铂片插入氢离子活度为1的溶液中，用标准压力的干燥氢气不断冲击到铂电极上所构成的电极，规定其电极电势为零。
物理化学下册第六章PPT
理想溶液：气相线（或气相组成y）的计算
由液相组成计算出气相组成
PA yA , P * PA PA x A , P P (P P ) xA
* B * A * B
温度不变
（2）看懂相图 ●面：三个面
温度不变
2个面：单相
f * = 2 +1 =2
1个面： 气液两相平衡
f * = 2 +1 （如何理解） =1
相组成（E点）:
nA ( g ) X1 nA ( g ) nB ( g )
● （连）结线
两个互相平衡的相在相图中所代表的点（即相 点）之间的联线称为“连结线”。 DE线称为（等温） 连结线 对二组分体系： 连结线与组成坐 标（即横坐标） 平行。
g
上图中 aa、bb、cc
线均为连结线。
…
μ 1 μ 2 μ 3
… … μ 5
（C-1） - ( -1)C = C-
f = C + 1 +1
T 在保持旧相不消失、新相不 生成的前提下，可以独立变 化的浓度数目 P
（2）看懂相图（二维图） 面：每个面有几个相、各是什么相
• 从图中可以看出，OC线的斜率是负值，这
说明随着压力的增加，水的冰点将降低；
• 例如三相点压力4.58mmHg下的冰点为0.01
C，而1atm 大气中的冰点为 0C。
这是由于克拉贝龙方程：
dP f Hm dT TVm , 冰水
中，Vm ,水 Vm, 冰 Vm, 冰水 0，
将体系加热到温度T2，体系的状态将沿
XY 线而变化。
•由图可以看出， 当温度升高到 N 点时，冰就 开始熔化，此
物理化学第六章化学平衡
对于反应：CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+ H2(g)
rG m (298K )=(-394+137+229)kJm ol-1 =-28kJm ol-1
了一个化学反应，设为：
d D e E fF g G
根据反应进度的定义，可以得到：
d dD n dE n dF n dG n
deΒιβλιοθήκη fg可一般地些为：
d dnB B
dnB Bd
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6.1 化学平衡的条件和反应的亲和势—热 力学基本方程1
d G S d T V d p B d n B
ΔrG =ΔfG (CO)- ΔfG (MnO) =(2686×102-158.37T/K) J·mol-1
ΔrGm=ΔrG +RTlnQp=ΔrG +RTln[p(CO)/p] =(2686×102-270.9 T/K) J·mol-1
在最低还原温度时, ΔrGm=0, 由此可得 T=992 K 当T>992 K时, ΔrGm< 0, 还原反应可以进行, 还原温度为992 K。
物理化学第六章化学 平衡
第1页，本讲稿共85页
第六章 化学平衡
6.1 化学平衡的条件和反应的亲和势
6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式 6.3 平衡常数与化学方程式的关系 6.4 复相化学平衡 6.5 平衡常数的测定和平衡转化率的计算
6.6 标准生成吉布斯自由能
6.8 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 6.9 同时平衡
物理化学课件及考试习题 试卷 答案第6章 相平衡习题及解答.
第五章 相平衡一、填空题1、一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数是＿＿＿＿＿＿＿。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K ）：()()()g CO s CaO s CaCO 23+=()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++则该系统的自由度数为＿＿＿＿＿＿。
5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时，其组分数为＿＿＿＿，相数为＿＿＿， 自由度数为＿＿＿＿。
6、在氢和石墨的系统中，加一催化剂，H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物，此系统的独立 组分数为＿＿＿＿＿＿。
7、完全互溶的双液系中，在x B =0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时，x B （g ）、x B （l ）、x B (总)的大小顺序为＿＿＿＿＿＿。
将x B =0.4的溶液进行 精馏时，塔顶将得到＿＿＿＿＿＿。
8、对于渗透平衡系统，相律的形式应写成＿＿＿＿＿＿。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时，())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=，系统的独立组分数为＿＿＿，自由度为＿＿＿。
10、将AlCl 3溶于水中，全部水解，生成Al(OH)3沉淀，此系统自由度数f=＿＿＿＿。
11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式＿＿＿＿＿＿＿＿＿可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。
答案1、22、03、24、35、3;2:46、27、x B （g ）>x B (总)>x B （l ） x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=211211lnT T RH p p mr二、单选题1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。
材料物理化学 第六章 相平衡 习题
第六章 相平衡与相图1、什么是平衡状态？影响平衡的因素有哪些？解：平衡态：不随时间而发生变化的状态称为平衡状态。
影响平衡的因素有：温度、压力、组分浓度等。
2、什么是凝聚系统？什么是介稳平衡？解：凝聚系统：不含气相或气相可以忽略的系统。
介稳平衡：即热力学非平衡态，能量处于较高状态，经常出现于硅酸盐系统中。
3、简述一致熔化合物与不一致熔化合物各自的特点。
解：一致熔化合物是指一种稳定的化合物。
它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，所产生的液相与化合物组成相同，故称一致熔融。
不一致熔化合物是指一种不稳定的化合物。
加热这种化合物某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，二者组成与化合物组成皆不相同，故称不一致熔融。
4、比较各种三元无变量点（低共熔点、双升点、双降点、过渡点和多晶转变点）的特点，写出它们的相平衡关系。
解：低共熔点：是一种无变量点，系统冷却时几种晶相同时从熔液中析出，或加热时同时融化。
E L A S C →++双升点：处于其相应的副三角形的交叉位的单转熔点。
PL A B S +→+ 双降点：处于其相应的副三角形的共轭位的双转熔点。
RL A B S++→ 5、简述SiO2的多晶转变现象，说明为什么在硅酸盐产品中SiO2经常以介稳状态存在？解：在573℃以下的低温，SiO2的稳定晶型为b －石英，加热至573℃转变为高温型的 a －石英，这种转变较快；冷却时在同一温度下以同样的速度发生逆转变。
如果加热速度过快，则a －石英过热而在1600℃时熔融。
如果加热速度很慢，则在870℃转变为a －鳞石英。
a －鳞石英在加热较快时，过热到1670℃时熔融。
当缓慢冷却时，在870℃仍可逆地转变为a －石英；当迅速冷却时，沿虚线过冷，在163℃转变为介稳态的b －鳞石英，在117℃转变为介稳态的g －鳞石英。
加热时g －鳞石英仍在原转变温度以同样的速度先后转变为b －鳞石英和a －鳞石英。
a －鳞石英缓慢加热，在1470℃时转变为a －方石英，继续加热到1713℃熔融。
物理化学第六章习题答案
习 题1． 在293K 时，把半径为1mm 的水滴分散成半径为1μm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯自由能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功若干？已知293K 时水的表面张力为0.0727N·m －1。
解：半径为1.0×10-3m 水滴的表面积为A ，体积为V 1，半径为R 1；半径为1×10-6m 的水滴的表面积为A 2，体积为V 2，半径为R 2，因为1V =NV 2，所以32313434R N R ππ⋅=，式中N 为小水滴的个数。
936332110100.1100.1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=--R R N 1000100.1100.110442369212212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⋅=--R R N A A ππ ΔG A =γΔA=()21224R NR -πγ={0.0727×4×3.14×[109×（1.0×10-6）2-（1.0×10-3）2]}J =9.13×10-4J W f = -ΔG A =-9.13×10-4J2．293K 时，根据下列表面张力的数据：试计算下列情况的铺展系数及判断能否铺展：（1）苯在水面上（未互溶前）；（2）水在汞面上；（3）苯在汞面上。
解：（1）γ（水-气）-[γ（苯-气）+γ（苯-水）] =[（72.7-28.9-35）×10-3] N·m -1=8.8×10-3 N·m -1＞0所以在苯与水未互溶前，苯可在水面上铺展。
当苯部分溶于水中后，水的表面张力下降，则当苯与水互溶到一定程度后，苯在水面上的铺展将会停止。
（2）γ（汞-气）-[γ（水-气）+γ（汞-水）] =[（486-72.7-375）×10-3]N·m -1 =38.3×10-3N·m -1＞0水在汞面上能铺展。
物理化学习题解答(六)
物理化学习题解答(六) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN物理化学习题解答(六)习题 p389~3931、反应CO(g)+H 2O(g)==H 2(g)+CO 2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lg K p ө=2150K/T -2.216，当CO ， H 2O ，H 2，CO 2的起初组成的质量分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20时，总压为101.3kPa 时，问在什么温度以下(或以上)反应才能向生成物的方向进行？解：x CO =0.30/28 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.081214x H 2O =0.30/18 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.12633x H 2=0.20/2 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.758x CO 2=0.20/44/(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.034454Q p = △G =-RTln K p ө+RT ln Q p =-RTln 10(2150/T -2.216)+RT ln Q p=-8.314×2.30258×2150+8.314×2.30258×2.216T+8.314T ×ln2.54549 = -41158.8+50.19T<0，T <820K2、PCl 5(g)的分解反应为PCl 5(g)==PCl 3(g)+Cl 2(g)，在523K 和100kPa 下达成平衡，测得平衡混合物的密度ρ=2.695kg·m -3，试计算：(1) PCl 5(g)的解离度；(2) 该反应的K p ө和△r G өm 。
解：(1) PCl 5(g) ==PCl 3(g) + Cl 2(g)起始时mol ： x 0 0平衡时mol ： x (1- α) αx αxn 总= x (1+α)，m 总= x (1- α)×208.2388+αx ×137.3328+αx ×70.90654549.212633.0081214.0034454.0758.0222222=⨯⨯==OH CO H CO O H CO H CO x x x x p p p pp 总V 总=n 总RT ，p 总=m 总RT /(V 总M 均)=ρRT/M 均M 均=ρRT/p 总= (2.695×103×8.314×523) /(100×103)=117.1846 g·mol -1M 均= m 总/ n 总=[ x (1- α)×208.2388+αx ×137.3328+αx ×70.906]/ [x (1+α)]=[(1- α)×208.2388+α×137.3328+α×70.906]/ (1+α)= 117.1846(1-α)×208.2388+α×137.3328+α×70.906=117.1846 (1+α)(208.2388+117.1846-137.3328-70.906)α=208.2388-117.1846117.1846α=91.0542，α=0.777(2) x PCl 5= x (1- α)/ x(1+α)= (1- α)/ (1+α)=(1-0.777)/(1+0.777)= 0.125483x PCl 3= x Cl 2=αx / x (1+α)= α/(1+α)=0.777/(1+0.777)= 0.437259K p ө= =△r G өm =-RT ln K p ө=-8.314×523ln1.5237=-1831.4 J·mol -13、373K 时，2NaHCO 3(s)==Na 2CO 3(s)+CO 2(g)+H 2O(g)反应的K p ө=0.231。
物理化学第六章课后答案完整版
第六章相平衡6.1(1)(2)(3)(4)(5)解：指出下列平衡系统中的组分数G相数P及自由度尸。
島(S)与其蒸气成平衡；CaC03 (s)与其分解产物CaO (s)和C02 (g)成平衡；NHJIS (s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH$ (g)和H2S (g)成平衡；取任意量的NH, (g)和泾(g)与NH<HS (s)成平衡。
L作为溶质在两不互溶液体氏0和CCh中达到分配平衡(凝聚系统)。
(1) C=1,P = 2,F = C - P+2=l-2 + 2= 1・(2) C = 3- l = 2,P = 3,F = C- P + 2 = 2 ・3 + 2= 1・(3) C = 3- l- l = l,P=2,F = C- P + 2= l- 2 + 2=l.(4) C = 3- l = 2,P = 2,F = C- P + 2 = 2- 2 + 2 = 2.(5) C = 3,P = 2,F = C- P+ l= 3- 2+ l = 2・6.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90°C时的饱和蒸气压分别为卩；二54-22kPa和讥二l36.12kPa。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为So二的甲苯 -苯混合物5 mol,在90 °C下成气-液两相平衡，若气相组成为沟二°4%6求：(1)平衡时液相组成忑及系统的压力a(2)平衡时气、液两相的物质的量从8丄皿）解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此"兀2；+恶卩;卫;十&; ■ pix0.4556X54.22珑■◎訂加為136J2- (136.12- 54.22>0.4556P = “; + 裨;=0.75X54.22+ 0.25X136.12= 74.70 kPa(2)系统代表点花。
二°6根据杠杆原理(y B.g一U H = (m一m )叫n l +— = 0.5（0.4556 —0.3”. = （0.3-0.25 Xii K = 1.216/?/<?/ n t =3.784加o/6.3 单组分系统的相图示意如右图。
物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社_课后习题详解第六章
第六章 相平衡三．思考题参考答案1．硫氢化铵4NH HS(s)的分解反应：① 在真空容器中分解；② 在充有一定3NH (g)的容器中分解，两种情况的独立组分数是否一样?答： 两种独立组分数不一样。
在①中，C =1。
因为物种数S 为3，但有一个独立的化学平衡和一个浓度限制条件，所以组分数等于1。
在②中，物种数S 仍为3，有一个独立的化学平衡，但是浓度限制条件被破坏了，两个生成物之间没有量的限制条件，所以独立组分数C =2。
2．纯的碳酸钙固体在真空容器中分解，这时独立组分数为多少?答： 碳酸钙固体的分解反应为 32CaCO (s)CaO(s)CO (g)+物种数为3，有一个平衡限制条件，但没有浓度限制条件。
因为氧化钙与二氧化碳不处在同一个相，没有摩尔分数的加和等于1的限制条件，所以独立组分数为2。
3．制水煤气时有三个平衡反应，求独立组分数C ？(1) H 2O(g)+ C(s)= H 2(g)+ CO(g)(2) CO 2(g)+ H 2(g)= H 2O(g)+ CO(g)(3) CO 2(g)+ C(s)= 2CO(g)答： 三个反应中共有5个物种，5S =。
方程(1)可以用方程(3)减去(2)得到，因而只有2个独立的化学平衡，2R =。
没有明确的浓度限制条件，所以独立组分数3C =。
4．在抽空容器中，氯化铵的分解平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度数？答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，一个浓度限制条件，所以独立组分数为1，相数为2。
根据相律，自由度为1。
即分解温度和分解压力两者之中只有一个可以发生变化。
5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度？答： 反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。
所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。
6．碳和氧在一定条件下达成两种平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度数。
物理化学 傅献彩 第六章 化学平衡
物理化学习题解答(六)1、反应CO(g)+H 2O(g)==H 2(g)+CO 2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgK p ө=2150K/T-2.216，当CO ， H 2O ，H 2，CO 2的起初组成的质量分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20时，总压为101.3kPa 时，问在什么温度以下(或以上)反应才能向生成物的方向进行？解：x CO =0.30/28 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.081214x H 2O =0.30/18 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.12633 x H 2=0.20/2 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.758 x CO 2=0.20/44/(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.034454Q p =△G=-RTln K p ө+RTlnQ p =-RTln10(2150/T -2.216)+RTlnQ p=-8.314×2.30258×2150+8.314×2.30258×2.216T+8.314T ×ln2.54549 = -41158.8+50.19T<0，T<820K理想气体反应的等温方程式（1）方程式r m r m ΔΔln ln ln ppG G RT Q RT K RT Q =+=-+$$式中，r m ΔG 为任一指定状态（T 、p 、组成）下反应的摩尔吉布斯函数变，它是决定反应方向的物理量。
m r ΔG $为反应的标准摩尔吉布斯函数变，它是决定反应限度的物理量。
B B B Π(/)p Q p p ν=$为任一指定状态下的压力商。
K $为反应的标准平衡常数。
（2）应用判断在指定温度、压力及组成条件下的反应方向，即r m Δ0)p G Q K <<（即$ 时，反应正向可自动进行 r m Δ0)p G Q K ==（即$ 时，反应达到平衡r m Δ0)p G Q K >>（即$ 时，反应正向不能自动进行，逆向可自动进行54549.212633.0081214.0034454.0758.0222222=⨯⨯==O H CO H CO O H CO H CO x x x x p p p p2、PCl 5(g)的分解反应为PCl 5(g)==PCl 3(g)+Cl 2(g)，在523K 和100kPa 下达成平衡，测得平衡混合物的密度ρ=2.695kg·m -3，试计算： (1) PCl 5(g)的解离度； (2) 该反应的K p ө和△r G өm 。
物理化学课后答案
1
K p (3)
1 0.0344 Pa 1 K p (1)
K c (3)
1 285.7mol 1 dm 3 K c (1)
Q √5. 已知 Br 2 (g) 的标准摩尔生成焓 D f H m =30.91kJ·mol-1 ，标准摩尔生成 Gibbs 自由能
y 1.49 1 y
y=0.60 mol 因为 0.30-0.60<0， 所以铁已经完全反应。 故氢气为 0.30mol， 水蒸气为 0.70mol， FeO(s) 为 0.30mol 。 当与 0.8mol Fe 反应，生成的氢气为 0.60mol，水蒸气为 0.40mol，FeO 为 0.60mol，Fe 为 0.20mol。 √7. 1157K时，CO 2 和 5.62m mol的K 2 CO 3 ,11.10m mol的CaCO 3 共热，平衡时CO 2 的分压为 P ，凝聚相里有纯固体CaO和熔化的CaCO 3 ，K 2 CO 3 混合物，冷却后称重发现固相失去了相 当于 3.98mmolCO 2 的质量，求， （1）熔融物中CaCO 3 的摩尔分数。 （2）已知反应CaCO 3 (s)=CaO(s)+CO 2 (g)的平衡常数为 3.5，以纯CaCO 3 作为标准态，求 熔融物CaCO 3 中的活度。 解：① 已知凝聚相里有纯固体CaO(s)而没提到有K 2 O(s)，说明在此温度下只有CaCO 3 (s)。 已知CaCO 3 (s)在纯态时的分解平衡常数 K 2 =3.5 ② 当CaCO 3 反应在熔液中进行时，但温度相同且K 2 CO 3 没有参与反应，所以
√2.合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下（体积分数%） ：
物理化学课后习题第六章答案解析
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.（3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.（5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2 常见的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3∙H2O(s)，Na2CO3∙7H2O(s)和Na2CO3∙10H2O(s).（1）101.325kPa下，与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多能有几种？（2）20℃时，与水蒸气平衡的水合物最多可能有几种？解:（1）C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0，即P-2≤1，那么能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多只有一种。
（2）C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C – P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0，即P-1≤2，那么与水蒸气平衡的水合物最多可能有两种。
6.4 单组分系统碳的想吐（示意图）如附图所示。
物理化学第六章习题答案
第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时，敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为。
若敌敌畏水解为一级反应，试求其水解反应的半衰期。
解：t=ln2/ k ==2．某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80％所需的时间。
解：放射性元素分解为一级反应，k=ln2/t= 15h=t=-ln(1-x)/k=-ln/=二级反应规律3. 某溶液含有NaOH 和CHCOCH，浓度均为·dm。
在时，反应经600s 后有% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下，计算：(1) 反应速率常数(2) 1200s能分解多少(3) 分解%的时间解：(1) 反应为NaOH ＋CHCOCH→CHCONa + CHOH该反应为二级且初浓度相同，故有d c/d t=kc, c=c(1-x), 积分后得k= (1/t)(1/c-1/c) = x/tc(1-x)=[600s×·dm×]= dm·mol·s(2) x =1/(1+1/ktc) = 1/[1+1/( dm·mol·s×1200s×·dm)]= =%(3) t= 1/kc= 1/( dm·mol·s×·dm) = 490s4. 溶液反应 A + 2B →2C + 2D 的速率方程为d c/d t=kcc。
20℃下，反应开始时只有两反应物，其初浓度分别为mol·dm和mol·dm，反应26h后，测定c= mol·dm，试求k。
解：因为c=2c，所以c=2c，代入速率方程得d c/d t=(k/2)c移项积分后得k=2(1/c-1/c)/t =[2(1 某二级反应A + B →C + D 的初速率为mol·dm·s，初浓度均为mol·dm，试求k。
物理化学习题解(1-6章)
第1 章 气体的性质习题解1 物质的体膨胀系数V α与等温压缩率T κ的定义如下：1 V pV V T α∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭1T T V V p κ⎛⎫∂=- ⎪∂⎝⎭ 试导出理想气体的T κ，T κ 与压力、温度的关系。
解：对于理想气体, V = nRT /p, 得 2() , ()p T V nR V nRTT p p p∂∂==∂∂ 所以 11== V p V nR V T pV Tα∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭211T T V nRT V p p V p κ⎛⎫∂=-=-=- ⎪∂⎝⎭ 答：1V Tα=，1T p κ=-。
2 气柜内贮有121.6 kPa ，27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl)气体300 m 3，若以每小时90 kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：假设气体能全部送往车间3121.61030014.626kmol 8.314300pV n RT ⨯⨯===⨯3311114.62610mol 62.49910kg mol 10.16h 90kg h 90kg h nM t ----⨯⨯⨯⋅===⋅⋅答：贮存的气体能用10.16小时。
3 0℃，101.325 kPa 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 =16.042g/mol ）看成理想气体：pV =nRT =m RT / M33101.32516.042kg m 0.716kg m 8.314273.15m mpM V mRT ρ--⨯===⋅=⋅⨯ 答：甲烷在标准状况下的密度是0.7163kg m -⋅4 一抽成真空的球形容器，质量为25.00 g ，充以4℃水之后，总质量为125.00 g 。
若改充以25℃，13.33 kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.016 g 。
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33(125.0025.00)g 100cm 1g cm V --==⋅将某碳氢化合物看成理想气体，则1136(25.01625.00)8.314298.15g mol 29.75g mol 13.331010010mRT M pV ----⨯⨯==⋅=⋅⨯⨯⨯答：该碳氢化合物的摩尔质量为29.751g mol -⋅。
物理化学6.动力学
表示反应速率与浓度之间关系的速率方程微分式：
A
- dc A dt
= kcAnA cBnB cCnc
表示反应浓度与时间关系的速率方程积分式：
cB = f(t)
一、零级反应 Zeroth order reaction
2A B P = kcA2 cB
A B + C P = kcAcBcC
反应级数和反应分子数的关系：
1）无论是基元反应还是非基元反应的速率方程， 各物质浓度的幂的代数和均称为反应级数； 2）对于基元反应，反应级数等于反应分子数，也 等于反应计量系数之和；反应级数只能是简单的 正整数； 3）对于非基元反应，没有分子数的概念，反应级 数不一定等于其计量系数之和。
aA 产物
微分式：
A
dcA dt
kAcA
cA cA0
1 cA
dcA
t 0
kAdt
(6-7)
积分式：
ln cA0 kt cA
cA cA,0ekt （6-8）
ln cA kt ln cA0
组分A的转化率
def
x = c c- c A
A0
A
A0
代入上式得积分式的另一种形式：
反应速率与物质浓度无关的反应称为零级反应
aA 产物
微分式：
A
dcA dt
dx dt
kA
dc cA
cA0
A
kA
t 0
dt
积分式：
cA0 cA kt
物理化学完整ppt课件
数称为（独立）组分数。 S：物种数
CSRR'
R：独立的化学平衡数 R′独立限制条件数
说明：★独立限制条件数只有在同一相中才能起作用
CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） R′= 0 ★独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独立的
C+H2O=CO+H2 C+CO2=2CO CO+H2O=CO2+H2 R=2 S=5 C=5-2=3
（1）因外压增加，使凝固点下降 0.00748K （2）因水中溶有空气，使凝固点下降 0.00241K
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16
例：如图为CO2的相图，试问： （1）将CO2在25℃液化，最小需加多大压力？ （2）打开CO2灭火机阀门时，为什么会出现少量白色固体（俗称于冰）？
解：（1）根据相图，当温度为25℃ 液一气平衡时，压力应为67大气压， 在25℃时最小需要67大气压才能使 CO2液化。
2、水的相图
可编辑课件
13
◎组分数
S：物种数
CSRR'
R：独立的化学平衡数 R′独立限制条件数
总结1
说明：★独立限制条件数只有在同一相中才能起作用 ★独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独立的
◎相律
◎单组分系统相图 F＝C－P十2＝3－P
单组分系统最多三相共存 单组分系统是双变量系统
可编辑课件
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7
杠杆规则还可以表示为：
（1）
m() 1 wB() wB 1
m( )
wB wB ()
m() m() wB() wB wB wB()
m( )
wB wB ()
m() wB wB() m wB() wB()
物理化学第六章相变化
第六章 相平衡
相变化： 物质从一个相转移到另一相的过程 相平衡： 相变过程的极限，达到相平衡的体系，宏观上 没有物质在相间的净转移 相 图： 相平衡时，T、p及各相组成间的关系图
相平衡原理 ——化学化工生产中单元操作(蒸馏、结晶等) 的理论基础 ——在冶金、材料、采矿、地质等生产中也必不可少 相平衡研究内容： 表达相平衡系统的状态如何随其组成、温度、压力 等而变化 两种方法： 数学公式——如克拉佩龙方程、拉乌尔定律等等 相图——直观 本章主要介绍相律和一些基本的相图，以及如何由实验数 据绘制相图、如何应用相图等等。
????ms??m??s???h?????????m?m?m?m?m?m?m?m?m?m?m????rrrbbrffffbbsthggsgcogohchsbsghhgcohgohchhbhh????????????????????222323r因此???????????????rtgkkrtgmrmr????expln第六章相平衡第六章相平衡相变过程的极限达到相平衡的体系宏观上没有物质在相间的净转移相变化
பைடு நூலகம்
解：
对于反应 rG m
2Ag(s) H 2 S ( g ) Ag 2 S ( s ) H 2 ( g ), 有
B
B
f G m B ,
f G m Ag 2 S , s f G m H 2 , g 2 f G m Ag , s f G m H 2 S , g
而非ln(1/10)
-1
r G m r G m RT ln
p(H 2S , g ) p
-3
r G m RT ln 10
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6.9 题
6.9 恒压下二组分液态部分互溶系统气－液平衡的温 度－组分图如附图，指出四个2 A-B二组分液态部分互 溶系统的液－固平衡相图如 附图，试指出各个相区的相 平衡关系，各条线所代表的 意义，以及三相线所代表的 相平衡关系。
6.12 题
解：
6.12 题
a1E1 A的凝固点下降曲线 b1E2 B的凝固点下降曲线 c1E1 B的凝固点下降曲线 c1CE2 B的凝固点下降曲线 a2E1b3 A(s)、 B(s)和组成为E1点的液相三相平衡
A( s)B (s ) l
c1E2b2 A(s)、 B(s)和组成为E1点的液相三相平衡
l1 B( s ) l2
6.6 101.325kPa下水（A）－醋酸（B）系统的气－ 液平衡数据如下。
t /℃
xB
yB
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
6.6 题
（1）画出气－液平衡的温度－组成图； （2）从图上找出组成为xB 0.800 的液相的泡点； （3）从图上找出组成为 yB 0.800 的气相的露点； （4）105.0℃时气－液平衡两相的组成是多少？ （5）9kg水与30kg醋酸组成的系统在105.0℃达到平衡 时，气、液两相的质量各为多少？
（1）平衡时液相组成 x B 及系统的压力p； （2）平衡时气、液两相的物质的量n(g)，n(l)。
6.2 题
解：(1)
yB
pB p
pB *xB pA * xApB *xB
yA
pA p
pA * xA pA * xApB *xB
y yA Bp pA * B *x xB A 1 yB yBpA *(p1B * xB xB)
6.1 题
解：
6.2 题
6.2 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和 蒸气压分别为 pA * 54.22kPa和 pB * 136.12kPa。两者 可形成理想液态混合物。今有系统组成为xB,0 0.3的甲 苯－苯混合物5mol，在90℃下成气－液两相平衡，若 气相组成 yB 0.4556求：
解： (1)
6.17 题
6.17 题
(2) 三相线 abc线
l(s)(s)
0.7045
6.6 题
根据杠杆规则 mg wB(l)wB m wB(l)wB(g)
气相的质量为
mg
wB(l)wB m0.79910.769239 wB(l)wB(g) 0.79910.7045
12.32kg 液相的质量为
m l 3 9 1 2 .3 2 2 6 .6 8 k g
6.7 题
6.7 已知水－苯酚系统中30℃液－液平衡时共轭溶 液的组成w苯酚为：L1 （苯酚溶于水），8.75％；L2 （水溶于苯酚），69.9％。 （1）在30℃，100g苯酚和200g水形成的系统达液－ 液平衡时，两液相的质量各为多少？ （2）在上述系统中若再加入100g苯酚，又达到相平 衡时，两液相的质量各变到多少？
6.7 题
(2) 根据杠杆规则
mL2 m
苯 酚 （ 苯酚 L2） 苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）
mL2 苯 酚 （ 苯酚 L2）苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）m
0.50000.0875400269.8g 0.69900.0875
m L 1 4 0 0 2 6 9 .8 1 3 0 .2 g
(5)
系统的总组成为
wB
30 0.7692 309
6.6 题
液相的组成为
wB(l)xAM xA BM xBBMB0.416108..504145600.5 .0454260.052
0.7991
气相的组成为
wB(g)yAM yA B M yBBMB0.583108..401175 600.4 .0157260.052
6.16 题
6.16 某A-B二组分凝聚系统相图如图所示。 (1) 指出各相区稳定存在的相；
(2) 指出图中的三相线。在三相线 上哪几个相成平衡？三者之间的 相平衡关系如何？ (3) 绘出图中状态点为a，b，c三 个样品的冷却曲线，并注明各阶 段时的相变化。
解： (1)
6.16 题
6.16 题
6.7 题
解：(1) 根据杠杆规则
mL2 m
苯 酚 （ 苯酚 L2） 苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）
mL2 苯 酚 （ 苯酚 L2）苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）m
0.33330.0875300120.6g 0.69900.0875
m L 1 3 0 0 1 2 0 .6 1 7 9 .4 g
xB 0.25 p74.70kPa
6.2 题
(2) n(g) xB,0 xB
n
yB xB
n(g)xB,0xBn( 0.30.25 5)mol yBxB 0.45560.25
1.22mol
n(l)yBxB,0n(0.45560.305)mol yBxB 0.45560.25
3.78mol
6.6 题
(2) 三相线 mon线
l(s)(s)
fed线
(s)l(s)
(3) 冷却曲线 a点组成的熔体
6.16 题
(3) 冷却曲线 b点组成的熔体
6.16 题
(3) 冷却曲线 c点组成的熔体
6.16 题
6.17 题
6.17 某A-B二组之凝聚系统相图如图所示。指出各相 区的稳定相，三相线上的相平衡关系。
物理化学习题
解答
6.1 题
6.1 指出下列平衡系统的组分数C，相数P及自由度 数F。 （1）I2(s)与其蒸气成平衡； （2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡； （3）NH4HS(s)放入一抽空容器中，并与其分解产物 NH3(g)和H2S(g)成平衡； （4）取任意量的NH3(g)和H2S(g) 与NH4HS(s)成平衡； （5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分 配平衡(凝聚系统)。
6.6 题
解：(1) 120
116
112
108
104
100
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
6.6 题
(2) 由上图可得，xB 0.800 时溶液的泡点为110.2℃
(3) 由上图可得，yB 0.800 时气体的露点为112.8℃
(4) 105.0℃时气－液平衡两相的组成分别为 液相的组成为xB 0.544 气相的组成为yB 0.417