物理化学第5-6章课后答案傅献彩_第五版(南京大学化学化工学院)

第五章相平衡

I- ⅛,□(s)分解的反应方程为⅛O(s)-Ξ⅛(s) + γ<λ

解:S=31C=S-R=2

Φ-3t f~ C÷2-Φ=l

/=0时4最大为4-

2.搭出如下各系统的组分数、相数和自曲度数各为多少？

(1)NH4CKs)在抽空容器中,部分分解为NH^⅛),HCKg)达平衡：

(2)NKCiCS)在含有一定量NHNE的容器中,部分分解为NH√g)τHCKgJ达平衡；

(3)NH i HS(S)与任竜量的NH3(g}和H J SCg)^合,达分解平衡；

(4)在900K 时Cx叮与CO(g),CO⅛Cg) ∕λ (G达平翫

解：NHKnNHa Cg) + HCKg)

门)呂=3* C=S-R-R, {R=l f R f = ∖) [NH s]=[HCl]-

C=I TΦ=2∙t /=C-Φ+2 = l

C2)S=3t C=S-R-R'=2 Φ=2,f=C~Φ~∖~2=2

C3)S=3, C=S-R-R, =3-1-0=2. Φ=2

f=OM2=2(同2)

C

<4)9t>0K 时’CXXg)+⅛ (g)-α⅛ (g)②

$=4, C^R-R f(◎中KxxI 的慑不定

龙=0、C=S-R-R f = 4-2-0=2

Φ=2 Γ ^C+i-φ^l.

玉在制水煤气的过稈中,有五种物质,CCs)τCX)(g),CC⅛Cg}Λ⅛⅛)和H2OCgJ建立如下三牛平衡，试

求该系统的独立组分数.

CCs> + H- 0(g)^=⅛(g)÷CO(g)(1>

C0⅛(g) + H? ⅛)-H3 0(fi) +CO(g) ¢2)

Ce⅛(g)+CCs>-2Co(g> <3)

解:建立3个平衡，(3)式可⅛¢1)+(2)得到

RT S= 5

C^S-R-R f=^

二已知T‰CαS和H2O(I)可以生成如下三种水合物：Na a CQ ∙ H S O(S) ,N¾C0⅛・7H2OCs)和Na2CC⅛ * IOH2 O(s)试求

门)在大气压下•与Na S CQ J水溶液和冰平衡共存的忒合盐的最大值；

<2)在298K时,与水蒸气平衡共存的水合盐的最大值.

解：(1〉S=5.R=3IJ R Z^O C=S-R~R f^=2

每生咸一种含水盐+ R增加1.S增加1：匚、值不变.

在∕⅛∙τ√* =C+1-Φ Γ =0时血绘大为3.

已知有NamEQ水陪揪和H2O(≡)两相•则还能生成一种含水盐.

(2)同样地τ∕* =C+I^Φei⅛大为3

故还可最多有两种含水盐主成-

5∙在不同温度下•测得Ag2O(S)分解时氧气的分压如下:

T/K 401 417 443 463 486

P(Co2)∕kPa10 20 51 101 203

试问

(1)分别于413K和423K时,在空气中加热银粉,是否有Ag2O(S)生成？

(2)如何才能使Ag2O(S)加热到443K时而不分解？

△ 1

解:⑴ Ag2O(s)^=i2Ag(s)÷-∣-θ2(g)

空气中O2的分压为0. 21 ×po=0. 21X101. 325kPa=21. 3Pa

当空气中Q的分压大于或等于Ag2O的分解压力时,能生成Ag2O,否则不能,作PJ -T图，可以看出413K时P OZ的压力V空气中O Z的分压，能生成Ag"),而在423K时如=25kPa>O. 21Pa不能生成Ag2O.(图略)

(2)从所给数据可知,在443K时,如解的平衡压力为5IkPa故当O2的分压大于51kPa时Ag2O不分钟.

6・通常在大气压力为101. 3kPa时，水的沸点为373K,而在海拔很高的高原上，当大气压力降为66. 9kPa时,这时水的沸点为多少？已知水的标准摩尔气化焙为40. 67kJ・moΓ1,并设其与温度无关.

解:根据ClaUniUS-CIaPeyrOn 方程式

—H lf与温度无关时•

%=鬻G卡

66.9 _40. 67 × IO3z 1 1、

I

ln10L3(丽飞)

T2=361. 56K.

7.某种溜冰鞋下面冰刀与冰的接触面为:长7. 62cm,宽2. 45X 10~3cm.若某运动员的体重为60kg,试求

<1)⅛动员施加于冰面的总压力.

(2)在该压力下冰的熔点.

已知冰的摩尔熔化熔为6∙ OIkJ ∙ moΓ1•冰的正常熔点为273K,冰和水的密度分别为920和IOOOkg •

解:PA = P e÷P⅛

P运=Gs = τng∕S= 2X7. ^×2.4^<10^3

= 1.58×109Pa

P运》护 * P总=P远=1∙ 58 × IO R Pa 根据克拉贝龙方程•

CIft . _ △汕Hm

臥L T ∙ Δfu9V m

皿Vm=I8X10-3（誌δ-禽）

= -1.556×10^6m3∙ kg~1

L58X10«Pa-l. OlXlO5Pa≡占诰労君r⅞, InT加

-0∙ 04114≡lnτ^73κ

E =262. 2K.

8.已知在1013kPa时.正已烷的正常沸点为342K,假事实上它符合TrOUton规则，即Δv.p‰ZT b¾ 88J ・KT・moΓ,,试求298K时正已烷的蒸气压.

解:根据TrOUtOn规则

Δvv H n∕Tb≈88J ・ K-】・moΓ1

ΔvH>H m=88×342=116. 964kJ ・moΓ1

根据克拉贝龙方程

Δrtt>Hm与温度无关时•

叱刖譬(*~⅜

I 4 _ ］血964kJ ∙ rpoL( __________ 1 X I-I rl lnI 2VP Q

InA -8. 314J ∙ K^l∙ moΓ1( 342K 298K)+ lnl°1* 3kP

p2=0∙ 41kPa.

9.从实验测得乙烯的蒸气压与温度的关系为

In 瓷=-号竖+1. 75In-^-1. 928×10~2-^ + 12. 26

试求乙烯在正常沸点169. 5K时的摩尔蒸发熔变.

解:根据克拉贝龙方程•当V e»Vi

从乙烤蒸气压与温度关系式得•

dln%p= 1921 K/ Γ5 +1. 75/ 丁一1. 928 X10一2

在乙烤的正常沸点T=I69. 5K时

d∣n%τ=0∙C胡=伶学π

XPH In=8. 314×0. O58X169.5X=81.73J ・moΓ,.

10・已知液态碑AS(I)的蒸气压与温度的关系为

In 育=-等^+20. 30

固态碑AS(S)的蒸气压与温度的关系为

In 盘=-翌泮+ 29. 76

试料的三相鮒温度和氐丸.

解：在三相点上，固态与液态碑的F相等.

(ln%a=-3^K+20. 30

jln^p a=~15^9κ+29.76

解得:T=IO92. 4K, p=3664. 38kPa.

11.在298K时,纯水的饱和蒸气压为3167. 4Pa,若在外压为101. 3kPa的空气中，求水的饱和蒸气压为多少？空气在水中溶解的影响可忽略不计.

解:外压与蒸气压的关系,空气不溶解于水，可看成是不活泼气体,lnP%∙=呂*(以_九)p；是无惰性气依时的蒸气压,久是当外压为P t时•有惰性气体存在时的蒸气压