物化第五章习题C卷Word下载.docx
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请问包晶属于什么状态?
( ) (A)热力学平衡态 (B)流动体系稳定态 (C)热力学不稳定状态 (D)流动体系不稳定态 10.在270K,kPa下,1mol过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰,则体系及环境的熵变 应为:
(A)ΔS体系0 (C)ΔS体系>
0,ΔS环境0,ΔS环境>
011.H2O-NaCl-Na2SO4的三元系中,Na2SO4和H2O能形成水合物Na2SO4·
10H2O(D),在DBC区中存在的是:
(A)水合物D和溶液 (B)水合物D和纯Na2SO4及纯NaCl三相共存 (C)水合物D,NaCl和组成为F的溶液 (D)纯NaCl,纯Na2SO4和水溶液 二、填空题 12.夏季在四周均绝热的室内将电冰箱门打开,接通电源,则室内的温度将:
( ) 降低 (B)升高 (C)不变 (D)不能确定是升高还是降低13.三相点是 。
14.某蛋白质在K时变性并达到平衡状态,即天然蛋白质 变性蛋白质,已知该变性过程的Δ mol-1,则该反应的熵变ΔrSm(K)= J·
K-1·
mol-1。
rHm(K)=kJ·
15.完全互溶的二组分溶液,在xB=处平衡蒸气压有最高值,那么组成xB=的溶液在气-液平衡时,xB(g),xB(l),xB(总)的大小顺序为________________。
将xB=的溶液进行精镏,塔顶将得到___________。
16.
(1)一定温度下,蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自度数等于 。
(2)纯物质在临界点的自度数等于 。
(3)二元溶液的恒沸点的自度数等于 。
17.下列化学反应,同时共存并到达到平衡:
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H2O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+H2(g) 问该体系的自度为_______。
18.当A和B组成的二组分溶液的沸点和露点(冷凝点)相合时只有在:
。
19.将AlCl3溶于水,待全部水解时,体系的组分数C= 。
20.研究多相体系的状态如何随 、 、 等变量的改变而发生变化,并用图形来表示体系的状态的变化,这种图称为状态图或称为相图。
三、计算和问答题 21.请用热力学公式证明:
(1)液体的蒸气压随温度的增加而增加;
(2)液体的沸点随压力的增加而递增;
(3)一般液体的熔点随压力增大而升高,并指出一种例外的 23.某物质的熔化热为4526J?
mol-1,其液态和固态的蒸气压方程分别为:
ln(pi/p?
)=A1/(T/K)+ ln(ps/p?
)=A2/(T/K)+ 求该物质三相点的温度及三相点的熔化熵。
24.试求下列体系的自度,并指出此变量是什么?
(1)在标准压力下,水与水蒸气达平衡;
(2)水与水蒸气达平衡;
(3)在标准压力下,在无固体I2存在时,I2在水和CCl4中的分配已达平衡;
(4)在25°
C时,NaOH和H3PO4的水溶液达平衡;
(5)在标准压力下,H2SO4水溶液与H2SO4?
2H2O(s)已达平衡。
25.指出下列各平衡体系的相数、组分数和自度:
(1)冰和水蒸气;
(2)固态砷、液态砷和气态砷;
(3)在标准压力下,固态NaCl和它的饱和水溶液;
(4)水蒸气、固体NaCl和它的饱和水溶液;
(5)TiCl4和SiCl4的溶液和它们的蒸气;
(6)Fe(s),FeO(s),Fe2O3(s),CO(g),CO2(g)。
26.在形成稳定化合物AmBn的二元相图中,温度为t1时,浓度为a点的液体与化合物AmBn平衡;
同温度下,浓度为b点的液体也与化合物AmBn平衡。
因而可以认为a,b两浓度的液体可以平衡共存。
但实际上,常发现此结论不正确。
为什么?
27.在机械工业中,常将钢制工件“淬火”以提高硬度,其原理及加工程序如何?
C卷答案一、选择题 1.A 2.A
(1)入塔前,物种数S=3,独立组与数C=3
(2)已达平衡C=S-R-R’=3-1-0=2 (3)只充NH3气入塔并达平衡 C=S-R-R’=3-1-1=1 因2NH3?
N2+3H2 R=1 又[H2]=3[N2] R’=1 3.Cf=C+3-Φ=2+3-2=34.A是错误的。
5.D 据相图可判断 6.A恒沸混合物与化合物不同,没有确定的组成。
只在压力恒定时,其组成才一定,即恒沸混合物的沸 点随外压而改变。
7.C 8.CS=n+1,R=0,R’=0,又C=n+1,Φ=2 f=C+3-Φ=n+1+3-2=n+29.C 10.B 11.B 二、填空题 12.B 13.答:
固、液、气三态可以平衡共存时的温度和压力 14.ΔrSm(K)=ΔrHm(K)/T=×
103J·
mol-1/K=J·
mol-115.xB(g)>
xB(总)>
xB(l),xB=恒沸混合物 16.
(1)f=C+3-Φ=2+3-2=3
(2)f**=C+0-Φ=1+0-1=0 (3)f*=C+1-Φ=1+1-2=0 f=C+2-Φ=1+2-2=117.S=6,R=2,C=6-2=4,f=4-3+2=3 18.答:
A和B能具有共沸混合物,且组成恰好为其共沸组成时。
(s)?
3H2O(l)?
Al(OH)3(s)?
3HCl(aq)19.3 AlC3l AlCl3(s)溶于水全部水解时,上述反应式不存在,此时 S?
3[H2O,Al(OH)3,HCl] R?
0,R’?
0 故 C?
S?
320.答:
浓度 温度 压力 三、计算和问答题 21.答:
根据克—克方程的不定积分式:
ln(p/[p])?
?
vapHm/(RT)+B’或写成 ln([p]/p)?
vapHm/(RT)+B,该式可见,当T增大时,?
vapHm/(RT) 减小,故ln([p]/p)减小,所以p增加。
仍用上式来证明。
当p增大时,ln([p]/p)减小,故?
vapHm/(RT)也减小,故T增加。
根据克拉贝龙方程:
一般液体与其固体达平衡时,固体熔化时,?
fusHm>
0,dp/dT?
fusHm/(T?
Vm), ?
Vm>
0,故dp/dT?
fusHm/(T?
Vm),即T增大时,p也随之增大。
23.三相点时pl=ps,即A1/(T/K)+=A2/(T/K)+ (K/T)(A1-A2)=.......
(1) dln(pl/p?
)/dT=ΔvapHm/(RT2)=-A1K/T2A1K=-ΔvapHm/R dln(ps/p?
)/dT=ΔsubHm/(RT2)=-A2K/T2A2K=-ΔsubHm/R A1-A2=(1/R)(ΔsubHm-ΔvapHm)=ΔfusHm/R = 代入
(1)式得T=K ΔS=ΔfusHm/T=J·
mol-1 24.答:
C?
1,?
2,f*?
1?
0,该体系为无变量体系。
C?
2,f?
2?
1,该体系为单变量体系,变量是温度或压力。
C?
3,?
2 该体系为双变量体系,变量是温度和I2在水中的浓度。
S?
5(Na,OH,H,PO4,H2O),R?
2(H?
OH?
3?
H2O)和电中性条件。
故 ?
1,f*?
3,变量是压力、Na+和PO34的浓度。
H2SO4?
2H2O(s)), S?
3(H2O,H2SO4,H2SO4?
2H2O(s)),R?
1(2H2O?
H2SO4 C?
2,?
1,变量为温度或H2SO4的浓度。
25.答:
2,C?
1,f?
1 ?
3,C?
0 ?
1 ?
1 ?
2 在常温下,无反应时,?
4,C?
5,f?
5?
4?
3 在高温下,有反应存在时,?
R?
R’?
0?
3,f?
1 26.答:
常发现此结论不正确是因为在该相图中,CD实际上不是一条线,而是一个很窄的长 条(如图所示)。
即化合物AmBn不是绝对纯的AmBn,其中常是会有少量的A或B溶入, 因此,AmBn实际上是一个细长的单相区,而不是一条线。
在t1温度时,a点浓度的液相是与d点浓度的化合物平衡;
而b点浓度的液相是与e点浓度 的化合物平衡。
d,e两处的化合物是有微小差别(指浓度而言)。
故其物理化学性质也有 差别。
所以液相a与液相b不能平衡共存。
27.答:
“淬火”工艺为:
(1)将钢制工件。
加热至800°
C以上恒温数小时后取出;
(2)浸入冷水或冷油中迅即降温,使表面结构介于奥氏体和渗碳体之间,称为“马氏体”面心立方结构。
其硬度较高。
虽为亚稳态但于固体粒子常温下运动缓慢故能长时间稳定存在。
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