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1、物理化學習題討論課(二) 化學平衡多組分系統(tǒng)熱力學相平衡 Page 2已知反應(yīng)等壓方程式:一、已知化學反應(yīng)的等壓方程式:證明等容條件下:證明:Page 3(1)常溫、標準態(tài)下的穩(wěn)定性;(2)標準態(tài)下的分解溫度;(3)常溫不分解的最小封存壓力;(4)系統(tǒng)平衡總壓為標準態(tài)壓力時的分解溫度; 已知:25反應(yīng)的標準焓變?yōu)?67.87kJmol-1;標準熵變?yōu)?74.0 Jmol-1K-1 。二、碳酸氫銨是我國目前生產(chǎn)使用的主要化肥,其缺點是穩(wěn)定性差、易分解。試從以下幾方面分析NH4HCO3(s) 的熱力學穩(wěn)定性。Page 4一、碳酸氫銨的熱力學穩(wěn)定性解:(1)常溫、標準態(tài)下的穩(wěn)定性 NH4HCO3(s
2、) = NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)0 穩(wěn)定 S0,T時G ,穩(wěn)定性 。(2)標準態(tài)下的分解溫度; Page 5一、碳酸氫銨的熱力學穩(wěn)定性(3)298 K下,最小封存壓力 NH4HCO3(s) = NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)pmin = 3pBpB pB pBPage 6一、碳酸氫銨的熱力學穩(wěn)定性(4)p總,eq = (3pB )eq= p時的T分解?NH4HCO3(s) = NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) 反應(yīng)的 , p總時J ,G ,穩(wěn)定性 ,T分解標態(tài)時,Page 7三、討論下列公式的應(yīng)用對象及 的含義混合理想氣體理想稀溶液溶劑理想稀溶液溶質(zhì)實際溶液溶
3、劑實際溶液溶質(zhì)(4)同假想態(tài)Page 8四、A-B溶液中,溶質(zhì)B的(1)aB、aB分別參照誰進行的修正?(2)aB、aB之間的關(guān)系是怎樣的?(3)試求xB0及xB 1時的aB及aB;(4)試求xB0及xB 1時的B及B。解:(1)aB、aB修正的參照對象?aB理稀液溶劑,標準態(tài)為T,p下的純液體B;aB 理稀液溶質(zhì),標準態(tài)為T,p及xB=1下仍服從亨利定律的假想態(tài)B;Page 99(2)aB、aB之間的關(guān)系是怎樣的?(3)及(4) 試求:xB1及xB0時的aB及aB 、B及BxB 1:xB 0:四、 A-B溶液中,溶質(zhì)B的活度及活度系數(shù)Page 10五、已知CaCO3(s)在高溫下可分解為Ca
4、O(s)和CO2(g) 用相律解釋:1、在一定壓力的CO2氣體中加入CaCO3固體時,可以保持在一定溫度范圍內(nèi)不分解;2、保持CO2氣體的壓力恒定時,則實驗指出只在一個溫度下能使CaCO3與CaO的固體混合物不發(fā)生變化。Page 11五、用相律解釋 (1)若在一定壓力的CO2氣體中加入CaCO3固體時,可以保持在一定溫度范圍內(nèi)不分解;解答(1):無CaO:S=2,R=0 ,P=2; 需證明:一定p(CO2)下,T獨立F = C-P+1 = 2-2+1 = 1或:F = C-P+2 = 2-2+2 = 2T獨立p(CO2) 、T各自獨立Page 12五、用相律解釋2、保持CO2氣體的壓力恒定時,則實驗指出只在一個溫度下能使CaCO3與CaO的固體混合物不發(fā)生變化。解答2: CaCO3與CaO混合物不變化,保持平衡 S=3,R=1 ,P=3 需證明:恒定p(CO2)時,T也恒定或: F = C-P+2 = 2-3+2 =1F = C-P+1 = 2-3+1 = 0p(CO2)恒定T也恒定p(CO2)-T一一對應(yīng)Page 13六、指出下列二元 s-l 相圖中的錯誤,為什么?xB01TxB01T(b)xB01T(c)x
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