物化習(xí)題課-2-答案

物理化學(xué)習(xí)題討論課（二）化學(xué)平衡多組分系統(tǒng)熱力學(xué)相平衡一、已知化學(xué)反應(yīng)的等壓方程式：證明等容條件下：證明：整理可得二、碳酸氫銨是我國目前生產(chǎn)使用的主要化肥，其缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差、易分解。試從以下幾方面分析NH4HCO3(s)的熱力學(xué)穩(wěn)定性。常溫、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的穩(wěn)定性；標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的分解溫度；常溫不分解的最小封存壓力；若封存時有局外氣體存在有何影響？體系平衡總壓等于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力時的分解溫度；已知：常溫下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變?yōu)?67.87kJ·mol-1；標(biāo)準(zhǔn)熵變?yōu)?74.0

J·mol-1·K-1。解：（1）常溫、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的穩(wěn)定性

NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)>0穩(wěn)定

ΔS>0，T↗時ΔG↘，穩(wěn)定性↘。（2）標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的分解溫度；或用等溫方程求（3）298K下，最小封存壓力pmin=3pB？

NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

反應(yīng)的ΣνB>0，一定溫度下，有局外氣體存在時益于分解。（4）298K下，p總，eq=(3pB)eq=pθ時的T？NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

反應(yīng)的ΣνB>0，p總↘時J↘，ΔG↘，穩(wěn)定性↘，T分解↘三、討論下列公式中各量的物理含義及應(yīng)用范圍(4)同(5)同四、試證明，二元溶液的溶質(zhì)在某一濃度區(qū)間內(nèi)服從亨利定律，則在該濃度區(qū)間內(nèi)，溶劑必服從拉烏爾定律。(提示：二元體系的G-D方程為xBdμB=-xAdμA)【證】【證】五、A-B溶液中，溶質(zhì)B的（1）aB、a’B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)各是什么？（2）aB、a’B之間的關(guān)系是怎樣的？（3）試求xB→0及xB→1時的aB及a’B；（4）試求xB→0及xB→1時的γB及γ’B。解：（1）aB、a’B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)？由：aB與理想稀溶液中溶劑的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相同：T,p下的純液體B；a’B與理想稀溶液中溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相同：T,p及xB=1下仍服從亨利定律的假想態(tài)B；（2）aB、a’B之間的關(guān)系是怎樣的？（3）及（4）試求：xB→1及xB→0時的aB及a’B

xB→1及xB→0時的γB及γ’BxB→1：xB→0：六、已知CaCO3(s)在高溫下可分解為CaO(s)和CO2(g)

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：需證明給定p(CO2)時，T仍可變

F=C-P+2F=C-P+2=2-2+2=2

即確定p(CO2)下，T仍可在一定范圍變化，并保持相平衡狀態(tài)不改變；解答：需證明恒定p(CO2)不變時，T也恒定

F=C-P+1

F=C-P+1=2-3+1=0

即恒定p(CO2)下，T也恒定。解法二：F=C-P+2

F=C-P+2=2-3+2=1即p(CO2)－T是一一對應(yīng)的2、保持CO2氣體的壓力恒定時，則實(shí)驗(yàn)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。六、指出下列二元s-l相圖中的錯誤xB01TxB01T（b）xB01T（c）xB0