第五章

相變熱力學5.1思考題1、以下說法對嗎？為什么？5）在一個給定的系統中，物種數可以因分析問題的角度的不同而不同，但獨立組分數是一個確定的數。對。6）單組分系統的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程定量描述。對，克拉佩龍方程文字描述就是兩相平衡的時候P隨T的變化率與摩爾焓變、摩爾體積和T之間的關系。8）在相圖中總可以利用杠桿規則計算兩相平衡時兩相的相對的量。對。9）在簡單低共熔物的相圖中，三相線上的任何一個系統點的液相組成都相同。對，在三相線上，自由度數為零，為無變量系統，所以在此線上液相組成不變。10）三組分系統最多同時存在5個相。對，F=3-P+2。TTATBP恒定xBABCg+lg+llg7）恒沸物的組成不變。錯，恒沸物的組成與溫度或壓力有關。6）在0℃到100℃的范圍內液態的水的蒸氣壓與溫度的關系可近似地表示為如下關系：lg(p/kPa)=-2265/(T/K)+8.0187某地區的氣壓只有60.0kPa，那么這個地區水的沸點為___89.8___℃。

lg60=-2265/T+8.0187T=89.8℃7）UF6(s)的蒸氣壓與溫度的關系式為ln(p/Pa)=29.416–5894.6/(T/K)，則其平均升華熱為__49___kJ·mol-1。比較ln(P/Pa)=29.416–5894.6/(T/K)與ln(P/Pa)=B–ΔvapHm/(RT)兩式，可得ΔvapHm=5894.6×R=49kJ8）二元液系相圖中，共沸點的自由度數F=____0____。C=2-1=1(氣液組成相同),相圖中一般P是恒定的，所以F=1-2+1=0。9）已知水的平均氣化熱為40.6kJ·mol-1，若壓力鍋允許的最高溫度為423K，此時壓力鍋內的壓力為_____473.71_____kPa。10）組分A和B可以形成以下幾種化合物：

A2B(s)AB(s)AB2(s)AB3(s)則此A—B系統的低共溶點最多有____5____個。TTATBP恒定wBABA2BlABAB2AB35.3選擇題1）水煤氣發生爐中共有C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g)及H2(g)五種物質，它們之間能發生下述反應：CO2(g)+C(s)2CO(g)H2O(g)+C(s)H2(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)則此系統的組分數和自由度數為

a)5，3b)4，3c)3，3d)2，2C=5-2-0=3，F=3-2+2=32）某高原地區的大氣壓力為61.33kPa，若將下列四種固態物質在此地加熱，直接升華的是物質三相點的溫度和壓力a)氬-180.2℃68.741kPab)汞-33.88℃1.09×10-7kPac)苯5.465℃4.8131kPad)氯化汞277℃57.33kPa該地區的壓力要低于三相點的壓力。PTCslg5）如圖5-2所示的二元凝聚系相圖中，屬穩定的單相區的是a)I區b)I，II兩個區c)I，IV兩個區d)I，II，V三個區6.1思考題1、以下說法對嗎？為什么？2）電解池通過1F電量時，可以使1mol物質電解。1）電解質溶液中各離子遷移數之和為1。3）陰離子在電場作用下可以定向移動，所以測定電解質溶液的電導率時要用直流電源。錯，通過1F電量，可使每個電極上發生得失1mol電子的電極反應，正、負離子所帶電荷不一定是1。錯，因為用直流電源時在電極上會發生電極反應，電解質的濃度就會發生變化，并會在兩極析出產物而改變電解質的性質，必須要用交流電源。正確，t++t-=1。10）實際電解時，在陰極上首先發生還原作用的是按能斯特方程計算的還原電勢最大者。8）將鋅和銅插入硫酸溶液中構成的電池是可逆電池。

9）2H++2eH2因它們都是氫電極，所以

2H2O+2eH2+2OH-所以=錯，電極反應不同，(1)的標準態是a(H+)=1，(2)的標準態是a(OH-)=1。錯，實際電解時電極發生極化，應考慮超電勢。錯，電極反應為：Zn+2H+Zn2++H2，Cu+2H+Cu2++H2與可逆電池必須滿足的條件的第三條：不能有氣體或沉淀物出現。6.2填空題1）在Pt|Cu2+,Cu+

電極上的反應為Cu2++eCu+當有1F的電量通過電池時，發生反應的Cu2+的量為___1mol______。

2）用同一電導池測得濃度為0.01mol·dm-3的A溶液和濃度為0.1mol·dm-3的B溶液的電阻分別為1000Ω和500Ω，則它們的摩爾電導率之比Λm,A/Λm,B

=____5：1____。

3）25℃時水的離子積Kw=1.008×10-14，已知25℃時

(H+)=349.82×10-4S·m2·mol-1，(OH-)=198.0×10-4S·m2·mol-1，則25℃時純水的電導率為____________。4）已知(Na+)=50.11×10-4S·m2·mol-1，(OH-)=198.0×10-4S·m2·mol-1，在無限稀的NaOH溶液中t∞(Na+)=__0.202__,t∞(OH-)=___0.798___。

5）在無限稀的電解質溶液中，正離子的電遷移率、摩爾電導率以及法拉第常數之間的關系是___________。

7）Ag+Cl

AgCl反應在25℃,101.325kPa下進行放熱127.07kJ·mol-1，若布置成可逆電池，在可逆電池中進行，則放熱32.998kJ·mol-1。該反應的（298K)=______，(298K)=_____。6）25℃時某溶液中HCl的濃度為0.001mol·kg-1，FeCl3的濃度為0.02mol·kg-1，則溶液中HCl的γ±=____

，FeCl3的γ±=____

。

10）25℃時電池Pb(汞齊)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(汞齊)(a2)的電池電動勢E＞0，則a1__＞__a2。降低。

9）電解CuSO4水溶液時，溶液的pH將降低。

8）Cu2++2eCu

=0.337VCu++eCu

=0.521V,則Cu2++eCu+的=____。

8）Cu2++2eCu

=0.337VCu++eCu

=0.521V,則Cu2++eCu+的=____。

陰極反應：Cu2++2e-→Cu陽極反應：2OH--2e-→H2O+1/2O2

負極反應：Pb(a1)-2e-→Pb2+正極反應：Pb2++2e-→Pb(a2)電池反應：Pb(a1)→Pb(a2)3）電池在恒溫、恒壓下可逆放電2F與以一定的電壓放電2F，二者相比不同的有___________。a)對環境作的電功Wb)電池反應的ΔrGmc)與環境交換的熱Qd)電池反應的ΔrHm4）下列電池中，電池電動勢E與Cl-濃度無關的是__________。Zn|ZnCl2(aq)|AgCl(s)|Agb)Zn|ZnCl2(aq)||KCl(aq)|Cl2|Ptc)Ag|AgCl2(s)|KCl(aq)|Cl2|Ptd)Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(aq)||AgNO3(aq)|Ag負極反應：Ag-e-+Cl-→AgCl(s)正極反應：1/2Cl2+e-→Cl-電池反應：Ag+1/2Cl2→

AgCl(s)5）能測定水的離子積Kw的電池是_______。

a)Pt|H2|H2SO4(aq)|O2|Pt

b)Pt|H2|H+||OH-|H2|Ptc)Pt|H2|NaOH(aq)|O2|Pt負極反應：H2-2e-→2H+正極反應：2H2O+2e-→2OH-+H2電池反應：H2O→H++OH-7.1思考題1、下說法對嗎？為什么？只有在比表面很大時才能明顯地看到表面現象，所以系統表面增大是表面張力產生的原因。錯；表面張力是由于表面分子的受力與內部分子受力情況不一樣產生的。2)對大多數系統來講，當溫度升高時，表面張力下降。

對。3)比表面吉布斯函數是指恒溫、恒壓下，當組成不變時可逆地增大單位表面積時，系統所增加的吉布斯函數表面張力則是指表面單位長度上存在的使表面張緊的力。所以比表面吉布斯函數與表面張力是兩個根本不同的概念。錯；二者有區別也有聯系。P259、2604)恒溫、恒壓下，凡能使系統表面吉布斯函數降低的過程都是自發過程。錯，恒T、P，W’=0時，ΔG＜0的過程才能自發進行。5)過飽和蒸氣之所以可能存在，是因為新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函數。

錯；新生成的微小液滴有很高的比表面,因而有很高的表面吉布斯函數。6)液體在毛細管內上升或下降決定于該液體的表面張力的大小。錯；液體在毛細管內上升或下降決定于液體能否潤濕管壁，潤濕與否與σg-l

、σg-s和σl-s的相對大小有關。

7)單分子層吸附只能是化學吸附，多分子層吸附只能是物理吸附。錯；物理吸附可以是單分子層吸附也可以是多分子層吸附。8)產生物理吸附的力是范德華力，作用較弱，因而吸附速度慢，不易達到平衡。

錯；吸附速率較快，易達到平衡。9)在吉布斯吸附等溫式中，Γ為溶質的吸附量，它隨溶質（表面活性物質）的加入量的增加而增加，并且當溶質達到飽和時，Γ達到極大值。

錯；達到飽和吸附時，不一定達到飽和濃度。10)由于溶質在溶液的表面產生吸附，所以溶質在溶液表面的濃度大于它在溶液內部的濃度。錯；溶質在表面層的濃度可以低于它在內部的濃度。

3)如圖7-2所示，平面上（水不濕潤）有一大水滴和一小水滴，用玻璃罩罩上，并充入飽和水蒸氣，過一段時間后，大水滴將變

大，小水滴將變小。4)碳酸鈣分解時大顆粒的分解壓較小顆粒分解壓小。5)如圖7-3所示，在旋塞兩端各有一個肥皂泡一個大泡，一個小泡，打開旋塞，大泡將變

大,小泡將變小。6)如圖7-4所示，毛細管內裝有少量能濕潤毛細管的液體，若在箭頭處加熱，則管內液體將向左移動。7)如圖7-5所示，密度為800kg·m-3的液體裝入一U形管中，該液體能完全潤濕管壁（cosθ=1），U形管一端半徑為0.05cm,另一端為0.2cm，兩端彎月面高差為2.50cm，則該液體的表面張力為

。8)蘭格繆爾吸附等溫式推導的假設是

。a:吸附是單分子層吸附；b:固體表面是均勻的；c:吸附在固體表面的分子之間無相互作用力；d:吸附平衡是動態平衡。7.3選擇題水可以在固體上鋪展，界面張力之間的關系是：

b.c.