物理化学习题解答(五)习题p335~3421、Ag2O(s)分解的反应方程为Ag2O(s)==2Ag(s)+1/2O(g)，当用Ag2O(s)进行分解达平衡时，系统的组分数、自由度和可能平衡共存的最大相数各为多少？解：f+Ф=C+2S=3，R=1，R/=0，C=S-R-R/=2，Ф=3，f=C+2-Ф=12、指出如下各系统的组分数、相数和自由度各为多少？(1)NH4Cl(s)在抽空容器中，部分分解为NH3(g)，HCl(g)达平衡；(2)NH4Cl(s)在含有一定量NH3(g)的容器中，部分分解为NH3(g)，HCl(g)达平衡；(3)NH4HS(s)与任意量的NH3(g)和H2S(g)混合，达分解平衡。(4)在900K时，C(s)与CO(g)，CO2(g)，O2(g)达平衡。解：NH4Cl(s)==NH3(g)+HCl(g)(1)S=3，R=1，R/=1，C=S-R-R/=1，Ф=2，f=C+2-Ф=1(2)S=3，R=1，R/=0，C=S-R-R/=2，Ф=2，f=C+2-Ф=2(3)S=3，R=1，R/=0，C=S-R-R/=2，Ф=2，f=C+2-Ф=2(4)S=4，R=2，R/=0，C=S-R-R/=2，Ф=2，f=C+1-Ф=13、在制水煤气的过程中，有五种物质：C(s)，CO(g)，CO2(g)，O2(g)和H2O(g)建立如下三个平衡，试求该系统的独立组分数。C(s)+H2O(g)==H2(g)+CO(g)(1)CO2(g)+H2(g)==H2O(g)+CO(g)(2)CO2(g)+C(s)==2CO(g)(3)解：S=5，R=2，R/=0，C=S-R-R/=3，Ф=2，f=C+2-Ф=34、已知，Na2CO3(s)和H2O(l)可以生成如下三种水合物：Na2CO3.H2O(s)，Na2CO3.7H2O(s)和Na2CO3.10H2O(s)，试求(1)在大气压下，与水溶液和冰平衡共存的水合盐的最大值；(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=3，R/=0，C=S-R-R/=2，f=C+2-Ф=0，Ф=4，n=2(2)S=5，R=3，R/=0，C=S-R-R/=2，f=C+2-Ф=0，Ф=4，n=35、在不同的温度下，测得Ag2O(s)分解时氧气的分压如下：T/K401417443463486p(O2)/kPa102051101203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？解：(1)Ag2O(s)==2Ag(s)+1/2O(g)在空气中，p(O2)=101.325×21%=21.28kPa在413K时，p(O2)大于其平衡分压，平衡向左移动，故有Ag2O(s)生成；在423K时，p(O2)小于其平衡分压，平衡向右移动，故无Ag2O(s)生成。(2)为了使Ag2O(s)加热到443K时不分解，必须增大p(O2)>51kPa(即充氧)。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？已知水的标准摩尔汽化焓为40.67kJ.mol-1，并设其与温度无关。解：由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=△vapHm/RT2lnp1/p2=-△vapHm/R(1/T1-1/T2)，ln(101.3/66.9)=-40.67×103/8.314(1/373-1/T2)(1/373-1/T2)=-8.314×ln(101.3/66.9)/40.67×103=-8.48×10-5T2=361.6K7、某种溜冰鞋下面冰刀与冰的接触面为：长7.62cm，宽2.45×10-3cm。若某运动员的体重为60kg。已知冰的摩尔熔化焓为6.01kJ.mol-1，冰的正常熔点为273K，冰和水的密度分别为920和1000kg.m-3。试求(1)运动员施加于冰面的总压力；(2)在该压力下冰的熔点。解：(1)p=F/S=mg/S=60×9.8/(7.62×10-2×2.45×10-5)=3.15×108Pa(2)由Clapeyron方程式可知，dp/dT=△fusHm/T△fusVm(p2-p1)=△fusHm/△fusVmln(T2/T1)(3.15×1011-1.013×105)=6.01×103/{18×10-3(1/1000-1/920)}ln(T2/273)ln(T2/273)=(3.15×108-1.013×105)×18×10-3×(1/1000-1/920)/(6.01×103)ln(T2/273)=-0.08204，T2=251.5K8、已知在101.3kPa时，正已烷的正常沸点为342K，假定它符合Trouton规则，即△vapHm/Tb≈88J.K-1.mol-1，试求298K时正已烷的蒸气压。解：由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=△vapHm/RT2lnp2/p1=-△vapHm/R(1/T2-1/T1)，ln(p2/101.3)=88×342/8.314(1/298-1/342)ln(p2/101.3)=-88×342/8.314(1/298-1/342)=-1.5628p2=21.23kPa9、从实验测得乙烯的蒸气压与温度的关系为：lnp/Pa=-1921K/T+1.75lnT/K-1.928×10-2T/K+12.26试求乙烯在正常沸点169.5K时的摩尔蒸发焓变。解：dlnp/dT=1921/T2+1.75/T-1.928×10-2T=169.5K时，dlnp/dT=1921/169.52+1.75/169.5-1.928×10-2=0.0579由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=△vapHm/RT2△vapHm=RT2dlnp/dT=8.314×169.52×0.0579=13830J.mol-110、已知液态砷As(l)的蒸气压与温度的关系为：lnp/Pa=-5665K/T+20.30...
