达到能够描述系统状态性质变化时,相态、相数、相组成的变化情况。
读懂相图的关键在于,首先要掌握相图的分类,掌握基本相图的形状和特征。对于复杂相图,可以分解为几个基本类型相图进行分析。
练 习 6.1
1. 压力升高时,单组分体系的熔点( )。
A 升高; B 降低; C 不变; D 不一定
2. 冰的摩尔体积大于水的摩尔体积,当压力增大时,冰的熔点( )。
A降低 B 升高 C 不变 D 不能确定 3. 对于纯物质的任意两相平衡体系,下列关系式中不正确的是( )。 A.
dp?trsSQRdp?trsHmdpdlnp?trsHm? B. C. D. ???dT?trsVdTT?trsVmdTT?trsVmdTRT24. 克—克方程可用于( )。
A 固?气和液?气两相平衡; B固?液两相平衡; C 固?固两相平衡; D 任意两相平衡
5. 吐鲁番盆地的海拔高度为-154m。在此盆地水的沸点( )。
A. >373K B. <373K C. =373K D. =298K 6. 区别单相系统和多相系统的主要依据是系统内各部分( )。
A.化学性质是否相同; B.化学性质和物理性质是否相同;
C.物理性质是否相同; D.化学性质是否相同,且有明显的页面存在。 7. 在101 325 Pa的压力下,I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在),此体系的自由度为( )。
A. 1 B. 2. C. 3 D. 0
8. 常压下饱和食盐水溶液体系,独立组分数C、相数ф和自由度数f分别为( )。
A . C=2,ф=2,f=1; B. C=2,ф=2,f=2; C. C=2,ф=1,f=2; D. C=2,ф=1,f=1 9. 向真空容器中加入一定量的固体NH2CO2NH4(s),保持温度300K,当氨基甲酸铵分解反应达平衡时:NH2CO2NH4(s)?2NH3(g)+CO2(g),体系的物种数S和组分数C分别为( )。
A .S=1, C=1 B. S=3, C=2 C. S=3, C=1 D. S=3, C=3 10. 向第一种物质中加入第二种物质后,二者的熔点( )。
33
A. 总是下降; B. 总是上升; C. 可能上升也可能下降; D. 服从乌拉尔定律。 11. A与B组成的二组份凝聚系,可能生成三种稳定的化合物。常压下,从液相开始冷却的过程中,最多有( )固相同时析出。
A. 4种 B. 5种 C. 2种 D. 3种
12. 如下图所示,对于右边的步冷曲线对应的是( )物系点的冷却过程。
A. a点物系; B. b点物系; C. c点物系 D. d点物系。
a b c d T/K A B t/min 参考答案:1.D;2.A;3.C;4.A;5.A;6.B;7.B;8.A;9.C;10.C;11.C;12.C。
练 习 6.2
1. 指出下列相平衡系统中的物质数S,独立的化学平衡数R,组成关系数R′,组分数C,相数φ及自由度数f。(列表表示)
(1) NH4HS(s)部分分解为NH3(g)和H2S(g),达平衡; (2) NH4HS(s)和任意量的 NH3(g)及H2S(g)达平衡;
(3) NaHCO3(s)部分分解为Na2CO3(s)、H2O(g)及CO2(g),达平衡; (4 )CaCO3(s)部分分解为CaO(s)及CO2(g)达成平衡;
2. 丁醇在101.325kPa下沸点为117.8℃,蒸发热为591.2 KJ·mol,求其在100kPa下的沸点。
3. 已知101kPa下冰的熔点为273.15K,冰的质量熔化热为333.3 J/g,冰和水的密度分别为0.9168和0.9998 g .cm-3,求将外压增至15Mpa时,冰的熔点为多少? 4.右图为水的相图,图中
OA线为: P/kpa
OC线为: 固 液 OB线为: O 气 O点为三相点,p=610pa, T=273.16K, C’ 自由度f= 。 B
A C
-1
T/K
题4. 水的相图
34
5. 右图为二组分水盐系相图,(1)标出各区的相态; (2) 线称为硫酸铵的饱和溶解度曲线, 线称为水的凝固点曲线;(3)25%的硫酸铵水溶液, 如何操作可以获得纯硫酸铵晶体?
H2O W(盐)%→ (NH)2SO4
题5. 水--硫酸铵的相图
6. 分析下图所示二元凝聚系相图中各区的相数、相态、和自由度。 相区 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⅴ ⅵ A (B)% → B
7. 下表是由热分析法得到的Cu (A)-Ni(B)系统的数据: W(Ni)×100 第一转折温度t/℃ 第二转折温度t/℃ 0 10 40 70 100 1080 1140 1270 1375 1452 1100 1185 1310 相数 相态 自由度 (i)根据表中数据,绘制步冷曲线(示意),并根据该组步冷曲线绘制Cu (A)-Ni(B)系统的熔点-组成图,并标出各区的相态;
(ii)现有含w(Ni)=0.35的合金,从1400℃冷却到1200℃,问什么温度下有固相析出?最后一滴液体凝固的温度是多少?此时液态组成如何?
8. 金属A和B可以形成化合物AB2和A2B3,固体A、B、AB2、A2B3彼此不互熔,但液态时完全互溶,A、B的熔点分别为600℃和1100℃,化合物A2B3的熔点为900℃,与A形成的低共熔点为450℃,化合物AB2在800℃分解为A2B3和溶液,与B形成的低共熔点为650℃。根据这些数据(1)画出A—B系统的熔点—组成图,并标出各区的相态与成分;(2)画出x(A)=0.90,x(A)=0.30熔化液的步冷曲线。
参考答案:1.(1)S=3,R=1,R’=1,C=1,φ=2,f=1;(2)S=3,R=1,R’=0,C=2,φ=2,f=2;(3)S=4,R=1,R’=1,C=2,φ=3,f=1;(4)S=3,R=1,R’=0,C=2,φ=3,f=1;2. 390.6k (117.4℃);3.272.046k.
35
第七章 电化学基础
基 本 要 求
1.掌握法拉第电解定律的相关计算。理解电导、电导率和摩尔电导率的概念,掌握有关计算。熟悉离子独立运动定律。
2.熟悉电解质溶液的平均活度、平均活度系数、平均离子浓度和离子强度的定义和意义,掌握简单计算。能够应用D—H公式计算离子的平均活度系数。
3.熟悉可逆电池(原电池)的表示方法,掌握电极反应和电池反应的书写方法。熟悉标准电极电势表,掌握能斯特方程的应用。
4.了解电动势的测定方法及其应用,掌握电动势与△G的关系,能够应用电动势及电动势的温度系数计算一些热力学函数,如△S,△H等。
5.理解电解过程与原电池过程的异同处,了解电解过程有关的基本原理和概念。 6.了解浓差极化和电化学极化,了解过电位、超电压的概念。了解在电解时过电位对电极反应的影响,掌握析出电位和分解电压的计算,并能根据析出电位确定离子在电极上的反应顺序。
内 容 提 要
一.电解质溶液
1.电解池、原电池和法拉第定律
(1)电解池:利用电能以发生化学反应的装置称为电解池。在电解池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;两个电极反应的总结果为电解反应。
(2)法拉第定律:对各种不同的电解质溶液,每通过96485C的电量,在任一电极上发生得或失1mol电子的电极反应。法拉第常数:F=96485C/mol。
(3)原电池:利用两电极的反应以产生电流的装置称为原电池。在原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应;两个电极反应的总结果为电池反应。 2. 电导率和摩尔电导率
(1)电导:电解质溶液电阻(R)的倒数称为电导,表示导电能力,用G表示,单位S。
G = 1/R (7-1)
(2)电导率:当电极板为单位面积、两电极距离为单位长度时,电解质溶液的电导称为电导率,用κ表示,单位S.m-1。
G??
A (7-2) l36

