物理化学第二版作业答案68.pdf

物 理 化 学 作 业 题 答 案 第六章相平衡 思考题 5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡， NH Cl(s) NH (g) HCl(g) 。指出该系统的独 4 3 立组分数、相数和自由度？ 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为 2，相数为 2，自由度为 2 。 习题解析 3． CaCO (s) 在高温下分解为 CaO(s) 和 CO (g) ，根据相律解释下述实验事实。 3 2 (1)在一定压力的 CO (g) 中，将 CaCO (s) 加热，实验证明在加热过程中， 在一定的温度范围内 CaCO (s) 2 3 3 不会分解。 (2)在 CaCO3 (s) 的分解过程中，若保持 CO2 (g) 的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度 有定值。 解：(1)该系统中有两个物种， CO (g) 和 CaCO (s) ，所以物种数 S 2 。在没有发生反应时，组分 2 3 数 C 2 。现在是一个固相和一个气相两相共存， P 2 。当 CO 2 (g) 的压力有定值时，根据相律，条 * 件自由度 f C 1 P 2 1 2 1 。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平 衡共存不变，所以 CaCO3 (s) 不会分解。 （2）该系统有三个物种， CO (g) ，CaCO (s) 和 CaO(s) ，所以物种数 S 3 。有一个化学平衡， R 1 。 2 3 没有浓度限制条件， 因为产物不在同一个相， 故 C 2 。现在有三相共存 （两个固相和一个气相），P 3 。 若保持 CO2 (g) 的压力恒定， 条件自由度 f * C 1 P 2 1 3 0 。也就是说， 在保持 CO 2 (g) 的压力 恒定时，温度不能发生变化，即 CaCO3 (s) 的分解温度有定值。 5．结霜后的早晨冷而干燥，在 -5℃，当大气中的水蒸气分压降至 266.6Pa时，霜会升华变为水蒸 气吗?若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 273.16K 1 1 和 611Pa，水的摩尔气化焓 vap Hm 45.05 kJ mol ，冰的摩尔融化焓 fus H m 6.01 kJ mol 。设相变 时的摩尔焓变在这个温度区间内是常数。 解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和， 用 Clausius-Clapeyron方程，计算 268.15K （-5 ℃）时冰的饱和蒸气压 来源：网络转载 p(268.15K) 51 060 1 1 ln