物理化学第三章化学势思维导图

第三章 化学势

一、填空题

1、只有系统的＿＿＿＿性质才具有偏摩尔量。而偏摩尔量自身是系统的＿＿＿＿性质。偏 摩尔量的值与系统中各组分的浓度＿＿＿＿。混合适物系统中各组分的同一偏摩尔量间 具有两个重要的性质，分别是＿＿＿＿与＿＿＿＿。

2、如同温度是热传导的推动力一样，化学势是＿＿＿＿传递的推动力。在恒温恒压下多相 平衡的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。以焓表示的组分i的化学势可写成μi=＿＿＿＿。

3、混合理想气体中任一组分B的化学势＿＿＿＿＿＿＿＿；理想溶液中任一组分B的化学 势＿＿＿＿＿＿＿＿；稀溶液中溶剂A的化学势＿＿＿＿＿＿＿＿。

4、由纯组分在恒温恒压下组成理想混合物时，△mixS=＿＿0；△mixG＿＿0；△mixH＿＿0；△

ix

V＿＿0。

5、理想溶液混合时，?mixV ，?mixS ，?mixG ，?mixH 。 6、比较水的化学势的大小（此处p=101.325kPa）：（填 >、< 或 =）

①μ(l,100℃,p)____μ(g,100℃,p) ②μ(l,100℃,p)____μ(l,100℃,2p) ③μ(g,100℃,p)____μ(g,100℃,2p) ④μ

1、1mol单原子理想气体始态为273K、p恒温下压力加倍，计算其Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔA。（已知273K、p下该气体的摩尔熵为100J·K-1·mol-1） 解：恒温下压力加倍

P?nRTV，当V1增大V2时，T1增大到T2

3?U?nCV,m(T2?T1)?(1??8.314?273)J?3405J2

5?H?QP?nCP,m(T2?T1)?(1??8.314?273)J?5675J2

W??U?Q??P?V??2270J

?S?CPlnT2?14.41J?K?1T1S2=S1+ΔS=114.4J·K-1

?G??H??(TS)??24.79KJ

?A??U??(TS)??31.76KJ

2、1mol理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。已知此理想气体300K时的Sm?=150.0J·K－1·mol－1，Cp,m=30.0J·K－1·mol

－1

。

解

W＝－p(V2-V1) = nR(T1-T2) =1×8.314×(300-600) = -2494.2J ?U= nCV,m

第三章 化学反应系统热力学 (习题答案) 2007-6-6

§3.1 标准热化学数据 练习

1 所有单质的 fGm (T)皆为零?为什么?试举例说明?

答：所有处于标准状态的稳定单质的 fGm (T)（因为生成稳定单质，稳定单质的状态未发生改变）；如单质碳有石墨和金刚石两种， fGm (298.15K，石墨，)=0kJmol-1.而 fGm (298.15K，金刚石，)=2.9kJmol-1,

(课本522页)，石墨到金刚石状态要发生改变，即要发生相变，所以 fGm (298.15K，金刚石，)=2.9kJmol-1,

不等于零。

2 化合物的标准生成热(焓)定义成：“由稳定单质在298.15K和100KPaPa下反应生成1mol化合物的反应热”是否准确?为什么?

答：单独处于各自标准态下，温度为T的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T的1mol化合物B过程的焓变。此定义中（1）强调压力为一个标准大气压，而不强调温度；（2）变化前后都单独处于标准态。 所以题中的定义不准确，

3 一定温度、压力下，发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Qp与化学反应摩尔焓变 rHn是否相同?为什么?

答： 等压不作其他功时（W’

第三章 习题解答

1. 在298 K和标准压力下，含甲醇(B)的摩尔分数xB为0.458的水溶液的密度为

0.8946kg?dm?3，甲醇的偏摩尔体积V(CH3OH)?39.80 cm?mol，试求该水溶液中水的偏摩尔体积V(H2O)。

解：V?n(CH3OH)V(CH3OH)?n(H2O)V(H2O)

V?m?(0.458?32?(1?0.458)?180.8946?1033?1?)dm?0.02729 dm

33V(H2O)?(0.02729?0.458?39.80?101?0.458?3) cm?mol3?1?16.72 cm?mol

3?12. 298 K和标准压力下，有一甲醇物质的量分数为0.4的甲醇－水混合物。如果往大量的此混合物中加入1 mol水，混合物的体积增加17.35 cm3；如果往大量的此混合物中加1 mol甲醇，混合物的体积增加39.01 cm3。试计算将0.4 mol的甲醇和0.6 mol的水混合时，此混合物的体积为若干？此混合过程中体积的变化为若干？已知298 K和标准压力下甲醇的密度为0.7911g?cm?3，水的密度为0.9971g?cm?3。 解：V(H2O)?17.35cm?mol

V(CH3OH)?39.

第三章 化学反应系统热力学 (习题答案) 2007-6-6

§3.1 标准热化学数据 练习

1 所有单质的 fGm (T)皆为零?为什么?试举例说明?

答：所有处于标准状态的稳定单质的 fGm (T)（因为生成稳定单质，稳定单质的状态未发生改变）；如单质碳有石墨和金刚石两种， fGm (298.15K，石墨，)=0kJmol-1.而 fGm (298.15K，金刚石，)=2.9kJmol-1,

(课本522页)，石墨到金刚石状态要发生改变，即要发生相变，所以 fGm (298.15K，金刚石，)=2.9kJmol-1,

不等于零。

2 化合物的标准生成热(焓)定义成：“由稳定单质在298.15K和100KPaPa下反应生成1mol化合物的反应热”是否准确?为什么?

答：单独处于各自标准态下，温度为T的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T的1mol化合物B过程的焓变。此定义中（1）强调压力为一个标准大气压，而不强调温度；（2）变化前后都单独处于标准态。 所以题中的定义不准确，

3 一定温度、压力下，发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Qp与化学反应摩尔焓变 rHn是否相同?为什么?

答： 等压不作其他功时（W’

第三章高炉冶炼过程的物理化学PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建w a58bb4d076eeaeaad1f3307c

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本章内容提要

?3.1 蒸发、分解与气化

?3.2 还原过程

?3.3 造渣过程

?3.4 碳的气化反应

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3.1蒸发、分解与气化

?3.1.1物理水蒸发

?3.1.2结晶水分解

?3.1.3碳酸盐分解

?3.1.4碳素沉积反应（析碳反应）

?3.1.5气化

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3.1.1物理水蒸发

?炉料物理水来源

–焦炭含水4%-5%、天然块矿和熔剂均含水2%

左右；

?雨季造成的炉料带入的物理水

?高炉顶温高时炉顶撒水带入的物理水

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炉料物理水的去向

?炉顶（煤气）温度在200℃左右

?在＞100 ℃

物理化学第三章模拟试卷B

班级 姓名 分数

一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分

NH3分子的平动、转动、振动、自由度分别为： ( ) (A) 3, 2, 7 (B) 3, 2, 6 (C) 3, 3, 7 (D) 3, 3, 6

2. 2 分

如果我们把同一种分

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第三章 热力学第二定律Chapter 3 The second law of thermodynamics

北京化工大学理学院 化学系 物理化学组北京市北三环东路15号 Tel:010-64434903 E-mail:zhangld@

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Chapter 3 The second law of thermodynamics§3-1 Carnot cycle §3-2 The common characteristic of spontaneous changes §3-3 The second law of thermodynamics §3-4 Entropy、Helmholz function、Gibbs function §3-5 Thermodynamics of perfect gase §3-6 The second law in action:The general liquid and solid §3-7 The

第三章 热力学第二定律

3.1 卡诺热机在（1） 热机效率； （2） 当向环境作功

。

解：卡诺热机的效率为

时，系统从高温热源吸收的热

及向低温热源放出的热

的高温热源和

的低温热源间工作。求

根据定义

3．2 卡诺热机在（1） 热机效率 ； （2） 当从高温热源吸热

解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出

时，系统对环境作的功

的高温热源和

的低温热源间工作，求：

及向低温热源放出的热

（2）

3．3 卡诺热机在（1）热机效率 ； （2）当向低温热源放热

解： （1）

时，系统从高温热源吸热

及对环境所作的功

。

的高温热源和

的低温热源间工作，求

1

(2)

3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功Wr等于不可逆热机作出的功－W。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率

证： （反证法） 设 ηir>ηr

不可逆热机从高温热源吸热则

，向低温热源

放热

，对环境作功

，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修

斯说法。

逆向卡诺热机从环境得功

则

从低温热源

吸热

向高温热源

放热

若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热

不可逆热

Anhui University of technology, School of Metallurgy & Resource Chapter 3 Chemical Equilibrium

第三章 化学平衡（Chemical Equilibrium）?

2．在457K，100kPa时，二氧化氮按下式离解5％：2NO2?2NO?O2 求此温度下反应的Kp和Kc。

解：此反应为恒温恒压反应：2NO2?2NO?O2

设NO2起始时的物质的量为nNO2，则0.05nNO2分解生成的NO和O2的物质的量分别为

nNO?0.05 nNO2，nO2?0.025nNO2，平衡时体系的物质总量为1.025nNO2

各组分的分压分别为：

pNO2?0.95?0.05??p?0.927p?，pNO??p?0.0488p?，pO2?(1?0.927?0.0488)p??0.0242p? 1.0251.0250.04882?0.0242?vi?53?5?p?6.706?10?101.3?10?6.794(Pa)故Kp?，， K?6.706?10x20.927Kc?KP?(103RT)?

3..由甲烷制氢的反应为：CH