第一章6 . dalton 分压定律的适用条件是什么? amagat 分体积定律的使用前提是什么?
答:这两个定律原则上只适用于理想气体。 dalton 分压定律要在混合气体的温度和体积不变的前提下,某个组分的分压等于在该温度和体积下单独存在时的压力。
amagat 分体积定律要在混合气体的温度和总压不变的前提下,某个组分的分体积等于在该温度和压力下单独存在时所占有的体积
7 .有一种气体的状态方程为b 为大于零的常数),试分析这种气体与理想气体有何不同?将这种气体进行真空膨胀,气体的温度会不会下降?
答:将气体的状态方程改写为与理想气体的状态方程相比,这个状态方程只校正了体积项,未校正压力项。说明这种气体分子自身的体积不能忽略,而分子之间的相互作用力仍可以忽略不计。
所以,将这种气体进行真空膨胀时,气体的温度不会下降,这一点与理想气体相同。
8 .如何定义气体的临界温度和临界压力?
答:在真实气体的图上,当气 - 液两相共存的线段缩成一个点时,称这点为临界点。这时的温度为临界温度,这时的压力为临界压力。在临界温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化。
10. 当各种物质都处于临界点时,它们有哪些共同特性?
答:在临界点时,物质的气 - 液界面消失,液体和气体的摩尔体积相等,成为一种既不同于液相、又不同于气相的特殊流体,称为超流体。高于临界点温度时,无论用多大压力都无法使气体液化,这时的气体就是超临界流体。
第二章 1 )状态给定后,状态函数就有定值;状态函数固定后,状态也就固定了。
答:对。因为状态函数是状态的单值函数,状态固定后,所有的状态函数都有定值。反之,状态函数都有定值,状态也就被固定了。
( 6 )某一化学反应在烧杯中进行,热效应为 ,焓变为 。若将化学反应安排成反应相同的可逆电池,使化学反应和电池反应的始态和终态都相同,这时热效应为 ,焓变为 ,则 。
答:对。因为焓 h 是状态函数,只要反应的始态和终态都相同,则焓变的数值也相同,与反应具体进行的途径无关,这就是状态函数的性质,“异途同归,值变相等”。
但是,两个过程的热效应是不等的,即 。
2 ) 与盐酸发生反应,分别在敞口和密闭的容器中进行,哪一种情况放的热更多一些?
答:当然在密闭的容器中进行时,放的热更多一些。因为在发生反应的物质的量相同时,其化学能是一个定值。
在密闭容器中进行时,化学能全部变为热能,放出的热能就多。而在敞口容器中进行时,一部分化学能用来克服大气的压力做功,余下的一部分变为热能放出,放出的热能就少。
4 )在装有催化剂的合成氨反应室中, 与的物质的量之比为 ,反应方程式为 。分别在温度为和的条件下,实验测定放出的热量对应为和 。但是用 kirchhoff 定律计算时
计算结果与实验值不符,试解释原因。
答:用 kirchhoff 公式计算的是反应进度等于 1 mol 时的等压热效应,即摩尔反应焓变。用实验测定的是反应达平衡时的等压热效应,由于合成氨反应的平衡转化率比较低,只有 25% 左右,所以实验测定值会比理论计算的结果小。
如果将反应物过量,使生成产物的数量与化学计量方程的相同,那实验值与计算值应该是等同的。
第三章 1 .自发过程一定是不可逆的,所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗?
答: 前半句是对的,但后半句是错的。因为不可逆过程不一定是自发的,如不可逆压缩过程就是一个不自发的过程。
3 .能否说系统达平衡时熵值最大, gibbs 自由能最小?
答:不能一概而论,这样说要有前提,即:绝热系统或隔离系统达平衡时,熵值最大。
等温、等压、不做非膨胀功,系统达平衡时, gibbs 自由能最小。也就是说,使用判据时一定要符合判据所要求的适用条件。
6 .相变过程的熵变,可以用公式来计算,这说法对吗?
答:不对,至少不完整。一定要强调是等温、等压可逆相变, 是可逆相变时焓的变化值是可逆相变的温度。
7 .是否恒大于 ?
答:对气体和绝大部分物质是如此。但有例外, 4 摄氏度时的水,它的等于 。
第四章 1 .偏摩尔量与摩尔量有什么异同?
答:对于单组分系统,只有摩尔量,而没有偏摩尔量。或者说,在单组分系统中,偏摩尔量就等于摩尔量。
只有对多组分系统,物质的量也成为系统的变量,当某物质的量发生改变时,也会引起系统的容量性质的改变,这时才引入了偏摩尔量的概念。系统总的容量性质要用偏摩尔量的加和公式计算,而不能用纯的物质的摩尔量乘以物质的量来计算。
2 .什么是化学势?与偏摩尔量有什么区别?
答:化学势的广义定义是:保持某热力学函数的两个特征变量和除 b 以外的其他组分不变时,该热力学函数对 b 物质的量求偏微分。
通常所说的化学势是指它的狭意定义,即偏摩尔 gibbs 自由能,即在等温、等压下,保持除 b 以外的其它物质组成不变时, gibbs 自由能随 b 物质的量的改变的变化率称为化学势。用公式表示为:
偏摩尔量是指,在等温、等压条件下,保持除 b 以外的其余组分不变,系统的广度性质 x 随组分 b 的物质的量的变化率,称为物质 b 的某种广度性质 x 的偏摩尔量,用表示。也可以看作在一个等温、等压、保持组成不变的多组分系统中,当时,物质 b 所具有的广度性质 ,偏摩尔量的定义式为
化学势与偏摩尔量的定义不同,偏微分的下标也不同。但有一个例外,即 gibbs 自由能的偏摩尔量和化学势是一回事,狭意的化学势就是偏摩尔 gibbs 自由能。
3 . roult 定律和 henry 定律的表示式和适用条件分别是什么?
答: roult 定律的表示式为: 。
式中为纯溶剂的蒸气压, 为溶液中溶剂的蒸气压, 为溶剂的摩尔分数。该公式用来计算溶剂的蒸气压 。适用条件为:
定温、稀溶液、非挥发性溶质,后来推广到液态混合物。
henry 定律的表示式为: 。式中和分别是物质 b 用不同浓度表示时的 henry 系数, henry 系数与温度、压力、溶质和溶剂的性质有关。
适用条件为:定温、稀溶液、气体溶质,溶解分子在气相和液相有相同的分子状态。
对于液态混合物, henry 定律与 roult 定律是等效的, henry 系数就等于纯溶剂的饱和蒸气压。
4 .什么是稀溶液的依数性?稀溶液有哪些依数性?
答: 稀溶液依数性是指在溶剂的种类和数量固定后,这些性质只取决于所含溶质粒子的数目,而与溶质的本性无关。
稀溶液中由于溶剂的蒸气压降低,因而导致如下依数性质:
1 )凝固点下降;( 2 )沸点升高;( 3 )渗透压。
8 .二组分理想溶液的总蒸气压,一定大于任一组分的蒸气分压,这样说对不对?
答: 对。因为二组分理想溶液的总蒸气压等于两个组分的蒸气压之和。
12 .北方人冬天吃冻梨前,将冻梨放入凉水中浸泡,过一段时间后冻梨内部解冻了,但表面结了一层薄冰。试解释原因?
答: 凉水温度比冻梨温度高,可使冻梨解冻。冻梨含有糖分,故冻梨内部的凝固点低于水的冰点。
当冻梨内部解冻时,要吸收热量,而解冻后的冻梨内部温度仍略低于水的冰点,所以冻梨内部解冻了,而冻梨表面上仍凝结一层薄冰。
第五章 3 什么是复相化学反应?其平衡常数特征是?
答:有气相和凝聚相共同参与的反应称为复相化学反应,对凝聚相只考虑是纯太的情况,纯态的化学势就是它的标准化学势,所以复相化学反应的标准平衡常数只与气态物质的压力有关。
4, 。什么是解离压力?
答 ; 在一定温度下,某纯的固体物质发生解离反应。如果只产生一种气体,达到平衡时,这气态的压力就称为该固体在该温度时的解离压。如果产生的气态不只一种,达到平衡时,所有气体的总和称为该固体在该温度时的解离压,显然物质的解离压在定温下有定值。
7, 。在一定温度,压力且不做费膨胀功的条件下,若某反应的摩尔反应吉布斯自由能大于零,能否制出一种催化剂使反应正向进行?
答:不能。催化剂自能同时改变正向和逆向反应速率,使平衡提前达到,而不能改变发硬的方向和平衡的位置,催化剂不能影响摩尔反应吉布斯自由能的数值。
用热力学函数判断出得不能自发进行的反应,用催化剂的反复也不能使反应进行,除非对系统做非膨胀功。
摩尔系统。
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