7.多组分多相系统的热力学基本方程dG=_________________(填写与温度、压力、组成等的关系)。
8.不同的体系,化学势表达中标准态的规定不同,请简要写出各自的标准态: (4分)
体系 纯理想气体 理想稀溶液 溶剂 溶质 化学势标准态 9.物理化学中引入理想气体和理想溶液的概念,请谈谈你对它们的理解并解释其引入的意义:(限80字以内)_______________________________。(4分) 10.有一酸式氢氧燃料电池Pt, H2 (p1)?H2SO4 (a)?O2 (p2), Pt,已知氧气电极在酸
?性条件下的标准电极电势E(H?1.229 V。若氢气、氧气的分压均为标准大气+/O,Pt)2压,在298.15 K、 H2SO4的活度a=0.89时,则此电池电动势为 。 11.若化学反应2NO + O2 = 2NO2 的反应机理拟定为: 2NO N2O2 (快速达到平衡)
N2O2+ O2= 2NO2 (慢)
则总反应对 O2是 级;对 NO 是 级。
12.293.15 K时,水的表面张力为72.8×10-3 N?m-1,密度为1.0×103 kg?m-3,则曲率半径为10-8 m的凸形液滴蒸汽压与同样曲率半径凹形液滴蒸汽压之比为____________。
13.20 °C时,已知水、汞的表面及界面张力数据如下:σ水=72.8×10-3 N?m-1,σ汞=4.83×10-1 N?m-1,σ水-汞=3.75×10-1 N?m-1,判断水能否在汞的表面上展开_________,理由是_________。
14.请图示出在101325 Pa压力下某固体纯物质由T1逐渐升温至T2变成气态的过程
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中摩尔熵Sm及化学势?随温度T的变化情况(假设变化过程无晶型转变和无分解反应发生。)(6分)
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三、计算题(共60分)
1.(18分)在一带活塞(假定无摩擦、无质量)的容器中有氮气 0?5 mol,容器底部有一密封小瓶,瓶中有液体水1?5 mol,整个系统的温度为100 ℃,压力为101?3 kPa。若整个系统始终维持温度为100 ℃,压力为101?3 kPa的条件下,小瓶在容器中自动破碎,瓶中液体水全部蒸发为水蒸气。假设氮气和水蒸气均按理想气体处理,计算整个系统在上述过程的Q,W,?U,?H,?S,?A,?G。
2.(12分)有如下二元凝聚系统的恒压相图,请
(1) 标出下列相图中各相区相的名称;
(2) 绘出相图中体系a、b、c的步冷曲线,并注明步冷曲线a上各线段的条件自由度、步冷曲线c上拐点处和水平线两端点处的相变化情况。
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3.(16分)已知1-1级平行反应:
假设初始时体系中只有反应物A。
实验I:T1=500 K,cA0=5 mol?dm-3,反应进行10 min时,测得cD=0.5 mol?dm-3,
cF=0.25 mol?dm-3
实验II:T2=550 K,cA0=5 mol?dm-3,反应进行10 min时,测得cD=1.6 mol?dm-3,
cF=0.4 mol?dm-3
(1) 分别求T1和T2时的反应速率系数k1和k2值; (2) 求活化能Ea,1与Ea,2 。
4.(14分)在298.15K时,已知AgBr的溶度积Ksp(AgBr)=4.88×10?13,E?(AgBr|Ag)=0.0715 V,E?(Br2|Br?)=1.065 V。
1 (1) 将AgBr(s) 的生成反应: Ag(s)+ Br2(l)=AgBr(s),设计成原电池并写
2出电极反应和电池反应。求出此电池的标准电池电动势和AgBr(s)标准摩尔生成吉布斯函数;
(2) 若(1)中电池在标准压力下,电池电动势的温度系数
??(?E/?T)p=1×10?4 V·K?1,计算该电池反应的?rHm、?rSm和可逆热Qr,m;
(3) 计算银电极的标准电极电势 E?(Ag+|Ag),要求写出所涉及的电池反应和电极反应。
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