物化补充习题及解答

物理化学（下）补充习题及解答

第六章 相平衡

1、已知A与B能形成化合物A3B, A与B不形成固溶体, C点xA=0.5，D点xA=0.6。 (1) 试完成下列A-B固液相图；

(2) 标明各相平衡区域的相态；

(3) 画出从M点冷却的步冷曲线。

A

解：

-1000K

M?

800K-600K-500K-400K-

D

C

B

x

A

2、 等压下，Tl，Hg 及其仅有的一个化合物 (Tl2Hg5) 的熔点分别为 303℃，-39℃，15℃。

另外还已知组成为含 8％(质量分数)Tl的溶液和含41％ Tl的溶液的步冷曲线如下图。 Hg，Tl 的固相互不相溶。 (1) 画出上面体系的相图。(Tl，Hg 的相对原子质量分别为 204.4，200.6) (2) 若体系总量为 500 g，总组成为 10％Tl，温度为 20℃，使之降温至 -70℃时，求达到平衡后各相的量。

解： (1) 相图绘制如下。 (2) 设 -70℃时，Hg(s) 的质量为 x，则固体化合物的质量为 (500 g - x),

根据杠杆规则：x(0.1 - 0) = (500 g - x)(0.2893 - 0.1) x = 327.3 g

3、假设组分 A 和 B 能够形成一个不稳定化合物 A2B， A 的熔点比 B 的低，试画出该体系在等压下可能的温度—组成示意图，并标出各相区的相态。

解： A 和 B 二组分体系的等压相图如下所示：

还有一个可能的相图，A 与B换位置。

4、Au和Sb熔点分别为1333K和903K，两者形成一种不稳定化合物AuSb2在1073K时分解，600K时该化合物与Sb形成低共熔混合物。（1）试画出符合上述数据的示意相图，并填下表；（2）画出Au的质量分数为0.5的熔融物的步冷曲线。 相区 相态 组成 自由度 解：相图与上面的类似。

5、利用下列数据，粗略地描绘出Mg-Cu二组分凝聚系统相图，并标出各区的稳定相。

Mg与Cu的熔点分别为648 ℃，1085 ℃。两者可形成两种稳定化合物，Mg2Cu，MgCu2，其熔点依次为580 ℃、800 ℃。两种金属与两种化合物四者之间形成三

种低共熔混合物。低共熔混合物的组成w(Cu)及低共熔点对应为：35 %，380℃；66 %，560 ℃；90.6 %，680 ℃。

解：相对原子质量 Ar(Cu)= 63.546，Ar(Mg)= 24.305。

Mg2Cu的组成 w(Cu?)MgCu2的组成 w(Cu)?63.546?56.7 c.54?624.?305263.546?2?83.9%

63.546?2?24.305t/℃ 根据题设数据绘制相图如下图所示。

1200

1000 1 800

600 400 200

0 Mg

20 2

4

40

3

5 ↓

7

60 Mg2Cu

8 ↓ 6

10

9

80 MgCu2 100 Cu

w(Cu) / (%)→

图 Mg-Cu二组分凝聚系统相图

第七章 电化学

1、在298K时电解用Pb(s)作电极的Pb(NO3)2溶液，该溶液的浓度为每1000g水中含有Pb(NO3)2 16.64g，当与电解池串联的库仑计中有0.1658g银沉积后就停止通电。阳极部溶液质量为62.50g，经分析含有Pb(NO3)2 1.151g，计算Pb2+的迁移数。Pb的原子量为331.2。

0.16591?mol?0.0007695mol 107.821.151n后?mol?0.003475mol

331.216.44 n始??(62.5?1.151)mo?l0.00308m2o l331.2?1000解：n电?阳极区增加的物质的量是负离子迁入出的物质的量。

n迁?n后?n始?[0.003082?0.003475?0.0007695]mol?3.765?10?3mol

3.765?10?4t???0.489

7.695?10?42、298K时在某一电导池中充以0.01mol·dm-3的KCl溶液（已知其电导率为0.14114S·m-1），

测得其电阻为525Ω。若该电导池内充以0.10mol·dm-3的NH3·H2O溶液时，测得电阻为2030Ω，已知此时水的电导率为2×10-4S·m-1, ???73.4?10?4S?m2?mol?1NH?4，

??OH?189?10?4S?m2?mol?1。

?试求：

（1）该NH3·H2O溶液的电离度。

（2）若该电导池内充以纯水，电阻应为若干？ 解：（1）

1A??KClRKCll1RNHOH4??NHOH41?0.14114525 A1??NHOHl20304A??l??1? ?NHOH?0.365S?m A?l??4?NHOH??NHOH?441c0.3652?3.652Ω?1m2?mol?1 0.1???m?m?m?m ???????4?4?m?NH??OH?73.4?198.0??10271.4?10?4?3.652?10?4???1.345?10?2 ?4271.4?10R?525?0.14114??370650? （2）RHO?KClKCl??HO2?10?4223、试设计一个可逆电池，使其中进行下述反应 Fe2+(a1)+Ag+(a2) = Ag(s)+Fe3+(a3)。