950 900 900 1000 1000 750 550 575
1000 800 800 800 800 1100 500 500 500 500 600
2-26 金属A、B形成化合物AB3、A2B3。固体A、B、AB3、A2B3彼此不互溶，但在液态下能完全互溶。A、B的正常熔点分别为600℃、1100℃。化合物A2B3的熔点为900℃，与A形成的低共熔点为450℃。化合物AB3在800℃下分解为A2B3和溶液，与B形成的低共熔点为650℃。根据上述数据
(1)画出A-B系统的熔点-组成图，并标示出图中各区的相态及成分；
(2)画出xA=0.90、xA=0.10熔化液的步冷曲线，注明步冷曲线转折点处系统相态及成分的变化和步冷曲线各段的相态及成分。 解：
2-22 已知101.325kPa，固体A和B的熔点分别为500℃和800℃，它们可生成固体化合物AB(s)。AB(s)加热至400℃时分解为AB2(s)和xB=0.40的液态混合物。AB2(s)在600℃分解为B(s)和xB=0.55的液态混合物。该系统有一最低共熔点，温度为300℃，对应的组成xB=0.10。
(1)根据以上数据，画出该系统的熔点-组成图，并标出图中各相区的相态与成分；
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(2)将xA=0.20的液态A，B混合物120mol，冷却接近到600℃，问最多可获得纯B多少摩尔?解： (2) 66.7 mol
第三章 化学反应系统热力学 练 习 题
3-4 在291～333K温度范围内,下述各物质的Cp,m /(JK-1mol-1)分别为
CH4(g): 35.715; O2(g): 29.36;
CO2(g): 37.13; H2O(l): 75.30;
在298.2K时,反应 CH4 (g) + 2O2(g)==CO2(g) + 2H2O(l) 的恒压反应热效应为 -890.34kJmol-1。.求 333K时该反应的恒容反应热效应为多少?
解：(1) 求333K时恒压反应热效应: ΔH(333K) =ΔH(298.2K)+ = -887.0 kJ mol-1
(2) 求恒容反应热效应: ΔU(333K) =ΔH(333K) - = -881.6kJmol-1
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3-5 由以下数据计算2，2，3，3四甲基丁烷的标准生成热。已知： ［H(g)］=217.94 kJ mol-1， ［C(g)］=718.38 kJmol-1，εC-C=344 kJmol-1，εC-H= 414 kJmol-1。
解： ［CH3C(CH3)2 C(CH3)2 CH3 (g)］=18 ［H(g)］+8 ［C(g)］-7εC-C-18εC-H
= -190 kJ mol-1
3-6 已知25℃时下列数据：
物 质
CH3OH(l) CH3OH(g)
(298.15 K) /(kJ mol-1) - 238.7 - 200.7
(298.15 K) /(J K-1 mol-1) 127.0 239.7
计算25℃时甲醇的饱和蒸气压p*。
解：CH3OH(l)→CH3OH(g) , =[-200.7-(-238.7)]-T[239.7-127.0]×10-3= 4.4 kJ mol-1
= , =p*/ , p*=1.7×104Pa
3-8 已知反应C(石墨)+H2O(g)→CO(g)+H2(g) 的 (298.15 K) =133 kJ mol-1，计算该反应在
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125℃时的 (398.15K)。假定各物质在25～125℃范围内的平均等压摩尔热容如下表：
物 质
C(石墨) H2O(g) CO(g) H2(g)
Cp,m/(J K-1 mol-1)
8.64 29.11 28.0 33.51
解： (398.15K)= (298.15 K)+ ΔCp,mΔT=135 kJ mol-1
3-9 已知下述单位反应：H2(g)+I2(s)===2HI(g)； (291K)= 49.46 kJ mol-1。I2(s)在熔点386.6K熔化吸热16.74kJ mol-1。I2(l)在沸点457.4K， 下吸热42.68kJ mol-1。I2(s)在291K-386.6K间平均热容为55.65 J K-1mol-1。I2(l)在386.6-457.4K间的平均热容为62.76 J K-1mol-1。求上述单位反应在473.15K的ΔrHm值。三种气体摩尔热容是：Cp,m［H2(g)］=29.08-0.00084T (JK-1mol-1)； Cp,m［I2(g)］=35.56-0.00054T (J K-1mol-1)； Cp,m［HI(g)］ = 28.07-0.00021T (J K-1mol-1)。
解：ΔrHm(473.15K)= + +(-42.68kJ mol-1)+ +(- 16.74kJ mol-1)+ + (291K)+ =-20.4 kJ mol-1
3-10 已知CO和CH3OH(g)，25℃的标准摩尔生成焓 分别为-110.52和 - 201.2 kJ mol-1; CO、H2、CH3OH(l)，25℃的标准摩尔熵 分别为197.56、130.57、127.0 J K-1mol-1。又知25℃甲醇的饱和蒸气压为16582Pa，气化焓为38.0 kJ mol-1。蒸气可视为理想气体，求反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的 (298.15K)及 (298.15K)。
解： =-201.2-(-110.52)= -90.68 kJ mol-1,
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[ CH3OH(g)]= 127.0+38.0×103/298+Rln(16.582/100)=239.4 J K-1mol-1,
=239.4-(197.56+2×130.57)=-219.3 J K-1mol-1 ,
(298.15K)= -T =-25.3kJ mol-1, (298.15K)= 2.7×104
3-11 已知 (H2O,l,298.15K) = - 237.19 kJmol-1，25℃时水的饱和蒸气压p* (H2O)=3.167kPa，若H2O(g)可视为理想气体，求 (H2O,g,298.15K)。
解： (H2O,g)= (H2O,l)-RTln(p*/ )= - 228.6 kJ mol-1
3.12 已知 (CH3OH,g,298.15K) = -162.51 kJ·mol-1, 25℃时p*(CH3OH)=16.27kPa,若CH3OH(g)可视为理想气体，求 (CH3OH,l,298.15K)。
解： (CH3OH,l)= (CH3OH,g) +RTln(p*/ )= -167 kJ mol-1
3-13 已知Br2(l)的饱和蒸气压p*(Br2)=28574 Pa，求反应Br2(l) = Br2(g)的 (298.15K)。
解： = -RTln(p*/ )=3.14 kJ mol-1
3-14 已知理想气体间的反应CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)在973.15K时 = 0.71。
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