物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)
1.反应达到平衡时,宏观和微观特征有何区别?
答:反应到达平衡时,宏观上反应物和生成物的数量不再随时间而变化,好像反应停止了。而微观上,反应仍在不断的进行,反应物分子变为生成物分子,而生成物分子又不断变成反应物分子,只是正、逆反应的速率恰好相等,使反应物和生成物的数量不再随时间而改变。
2.为什么化学反应通常不能进行到底?
答: 严格讲,反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的,不能进行到底。只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应,可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合Gibbs 自由能的缘故,反应物与产物混合,会使系统的Gibbs 自由能降低。如果没有混合Gibbs 自由能,在Gibbs 自由能对反应进度的变化曲线上,应该是一根不断下降的直线,不会出现最低点。如果将反应在van’t Hoff 平衡箱中进行,反应物与生成物的压力都保持不变,反应物与生成物也不发生混合,反应物反应掉一个分子,向平衡箱中补充一个分子。生成一个生成物分子,则从平衡箱中移走一个分子,这样才能使反应进行完全。
3.什么是复相化学反应?其平衡常数有何特征?
答:有气相和凝聚相(液相、固体)共同参与的反应称为复相化学反应。对凝聚相,只考虑是纯态的情况,纯态的化学势就是它的标准态化学势,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。
4.什么是物质的解离压?
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,这气体的压力就称为该固体在该温度时的解离压。如果产生的气体不止一种,达到平衡时,所有气体压力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。
5.什么是标准摩尔生成Gibbs 自由能?
答:因为Gibbs 自由能的绝对值不知道,所以只能用相对值,需要规定一个共同的相对标准。即将标准压力下稳定单质(包括纯的理想气体,纯的固体或液体)的生成Gibbs 自由能看作零,在标准压力下,反应温度时,由稳定单质生成计量系数B 1ν=的物质B 时,标准摩尔Gibbs 自由能的变化值称为物质B 的标准摩尔生成Gibbs 自由能,用符号
f m (B,,)G P T 表示。热力学数据表上一般列出的是在298.15 K 时的数值。
6.根据公式,r m ln G RT K =-,所以说 r m G 是在平衡状态时的Gibbs 自由能的变化值,这样说对不对?
答:不对。在等温、等压、不作非膨胀功时,化学反应达到平衡时的Gibbs 自由能的变化值等于零,这样才得到上述公式。而r m G 是指在标准状态下Gibbs 自由能的变化值,在数值上等于反应式中各参与物质的标准化学势的代数和,即:r m B B B ()()G T T ν
μ =∑,因
此不能认为r m G 是在平衡状态时的Gibbs 自由能的变化值,否则在标准状态下。它的数值
永远等于零。
7.在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下,若某反应的r m
0G ,能否研制
出一种催化剂使反应正向进行?


