資源描述：
《南郵材料化學(xué)答案-第四章習(xí)題答案.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第四章材料化學(xué)熱力學(xué)Chapter4ChemicalThermodynamicsofMaterials1.Cs熔體的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能（單位為J）與溫度T（單位為K）的關(guān)系為ΔGom,Cs=2100-6.95T,求Cs的熔點(diǎn)。RelationshipbetweenthestandardGibbsfreeenergy(inunitsofJ)ofCsmeltandtemperatureT(K)isshownasΔGom,Cs=2100-6.95T,pleasedeterminethemeltingpointofCs.解：根
2、據(jù)熱力學(xué)定律，當(dāng)ΔG<0時(shí)，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，因此ΔG＝0時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡反應(yīng)（即Cs由固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟姆磻?yīng)）的溫度即為Cs的熔點(diǎn)。由ΔGom,Cs=2100-6.95T＝0，可得T＝302K，所以Cs的熔點(diǎn)為302K。Answer:Accordingtothelawsofthermodynamics,whenΔG<0,thereactioncanbespontaneous.Therefore,ΔG=0correspondingtotheequilibriumreactionofCschangefromsolidphas
3、eintoliquidphase,thetemperaturecorrespondingtothemeltingpointofCs.FromΔGom,Cs=2100-6.95T＝0,wecangetT＝302K,sothemeltingpointofCsis302K.2.通過(guò)埃靈罕姆圖解釋為何碳在高溫下可以用作金屬氧化物的還原劑。AccordingtotheEllinghamdiagram,pleaseexplainwhythecarboncanbeusedasareductantofthemetaloxidesat
4、hightemperature.答：根據(jù)埃靈罕姆圖，ΔGo-T曲線越在下方，氧化物的ΔGo負(fù)值越大，其穩(wěn)定性就越高。所以在給定的溫度下，位于下方的ΔGo-T曲線所對(duì)應(yīng)的元素可使位于上方曲線的金屬氧化物還原。由埃靈罕姆圖還可知，CO生成線的斜率為負(fù)，隨著溫度升高，ΔGo越負(fù)，CO穩(wěn)定性越高。而金屬氧化物的生成線的斜率都為正，隨著溫度升高，ΔGo越正，氧化物穩(wěn)定性越低。所以，碳在高溫下可以用作金屬氧化物的還原劑。AccordingtotheEllinghamdiagrams,thelowerthesiteofΔGo-Tc
5、urve,thebiggerthenegativevalueofΔGo,themorestablethemetaloxide.So,atagiventemperature,theelementofthebelowΔGo-TcurvecanreducethemetaloxideoftheaboveΔGo-Tcurve.WecanseethattheslopeofCOformationlineisnegative,andwiththeincreaseoftemperature,ΔGobecomesmorenegative
6、,indicatesthatCOismorestable.However,theslopesofmetaloxidesformationlineareallpositive,withtheincreaseoftemperature,ΔGobecomesmorepositive,indicatesthatmetaloxideismoreunstable.Therefore,thecarboncanbeusedasareductantofthemetaloxidesathightemperature.3.（a）對(duì)任何反應(yīng)
7、，請(qǐng)說(shuō)明ΔG和ΔGo為0的意義；（b）對(duì)于“如果反應(yīng)的ΔGo是正值，則反應(yīng)不會(huì)如反應(yīng)式所寫的那樣向右進(jìn)行”的說(shuō)法，談?wù)勀愕挠^點(diǎn)。(a)foranyreaction,pleaseindicatethesignificanceofΔG和ΔGo;(b)For“ifΔGoofareactionispositive,thereactionwillnotgoalongasthereactivewritten”,talkaboutyouropinion.答：（a）對(duì)于任何反應(yīng)，ΔG（吉布斯自由能變化）是描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力，即
8、可據(jù)此判斷反應(yīng)發(fā)生的可能性。根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，“在任何自發(fā)變化過(guò)程中，自由能總是減少的”。所以，ΔG為0說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程處于平衡狀態(tài)。而ΔGo為標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變，即物質(zhì)處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)（（指定溫度（273.15K）和壓力（101.325KPa））的生成自由能。（b）已知ΔGo=－RTLnK，若ΔGo為正值，則LnK必需為負(fù)值，則K<1，表明反
