合肥工業(yè)大學(xué)-物理化學(xué)習(xí)題-第四章、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)合并

1、00-7-151 1 某稀水溶液正常凝固點為某稀水溶液正常凝固點為1.5, 則該液正常沸點可能為則該液正常沸點可能為_. A. 373.6K B. 271.5K C. 371.5K D. 378.2KA 2 假設(shè)令某狀態(tài)下的純水的化學(xué)勢為假設(shè)令某狀態(tài)下的純水的化學(xué)勢為10000 J mol1, 溶入少量溶入少量蔗糖后水的化學(xué)勢可能為蔗糖后水的化學(xué)勢可能為_ J mol1. A. 10054 B. 10002 C. 9880 D. 180C 3 在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)后沸點升高在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)后沸點升高, 表明與未加溶質(zhì)時表明與未加溶質(zhì)時相比相比, 該溶劑的化學(xué)勢該溶劑的化學(xué)勢_. A

2、. 升高升高 B. 降低降低 C. 不變不變 D. 變化不確定變化不確定B第四章多組分系統(tǒng)第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)熱力學(xué)00-7-152 4 由于質(zhì)量事故由于質(zhì)量事故, 某藥廠生產(chǎn)的一批生理鹽水的濃度遠(yuǎn)高于藥某藥廠生產(chǎn)的一批生理鹽水的濃度遠(yuǎn)高于藥典規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)典規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn), 若將該鹽水注入人體血液中若將該鹽水注入人體血液中, 將導(dǎo)致將導(dǎo)致_. A. 血紅細(xì)胞中部分水滲出細(xì)胞血紅細(xì)胞中部分水滲出細(xì)胞 B. 血液中部分水將滲入血紅細(xì)胞血液中部分水將滲入血紅細(xì)胞 C. 沒有什么影響沒有什么影響A 5 兩杯由兩杯由A和和B形成的理想溶液形成的理想溶液, (甲甲)杯杯: 1mol A + 9mol B; (

3、乙乙)杯杯: 20 mol A + 80 mol B. 今將兩個杯子放在同一密閉容器今將兩個杯子放在同一密閉容器中中, 你將發(fā)現(xiàn)你將發(fā)現(xiàn): _. A. 甲杯中甲杯中A增加增加, B減少減少 B. 甲杯中甲杯中A增加增加, B增加增加 C. 甲杯中甲杯中A減少減少, B增加增加 D. 甲杯中無變化甲杯中無變化A 6 過飽和溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢比較過飽和溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢比較, 高低如高低如何何? _ A. 低低 B. 高高 C. 相等相等 D. 不可比較不可比較B00-7-153 7 混合理想氣體中組分混合理想氣體中組分B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與混合非理想氣體中組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與混合

4、非理想氣體中組分B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相比較的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相比較, 其關(guān)系是其關(guān)系是 _. A. 相同相同 B. 不同不同 C. 不一定相同不一定相同 D. 無關(guān)無關(guān)A 8 鹽堿地中農(nóng)作物長勢不良鹽堿地中農(nóng)作物長勢不良, 主要原因是主要原因是 _. A. 天氣太熱天氣太熱 B. 很少下雨很少下雨 C. 肥料不足肥料不足 D. 水分倒流水分倒流 D 9 為馬拉松運(yùn)動員準(zhǔn)備的飲料應(yīng)該是為馬拉松運(yùn)動員準(zhǔn)備的飲料應(yīng)該是 _. A. 白開水白開水 B. 興奮劑興奮劑 C. 含適量維生素的等滲飲料含適量維生素的等滲飲料 D. 20%的葡萄糖水的葡萄糖水 E. 高脂肪高脂肪, 高蛋白高蛋白, 高能量飲料高能量飲料C00-7-

5、154 10 25時時, 0.01mol l1糖水的滲透壓為糖水的滲透壓為 1, 0.01mol l1食鹽水食鹽水的滲透壓為的滲透壓為 2, 則則 1與與 2 的關(guān)系是的關(guān)系是 _. A. 1 2 B. 1 kB . 當(dāng)當(dāng)A和和B的氣相壓力相同時的氣相壓力相同時, _在該溶在該溶劑中的溶解度較大劑中的溶解度較大.B 5 在某溫度時在某溫度時, 在純液體在純液體A中加入少量的與中加入少量的與A不形成固態(tài)溶液的不形成固態(tài)溶液的溶質(zhì)而形成理想稀溶液時溶質(zhì)而形成理想稀溶液時, 則有則有 pA _ pA*; A _ A*; TA _ TA*; 6 “理想液態(tài)混合物與理想氣體一樣理想液態(tài)混合物與理想氣體一

6、樣, 分子間無作用力分子間無作用力, 是一種是一種假想的溶液模型假想的溶液模型”. 這種說法是這種說法是_的的, 因為因為_.0300K也不同也不同與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇無關(guān)與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇無關(guān)00-7-1510 13 在在 和和 兩相中都有兩相中都有 A和和 B 兩物質(zhì)兩物質(zhì), 當(dāng)兩相平衡時當(dāng)兩相平衡時, A( ) 與與 B( ) _. 14 在在100g乙醇中加入乙醇中加入0.01mol苯甲酸后沸點略有上升苯甲酸后沸點略有上升, 若要加若要加入丙酮入丙酮 ( CH3COCH3 ) 使同量乙醇的沸點升高同樣多使同量乙醇的沸點升高同樣多, 則需則需_克克. 15 1mol非電解質(zhì)非電解質(zhì)B溶于溶于46m

7、ol水中水中, 在在288K時測行水的蒸氣時測行水的蒸氣壓由純水時的壓由純水時的 0.0168p 降為降為 0.0159p , 則該溶液中水的活度為則該溶液中水的活度為_; 活度系數(shù)為活度系數(shù)為_.0.9460.58無必然關(guān)系無必然關(guān)系0.967本章完本章完00-8-1611333dmkg935.0cmg935.0cm107g100 Vm 溶液的體積質(zhì)量為溶液的體積質(zhì)量為偏摩爾量的集合公式33cm107cm5 .1702.180 .600 .3904.320 .40 取取100g水溶液水溶液,其中含其中含40g甲醇甲醇, 60g水水, 則溶液的體積為則溶液的體積為: V = n(甲甲)V(甲甲

8、) + n(水水)V(水水) 例例 含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(甲醇甲醇) = 0.40的甲醇的水溶液的甲醇的水溶液, 已知其中甲已知其中甲醇醇 的偏摩爾體積的偏摩爾體積V(甲甲)為為39.0cm3mol 1, 水的偏摩爾體積水的偏摩爾體積V(水水) 為為 17.5cm3mol 1,試求溶液的密度試求溶液的密度 (甲醇與水的摩爾質(zhì)量分別為甲醇與水的摩爾質(zhì)量分別為32.04 gmol 1 與與18.02 gmol 1). 00-8-1612偏摩爾量的集合公式)(1BBAAmMxMxV 133moldm10)07.466 . 002.184 . 0(8494. 01 = 41.0310 3dm3m

9、ol 1 1333moldm4 . 06 . 0105 .571003.41 因因 Vm = xA VA + xB VB 故故 VA = (VmVBxB) / xA = 16.310 3dm3mol 1 例例 乙醇水溶液的密度是乙醇水溶液的密度是 0.8494 kgdm 3, 其中水其中水(A)的摩爾分的摩爾分?jǐn)?shù)為數(shù)為 0.4, 乙醇乙醇(B)的偏摩爾體積是的偏摩爾體積是 57.5103 dm3mol1. 求水求水的偏摩爾體積的偏摩爾體積 (已知乙醇及水的摩爾質(zhì)量已知乙醇及水的摩爾質(zhì)量M 分別為分別為 46.07 103 kg mol1及及 18.02 103 kg mol1).00-8-16

10、13吉布斯-杜亥姆方程0ddBBAA xxBABAdd xx 得得由吉布斯由吉布斯-杜亥姆方程杜亥姆方程 因因 xB0, xA0, d B 0故故 d A 0例例 在一定溫度在一定溫度, 壓力下壓力下, 使物質(zhì)使物質(zhì)B 的水溶液中的水溶液中B 的化學(xué)勢的化學(xué)勢 B 變化變化 d B 0 , 同時溶液中水的化學(xué)勢同時溶液中水的化學(xué)勢 A變化變化 d A , 試確定試確定d A是大于是大于, 等于或小于零等于或小于零, 并簡述理由并簡述理由.00-8-1614化學(xué)勢大小順序0 mm VpGT因因在水的正常沸點時在水的正常沸點時 1 = 2；在溫度為在溫度為373.15K及及202 650 Pa下下

11、, 4 3.所以所以 3 1 4 2故故 4 3 2 = 1 .例例 試比較和論證下列四種狀態(tài)純水的化學(xué)勢大小順序試比較和論證下列四種狀態(tài)純水的化學(xué)勢大小順序:(1) 373.15K, 101325Pa液態(tài)水的化學(xué)勢液態(tài)水的化學(xué)勢 1;(2) 373.15K, 101325Pa水蒸氣的化學(xué)勢水蒸氣的化學(xué)勢 2;(3) 373.15K, 202650Pa液態(tài)水的化學(xué)勢液態(tài)水的化學(xué)勢 3;(4) 373.15K, 202650Pa水蒸氣的化學(xué)勢水蒸氣的化學(xué)勢 4.00-8-1615拉烏爾定律 (2) p = pA + pB =（6.306 + 18.56）kPa = 24.86 kPa6.306k

12、Pa10.88/0675. 002.18/9325. 0020.9325/18.kPa399. 6)1(AAA xpp18.56kPa10.88/9621. 002.18/0379. 0100.9621/88.kPa13.22BBB xpp例例 水水(A)和乙酸乙酯和乙酸乙酯(B)不完全混溶不完全混溶, 在在37.55時兩液相呈平時兩液相呈平衡衡. 一相中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為一相中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(B) = 0.0675的酯的酯, 另一相中含另一相中含w(A) = 0.0379的水的水, 假定拉烏爾定律對每相中的溶劑都能適用假定拉烏爾定律對每相中的溶劑都能適用, 已知已知37.55時時, 純乙酸乙酯的蒸

13、氣壓力是純乙酸乙酯的蒸氣壓力是22.13kPa, 純水的蒸氣壓力純水的蒸氣壓力是是6.399kPa, 試計算試計算: (1) 氣相中酯和水蒸氣的分壓氣相中酯和水蒸氣的分壓; (2) 總的蒸氣壓力總的蒸氣壓力(忽略作為溶質(zhì)時的忽略作為溶質(zhì)時的A和和B的氣相壓力的氣相壓力).(乙酸乙酯和水的摩爾質(zhì)量分別為乙酸乙酯和水的摩爾質(zhì)量分別為88.10g mol 1和和18.02g mol 1)00-8-1616拉烏爾定律和亨利定律9615. 00385. 01)HC(0385. 011.78/10046.36/87. 146.36/87. 1)HCl(66 xx溶劑苯服從拉烏爾定律溶劑苯服從拉烏爾定律,

14、, 并結(jié)合分壓定律并結(jié)合分壓定律, , 有有)HC()HC()HC()HC(66666666ypxpp kPa3 .101095. 00.9615kPa01.10)HC()HC()HC( 666666 yxp p得得kPa23810.03850.095)kPa(13 .101)HCl()HC(1)HCl()HCl()HCl( 66 xypxp k故故例例 20下下HCl溶于苯中達(dá)到氣液平衡溶于苯中達(dá)到氣液平衡. 液相中每液相中每100g苯含有苯含有1.87g HCl, 氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.095. 已知苯與已知苯與HCl的摩爾質(zhì)的摩爾質(zhì)量分別為量分別為78.11g mo

15、l 1與與36.46 g mol 1. 20苯飽和蒸氣壓為苯飽和蒸氣壓為10.01 kPa. 試計算試計算20時時HCl在苯中溶解的亨利系數(shù)在苯中溶解的亨利系數(shù).00-8-1617亨利系數(shù)例例 0, 101325Pa時時, 氧氣在水中的溶解度為氧氣在水中的溶解度為4.49010 2 dm3 kg 1, 試求試求0時時, 氧氣在水中的亨利系數(shù)氧氣在水中的亨利系數(shù)kx,O2和和kb,O2.0, 101325Pa時時, 氧氣的摩爾體積為氧氣的摩爾體積為22.4dm3mol 1 1313132Okgmol1000. 2moldm4 .22kgdm10490. 4 2 b又又1713OOO,molkgP

16、a1017. 5kgmol102.00Pa101325 222 bpkb故故5133211332O1061. 3mol22.4dmdm104.490mol18g1000gmoldm4 .22dm10490. 42 xGPa81. 2103.61Pa1013255OOO,222 xpkx00-8-1618亨利定律例例 在在18下下, 1dm3的水中能溶解的水中能溶解101.325kPa的的O20.045g , 101.325kPa的的N2 0.02g. 現(xiàn)將現(xiàn)將1dm3被被202.65kPa空氣所飽和了的空氣所飽和了的水溶液加熱至沸騰水溶液加熱至沸騰, 趕出所溶解的趕出所溶解的O2和和N2, 并

17、干燥之并干燥之, 求此干燥求此干燥氣體在氣體在101.325kPa, 18下的體積及其組成下的體積及其組成. 設(shè)空氣為理想氣體設(shè)空氣為理想氣體混合物混合物, 其組成體積百分?jǐn)?shù)為其組成體積百分?jǐn)?shù)為O2 21%, N2 79%.(1)計算亨利常數(shù)計算亨利常數(shù):)()O()O()O(22O,OO,2222lVMmkckpcc 313N,31331222O,dmmolkPa109 .141dmmolkPa1005.72dmmolkPa045. 0100.32325.101)O()()O()O(22 cckmlVMpk(2) 202.65kPa空氣中空氣中O2和和N2的分壓的分壓:kPa09.160kP

18、a79. 065.202)N()N(kPa56.42kPa21. 065.202)O()O(2222 pyppyp00-8-1619(3)干燥氣體在干燥氣體在101.325kPa, 18 下的體積及組成下的體積及組成:334dm0411. 0dm325.10115.291314. 810)28.11907. 5( pnRTV656. 0344. 01)O(1)N(22 yy344. 01028.1110907. 510907. 5)O()O(44422 nnymol1028.11)N(dmmol1028.11/ )N()N(4234N,222 nkpcc1dm3水中溶解水中溶解O2和和N2的量

19、的量:mol10907. 5)O(dmmol10907. 5/ )O()O(4234O,222 nkpcc00-8-1620理想混合物的特性例例 25下下,由各為由各為0.5mol的的A和和B混合形成理想混合物混合形成理想混合物, 試求試求混合過程的混合過程的 V, H, S及及 G.在一定溫度下在一定溫度下, 理想混合物中任一組分的偏摩爾體積和偏理想混合物中任一組分的偏摩爾體積和偏摩爾焓等于該組分純液體的摩爾體積摩爾焓等于該組分純液體的摩爾體積 和和 摩爾焓摩爾焓. Bm,BBm,B,HHVV0 0mixmix HV所以所以11BBAAmixKJ76. 5KJ)5 . 0ln5 . 0314

20、. 82()lnln( xnxnRS1.72kJJ76. 515.298mixmixmixmix STSTHG00-8-1621理想液態(tài)混合物例例 35時時, 純丙酮的蒸氣壓力為純丙酮的蒸氣壓力為43.063kPa. 今測得氯仿的摩爾今測得氯仿的摩爾分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)為0.3的氯仿的氯仿-丙酮溶液上方丙酮溶液上方, 丙酮的蒸氣分壓力為丙酮的蒸氣分壓力為26.77kPa, 問此混合物是否為理想液態(tài)混合物問此混合物是否為理想液態(tài)混合物? 為什么為什么? 由拉烏爾定律可知由拉烏爾定律可知, 理想混合物中丙酮的蒸氣分壓力為理想混合物中丙酮的蒸氣分壓力為:p(丙酮丙酮) = p*(丙酮丙酮) x (丙酮丙酮)

21、= 43.0630.7kPa = 30.14 kPa實驗結(jié)果顯然與此不符實驗結(jié)果顯然與此不符, 所以該混合物不是理想液態(tài)混合物所以該混合物不是理想液態(tài)混合物. 00-8-1622理想液態(tài)混合物, 組成例例 60時甲醇和乙醇的飽和蒸氣壓分別是時甲醇和乙醇的飽和蒸氣壓分別是83.4kPa 和和 47.0kPa. 二者可形成理想液態(tài)混合物二者可形成理想液態(tài)混合物. 若混合物的組成為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)各若混合物的組成為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)各50%, 求求60時此混合物的平衡蒸氣組成時此混合物的平衡蒸氣組成. 以摩爾分?jǐn)?shù)表示以摩爾分?jǐn)?shù)表示.41021. 0,58979. 050/46.06950/32.04250/32.

22、042molkg10069. 64,molkg1032.042OHHCOHCH13OHHC13OHCH523523 xxMM68.47kPakPa28.19kPa19.49kPa)41021. 00 .4758979. 04 .83()(OHCHOHCHOHCHOHCHOHHCOHCH5533523 xpxpppp 總總此混合物平衡蒸氣組成此混合物平衡蒸氣組成2816. 07184. 0117184. 047.68/19.49)(/OHCHOHHCOHCHOHCH35233 yyppy總總00-8-1623理想液態(tài)混合物, 組成例例 80時純苯的蒸氣壓為時純苯的蒸氣壓為100kPa, 純甲苯的

23、蒸氣壓為純甲苯的蒸氣壓為38.7kPa. 兩液體可形成理想液態(tài)混合物兩液體可形成理想液態(tài)混合物. 若有苯若有苯 -甲苯的氣甲苯的氣 -液平衡混合液平衡混合物物, 80時氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)時氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)y苯苯= 0.300, 求液相的組成求液相的組成.3 . 0)()(*)()(*)()(*)()(*)( 甲苯甲苯甲苯甲苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯xpxpxppxpy苯與甲苯可形成理想混合物苯與甲苯可形成理想混合物, 故有故有1423. 03 . 0/1001007 .387 .38)(/ )(*)(*)(*)(*)( 苯苯苯苯苯苯甲苯甲苯甲苯甲苯苯苯y(tǒng)ppppx8577. 01423.

24、 01)(1)( 苯苯甲甲苯苯xx00-8-1624理想液態(tài)混合物, 組成氣相組成氣相組成各組分均符合拉烏爾定律各組分均符合拉烏爾定律, 故故BABABA)(xpppppp 780. 0kPa)0 .469 .116(kPa)0 .463 .101(ABAB ppppx xA = 1 xB = 0.220 900. 0kPa3 .1010.780kPa9 .116BBBB ppxppy yA = 1yB = 0.100 例例 在在 p = 101.3kPa, 85時時, 由甲苯由甲苯(A)及苯及苯(B)組成的二組組成的二組分液態(tài)混合物即達(dá)到沸騰分液態(tài)混合物即達(dá)到沸騰. 該液態(tài)混合物可視為理想液

25、態(tài)混該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物合物. 試計算該理想液態(tài)混合物在試計算該理想液態(tài)混合物在101.3kPa及及85沸騰時的沸騰時的液相組成及氣相組成液相組成及氣相組成. 已知已知85時純甲苯和純苯的飽和蒸氣時純甲苯和純苯的飽和蒸氣壓分別為壓分別為46.00kPa和和116.9kPa. 00-8-1625理想液態(tài)混合物(1) / BBBBByxpypp 故故(2) )( BABAxpppp 又又(1) 剛開始凝結(jié)時氣相組成仍為剛開始凝結(jié)時氣相組成仍為 yA= 0.400, yB = 0.600, pB = pyB聯(lián)立式聯(lián)立式(1)和式和式(2), 解得解得 xB = 0.333; p = 67

26、583.8 Pa. (2) 由式由式(2), 101325Pa = 40530Pa(121590Pa40530Pa)xB 解得解得 xB = 0.750 例例 液體液體A和和B可形成理想液態(tài)混合物可形成理想液態(tài)混合物. 把組成為把組成為 yA = 0.400的的蒸氣混合物放入一帶有活塞的氣缸中進(jìn)行恒溫恒壓壓縮蒸氣混合物放入一帶有活塞的氣缸中進(jìn)行恒溫恒壓壓縮(溫溫度為度為t), 已知溫度已知溫度t時時pA*, pB* 分別為分別為40530Pa和和121590Pa. (1)計算剛開始出現(xiàn)液相時的蒸氣總壓計算剛開始出現(xiàn)液相時的蒸氣總壓; (2)求求A和和B的液態(tài)混合物在的液態(tài)混合物在101325P

27、a下沸騰時液相的組成下沸騰時液相的組成.00-8-1626理想液態(tài)混合物, 用到K-K方程, 組成 K15.3581K25.3531KmolJ314. 8molJ1010.31)K25.353()K15.358(ln1113BBpp由特魯頓規(guī)則由特魯頓規(guī)則, 得得 vapHm(C6H6, l ) = 88.00J mol 1 K 1 Tb*(C6H6, l) = 88.00J mol 1K 1(273.1580.10)K = 31.10kJ mol 1 解得解得 p*B (358.15K) =117.1kPa又已知又已知 p*A (358.15K) = 46.00kPa沸騰時蒸氣總壓與外壓相等

28、沸騰時蒸氣總壓與外壓相等, 即即 p = p*A + ( p*Bp*A) xB 101.3kPa = 46.00kPa(117.146.00)kPa xB解得解得 xB = 0.7778; xA = 1xB = 10.7778 = 0.2222 例例 在在85, 101.3kPa, 甲苯甲苯(A)及苯及苯(B)組成的液態(tài)混合物達(dá)到組成的液態(tài)混合物達(dá)到沸騰沸騰. 該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物. 試計算該液態(tài)混合試計算該液態(tài)混合物的液相組成物的液相組成. 已知苯的正常沸點為已知苯的正常沸點為80.10, 甲苯在甲苯在85.00時時的蒸氣壓為的蒸氣壓為46.00k

29、Pa.00-8-1627理想液態(tài)混合物, 用到K-K方程, 組成2850. 07 .38311 .3731314. 831999lnB,1B,2 ppkPa198.76kPa325.1017520. 07520. 01 ,B2,B pp5551. 03 .35311 .3731314. 830726lnA,1A,2 pp5kPa52.176kPa325.1017422. 17422. 11 ,A2 ,A pp則則和和 , 2,B2,A pp在在373.1K苯和甲苯的的飽和蒸氣壓為苯和甲苯的的飽和蒸氣壓為)1(A2 ,BA2 ,Axpxpp 沸沸騰騰時時75. 0;250. 0198.76525

30、.176198.76325.101B2 ,B2 ,A2 ,BA xppppx例例 已知已知101.325kPa下下, 純苯純苯(A)的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為 353.3K和和30762J mol 1, 純甲苯純甲苯(B)的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為 383.7K和和31999J mol 1. 苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物, 若有該若有該種液態(tài)混合物在種液態(tài)混合物在101.325kPa, 373.1K沸騰沸騰, 計算其組成計算其組成.00-8-1628理想稀溶液對理想稀溶液對理想稀溶液, 有有 p = pA*xA + kx,B

31、xB先由上式計算先由上式計算97.11時乙醇溶在水中的亨利系數(shù)時乙醇溶在水中的亨利系數(shù),即即 101.3 kPa = 91.3 kPa(10.0300) + kx(乙醇乙醇)0.0300解得解得 kx(乙醇乙醇) = 425 kPa , 于是求得當(dāng)于是求得當(dāng)x(乙醇乙醇) = 0.0200時時p(乙醇乙醇) = kx(乙醇乙醇)x(乙醇乙醇) = 425 kPa0.0200 = 8.5 kPa p(水水) = p*(水水)x(水水) = 91.30 kPa(10.0200) = 89.5 kPa例例 某乙醇的水溶液某乙醇的水溶液, 含乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為含乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為x(乙醇乙醇) = 0.0

32、300. 在在97.11時該溶液的蒸氣總壓力等于時該溶液的蒸氣總壓力等于101.3 kPa, 已知在該溫度時已知在該溫度時純水的蒸氣壓為純水的蒸氣壓為91.30 kPa. 若該溶液可視為理想稀溶液若該溶液可視為理想稀溶液, 試計算試計算該溫度下該溫度下, 在摩爾分?jǐn)?shù)為在摩爾分?jǐn)?shù)為x(乙醇乙醇) = 0.200的乙醇水溶液上面乙醇的乙醇水溶液上面乙醇和水的蒸氣分壓力和水的蒸氣分壓力.00-8-1629理想稀溶液平衡時平衡時, 在兩相中同一組分的蒸氣壓相等在兩相中同一組分的蒸氣壓相等: BB,BBBB xkxpppx AA,AAAA xkxpppx 758. 002. 098. 001. 099.

33、 05 . 1ABBBAAB,A, xxpxxpkkxx例例 25下下, 一定量的純液體一定量的純液體A和純液體和純液體B相混合相混合, 平衡時分為平衡時分為兩層兩層( 和和 )測得測得 和和 液相的組成液相的組成(以組分以組分B的摩爾分?jǐn)?shù)表示的摩爾分?jǐn)?shù)表示)分分別為別為0.98和和0.01. 假定兩溶液均可近似按理想稀溶液處理假定兩溶液均可近似按理想稀溶液處理, 求組求組分分A與與B在在 和和 溶液中亨利系數(shù)之比值溶液中亨利系數(shù)之比值.(已知在該溫度下純液已知在該溫度下純液體體A的飽和蒸氣壓是純液體的飽和蒸氣壓是純液體B飽和蒸氣壓的飽和蒸氣壓的1.50倍倍. )00-8-1630證明稀溶液定

34、律例例 試用吉布斯試用吉布斯-杜亥姆方程證明在稀溶液中若溶質(zhì)服從亨利杜亥姆方程證明在稀溶液中若溶質(zhì)服從亨利定律定律, 則溶劑必然服從拉烏爾定律則溶劑必然服從拉烏爾定律.對二組分溶液對二組分溶液, 有有G-D方程方程:BBAAdd xx )/ln( BBB ppRT 因因)0d, 0(d lndd ,lnddAABB pTpRTpRT 代入代入 G-D方程可得方程可得:BBAAdlndlnpxpx BAdd xx 又又BBBAAAddlnddln xpxxpx 可得可得TTxpxp BBAAlnlnlnln 即即若溶質(zhì)若溶質(zhì)B 服從服從 pB = kx,B xB , 則有則有 ln pB = l

35、n kx, B + ln xB1lnln BB xp得得1lnln AA xp所以所以 AAA1AAlndlndxppxpAAAln/lnxpp AAAxpp 可見溶劑便服從拉烏爾定律可見溶劑便服從拉烏爾定律.00-8-1631分配定律例例 (1) 25時將時將0.568g碘溶于碘溶于50cm3CCl4中中, 所形成的溶液所形成的溶液與與500cm3水一起搖動水一起搖動, 平衡后測得水層中含有平衡后測得水層中含有0.233mmol的的碘碘. 計算碘在兩溶劑中的分配系數(shù)計算碘在兩溶劑中的分配系數(shù)K( = cI 2(H2O) /cI 2(CCl4). 設(shè)碘在兩種溶劑中均以設(shè)碘在兩種溶劑中均以I2分

36、子形式存在分子形式存在.(2)若若25碘在水中的溶解度為碘在水中的溶解度為1.33mol dm3, 求碘在求碘在CCl4中中的溶解度的溶解度.0116. 050/ )233. 02379. 2(500/233. 0)CCl()OH(mmol2379. 2mol809.253568. 0)I ()I ()I ()1(4I2I22222 ccKMmn332I4Idmmol115dmmol0116. 033. 1)OH()CCl()2(22 Kcc00-8-1632分配定律例例 20某有機(jī)酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為某有機(jī)酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0.4. 今有該有今有該有機(jī)酸機(jī)酸5g溶于溶于100c

37、m3水中形成的溶液水中形成的溶液,(1)若用若用40cm3乙醚一次萃取乙醚一次萃取(所用乙醚事先已被水飽和所用乙醚事先已被水飽和, 故萃故萃取時不會有水溶于乙醚取時不會有水溶于乙醚), 求水中還剩下多少有機(jī)酸求水中還剩下多少有機(jī)酸?(2)將將40cm3乙醚分為兩份乙醚分為兩份, 每次用每次用20cm3乙醚萃取乙醚萃取, 連續(xù)萃取連續(xù)萃取兩次兩次, 問水中還剩下多少有機(jī)酸問水中還剩下多少有機(jī)酸?2.5gg4010004100045)()()()()()(/)()()(/ )()()()1( 醚醚水水水水總總水水醚醚醚醚總總水水水水醚醚水水酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸VKVKVmmVmmVmccK

38、(2) 每次用每次用20cm3乙醚連續(xù)兩次萃取乙醚連續(xù)兩次萃取, 可推得可推得2.22gg2010004100045)()()()()(22 醚醚水水水水總總水水酸酸酸酸VKVKVmm00-8-1633組成換算以以A代表水代表水, B 代表乙醇代表乙醇. 摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量MA = 18.015 103 kg mol1; MB = 46.069 103 kg mol1 .01767. 0500/18.01523/46.06923/46.069 )1(BBBB nnx%398. 404398. 05002323 )2(BBBB mmw3333133BABBdmmol9470. 0mmol0 .94

39、7mkg/992kg10)50023(molkg10069.46/kg1023/ )( )3( mmnc11333ABBkgmol9985. 0kgmol1050010069.46/1023 )4( mnb例例 23g乙醇于乙醇于500g水中形成溶液水中形成溶液, 其密度為其密度為992 kg m3. 計算計算: (1)乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)乙醇的摩爾分?jǐn)?shù); (2)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù); (3)乙醇的濃度乙醇的濃度; (4)乙乙醇的質(zhì)量摩爾濃度醇的質(zhì)量摩爾濃度.00-8-1634冰點下降例例 已知樟腦已知樟腦(C10H15O)的凝固降低常數(shù)的凝固降低常數(shù)Kf = 40K mol1 kg , (

40、1)某一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為某一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為210, 溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%的的溶液溶液, 求凝固點降低多少求凝固點降低多少?(2)另一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為另一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為9000, 溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%的溶液的溶液, 求凝固點降低多少求凝固點降低多少?11ABBBkgmol25063. 0kgmol095. 0210/5/)1( mMmb10.03KK25063. 040Bff bKT131ABBBkgmol10848. 5kgmol095. 09000/5/)2( mMmbK2339. 0K10848. 5403Bff bKT0

41、0-8-1635凝固點降低ABBfBffmMmKbKT 11AfBfBmolkg244. 0molkg00.252048. 0245. 010. 5 mTmKM已知苯甲酸已知苯甲酸 C6H5COOH 的摩爾質(zhì)量為的摩爾質(zhì)量為0.122kg mol1, 故故苯甲酸在苯中的分子式為苯甲酸在苯中的分子式為 (C6H5COOH)2 .例例 在在25.00g苯中溶入苯中溶入0.245g苯甲酸苯甲酸, 測得凝固點降低測得凝固點降低0.2048 K. 試求苯甲酸在苯中的分子式試求苯甲酸在苯中的分子式.00-8-1636沸點上升例例 10g葡萄糖葡萄糖(C6H12O6)溶于溶于400g乙醇中乙醇中, 溶液的沸

42、點較純乙溶液的沸點較純乙醇的上升醇的上升0.1428, 另外有另外有2g有機(jī)物質(zhì)溶于有機(jī)物質(zhì)溶于100g乙醇中乙醇中, 此溶此溶液的沸點則上升液的沸點則上升0.1250, 求此有機(jī)物的相對摩爾質(zhì)量求此有機(jī)物的相對摩爾質(zhì)量.對題給葡萄糖對題給葡萄糖(B)的乙醇的乙醇(A)溶液溶液11ABBBkgmol1388. 0kgmol4 . 0157.180/10/ mMmbkgmolK029. 1kgmolK1388. 01428. 011Bbb bTK對題給有機(jī)物對題給有機(jī)物(C)的乙醇的乙醇(A)溶液溶液kgmolK029. 1K1250. 0kg1 . 0kg102/1bb1C3ACCC KTMm

43、Mmb164.6kgmol10164.6kgmol1250. 0029. 102. 0r131C MM即即00-8-1637沸點上升例例 在在100g苯中加入苯中加入13.76g聯(lián)苯聯(lián)苯(C6H5C6H5), 所形成溶液的沸所形成溶液的沸點為點為82.4. 已知純苯的沸點為已知純苯的沸點為80.1. 求求(1)沸點升高常數(shù)沸點升高常數(shù); (2)苯的摩爾蒸發(fā)焓苯的摩爾蒸發(fā)焓.以以A代表苯代表苯, B代表聯(lián)苯代表聯(lián)苯. 13B13Amolkg10211.154,molkg10113.78 MM11ABBBkgmol89228. 0kgmol1 . 0211.154/76.13/)1( mMmbkg

44、molK578. 2kgmolK89228. 0)1 .804 .82(11Bbb bTK1132bA2bAm,vapAm,vapA2bbmolkJ44.31molkJ579. 210113.78353.258314)()()2( KMTRHHMTRK得得由由00-8-1638沸點升高11124kgmol175. 0 0.1kgmolg/123.88g55. 1molg/254g27. 1)IP( 總質(zhì)量摩爾濃度為總質(zhì)量摩爾濃度為b則則 Tb = Kb b(P4 + I2) = 2.40 K kg mol 10.175 mol kg 1 = 0.42 K例例 將將1.55 g磷及磷及1.27

45、g 碘溶于碘溶于100 g CS2中中, 計算沸點升高多少計算沸點升高多少? 已知磷及碘在已知磷及碘在CS2中分別以中分別以P4, I2形式存在形式存在, 二者的二者的 Mr分別為分別為123.88及及254.0, CS2的的Kb = 2.40 K kg mol1.00-8-1639滲透壓11ffBkgmol301. 0molkg1.86KK560. 0 KTb則則 cB = 998.2 kg m 30.301 mol kg 1 = 301 mol m 3 = 301.0 mol m 38.314 J K 1 mol 1310.2 K = 776 kPa = cBRT對稀溶液對稀溶液: cB = A bB例例 人的血漿的凝固點為人的血漿的凝固點為0.560, 求求37.0時血漿的滲透時血漿的滲透壓壓. 已知已知37 時水的體積質(zhì)量時水的體積質(zhì)量(密度密度)為為998.2 kg m 3, 水的凝水的凝固點降低常數(shù)固點降低常數(shù)Kf = 1.86 K kg mol 1 . 血漿可視為稀溶液血漿可視為稀溶液.00-8-1640滲透壓例例 在在20下將下將68.4g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于溶于1kg的水中的水中,已知已知20 下此溶液的密度為下此溶液的密度為1.024g cm3, 純水飽和蒸氣壓為純水飽和蒸氣壓為2.339kPa.求求: (1)此溶液的蒸氣壓