物理化學(xué)課后習(xí)題第六章答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第六章 相平衡6.1        指出下列平衡系統(tǒng)中的組分?jǐn)?shù)C，相數(shù)P及自由度F。（1）    I2(s)與其蒸氣成平衡；（2）    CaCO3(s)與其分解產(chǎn)物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）    NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并與其分解產(chǎn)物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）    取任意量的NH3(g)和H2S(g)與NH4HS(s)成平衡。（5）&#

2、160;   I2作為溶質(zhì)在兩不互溶液體H2O和CCl4中達(dá)到分配平衡（凝聚系統(tǒng)）。解：  （1）C = 1, P = 2, F = C P + 2 = 1 2 + 2 = 1.          （2）C = 3 1 = 2, P = 3, F = C P + 2 = 2 3 + 2 = 1.          （3）C = 3 1 1 = 1, P = 2, F = C P + 2

3、= 1 2 + 2 = 1.          （4）C = 3 1 = 2, P = 2, F = C P + 2 = 2 2 + 2 = 2.          （5）C = 3, P = 2, F = C P + 1 = 3 2 + 1 = 2.6.2 常見的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3H2O(s)，Na2CO37H2O(s)和Na2CO310H2O(s).（1）101.325kPa下，與Na2CO3

4、水溶液及冰平衡共存的水合物最多能有幾種？（2）20時(shí)，與水蒸氣平衡的水合物最多可能有幾種？解:（1）C = S R - R' = 2 0 0 =2 F = C P + 1 =2 P + 1= 3 P 0， 即P-21，那么能與Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多只有一種。（2）C = S R - R' = 2 0 0 =2F = C P + 1 =2 P + 1= 3 P 0，即P-12，那么與水蒸氣平衡的水合物最多可能有兩種。6.4 單組分系統(tǒng)碳的想吐（示意圖）如附圖所示。（1）分析圖中各點(diǎn)、線、面的相平衡關(guān)系及自由度數(shù)；（2）25，101.325kPa下，碳以什么狀態(tài)

5、穩(wěn)定存在？（3）增加壓力可以使石墨轉(zhuǎn)換為金剛石。已知石墨的摩爾體積大于金剛石的摩爾體積，那么加壓使石墨轉(zhuǎn)換為金剛石的過程吸熱還是放熱？解：（1）OA線石墨和金剛石的平衡 F=1OB線石墨和液相碳的平衡 F=1OC線金剛石和液相碳的平衡 F=1O點(diǎn) 石墨，金剛石和液相碳的三相平衡點(diǎn) F=0A點(diǎn) 石墨和金剛石的不可區(qū)分點(diǎn) B點(diǎn) 石墨和液相碳的不可區(qū)分點(diǎn) C點(diǎn) 金剛石和液相碳的不可區(qū)分點(diǎn)（2）從相圖上可直接讀得，碳在25，101.325kPa時(shí)穩(wěn)定存在的形式是石墨；（3）由克拉佩龍方程：若增加壓力：，即 ，又有 ，那么可以得到，那么加壓使石墨轉(zhuǎn)換為金剛石的過程是放熱過程。6.5  

6、;      已知甲苯、苯在90 °C下純液體的飽和蒸氣壓分別為54.22 kPa和136.12 kPa。兩者可形成理想液態(tài)混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于帶活塞的導(dǎo)熱容器中，始態(tài)為一定壓力下90 °C的液態(tài)混合物。在恒溫90 °C下逐漸降低壓力，問（1）    壓力降到多少時(shí)，開始產(chǎn)生氣相，此氣相的組成如何？（2）    壓力降到多少時(shí)，液相開始消失，最后一滴液相的組成如何？（3）    壓力為92.00

7、kPa時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)氣-液兩相平衡，兩相的組成如何？?jī)上嗟奈镔|(zhì)的量各位多少？解：原始溶液的組成為                     （1）剛開始出現(xiàn)氣相時(shí)，可認(rèn)為液相的組成不變，因此                   

8、0; （2）只剩最后一滴液體時(shí)，可認(rèn)為氣相的組成等于原始溶液的組成                     （3）根據(jù)（2）的結(jié)果                        &

9、#160;   由杠桿原理知，              6.6        101.325 kPa下水(A)-醋酸(B)系統(tǒng)的氣-液平衡數(shù)據(jù)如下。100102.1104.4107.5113.8118.100.3000.5000.7000.9001.00000.1850.3740.5750.8331.000（1）    畫出氣-液平衡的溫度-組成

10、圖。（2）    從圖上找出組成為的氣相的泡點(diǎn)。（3）    從圖上找出組成為的液相的露點(diǎn)。（4）    105.0 °C時(shí)氣-液平衡兩相的組成是多少？（5）    9 kg水與30 kg醋酸組成的系統(tǒng)在105.0 °C達(dá)到平衡時(shí)，氣-液兩相的質(zhì)量各位多少？解：（1）氣-液平衡的溫度-組成圖為       （2）的氣相的泡點(diǎn)為110.3 °C。   

11、0;   （3）的液相的露點(diǎn)為112.7 °C。       （4）105.0 °C時(shí)氣-液平衡兩相的組成，。       （5）系統(tǒng)代表點(diǎn)                          

12、;                6.7        已知水-苯酚系統(tǒng)在30 °C液-液平衡時(shí)共軛溶液的組成為：L1（苯酚溶于水），8.75 %；L2（水溶于苯酚），69.9 %。（1）    在30 °C，100 g苯酚和200 g水形成的系統(tǒng)達(dá)液-液平衡時(shí)，兩液相的質(zhì)量各為多少？（2）    在上述系統(tǒng)

13、中若再加入100 g苯酚，又達(dá)到相平衡時(shí)，兩液相的質(zhì)量各變到多少？              解：（1）系統(tǒng)代表點(diǎn)，根據(jù)杠桿原理                            

14、60;      （3）    系統(tǒng)代表點(diǎn)              6.8        水-異丁醇系統(tǒng)液相部分互溶。在101.325 kPa下，系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為89.7 °C。氣(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡時(shí)的組成依次為：70.0 %；8.7 %；85.0 %。今由350 g水和150 g異丁醇形

15、成的系統(tǒng)在101.325 kPa壓力下由室溫加熱，問：（1）    溫度剛要達(dá)到共沸點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)處于相平衡時(shí)存在哪些相？其質(zhì)量各為多少？（2）    當(dāng)溫度由共沸點(diǎn)剛有上升趨勢(shì)時(shí)，系統(tǒng)處于相平衡時(shí)存在哪些相？其質(zhì)量各為多少？       解：相圖見圖（6.7.2）。（1）溫度剛要達(dá)到共沸點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)中尚無氣相存在，只存在兩個(gè)共軛液相。系統(tǒng)代表點(diǎn)為。根據(jù)杠桿原理          &#

16、160;          （2）當(dāng)溫度由共沸點(diǎn)剛有上升趨勢(shì)時(shí)，L2消失，氣相和L1共存，因此                     6.10    為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在86.0 kPa壓力下用水蒸氣蒸餾。已知：在此壓力下該系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為80 °C，80

17、 °C時(shí)水的飽和蒸氣壓為47.3 kPa。試求：（1）    氣相的組成（含甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)）；（2）    欲蒸出100 kg純甲苯，需要消耗水蒸氣多少千克？解：沸騰時(shí)系統(tǒng)的壓力為86.0 kPa，因此                     消耗水蒸氣的量       6.12

18、    固態(tài)完全互溶、具有最高熔點(diǎn)的A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖。指出各相區(qū)的相平衡關(guān)系、各條線的意義并繪出狀態(tài)點(diǎn)為a，b的樣品的冷卻曲線。 解：?jiǎn)雾?xiàng)區(qū)：1 (A + B, 液態(tài)溶液, l)              4 (A + B, 固態(tài)溶液, s)    二相區(qū)： 2 (l1 + s1), 3 (l2 + s2)上方曲線，液相線，表示開始有固溶體產(chǎn)生；下方曲線，固相線，表示液態(tài)溶液開始消失。冷卻曲線如圖所示。6.16某A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖所示。（1）指出各相區(qū)的穩(wěn)定相，三相線上的相平衡關(guān)系；（2）繪出途中狀態(tài)點(diǎn)為a，b，c的樣品的步冷曲線，并表明各階段的相變化。（1）題目給出的相圖可以看作是