物理化學(xué)第六章課后答案完整版

1、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、60; 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 = 12 + 2 = 1.      （2）C = 31 = 2, P = 3, F = CP + 2 = 23 + 2 = 1.      （3）C = 311 = 1, P = 2, F = CP + 2 = 12 + 2 = 1.      （4）C = 31 = 2,

3、 P = 2, F = CP + 2 = 22 + 2 = 2.      （5）C = 3, P = 2, F = CP + 1 = 32 + 1 = 2.6.2        已知液體甲苯（A）和液體苯（B）在90時(shí)的飽和蒸氣壓分別為= 和。兩者可形成理想液態(tài)混合物。今有系統(tǒng)組成為的甲苯-苯混合物5 mol，在90 下成氣-液兩相平衡，若氣相組成為求：（1）    平衡時(shí)液相組成及系統(tǒng)的壓力p。（2）  

4、0; 平衡時(shí)氣、液兩相的物質(zhì)的量解：（1）對(duì)于理想液態(tài)混合物，每個(gè)組分服從拉烏爾定律，因此             （2）系統(tǒng)代表點(diǎn)，根據(jù)杠桿原理6.3  單組分系統(tǒng)的相圖示意如右圖。試用相律分析圖中各點(diǎn)、線、面的相平衡關(guān)系及自由度。6.4   已知甲苯、苯在90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，

5、始態(tài)為一定壓力下90的液態(tài)混合物。在恒溫90下逐漸降低壓力，問(wèn)（1）壓力降到多少時(shí)，開(kāi)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(kāi)始消失，最后一滴液相的組成如何？（3）壓力為92.00 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？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）

6、畫(huà)出氣-液平衡的溫度-組成圖。（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 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 達(dá)到平衡時(shí)，氣-液兩相的質(zhì)量各為多少？解：（1）氣-液平衡的溫度-組成圖為       （2）的氣相的泡點(diǎn)為110.3。       （3）的液相的露點(diǎn)為112.7。       （4）105.0時(shí)氣-液平衡兩相的

7、組成，。       6.7  已知水-苯酚系統(tǒng)在30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30，100 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)中若再加入100g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 。氣(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡時(shí)的組成

8、依次為：70.0 %；8.7 %；85.0 %。今由350 g水和150 g異丁醇形成的系統(tǒng)在101.325 kPa壓力下由室溫加熱，問(wèn)：（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？6.9  恒壓下二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)氣-液平衡的溫度-組成圖如附圖，指出四個(gè)區(qū)域內(nèi)平衡的相。解：各相區(qū)已標(biāo)于圖上。      l1, B in A.      l2, A in B.6.10

9、0;   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80，80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？6.11    液體H2O(A)，CCl4(B)的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下：            4050607080907.3812.3319.9231.1647.3470.1

10、028.842.360.182.9112.4149.6       兩液體成完全不互溶系統(tǒng)。（1）繪出H2O-CCl4系統(tǒng)氣、液、液三相平衡時(shí)氣相中H2O，CCl4的蒸氣分壓對(duì)溫度的關(guān)系曲線；（2）從圖中找出系統(tǒng)在外壓101.325 kPa下的共沸點(diǎn)；（3）某組成為（含CCl4的摩爾分?jǐn)?shù)）的H2O-CCl4氣體混合物在101.325 kPa下恒壓冷卻到80時(shí)，開(kāi)始凝結(jié)出液體水，求此混合氣體的組成；（4）上述氣體混合物繼續(xù)冷卻至 70時(shí)，氣相組成如何；（5）上述氣體混合物冷卻到多少度時(shí)，CCl4也凝結(jié)成液體，此時(shí)氣相組成如何？6.12&

11、#160;   AB二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液-固平衡相圖如附圖，試指出各個(gè)相區(qū)的相平衡關(guān)系，各條線所代表的意義，以及三相線所代表的相平衡關(guān)系。6.13    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 (l+ s), 3 (l + s)上方曲線，液相線，表示開(kāi)始有固溶體產(chǎn)生；下方曲線，固相線，表示液態(tài)溶液開(kāi)始