物理化學(xué)第六章課后答案完整版

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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）

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=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

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5mol，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）

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54.22kPa和136.12kPa。兩者可形成理想液態(tài)混合物。取200.0g甲苯和200.0g苯置于帶活塞的導(dǎo)熱容器中，始態(tài)為一定壓力下90℃的液態(tài)混合物。在恒溫（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92.00kPa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

101.325kPa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℃（5）9kg水與30kg醋酸組成的系統(tǒng)在105.0℃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℃，100g苯酚和200g（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101.325kPa下，系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為89.7℃。氣(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡時(shí)的組成依次為：70.0%；8.7%；85.0%。今由350g水和150g異丁醇形成的系統(tǒng)在101.325kPa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？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,BinA.

l2,AinB.6.10

為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在86.0kPa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（1）氣相的組成（含甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)）；（2）欲蒸出100kg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：

4050607080907.3812.3319.9231.1647.3470.1028.842.360.182.9112.4149.6

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101.325kPa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101.325kPa下恒壓冷卻到80℃時(shí)，開始凝結(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)，（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

A–B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6．15二元凝聚系統(tǒng)Hg－Cd相圖示意如圖指出各個(gè)相區(qū)的穩(wěn)定