衡水学院 《物理化学》 第四章 多组分系统热力学 作业及答案.doc

1、第 1 页 192-3 在 25，1 kg 水(A)中溶有醋酸(B)，当醋酸的质量摩尔浓度 bB 介于 0.16 molkg-1 和 2.5 molkg-1 之间时，溶液的总体积 2113 )kgmol/(394.0)kgmol/(832.519.02cm/ BBbV 求：把水(A) 和醋酸(B) 的偏摩尔体积分别表示成 bB 的函数关系； b B = 1.5 molkg-1 时水和醋酸的偏摩尔体积。 解： AnpTBV, AnpTBbm,1 AnpTBBAbb, 21394.082.593.0213molc)7.8.51( ABnV ABMmb 3- 2106.8)278.0.5(9432.

2、519.02 BBB bbb 32molc).-68.( B 将 bB = 1.5 molkg-1 代入上式，得 )molc(250178.0.517.032.51 13BbV ）（ 132 l8.64-694-689 A 192-4 60时甲醇（A）的饱和蒸气压是 83.4 kPa，乙醇（B ）的饱和蒸气压是 47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物中二者的质量分数各为 0.5，求 60时此 混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。 第 2 页 解：已知 kPa， kPa，4.83Ap0.47BpBAm 则 ，5897.326ABAMmx 4103.5897.01ABx3.410.

3、7589.04.BABAxppy217.83.01B 192-5 80时纯苯的蒸气压为 100 kPa，纯甲苯的蒸气压为 38.7 kPa。两液体可形成理想 液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80时气相中苯的摩尔分数 y（苯）= 0.300，求液相的组成。 解：已知 kPa， kPa，01Ap.738Bp30.Ay 由 BAxy 可得 1423.0).1(03.78.)1( AABypx5.0423.1 193-7 20下 HCl 溶于苯中达平衡，当气相中 HCl 的分压为 101.325 kPa 时，溶液中 HCl 的摩尔分数为 0.0425。已知 20时苯的饱和蒸气压为 10.0

4、 kPa，若 20时 HCl 和苯蒸气总压为 101.325 kPa，求 100 g 苯中溶解多少克 HCl。 解：已知 kPa，当 时， kPa0.1Ap0425.Bx325.10Bp 设 HCl 在苯中的溶解符合 Henry 定律 则 )kPa(1.380425.,Bxk 设当 HCl 和苯蒸气总压为 101.325 kPa 时，溶液中 HCl 的摩尔分数为 Bx 则 35.10)1(,BxABAkp 第 3 页 即 325.10.2384)1(0. BBxx 解得 =0.03847 代入数据有BABMmx 5.36781034.Bm 解得 =1.872 (g) 193-12 25下，由各

5、为 0.5mol 的 A 和 B 混合形成理想液态混合物，试求混合过程的 mixV， mixH， mixS， mixG。 解： mixV = 0 mixH = 0 mixS = - R(nAlnxA + nBlnxB ) = -8.314(0.5ln0.5 + 0.5ln0.5) = 5.763 (JK-1) mixG = RT(nAlnxA + nBlnxB )。 = 8.314298.15(0.5ln0.5 + 0.5ln0.5) = -1718 (J) 193-13 液体 B 与液体 C 可形成理想液态混合物。在常压及 25下，向总量 n = 10 mol， 组成 xC = 0.4 的

6、B，C 液态混合物中加入 14 mol 的纯液体 C，形成新的混合物。求过程 的 G，S。 解：可设计如下途径： 6 mol B + 4 mol C + 14 mol C 6 mol B + 4 mol C 原理想混合物 + 14 mol C 6 mol B + 18 mol C 新理想混合物 方法一： .40ln.6lln1 RTxRTG 第 4 页 2481ln6lln2 RTxRTGBB21 )kJ(7.16015.29834.)81ln246l.0ln4.6l( KJ(5.15.98)7( -TGHS 方法二： .0l6ll1 RxRB24ln6lln2SB21 )KJ(25.6314

7、.8)2ln146l.0ln4.6l( 1-kJ(7.15.98STHG 193-15 在 25向 1 kg 溶剂 A(H2O)和 0.4 mol 溶质 B 形成的稀溶液中又加入 1 kg 的纯溶 剂，若溶液可视为理想稀溶液，求过程的 G。 )J(3.687- 4.02ln15.9834.0)2.4.01(5.2914ln)( )l()( )ln()( 1,21,2,12 2,1,2, ,2,2 1,1,1,1, ,1, BBAB BBBAA BBABAAbRTbmRTGbMn bRTnmbRTmn 解 ： 194-16 25时将 0.568 g 碘溶于 50 cm3 CCl4 中，所形成的溶

8、液与 500 cm3 水一起摇动， 平衡后测得水层中含有 0.233 mmol 的碘。计算碘在两溶剂中的分配系数 K， 第 5 页 。设碘在两种溶剂中均以 I2 分子形式存在；相相42Cl ,IOHcK 若 25I 2 在水中的浓度是 1.33 mmoldm-3，求碘在 CCl4 中的浓度。 解 ： )mol(238.9.126058I)(2Mmn总016.53.8.)Cl(l ,IOH422lII42 VncK水 水相相 mmoldm-3.4016. ,Il ,I242 Kc相相 195-26 在 20 下将 68.4g 蔗糖（C 12H22O11）溶于 1 kg 的水中。求： 此溶液的蒸气

9、压。 此溶液的渗透压。 已知 20下此溶液的密度为 1.024 gcm-3。纯水的饱和蒸气压 p* = 2.339 kPa。 解： kPa3.24681039.2M蔗 糖蔗 糖水水 水水水 mpx kPa.2675.293.81024.63. RTcRT溶 液 蔗 糖水 蔗 糖蔗 糖 195-27 人的血液（可视为水溶液）在 101.325 kPa 下于 - 0.56凝固。已知水的 Kf = 1.86 Kmol-1kg。求： 血液在 37时的渗透压； 在同温度下，1 dm3 蔗糖（C 12H22O11）水溶液中需含有多少克蔗糖才能与血液有相同 的渗透压。 第 6 页 )Pa76413)15.2

10、73(14.80. dmg10)kgmol(301.86.5 31（ ， 则其 密 度 与 纯 水 相 等 ， 即血 液 为 稀 水 溶 液 ， 假 设 ， 则尔 浓 度 为解 ： 设 血 液 的 质 量 摩 RTbcRTKbbBABfB Bg)(1035.3104.829776RTVMmc蔗 糖蔗 糖 蔗 糖蔗 糖 195-28 在某一温度下，将碘溶解于 CCl4 中。当碘的摩尔分数 x(I2)在 0.01 0.04 范围内时， 此溶液符合稀溶液规律。今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的 两组数据如下： p(I2, g)/kPa 1.638 16.72 x(I2) 0.03 0.5 求 x(I2) = 0.5 时溶液中碘的活度及活度因子。 解：由于在 0.010.04 范围内时，此溶液符合稀溶液规律，则2,2g,IIxKp 即： 03.638.12,I 解得： )kPa(542,Ix 当 x(I2) = 0.5 时， 2,2g ,IIaKp 则 306.547.1,I22,aIK03622IIx 第 6 页