物理化学第六章课后答案完整版Word下载.docx
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I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。
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
已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为=和。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为的甲苯-苯混合物5mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为求:
平衡时液相组成及系统的压力p。
平衡时气、液两相的物质的量
(1)对于理想液态混合物,每个组分服从拉乌尔定律,因此
(2)系统代表点,根据杠杆原理
6.3
单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度。
6.4
已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kPa和136.12kPa。
取200.0g甲苯和200.0g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90℃的液态混合物。
在恒温90℃下逐渐降低压力,问
(1)压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何?
(2)压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何?
(3)压力为92.00kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?
两相的物质的量各位多少?
6.6
101.325kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。
100
102.1
104.4
107.5
113.8
118.1
0.300
0.500
0.700
0.900
1.000
0.185
0.374
0.575
0.833
(1)画出气-液平衡的温度-组成图。
(2)从图上找出组成为的气相的泡点。
(3)从图上找出组成为的液相的露点。
(4)105.0℃时气-液平衡两相的组成是多少?
(5)9kg水与30kg醋酸组成的系统在105.0℃达到平衡时,气-液两相的质量各为多少?
(1)气-液平衡的温度-组成图为
(2)的气相的泡点为110.3℃。
(3)的液相的露点为112.7℃。
(4)105.0℃时气-液平衡两相的组成,。
6.7
已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成为:
L1(苯酚溶于水),8.75%;
L2(水溶于苯酚),69.9%。
(1)在30℃,100g苯酚和200g水形成的系统达液-液平衡时,两液相的质量各为多少?
(2)在上述系统中若再加入100g苯酚,又达到相平衡时,两液相的质量各变到多少?
解:
(1)系统代表点
,
根据杠杆原理
6.8
水-异丁醇系统液相部分互溶。
在101.325kPa下,系统的共沸点为89.7℃。
气(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡时的组成依次为:
70.0%;
8.7%;
85.0%。
今由350g水和150g异丁醇形成的系统在101.325kPa压力下由室温加热,问:
(1)温度刚要达到共沸点时,系统处于相平衡时存在哪些相?
其质量各为多少?
(2)当温度由共沸点刚有上升趋势时,系统处于相平衡时存在哪些相?
6.9
恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图,指出四个区域内平衡的相。
各相区已标于图上。
l1,BinA.
l2,AinB.
6.10
为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯,在86.0kPa压力下用水蒸气蒸馏。
已知:
在此压力下该系统的共沸点为80℃,80℃时水的饱和蒸气压为47.3kPa。
试求:
(1)气相的组成(含甲苯的摩尔分数);
(2)欲蒸出100kg纯甲苯,需要消耗水蒸气多少千克?
6.11
液体H2O(A),CCl4(B)的饱和蒸气压与温度的关系如下:
40
50
60
70
80
90
7.38
12.33
19.92
31.16
47.34
70.10
28.8
42.3
60.1
82.9
112.4
149.6
两液体成完全不互溶系统。
(1)绘出H2O-CCl4系统气、液、液三相平衡时气相中H2O,CCl4的蒸气分压对温度的关系曲线;
(2)从图中找出系统在外压101.325kPa下的共沸点;
(3)某组成为(含CCl4的摩尔分数)的H2O-CCl4气体混合物在101.325kPa下恒压冷却到80℃时,开始凝结出液体水,求此混合气体的组成;
(4)上述气体混合物继续冷却至70℃时,气相组成如何;
(5)上述气体混合物冷却到多少度时,CCl4也凝结成液体,此时气相组成如何?
6.12
A–B二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相图如附图,试指出各个相区的相平衡关系,各条线所代表的意义,以及三相线所代表的相平衡关系。
6.13
固态完全互溶、具有最高熔点的A-B二组分凝聚系统相图如附图。
指出各相区的相平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为a,b的样品的冷却曲线。
单项区:
1(A+B,液态溶液,l)
4(A+B,固态溶液,s)
二相区:
2(l+s),3(l+s)
上方曲线,液相线,表示开始有固溶体产生;
下方曲线,固相线,表示液态溶液开始消失。
冷却曲线如图所示
6.15二元凝聚系统Hg-Cd相图示意如图指出各个相区的稳定相,三相线上的相平衡关系。
质),再根据两个单相区(线)夹着的区域便为该两单相区的共存区。
如本题的附图是由两个具有转熔型的、二组分固态部分互溶凝聚系统相图组合而成的,因此有固溶体单相区存在。
6.23指出图中二组分凝聚系统相图内各相区的平衡相,指出三相线的相平衡关系。
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