溶液热力学习题(1).ppt
4-1 含质量分数为w(甲醇)=0.40的甲醇的水溶液，已知其中甲醇的偏摩尔体积V（甲）为39.0cm3mol1,水的偏摩尔体积V（水）为17.5 cm3mol1，试求溶液的体积质量(密度)(甲醇与水的摩尔质量分别为32.04 gmol1 与18.02 gmol1)。（2）p=pA+pB=（6.306+18.56）kPa=24.86 kPa解 (1)4-7 0，101325Pa时，氧气在水中的溶解度为4.490102dm3kg1，试求0时，氧气在水中溶解的亨利系数kx,O和kb,O。解：由亨利定律 pB=kx,B xB。（或 pB=kb,BbB），其中B代表氧气。因为0，101325Pa时，氧气的摩尔体积为22.4dm3mol1，所以又4-10 60时甲醇(A)的饱和蒸气压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,若液态混合物的组成为质量分数wB=0.5,求60时与此液态混合物的平衡蒸气组成。（以摩尔分数表示）。（已知甲醇及乙醇的M r 分别为32.04及46.07。）平衡蒸气组成：解：该液态混合物的摩尔分数 系统的总压力 p=pA*xA+pB*xB=68.47 kPa yB=0.82 4-11 100时，纯CCl4及纯SnCl4的蒸气压分别为1.933105Pa及0.666105Pa。这两种液体可组成理想液态混合物。假定以某种配比混合成的这种液态混合物，在外压力为1.013105Pa的条件下，加热到100时开始沸腾。计算：（1）该液态混合物的组成；（2）该液态混合物开始沸腾时的第一个气泡的组成。解：(1)分别以A和B代表CCl4和SnCl4，则 pA*=1.933105Pa；pB*=0.666105Pa(2)开始沸腾时第一个气泡的组成，即上述溶液的平衡气相组成，设为yB，则 yB p=pB=xB pB*yA=1yB=0.5234-12 在p=101.3kPa，85时，由甲苯(A)及苯(B)组成的二组分液态混合物即达到沸腾。该液态混合物可视为理想液态混合物。试计算该理想液态混合物在101.3kPa及85沸腾时的液相组成及气相组成。已知85时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气压分别为46.00kPa和116.9kPa。解：由该液态混合物可视为理想液态混合物，各组分均符合拉乌尔定律，故 p=pA*+(pB*pA*)xB xA=1-xB=0.220 气相组成，由式 yA=1-yB=0.1004-13 在85，101.3kPa，甲苯（A）及苯（B）组成的液态混合物达到沸腾。该液态混合物可视为理想液态混合物。试计算该液态混合物的液相及气相组成。已知苯的正常沸点为80.10，甲苯在85.00时的蒸气压为46.00kPa。解：85时，101.3kPa下该理想液态混合物沸腾时（气、液两相平衡）的液相组成，即 p=p*A+（p*Bp*A）xB 已知85时，p*A=46.00kPa，需求出85时p*B=？由特鲁顿规则，得 vapH*m(C6H6，l)=88.00Jmol1K1Tb*（C6H6，l）=88.00Jmol1K1（273.1580.10）K =31.10kJmol1再由克克方程，可求得 解 得 p*B（358.15K）=117.1kPa 及 p*A（358.15K）=46.00kPa 所以 101.3kPa=46.00kPa（117.146.00）kPaxB 解得 xB=0.7778 所以 xA=1xB=10.7778=0.2222。4-14 已知101.325kPa下，纯苯（A）的标准沸点和蒸发焓分别为353.3K和30762Jmol1，纯甲苯（B）的标准沸点和蒸发焓分别为383.7K和31999Jmol1。苯和甲苯形成理想液态混合物，若有该种液态混合物在101.325kPa，373.1K沸腾，计算混合物的液相组成。4-15 液体A和B可形成理想液态混合物。把组成为 yA=0.400的蒸气混合物放入一带有活塞的汽缸中进行定温定压压缩（温度为t），已知温度t时pA*、pB*分别为40530Pa和121590Pa。（1）计算刚开始出现液相时的蒸气总压；（2）求组分A和B的液态混合物在101325Pa下沸腾时液相的组成。（2）由式：101325Pa=40530Pa(121590Pa40530Pa)xB 解得 xB=0.750解：（1）刚开始凝结时气相组成仍为 yA=0.400，yB=0.600，而 pB=pyB 故 p=pB/yB=pB*xB/yB 又 p=pA*+（pB*pA*）xB 联立式和式，代入yB=0.6，pA*=40530Pa，pB*=121590Pa 解得xB=0.333 。再代入，解得p=67583.8Pa。4-16 20下HCl溶于苯中达到气液平衡。液相中每100 g苯含有1.87 g HCl,气相中苯的摩尔分数为0.095。已知苯与HCl的摩尔质量分别为78.11gmol1与36.46 gmol1。20苯饱和蒸气压为10.01 kPa。试计算20时HCl在苯中溶解的亨利系数。解：x(HCl)=0.0385 x(HCl)=0.0385 x(C6H6)=10.0385=0.9615 苯是溶剂服从拉乌尔定律 p(C6H6)=p*(C6H6)x(C6H6)p(C6H6)=p y(C6H6)p(HCl)=p1y(C6H6)4-17 某乙醇的水溶液，含乙醇的摩尔分数为x(乙醇)=0.0300。在97.11 时该溶液的蒸气总压力等于101.3 kPa,已知在该温度时纯水的蒸气压为91.30 kPa。若该溶液可视为理想稀溶液,试计算该温度下,在摩尔分数为x(乙醇)=0.200的乙醇水溶液上面乙醇和水的蒸气分压力。解：该溶液可视为理想稀溶液，则有 p=pAxA+kx,B xB 先由上式计算97.11时乙醇溶在水中的亨利系数，即 101.3 kPa=91.3 kPa(10.0300)+kx(乙醇)0.0300 解得 kx(乙醇)=425 kPa,于是求得当x(乙醇)=0.0200时 p(乙醇)=kx(乙醇)x(乙醇)=425 kPa0.0200 =8.5 kPa p(水)=p(水)x(水)=91.30 kPa(10.0200)=89.5 kPa 4-18 25下，一定量的纯液体A和纯液体B相混合，平衡时分为两层(和)测得和液相的组成(以组分B的摩尔分数表示)分别为0.98和0.01。假定两溶液均可近似按理想稀溶液处理，求组分A与B在和溶液中亨利系数之比值。(已知在该温度下纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B饱和蒸气压的1.50倍。）4-19 将1.55 g磷及1.27 g碘溶于100 gCS2中，计算沸点升高多少?(已知磷及碘在CS2中分别以P4，I2形式存在，二者的Mr分别为123.88及254.0，CS2的kb=2.40 Kkgmol-1。)解：则 Tb=kbb(P4+I2)=2.40 Kkgmol-10.175 molkg-1 =0.42 KTf=kfbC=40 Kkgmol-15.8510-3molkg-1 =0.234 K(2)Tf=kfbB=40 Kkgmol-10.2506 molkg-1 =10.03 K解 (1)解：4-23 25时，异丙醇(A)和苯(B)的液态混合物，当xA=0.700时，测得pA=4852.9Pa，蒸气总压力p=13305.6Pa，试计算异丙醇(A)和苯(B)的活度和活度因子（均以纯液体A或B为标准态）。（已知25时纯异丙醇pA*=5 866.2 Pa；纯苯pB*=12 585.6 Pa。）4-9 解：解：物理化学习题集解物理化学习题集解纯液体为标准态：校正的拉乌尔定律纯液体为标准态：校正的拉乌尔定律
