多组分与化学势-计算题1-考研试题文档资料系列.DOC
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1、题目部分,(卷面共有100题,627.0分,各大题标有题量和总分)一、计算(100小题,共627.0分)1(10分)液体A和B形成理想溶液。现有一含A的物质的量分数为0.4的蒸气相,放在一个带活塞的气缸内,恒温下将蒸气慢慢压缩。已知p和p分别为0.4101.325 kPa和1.2101.325 kPa ,请计算:(1) 当液体开始凝聚出来时的蒸气总压;(2) 该溶液在正常沸点Tb时的组成。2(10分)液体A的正常沸点为338.15 K,摩尔汽化热为34 727 Jmol-1,可与液体B形成理想液体混合物。今知1 mol A 与9 mol B 形成液体混合物,其沸点为320.15 K。 (1)
2、求 p A*与 pB*; (2) 若将xA= 0.4的该理想液体混合物置于带活塞的气缸内,开始活塞与液体接触(见图),在 320.15 K时,逐渐降低活塞压力,当理想液体混合物出现第一个气泡时,求气相的组成及气相的总压力; (3) 将活塞上的压力继续下降,使溶液在恒温下继续气化,当最后只剩下一液滴时,求这一液滴的组成及平衡蒸气的总压。 3(10分)蔗糖的稀水溶液在 298 K 时的蒸气压为 3094 Nm-2。(纯水的蒸气压为 3168 Nm-2) (1) 求溶液中蔗糖的物质的量分数; (2) 求溶液的渗透压。 4(5分)液体 A 和 B 在 333.15 K 时,p A*= 93 300 P
3、a,pB*= 40 000 Pa,A 和 B 能形成理想液态混合物,当组成为 xA的该混合物在 333.15 K 汽化,将该蒸气冷凝后,其冷凝液在333.15 K 时的蒸气压为 66 700 Pa,试求xA。 5(5分)乙醇和正丙醇的某一混合物在353.15 K和 1.01105 Pa时沸腾。已知 353.15 K时乙醇和正丙醇的蒸气压分别为1.08105 Pa和5.01104 Pa,两者可以形成理想液体混合物。请计算该混合物的组成和沸腾时蒸气的组成。 6(5分)一定量的 H2O(l) 置一钢瓶中 (V = 5 dm3),用 O2气加压至 2.53108 Pa。已知 293 K 时O2在水中溶
4、解的亨利常数为3.93109 Pa。 (1) 计算 O2在水中的物质的量分数; (2) 293 K时,水的正常蒸气压为 2.67103 Pa,计算溶液上方水的蒸气压; (3) 如果实测得液面上水的蒸气压为2.45103 Pa,计算溶液中水的活度系数。(以纯水为标准态) 7(5分)在 352 K,乙醇和水的饱和蒸气压分别为 1.03105 Pa 和 4.51104 Pa。计算同温度下,乙醇 (1)水 (2) 的混合物中当液相和气相组成分别为 x1= 0.663, y1= 0.733 (物质的量分数)时,各组分的活度系数(气相总压为 1.01105 Pa,以纯态为标准态)。8(5分)纯液体A和B的
5、饱和蒸气压分别为p A* 和 pB*,A和B组成理想液体混合物。将物质的量分数为 xA的 A, B 溶液的饱和蒸气在同温下完全冷凝为新的溶液,问新的溶液 A 的饱和蒸气压等于多少? 9(5分)组分1和组分2形成理想液体混合物。298 K时纯组分1的蒸气压为13.3 kPa,纯组分2的蒸气压近似为0,如果把1.00 g组分2加到 10.00 g的组分1中,欲使溶液的总蒸气压降低到 12.6 kPa,求出组分2与组分1的摩尔质量比。10(5分) 300 K 时,液体 A 和 B 部分互溶形成a和b两个平衡液相,在a相中,A 的物质的量分数 xA是 0.85,纯 A 的饱和蒸气压是 22 kPa,在
6、b相中,xB为 0.89,如果理想稀溶液的公式对每个相中的溶剂都适用,则溶质 A 的亨利常数为多少? 11(5分)60时,液体 A 和 B 的饱和蒸气压分别为 0.395p$和 0.789p$,在该温度时 A 和 B 可形成稳定化合物 AB,其饱和蒸气压为 0.132p$,并假设任何给定的混合物具有理想液体混合物性质。如今在 60时,将 1 mol A 和 4 mol B 混合为液体体系,求算此体系的蒸气压和蒸气组成。 12(5分)液体 A 和 B 形成理想液体混合物,有一个含 A 的物质的量分数为 0.4 的蒸气相,放在一个带活塞的气缸内,恒温下将蒸气慢慢压缩,直到有液相产生,已知pA* 和
7、pB*分别为0.4p$和1.2p$。计算: (1) 当气相开始凝聚为液相时的蒸气总压; (2) 欲使该液体在正常沸点下沸腾,理想液体混合物的组成应为多少? 13(10分)某乙醇水溶液中,乙醇的物质的量分数x乙=0.0300,在97.11 C时该溶液的蒸气总压等于101.3 kPa,已知在该温度时纯水的蒸气压为91.30 kPa。若该溶液可视为稀溶液。试计算该温度下在x乙=0.0200的乙醇水溶液上面乙醇和水的蒸气分压。14(10分)在85 C, 101.3 kPa时,甲苯(A)和苯(B)组成的液态混合物达沸腾。试计算该理想液态混合物的液相及气相的组成。已知苯的正常沸点为80.10 C,甲苯在8
8、5.00 C时的蒸气压为46.00 kPa。15(10分)在温度T时,有两个由A和B组成的理想液态混合物。第一个含1.00 mol A和3.00 mol的B, 在该温度下,气液平衡时的总蒸气压为101 325 Pa,第二个含2.00 mol A和2.00 mol B,相应的平衡总蒸气压大于101 325 Pa,当加6.00 mol组分C进入溶液2后,总压降到101 325 Pa。已知纯C在该温度下的饱和蒸气压为81 060 Pa,试计算纯A和纯B在该温度下的饱和蒸气压。16(5分)将 1 mol,293 K, p$的 NH3(g),溶解在同温下极大量的一定浓度的氨水溶液中,求 NH3的摩尔吉布
9、斯自由能变Gm。 (已知与此氨水溶液平衡的气相中氨的分压为 13.03 kPa,设气相为混合理想气体。) 17(5分)308 K 时,由液体A, B组成的溶液 ( xB= 0.0588 ) 的蒸气压为 44 316.4 Pa。 (1) 求 xA= 0.1232溶液的蒸气总压及气相组成yB(已知 pB*= 39076.8 Pa , p A*= 45929.6 Pa),设在以上浓度范围内,溶剂A服从 Raoult 定律,溶质 B服从 Henry 定律。 (2) 求溶液 xA= 0.1232 时 A,B 的活度(均以纯态为标准态)。 18(5分)苯与甲苯基本形成理想溶液。一含有2 mol苯和3 mo
10、l甲苯的溶液在333 K时蒸气总压为 37.33 kPa,若又加入1 mol苯到溶液中,此时蒸气压为40.00 kPa。求333 K时纯苯与纯甲苯的蒸气压。 19(5分)有两个含A和B的溶液,已知其中一个含1 mol A和3 mol B,总蒸气压为p$。另一个含2 mol A和2 mol B,其蒸气压大于p$,但发现对第二个溶液加入6 mol C后其蒸气总压降到p$,已知纯C的蒸气压为0.8 p$,且假定这些溶液为理想溶液,上述数据均为298 K,求pA* 和pB*。20(5分)333 K时,溶液A和溶液B完全反应,蒸气压分别等于40.0 kPa和80.0 kPa。在该温度时,A和B形成一个非
11、常稳定化合物AB,AB的蒸气压为13.3 kPa。假定由A和B组成的溶液为理想溶液,求333 K时,一个含有1 mol A和4 mol B的溶液的蒸气压和蒸气组成。 21(5分)已知293 K时纯苯的蒸气压为10 013 Pa,当气相中HCl的分压为101 325 Pa时,HCl在苯中的摩尔分数为0.0425,试问293 K下,当HCl的苯溶液的总蒸气压为101 325 Pa时,100 g苯里可溶解多少克HCl?已知苯和HCl的相对分子质量分别为78.1和36.5 。 22(5分)A和B为同分异构体,组成了理想溶液,当溶液中A浓度为xA时,总蒸气压为86 660 Pa, 将该溶液慢慢蒸馏(设有
12、回流),直到溶液剩下一半为止。在馏出液中,xA=0.6,在残馏液中, xA=0.4。残馏液上的总蒸气压为7993 Pa,温度皆为323 K。计算xA及纯物质A和B的蒸气压和。 23(5分)苯和甲苯混合成理想溶液,在303 K时纯苯的蒸气压为15 799 Pa,纯甲苯的蒸气压为4893 Pa, 若将等摩尔的苯和甲苯混合为溶液,问在303 K平衡时,气相中各组分的摩尔分数和质量分数各为若干? 24(10分)两液体A, B形成理想液体混合物。在320 K,溶液I含3 mol A和1 mol B,总蒸气压为:5.33104 Pa。再加入2 mol B 形成理想液体混合物II,总蒸气压为 6.13104
13、 Pa。 (1) 计算纯液体的蒸气压 p A*,pB*; (2) 理想液体混合物I的平衡气相组成 yB; (3) 理想液体混合物I的混合过程自由能变化mixGm; (4) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物,总蒸气压为多少? 25(10分)苯和甲苯在293.15 K时蒸气压分别为9.958 kPa和2.973 kPa,今以等质量的苯和甲苯在293.15 K时相混合, 试求(1)苯和甲苯的分压力;(2)液面上蒸气的总压力(设溶液为理想溶液)。26(10分)液体A和液体B形成理想混合物,含40%(摩尔分数)A的混合蒸气被密封在一带活塞的圆筒中,恒温T下慢慢压缩上述混合蒸气
14、。已知T时两液体的饱和蒸气压为pA*=0.4p$, pB* =1.2p$。 (1) 求刚出现液体凝结时体系的总压p及液体的组成xA; (2) 求正常沸点为T时溶液的组成xA。 27(5分)某油田向油井注水,对水质要求之一是含氧量不超过1 kgm-3,若河水温度为293 K,空气中含氧21%,293 K时氧气在水中溶解的亨利常数为4.063109 Pa。问293 K时用这种河水作为油井用水,水质是否合格? 28(5分)293 K下,HCl气体溶于苯中达气液平衡时,每0.1kg苯含HCl 1.8710-3kg。气相中苯的摩尔分数为0.095。求293 K时HCl在苯中溶解的亨利系数。 已知293
15、K时苯的饱和蒸气压为 10.011 kPa。苯和HCl的摩尔质量分别为 0.078 11 和 0.036 46 kgmol-1。 29(5分)设苯和甲苯组成理想溶液,在293 K时其蒸气压分别为9919 Pa和2933 Pa。若把等质量的苯和甲苯混合起来请计算:(1) 苯和甲苯的分压 ,(2) 苯和甲苯在气相中的摩尔分数。已知苯和甲苯的相对分子质量分别为78和92。 30(10分) 293 K, 苯(1)的蒸气压是13.332 kPa,辛烷(2)的蒸气压为2.6664 kPa,现将1 mol辛烷溶于 4 mol苯中,形成的溶液是理想溶液。计算:(1)总蒸气压;(2)气相组成;(3)将气相完全冷
16、凝至气液平衡时,气相组成如何? (4)写出该溶液的泡点线方程。31(5分) 25C时,CO在水中溶解时亨利系数kx=5.79109 Pa, 若将含CO 30%(体积分数)的水煤气在总压为1.013Pa下用25C的水洗涤,问每用1000 kg洗涤水,将损失多少CO?32(5分)已知纯液体A和B形成理想液态混合物,在某温度下达气液平衡时气相总压为67 584 Pa。已知该温度下p=40 530 Pa ; p=121 590 Pa, 则该平衡气相组成为多少?33(5分)液体A和B可形成液态理想混合物。今有1 mol A和2 mol B组成液态理想混合物。在50 C与此混合物呈平衡的蒸气总压为33 3
17、30.6 Pa,若再加1 mol A到该混合物中,则与此混合物在50 C呈平衡的饱和蒸气压为39 996.7 Pa。试计算50C时, 纯A、纯B的饱和蒸气压p,p为多少?34(5分)293 K, 101.325 kPa时, HCl在苯中溶解时物质的量分数为0.0425,当HCl和苯的蒸气总压为101.325 kPa时, 在100 g苯中能溶解多少HCl?已知纯苯在293 K时的蒸气压为9.960 kPa。35(5分)在301.2 K和101.325 kPa下,使干燥空气0.025 dm3通入水中,然后在水面上收集。若忽略空气在水中的溶解,已知301.2 K时, =3.733 kPa, 求(1)
18、 若使收集的气体体积仍为0.025 dm3,问其压力为若干?(2) 若压力为101.325 kPa,问气体的体积为若干?36(5分)液体A与液体B形成理想溶液。在343.15 K时, 1 mol A和2 mol B所成溶液的蒸气压为50.663 kPa,若在溶液中再加入3 mol A,则溶液的蒸气压增加到70.928 kPa,试求:(1)p和p。(2) 对第一种溶液,气相中A,B的摩尔分数各为若干?37(10分)在298.15 K时,硫酸的质量分数为9.47 %的硫酸水溶液,其密度为1.0603103 kgm-3。在该温度下纯水的密度为997.1 kgm-3。求:(1) 质量摩尔浓度(m);(
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