多组分(作业题解)

1、2021-10-221 60时甲醇的饱和蒸气压是时甲醇的饱和蒸气压是83.4kPa, 乙醇的饱和乙醇的饱和蒸气压为蒸气压为47.0kPa. 二者可形成理想液态混合物二者可形成理想液态混合物. 若混合若混合物的组成为质量百分数各物的组成为质量百分数各50%, 求求60时此混合物的平时此混合物的平衡蒸气组成衡蒸气组成. 以摩尔分数表示以摩尔分数表示.41021. 0OH)HC(,58979. 050/46.06950/32.04250/32.042OH)CH(069. 64OH)HC(32.042,OH)CH(523523 xxMMrr68.47kPakPa28.19kPa19.49kPa)410

2、21. 00 .4758979. 04 .83(OH)HC(OH)HC(*OH)CH(OH)CH(*OH)HC(OH)CH()(525233523 xpxpppp 总总此混合物平衡蒸气组成此混合物平衡蒸气组成2816. 07184. 01OH)CH(1OH)HC(7184. 047.68/19.49)(OH)/CH(OH)CH(35233 yyppy总总4.42021-10-222 80时纯苯的蒸气压为时纯苯的蒸气压为100kPa, 纯甲苯的纯甲苯的蒸气压为蒸气压为38.7kPa. 两液体可形成理想液态混合两液体可形成理想液态混合物物. 若有苯若有苯 -甲苯的气甲苯的气 -液平衡混合物液平衡混

3、合物, 80时气时气相中苯的摩尔分数相中苯的摩尔分数y苯苯= 0.300, 求液相的组成求液相的组成.)()(*)()()()(*)()(甲苯甲苯甲苯甲苯甲苯甲苯甲苯甲苯苯苯苯苯苯苯苯苯xppypxppyp 苯与甲苯可形成理想混合物苯与甲苯可形成理想混合物, 故有故有4.5 )()(*)()(*)()(甲甲苯苯甲甲苯苯苯苯苯苯甲甲苯苯苯苯xpxpyy 2021-10-2231423. 0)()(17 .38)(1003 . 013 . 0 苯苯苯苯苯苯xxx8577. 01423. 01)(1)( 苯苯甲甲苯苯xx2021-10-224 在在18下下, 氧气和氮气压力均为氧气和氮气压力均为10

4、1.325kPa 时，时，1dm3的水中能溶解的水中能溶解O2 0.045g , N2 0.02g。现将。现将1dm3被被202.65kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾空气所饱和了的水溶液加热至沸腾, 赶出赶出所溶解的所溶解的O2和和N2, 并干燥之并干燥之, 求此干燥气求此干燥气体在体在101.325kPa, 18下的体积及其组成下的体积及其组成. 设空气为理想气体混合物设空气为理想气体混合物, 其组成体积百其组成体积百分数为分数为O2 21%, N2 79%.4.62021-10-225(1)计算亨利常数计算亨利常数:)()O()O()O(22O,OO,2222lVMmkckpcc 31

5、331222O,dmmolkPa1005.72dmmolkPa045. 0100.32325.101)O()()O()O(2 mlVMpkc313N,31222N,dmmolkPa109 .141dmmolkPa02. 0100.28325.101)N()()N()N(22 cckmlVMpk2021-10-226(2) 202.65kPa空气中空气中O2和和N2的分压的分压:kPa09.160kPa79. 065.202)N()N(kPa56.42kPa21. 065.202)O()O(2222 pyppypmol1028.11)N(dmmol1028.11/ )N()N(4234N,222

6、 nkpcc1dm3水中溶解水中溶解O2和和N2的量的量:mol10907. 5)O(dmmol10907. 51005.72/56.42/ )O()O(42343O,222 nkpcc2021-10-227(3)干燥气体在干燥气体在101.325kPa, 18 下的体积及组成下的体积及组成:334dm0411. 0dm325.10115.291314. 810)28.11907. 5( pnRTV656. 0344. 01)O(1)N(22 yy344. 01028.1110907. 510907. 5)O()O(44422 nny2021-10-228 H2 , N2与与100g水在水在4

7、0时处于平时处于平衡，平衡总压力为衡，平衡总压力为105.4kPa。平衡气体。平衡气体经干燥后的组成为体积分数经干燥后的组成为体积分数=40%。假设。假设可以认为溶液的水蒸汽压等于纯水的蒸可以认为溶液的水蒸汽压等于纯水的蒸气压，即气压，即40时的时的7.33kPa。 已知已知40时时H2 , N2在水中的亨利系数分别为在水中的亨利系数分别为7.61GPa及及10.5GPa，求，求40时水中溶解时水中溶解H2 , N2的质的质量。量。4.8OHNH222ppp)(p 总98.07kPa7.33-105.4p-)(pppOHNH222 总 kPa84586098.0760pppkPa2339409

8、8.0740ppp222222NHNNHH.%.% 693Hx2210155510617102339k)(Hp)(H2 ./x,693Nx2210604510510108458k)(Np)(N2 ./x,g6857g106875.01518.01582100101555)(H101555.01518100)/2.0158(HO)(H)(H)(N)(HO)(H)(H)(H562622222222 ./.m./mnnnnnnxg4871g104718.01518100.013582106045)(N106045.01518100)/28.0134(NO)(H)(N)(N)(HO)(H)(N)(N4

9、62622222222 ./.m./mnnnnnnx2021-10-2212 试用吉布斯试用吉布斯-杜亥姆方程证明在稀溶液中若溶质服从亨利杜亥姆方程证明在稀溶液中若溶质服从亨利定律定律, 则溶剂必然服从拉乌尔定律则溶剂必然服从拉乌尔定律.对二组分溶液对二组分溶液, G-D方程为方程为:)1(0ddBBAA xx)/ln( BBB ppRT 因因)0d, 0(d lndd ,lnddAABB pTpRTpRT 将此结果代入将此结果代入(1)式可得式可得:)2(dlndlnBBAApxpx )3( ddBAxx 因因BBBAAAddlnddln)3()2(xpxxpx 得得式式式式)4( lnln

10、lnln BBAATTxpxp 即即82021-10-2213若溶质若溶质B服从服从 pB = kx,B xB)5( 1lnln ,lnlnlnBBBB,B xpxkpx则则有有将将(5)式代入式代入(4)式可得式可得:1lnlnAA xpAAlndlndxp 即即 AAA1AAlndlndxppxpAAAln/lnxpp AAAxpp 可见溶剂便服从拉乌尔定律可见溶剂便服从拉乌尔定律.)4( lnlnlnln BBAATTxpxp 2021-10-2214 25下下,由各为由各为0.5mol的的A和和B混合形成理想混合物混合形成理想混合物, 试求试求混合过程的混合过程的 V, H, S及及

11、G.在一定温度下在一定温度下, 理想混合物中任一组分的偏摩尔体积等于理想混合物中任一组分的偏摩尔体积等于该组分纯液体的摩尔体积该组分纯液体的摩尔体积; 任一组分的偏摩尔焓等于该组分纯任一组分的偏摩尔焓等于该组分纯液体的摩尔焓液体的摩尔焓. Bm,BBm,B,HHVV00mixmix HV11BBAAmixKJ76. 5KJ)5 . 0ln5 . 0314. 82()lnln( xnxnRS1.72kJJ76. 515.298mixmixmixmix STSTHG102021-10-2215 (1) 25时将时将0.568g碘溶于碘溶于50cm3CCl4中中, 所形成的溶液所形成的溶液与与500

12、cm3水一起摇动水一起摇动, 平衡后测得水层中含有平衡后测得水层中含有0.233mmol的的碘碘. 计算碘在两溶剂中的分配系数计算碘在两溶剂中的分配系数K( = cI 2(H2O) /cI 2(CCl4). 设碘在两种溶剂中均以设碘在两种溶剂中均以I2分子形式存在分子形式存在.(2)若若25碘在水中的溶解度为碘在水中的溶解度为1.33mol dm3, 求碘在求碘在CCl4中中的溶解度的溶解度.0116. 050/ )233. 02379. 2(500/233. 0)CCl()OH(mmol2379. 2mol809.253568. 0)I ()I ()I ()1(4I2I22222 ccKMm

13、n332I4Idmmol115dmmol0116. 033. 1)OH()CCl()2(22 Kcc122021-10-2216 20某有机酸在水和乙醚中的分配系数为某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4. 今有该有今有该有机酸机酸5g溶于溶于100cm3水中形成的溶液水中形成的溶液,(1)若用若用40cm3乙醚一次萃取乙醚一次萃取(所用乙醚事先已被水饱和所用乙醚事先已被水饱和, 故萃故萃取时不会有水溶于乙醚取时不会有水溶于乙醚), 求水中还剩下多少有机酸求水中还剩下多少有机酸?(2)将将40cm3乙醚分为两份乙醚分为两份, 每次用每次用20cm3乙醚萃取乙醚萃取, 连续萃取连续萃取两次两次,

14、 问水中还剩下多少有机酸问水中还剩下多少有机酸?2.5gg4010004100045)()()()()()(/)()()(/ )()()()1( 醚醚水水水水总总水水醚醚醚醚总总水水水水醚醚水水酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸VKVKVmmVmmVmccK(2) 每次用每次用20cm3乙醚连续两次萃取乙醚连续两次萃取, 可推得可推得2.22gg2010004100045)()()()()(22 醚醚水水水水总总水水酸酸酸酸VKVKVmm142021-10-2217 10g葡萄糖葡萄糖(C6H12O6)溶于溶于400g乙醇中乙醇中, 溶液的沸点溶液的沸点较纯乙醇的上升较纯乙醇的上升0.1428, 另

15、外有另外有2g有机物质溶于有机物质溶于100g乙醇中乙醇中, 此溶液的沸点则上升此溶液的沸点则上升0.1250, 求此有机物的相求此有机物的相对摩尔质量对摩尔质量.对题给葡萄糖对题给葡萄糖(B)的乙醇的乙醇(A)溶液溶液11ABBBkgmol1388. 0kgmol4 . 0157.180/10/ mMmbkgmolK029. 1kgmolK1388. 01428. 011Bbb bTK4.202021-10-2218对题给有机物对题给有机物(C)的乙醇的乙醇(A)溶液溶液kgmolK029. 1K1250. 0kg1 . 0kg102/1bb1C3ACCC KTMmMmb164.6Mkgmo

16、l10164.6kgmol125000291020Mr131C 即即.2021-10-2219 现有蔗糖现有蔗糖(C12H22O11)溶于水形成某一浓度的稀溶溶于水形成某一浓度的稀溶液液, 其凝固点为其凝固点为-0.200, 计算此溶液在计算此溶液在25时的蒸气压。时的蒸气压。已知水的已知水的K Kf f=1.86K.mol=1.86K.mol-1-1.kg.kg，纯水在，纯水在25时的蒸气压时的蒸气压为为p p* *=3.167kPa=3.167kPa。1ffBkgmol107508612000KTb .00193101075018100010750B./.x 4.243.161kPa0.0

17、01931)-(13.167O)(HO)(HpO)(Hp222 x*2021-10-2220 在在100g苯中加入苯中加入13.76g联苯联苯(C6H5C6H5), 所形成溶液的沸所形成溶液的沸点为点为82.4. 已知纯苯的沸点为已知纯苯的沸点为80.1. 求求(1)沸点升高常数沸点升高常数; (2)苯的摩尔蒸发焓苯的摩尔蒸发焓.以以A代表苯代表苯, B代表联苯代表联苯. 13B13Amolkg10211.154,molkg10113.78 MM11ABBBkgmol89228. 0kgmol1 . 0211.154/76.13/)1( mMmbkgmolK578. 2kgmolK89228.

18、 0)1 .804 .82(11Bbb bTK1132bA2bAm,vapAm,vapA2bbmolkJ44.31molkJ579. 210113.78353.258314)()()2( KMTRHHMTRK得得由由172021-10-2221 已知樟脑已知樟脑(C10H15O)的凝固降低常数的凝固降低常数Kf = 40K mol1 kg , (1)某一溶质相对摩尔质量为某一溶质相对摩尔质量为210, 溶于樟脑形成质量百分数溶于樟脑形成质量百分数5%的溶液的溶液, 求凝固点降低多少求凝固点降低多少?(2)另一溶质相对摩尔质量为另一溶质相对摩尔质量为9000, 溶于樟脑形成质量百分数溶于樟脑形成

19、质量百分数5%的溶液的溶液, 求凝固点降低多少求凝固点降低多少?11ABBBkgmol25063. 0kgmol095. 0210/5/)1( mMmb10.03KK25063. 040Bff bKT131ABBBkgmol10848. 5kgmol095. 09000/5/)2( mMmbK2339. 0K10848. 5403Bff bKT192021-10-2222 在在20下将下将68.4g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于溶于1kg的水中的水中,已知已知20 下此溶液的密度为下此溶液的密度为1.024g cm3, 纯水饱和蒸纯水饱和蒸气压为气压为2.339kPa.求求: (1)此溶液的蒸气压此溶液的蒸气压;(2)此溶液的渗透压此溶液的渗透压.2.3306kPa0.99641kPa2.339O)H(O)H(*O)H(99641. 09968.4/342.251000/18.0151000/18.0