物理化学第六章习题解

1、物理化学习题解 答武汉理工大学6.1 题题 6.1 指出下列平衡系统的组分数指出下列平衡系统的组分数C，相数，相数P及自由度及自由度数数F。（1）I2(s)与其蒸气成平衡；与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物与其分解产物CaO(s)和和CO2(g)成平衡；成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空容器中，并与其分解产物放入一抽空容器中，并与其分解产物NH3(g)和和H2S(g)成平衡；成平衡；（4）取任意量的）取任意量的NH3(g)和和H2S(g) 与与NH4HS(s)成平衡；成平衡；（5）I2作为溶质在两不互溶液体作为溶质在两不互溶液体H2O和和CCl4中达到分中达到分配平衡配平

2、衡(凝聚系统凝聚系统)。 解：解：6.1 题题SRR/CPF110012123102313311121431022253003226.2 已知液体甲苯已知液体甲苯(A)和液体苯和液体苯(B)在在90时的饱和时的饱和蒸气压分别为蒸气压分别为 和和 。两者。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为可形成理想液态混合物。今有系统组成为 的甲的甲苯苯混合物苯苯混合物5mol，在，在90下成气液两相平衡，下成气液两相平衡，若气相组成若气相组成 求：求：（1）平衡时液相组成）平衡时液相组成 及系统的压力及系统的压力p；（2）平衡时气、液两相的物质的量）平衡时气、液两相的物质的量n(g)，n(l)。 A54

3、.22kPa*p B136.12kPa*p B,00.3x B0.4556y Bx6.2 题题解：解：(1)6.2 题题*BBBB*AABBpp xypp xp x *AAAA*AABBpp xypp xp x *AAABAB*BBBBBB1(1) yp xypxyp xyp xB0.25x 74.70kPap 6.2 题题(2)B,0BBB( )xxn gnyx B,0BBB0.30.25( )(5)mol0.45560.25 1.22molxxn gnyx BB,0BB0.45560.30( )(5)mol0.45560.25 3.78molyxn lnyx 6.6 101.325kPa下

4、水（下水（A）醋酸（）醋酸（B）系统的气）系统的气液平衡数据如下。液平衡数据如下。 / t BxBy100102.1104.4107.2113.8118.100.3000.5000.7000.9001.00000.1850.3740.5750.8331.0006.6 题题（1）画出气液平衡的温度组成图；）画出气液平衡的温度组成图；（2）从图上找出组成为）从图上找出组成为 的液相的泡点；的液相的泡点；（3）从图上找出组成为）从图上找出组成为 的气相的露点；的气相的露点；（4）105.0时气液平衡两相的组成是多少？时气液平衡两相的组成是多少？（5）9kg水与水与30kg醋酸组成的系统在醋酸组成的系

5、统在105.0达到平衡达到平衡时，气、液两相的质量各为多少？时，气、液两相的质量各为多少？B0.800 x B0.800y 6.6 题题6.6 题题解：解：(1)6.6 题题(2) 由上图可得，由上图可得， 时溶液的泡点为时溶液的泡点为110.2B0.800 x (3) 由上图可得，由上图可得， 时气体的露点为时气体的露点为112.8B0.800y (4) 105.0时气液平衡两相的组成分别为时气液平衡两相的组成分别为液相的组成为液相的组成为B0.544x 气相的组成为气相的组成为B0.417y (5) 系统的总组成为系统的总组成为B300.7692309w 6.6 题题BBBAABB0.54

6、4 60.052( )0.416 18.0150.544 60.052 0.7991x Mw lx Mx M液相的组成为液相的组成为气相的组成为气相的组成为BBBAABB0.417 60.052( )0.583 18.0150.417 60.052 0.7045y Mwgy My M6.6 题题根据杠杆规则根据杠杆规则 BBBB( )( )( )gmw lwmw lwgBBBB( )0.7991 0.769239( )( )0.7991 0.7045 12.32kggw lwmmw lwg39 12.3226.68kglm 气相的质量为气相的质量为 液相的质量为液相的质量为 6.7 题题 6.

7、7 已知水苯酚系统中已知水苯酚系统中30液液平衡时共轭溶液液平衡时共轭溶液的组成液的组成w苯酚苯酚为：为：L1 （苯酚溶于水），（苯酚溶于水），8.75；L2 （水溶于苯酚），（水溶于苯酚），69.9。 （1）在）在30，100g苯酚和苯酚和200g水形成的系统达液水形成的系统达液液平衡时，两液相的质量各为多少？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）在上述系统中若再加入100g苯酚，又达到相平苯酚，又达到相平衡时，两液相的质量各变到多少？衡时，两液相的质量各变到多少？ 6.7 题题解：解：(1)根据杠杆规则根据杠杆规则 2121LLLLmm苯酚苯酚苯酚苯酚（ ）（）（ ）

8、2121LLL0.33330.0875 300120.6g0.69900.0875Lmm苯酚苯酚苯酚苯酚（ ）（）（ ）1300 120.6179.4gLm6.7 题题(2) 根据杠杆规则根据杠杆规则 2121LLLLmm苯酚苯酚苯酚苯酚（ ）（）（ ）2121LLL0.50000.0875 400269.8g0.69900.0875Lmm苯酚苯酚苯酚苯酚（ ）（）（ ）1400269.8130.2gLm6.9 题题6.9 恒压下二组分液态部分互溶系统气液平衡的温恒压下二组分液态部分互溶系统气液平衡的温度组分图如附图，指出四个区域内平衡的相。度组分图如附图，指出四个区域内平衡的相。 解：解：6

9、.12 题题*6.12 A-B二组分液态部分互二组分液态部分互溶系统的液固平衡相图如溶系统的液固平衡相图如附图，试指出各个相区的相附图，试指出各个相区的相平衡关系，各条线所代表的平衡关系，各条线所代表的意义，以及三相线所代表的意义，以及三相线所代表的相平衡关系。相平衡关系。 6.12 题题解：解：相区相区稳定相稳定相1l2l1 + l23l2 + B(s)4l1 + B(s)5l1 + A(s)6A(s) + B(s)6.12 题题11EaA的凝固点下降曲线的凝固点下降曲线21EbB的凝固点下降曲线的凝固点下降曲线11EcB的凝固点下降曲线的凝固点下降曲线21CEcB的凝固点下降曲线的凝固点下

10、降曲线312bEaA(s)、 B(s)和组成为和组成为E1点的液相三相平衡点的液相三相平衡l B(s) A(s) 221bEcA(s)、 B(s)和组成为和组成为E1点的液相三相平衡点的液相三相平衡21 B(s) ll 6.16 题题6.16 某某A-B二组分凝聚系统相图如图所示。二组分凝聚系统相图如图所示。 (1) 指出各相区稳定存在的相；指出各相区稳定存在的相；(2) 指出图中的三相线。在三相线指出图中的三相线。在三相线上哪几个相成平衡？三者之间的上哪几个相成平衡？三者之间的相平衡关系如何？相平衡关系如何？(3) 绘出图中状态点为绘出图中状态点为a，b，c三三个样品的冷却曲线，并注明各阶个

11、样品的冷却曲线，并注明各阶段时的相变化。段时的相变化。 6.16 题题解：解： (1) 相区相区稳定相稳定相1l2l + a a(s)3a a(s)4a a(s) + b b(s)5l + b b(s)6b b(s)7l + g g(s)8b b(s) + g g(s)9g g(s)6.16 题题(2) 三相线三相线mon线线 l(s)(s)abfed线线 (s)l(s)bg 6.16 题题(3) 冷却曲线冷却曲线a点组成的熔体点组成的熔体 6.16 题题(3) 冷却曲线冷却曲线b点组成的熔体点组成的熔体 6.16 题题(3) 冷却曲线冷却曲线c点组成的熔体点组成的熔体 6.17 题题6.17 某某A-B二组之凝聚系统相图如图所示。指出各相二组之凝聚系统相图如图所示。指出各相区的稳定相，三相线上的相平衡关系。区的稳定相，三相线上的相平衡关系。 6.17 题题解：解： (1) 相区相区稳定相稳定相1l2a a(s)3l + a a(s)4l1 + l25l + a a(s)6a a(s) + b b(s)7l + b b(s)8b b(s)(2) 三相线三相线abc线线 l(s)(s)abefg线线 6.17