物理化学第六章课后版

1、第六章相平衡指出以下平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。1）I2(s)与其蒸气成平衡；2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。5）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=CP+2=12+2=1.（2）C=31=2,P=3,F=CP+2=23+2=1.（3）C=3P=2,F=CP+2=12+2=1.11=1,（4）C=31=2,P=2,F=CP+2=22

2、+2=2.（5）C=3,P=2,F=CP+1=32+1=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杂物。今有系统组成为的甲苯-苯混杂物5mol，在90下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p。（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混杂物，每个组分遵从拉乌尔定律，因此（2）系统代表点，依照杠杆原理(yB,gxB,o)ng(xB,oxB,l)nlnlng0.5(0.45560.3)ng(0.30.25)nlng1.216molnl3.784mol单组分系统的相图表示如右图。试用相律解析图中各点、线、面的相平

3、衡关系及自由度。已知甲苯、苯在90下纯液体的饱和蒸气压分别为kPa和kPa。两者可形成理想液态混杂物。取200.0g甲苯和200.0g苯置于带活塞的导热容器中，始态为必然压力下90的液态混杂物。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kPa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？kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据以下。100001）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-

4、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？解：（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，。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），%；L2（水溶于苯酚），%。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，依照杠杆原理水-异丁醇系统液相部分互溶。在kPa下，系统的共沸点为8

5、9.7。气(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡时的组成依次为：%；%；%。今由350g水和150g异丁醇形成的系统在kPa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？其质量各为多少？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，指出四个地域内平衡的相。解：各相区已标于图上。l1,BinA.l2,AinB.为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在kPa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kPa。试求：1）气相的组成（含甲苯的摩尔分数）

6、；2）欲蒸出100kg纯甲苯，需要耗资水蒸气多少千克？液体H2O(A)，CCl4(B)的饱和蒸气压与温度的关系以下：405060708090两液体成完好不互溶系统。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kPa下的共沸点；3）某组成为（含CCl4的摩尔分数）的H2O-CCl4气体混杂物在kPa下恒压冷却到80时，开始凝结出液体水，求此混杂气体的组成；4）上述气体混杂物连续冷却至70时，气相组成如何；5）上述气体混杂物冷却到多少度时，CCl4也凝结成液体，此时气相组成如何？AB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。固态完好互溶、拥有最高熔点的平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为解：单项区：1(A+B,液态溶液,l)A-B二组分凝聚系统相图如附图。指出各相区的相a，b的样品的冷却曲线。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。冷却曲线以下列图615二元凝聚系统HgCd相图表示如图指出各个相区的牢固相，三相线上的相平衡关系。质），再依照两个单相