科学出版社江文杰编著《光电技术》习题答案第6章第4章 习题答案(科学出版社)

第四章相平衡思考题1.什么叫自由度?相律的内容是什么?它能够解决什么问题?界因素(如温度、压力、重力场、磁场、表面能等)之间关系的规律。可以指示相平衡体系中有几个相，可以指导如何去压力为610.62Pa,温度为273.16K。热力学温标1K就是取水的三相点温度的1/273.16K。水的冰点是在大气压力下，水的三相共存点的温度。由于冰点受外界压力影响，在10⁵Pa压5.米粉和面粉混合得十分均匀。再也无法彼此分开，这时混合体系有几相?答：两相6.金粉和银粉混合后加热，使之熔融后冷却，得到的固体是一相还是两相?1.下列说法对吗?为什么?解：(1)对(2)错，组分数等于1(3)错。在有电场、重力场、磁场、或渗透质存在时，不答：独立组分数为2。因为物种数为3,有一个平衡限制条件，但没有浓度限制条件。因为氧化钙与二氧化碳不处在同一个相，没有摩尔分数累加和等于1的限制条件，所以独立组分数为2。4.制水煤气时有三个平衡反应，求独立组分数?(1)CO₂(g)+H₂(g)=H₂O(g)+CO(g)(3)学平衡。没有明确的浓度限制条件，所以独立组分数为3。5.在抽空容器中，氯化铵的分解平衡，指出该系统NH₄Cl(s)=NH₃(g)+HCl(g)数为2。根据相律，自由度为1。即分解温度和分解压力只有一个可以独立发生变化。6.碳和氧在一定条件下达成两种平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度?答：物种数为4,有两个化学平衡，无浓度限制条件，所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。(3)25℃和一定压力下，固体NaCl与其水溶液成平衡；解：(1)f=1-2+1=0,(2)f=1-2+2=1温度或压力(3)f=2-2+0=0(4)f=2-2+2=2,温度和压力(5)f=1-2+2=1温度或压力8.Na₂CO₃与水可形成三种水合物Na₂CO₃·H₂O(s),Na₂CO₃·7H₂O(s)和Na₂CO₃·10H₂O(s)。问这些水合物能否与Na₂CO₃水溶液及冰同时平衡共存?解：不能，只能与冰或水或水溶液共存。9.在1949～2054K之间，金属Zr的蒸气压方程为请得出Zr的摩尔升华焓与温度T的关系式。并估算Zr在溶点2128K时的摩尔升华焓和蒸气压。10.某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示：(固体)(1)(液体)(2)答案：(1)35.70kJ·mof¹(2)298.7K(3)260.0K,111.在海拔4500m的西藏高原上，大气压力只有57.329kPa,水的沸点为84℃,求水的气12.一冰溪的厚度为400m,其比重为0.9168,试计算此冰溪底部冰的熔点。设此时冰溪的温度为-0.2℃,此冰溪能向山下滑动否?13.下列说法对吗?为什么?(1)杠杆规则只适用于T~x图的两相平衡区。两相的量可以物质的量或质量表示。(2)通过精馏的方法总可以将二元互溶液系分离成两个纯组分。(3)一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯，当有机物质的饱和蒸气压和摩尔质量越大时，提15.已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kPa和136.12kPa。两者可形力下90℃的液态混合物。在恒温90℃下逐渐渐低压力，问：少?答案：(1)98.54kPa,yg=0.7476(2)80.39kPa,xg=0.3196(3)ya=0.6825,xg=0.4613,ng16.四氢萘C₀H₁₂在207.3℃下沸腾。假定可以使用楚顿规则，即摩尔蒸发熵为r力?(5)由图估计，大约需p=5.2×10°Pa。(1)绘制对二甲苯和间二甲苯的熔点—组成图；答：(1)1——1(液相)3——固溶体α5——固溶体β(2)1——液相15sc+12——固溶体α6——Spb+14——sc(稳定化合物)+18——Sc+Spb19.指出下图中所形成化合物的经验式，并指出各相区是由哪些相组成的?答：形成化合物的经验式为：A₃B各区、相的组成列于下表区123456相液相(I)20.用热分析法测得对二甲苯和间二甲苯的步冷曲线转折点如下表所示x(间二甲苯)x(对二甲苯)第一转折点/℃最低共熔点/℃ (2)若有100kg含对二甲苯的摩尔分数为0.70的溶液由10°℃冷至-15℃时，能析间二甲苯x(对二甲苯)对二甲苯(2)当温度从P点降到O点(物系点)时，由图可看出，液相组成为x(对二甲(3)设析出纯对二甲苯的质量为m(s),则液相的质量m(1)物质最低共熔点E最低共熔点E熔点/℃(1)绘制其温度-组成图(示意图);(3)为扩大低温测量范围，应选什么组成的Hg-Tl混合物做温度计较合适?(2)相区：Aabcd—溶液LabB—Sg+溶液L(B饱和)BbD—Sg+Sp+溶液