第四章多组分系统热力学练习题及答案

第四章多组分系统热力学练习题及答案1.20C下HCl溶于苯中达平衡，气相中HCl的分压为101.325kPa时，溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。已知20C时苯的饱和蒸气压为10.0kPa，若20C时HCl和苯蒸气总压为101.325kPa，求100g笨中溶解多少克HCl。解：设HCl在苯中的溶解符合Henry定律2.60C时甲醇的饱和蒸气压是84.4kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50%，求60C时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。解：质量分数与摩尔分数的关系为求得甲醇的摩尔分数为根据Raoult定律3.80C是纯苯的蒸气压为100kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。解：根据Raoult定律4.A，B两液体能形成理想液态混合物。已知在温度t时纯A的饱和蒸气压，纯B的饱和蒸气压。（1）在温度t下，于气缸中将组成为的A,B混合气体恒温缓慢压缩，求凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成（以摩尔分数表示）为多少？（2）若将A,B两液体混合，并使此混合物在100kPa，温度t下开始沸腾，求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成（摩尔分数）。解：1.由于形成理想液态混合物，每个组分均符合Raoult定律;2.凝结出第一滴微小液滴时气相组成不变。因此在温度t混合物在100kPa，温度t下开始沸腾，要求5.已知101.325kPa下，纯苯（A）的正常沸点和摩尔蒸发焓分别为353.3K和30762J·mol1，纯甲苯（B）的正常沸点和摩尔蒸发焓分别为383.7K和31999J·mol1。苯和甲苯形成理想液态混合物，若有该种液态混合物在101.325kPa，373.1K沸腾，计算混合物的液相组成。解：在373.1K苯的饱和蒸气压为*A,2p，则*A,2*A,13072611ln()()0.55518.314373.1353.3pp**A,2A,1=1.74221.7422176.525pppkPa在373.1K甲苯的饱和蒸气压为*B,2p，则*B,2*B,13199911ln()()0.28508.314373.1383.7pp*B,2p=0.7520×p=76.198kPa在液态混合物沸腾时（101.325kPa下）：p=*A,2pxA＋*B,2p（1－xA）xA=(p－*B,2p)/(**A,2B,2pp)101.32576.1980250176.52576.198xB=0.7506.邻二甲苯和对二甲苯形成理想液态混合物，在25℃时，将1mol邻二甲苯与1mol对二甲苯混合，求此混合过程的ΔmixV，ΔmixH，ΔmixS，ΔmixG。解：ΔmixV=0；ΔmixH=0；ΔmixS=-RBBlnxn=-8.314J·K1·mol1×2×1mol×ln0.5=11.5J·K1；ΔmixG=RTBBlnxn=-3.43kJ7.10g葡萄糖（C6H12O6）溶于400g乙醇中，溶液的沸点较纯乙醇的上升0.1428C。另外有2g有机物质溶于100g乙醇中，此溶液的沸点则上升0.1250C。求此有机物质的相对分子质量。解：10g葡萄糖（C6H12O）溶于400g乙醇中2g有机物质溶于100g乙醇中8.已知0C，101.325kPa时，O2在水中的溶解度为；N2在水中的溶解度为。试计算被101.325kPa，体积分数，的空气所饱和了的水的凝固点较纯水的降低了多少？解：为101.325kPa的空气所饱和了的水中溶解的O2和N2的物质两分别为查表知水的凝固点降低系数为，因此9.已知樟脑（C10H16O）的凝固点降低系数为。（1）某一溶质相对分子质量为210，溶于樟脑形成质量分数为5%的溶液，求凝固点降低多少？（2）另一溶质相对分子质量为9000，溶于樟脑形成质量分数为5%的溶液，求凝固点降低多少？解：容易导出质量分数和质量摩尔浓度间的关系因此，10.在25C时，10g某溶剂溶于1dm3溶剂中，测出该溶剂的渗透压为，确定该溶质的相对分子质量。解：溶剂的渗透压表示为