多组分(作业题解).

2020/1/3160℃时甲醇的饱和蒸气压是83.4kPa,乙醇的饱和蒸气压为47.0kPa.二者可形成理想液态混合物.若混合物的组成为质量百分数各50%,求60℃时此混合物的平衡蒸气组成.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)41021.00.4758979.04.83(OH)HC(OH)HC(*OH)CH(OH)CH(*OH)HC(OH)CH()(525233523xpxpppp总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4.42020/1/3280℃时纯苯的蒸气压为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℃时气相中苯的摩尔分数y苯=0.300,求液相的组成.)()(*)()()()(*)()(甲苯甲苯甲苯甲苯苯苯苯苯xppypxppyp苯与甲苯可形成理想混合物,故有4.5)()(*)()(*)()(甲苯甲苯苯苯甲苯苯xpxpyy2020/1/331423.0)()}(1{7.38)(1003.013.0苯苯苯xxx8577.01423.01)(1)(苯甲苯xx2020/1/34在18℃下,氧气和氮气压力均为101.325kPa时，1dm3的水中能溶解O20.045g,N20.02g。现将1dm3被202.65kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾,赶出所溶解的O2和N2,并干燥之,求此干燥气体在101.325kPa,18℃下的体积及其组成.设空气为理想气体混合物,其组成体积百分数为O221%,N279%.4.62020/1/35(1)计算亨利常数:)()O()O()O(22O,OO,2222lVMmkckpcc31331222O,dmmolkPa1005.72dmmolkPa045.0100.32325.101)O()()O()O(2mlVMpkc313N,31222N,dmmolkPa109.141dmmolkPa02.0100.28325.101)N()()N()N(22cckmlVMpk2020/1/36(2)202.65kPa空气中O2和N2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nkpcc1dm3水中溶解O2和N2的量:mol10907.5)O(dmmol10907.51005.72/56.42/)O()O(42343O,222nkpcc2020/1/37(3)干燥气体在101.325kPa,18℃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nny2020/1/38H2,N2与100g水在40℃时处于平衡，平衡总压力为105.4kPa。平衡气体经干燥后的组成为体积分数=40%。假设可以认为溶液的水蒸汽压等于纯水的蒸气压，即40℃时的7.33kPa。已知40℃时H2,N2在水中的亨利系数分别为7.61GPa及10.5GPa，求40℃时水中溶解H2,N2的质量。4.8OHNH222ppp)(p总98.07kPa7.33-105.4p-)(pppOHNH222总kPa84586098.0760pppkPa23394098.0740ppp222222NHNNHH.%%.%%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)(N462622222222../.m./mnnnnnnx2020/1/312试用吉布斯-杜亥姆方程证明在稀溶液中若溶质服从亨利定律,则溶剂必然服从拉乌尔定律.对二组分溶液,G-D方程为:)1(0ddBBAAxx)/ln(BBBppRT因)0d,0(dlndd,lnddAABBpTpRTpRT将此结果代入(1)式可得:)2(dlndlnBBAApxpx)3(ddBAxx因BBBAAAddlnddln)3()2(xpxxpx得式式)4(lnlnlnlnBBAATTxpxp即82020/1/313若溶质B服从pB=kx,BxB)5(1lnln,lnlnlnBBBB,Bxpxkpx则有将(5)式代入(4)式可得:1lnlnAAxpAAlndlndxp即AAA1AAlndlndxppxpAAAln/lnxppAAAxpp可见溶剂便服从拉乌尔定律.)4(lnlnlnlnBBAATTxpxp2020/1/31425℃下,由各为0.5mol的A和B混合形成理想混合物,试求混合过程的V,H,S及G.在一定温度下,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;任一组分的偏摩尔焓等于该组分纯液体的摩尔焓.Bm,BBm,B,HHVV00mixmixHV11BBAAmixKJ76.5KJ)5.0ln5.0314.82()lnln(xnxnRS1.72kJJ76.515.298mixmixmixmixSTSTHG102020/1/315(1)25℃时将0.568g碘溶于50cm3CCl4中,所形成的溶液与500cm3水一起摇动,平衡后测得水层中含有0.233mmol的碘.计算碘在两溶剂中的分配系数K(=cI2(H2O)/cI2(CCl4)).设碘在两种溶剂中均以I2分子形式存在.(2)若25℃碘在水中的溶解度为1.33moldm－3,求碘在CCl4中的溶解度.0116.050/)233.02379.2(500/233.0)CCl()OH(mmol2379.2mol809.253568.0)I()I()I()1(4I2I22222ccKMmn332I4Idmmol115dmmol0116.033.1)OH()CCl()2(22Kcc122020/1/31620℃某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4.今有该有机酸5g溶于100cm3水中形成的溶液,(1)若用40cm3乙醚一次萃取(所用乙醚事先已被水饱和,故萃取时不会有水溶于乙醚),求水中还剩下多少有机酸?(2)将40cm3乙醚分为两份,每次用20cm3乙醚萃取,连续萃取两次,问水中还剩下多少有机酸?2.5gg4010004100045)()()()()()(/))()(()(/)()()()1(醚水水总水醚醚总水水醚水酸酸酸酸酸酸酸VKVKVmmVmmVmccK(2)每次用20cm3乙醚连续两次萃取,可推得2.22gg2010004100045)()()()()(22醚水水总水酸酸VKVKVmm142020/1/31710g葡萄糖(C6H12O6)溶于400g乙醇中,溶液的沸点较纯乙醇的上升0.1428℃,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℃,求此有机物的相对摩尔质量.对题给葡萄糖(B)的乙醇(A)溶液11ABBBkgmol1388.0kgmol4.0157.180/10/mMmbkgmolK029.1kgmolK1388.01428.011BbbbTK4.202020/1/318对题给有机物(C)的乙醇(A)溶液kgmolK029.1K1250.0kg1.0kg102/1bb1C3ACCCKTMmMmb164.6Mkgmol10164.6kgmol125000291020Mr131C即...2020/1/319现有蔗糖(C12H22O11)溶于水形成某一浓度的稀溶液,其凝固点为-0.200℃,计算此溶液在25℃时的蒸气压。已知水的Kf=1.86K.mol-1.kg，纯水在25℃时的蒸气压为p*=3.167kPa。1ffBkgmol107508612000KTb...00193101075018100010750B../.x4.243.161kPa0.001931)-(13.167O)(HO)(HpO)(Hp222x*2020/1/320在100g苯中加入13.76g联苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸点为82.4℃.已知纯苯的沸点为80.1℃.求(1)沸点升高常数;(2)苯的摩尔蒸发焓.以A代表苯,B代表联苯.13B13Amolkg10211.154,molkg10113.78MM11ABBBkgmol89228.0kgmol1.0211.154/76.13/)1(mMmbkgmolK578.2kgmolK89228.0)1.804.82(11BbbbTK1132bA2bAm,vapAm,vapA2bbmolkJ44.31molkJ579.210113.78353.258314)()()2(KMTRHHMTRK得由172020/1/321已知樟脑(C10H15O)的凝固降低常数Kf=40Kmol－1kg,(1)某一溶质相对摩尔质量为210,溶于樟脑形成质量百分数5%的溶液,求凝固点降低多少?(2)另一溶质相对摩尔质量为9000,溶于樟脑形成质量百分数5%的溶液,求凝固点降低多少?11ABBBkgmol25063.0kgmol095.0210/5/)1(mMmb10.03KK25063.040BffbKT131ABBBkgmol10848.5kgmol095.09000/5/)2(mMmbK2339.0K10848.5403BffbKT192020/1/322在20℃下将68.4g蔗糖(C12H22O11)溶于1kg的水中,已知20℃下此溶液的密度为1.024gcm－3,纯水饱和蒸气压为2.339kPa.求:(1)此溶液的蒸气压;(2)此溶液的渗透压.2.3306kPa0.99641kPa2.339O)H(O)H(*O)H(99641.09968.4/342.251000/18.0151000/18.01O)H()1(mol342.299g)OHC(2222111221