物理化学课后习题第四章答案

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第四章多组分系统热力学4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为cB,质量摩尔浓度为bB,此溶液的密度为。以MA,MB分别代表溶剂和溶质的摩尔质量,若溶液的组成用B的摩尔分数xB表示时,试导出xB与cB,xB与bB之间的关系。解:根据各组成表示的定义4.3在25℃,1kg水(A)中溶有醋酸(B),当醋酸的质量摩尔浓度bB介于和之间时,溶液的总体积求:(1)把水(A)和醋酸(B)的偏摩尔体积分别表示成bB的函数关系。(2)时水和醋酸的偏摩尔体积。解:根据定义当时4.460℃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℃时此混合物的平衡蒸气组成,以摩尔分数表示。解:甲醇的摩尔分数为58980049465004232500423250....xB=+=4.580℃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,求液相的组成。解:4.720℃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℃时苯的饱和蒸气压为10.0kPa,若20℃时HCl和苯蒸气总压为101.325kPa,求100g苯中溶解多少克HCl。解:设HCl在苯中的溶解符合亨利定律HClHCl,xHClxkp=Pa.Pa.xpkHClHClHCl,x610×3842=04250101325==HCl,xHCl,x*HCl,x*HClHCl,x*HClkxkpxkxpxkxpppp+1+=+苯苯苯苯苯苯苯苯总)-=()-(=+=96010×38421000010×384210132566...kpkpxHCl,x*HCl,x=--=--=苯总苯960=536+7810078100=..mx苯m=1.867g4.11A,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:由于形成理想液态混合物,每个组分均符合拉乌尔定律;B*BA*ABAxpxpppp+=+=总3330=6670=2=40×60120×4016040==.x.x..xx..yyxpxpypxpypxpyppyppBAAABAB*BA*ABB*BAA*ABBAA=-====总总总总kPa.xpxppppB*BA*ABA666=+=+=总(2)混合物在100kPa,温度t下开始沸腾,要求4.13液体B与液体C可形成理想液态混合物。在常压及25℃下,向总量n=10mol,组成xC=0.4的B,C液态混合物中加入14mol的纯液体C,形成新的混合物。求过程的△G,△S。解:nC=(14+10×0.4)mol=18molnB=(10×0.6)mol=6moln总=24mol250=246=750=2418=.x.xBC11112111112•7716==••2556=••9555=606+4043148=••2112=2506+750183148=---------=---molKJ.SΔTGΔKmolJ.SΔSΔSΔKmolJ.).ln.ln(.SΔKmolJ.).ln.ln(.SΔmixmixmixmix4.15在25℃向1kg溶剂A(H2O)和0.4mol溶质B形成的稀溶液中又加入1kg的纯溶剂,若溶液可视为理想稀溶液,求过程的△G。4.16(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。计算点在两溶剂中的分配系数K,。设碘在两种溶剂中均以分子形式存在。(2)若25℃在水中的浓度是1.33mmol·dm-3,求碘在中的浓度。解:(1)的分子量为,因此4.1925g的CCl4中溶有0.5455g某溶质,与此溶液成平衡的CCl4的蒸气分压为11.1888kPa,而在同一温度时纯CCl4的饱和蒸气压为11.4008kPa。(1)求此溶质的相对分子量。(2)根据元素分析结果,溶质中含C为94.34%,含氢为5.66%(质量分数),确定溶质的化学式。解:(1)设该溶液为理想稀溶液,则溶剂服从拉乌尔定律(2)设该物质的化学式为CnHm,则解得,化学式为C14H10。4.2010g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4.21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)苯的沸点升高系数;(2)苯的摩尔蒸发焓。解:4.23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,4.24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,纯水在25℃时的蒸气压为。解:首先计算蔗糖的质量摩尔浓度由上题可知,质量摩尔浓度和摩尔分数有以下关系假设溶剂服从拉乌尔定律,则此溶液在25℃时的蒸气压4.27人的血液(可视为水溶液)在101.325kPa下于-0.56℃凝固。已知水的。求:(1)血液在37℃时的渗透压;(2)在同温度下,1dm3蔗糖(C12H22O11)水溶液中需含有多少克蔗糖才能与血液有相同的渗透压。解:根据已知条件稀水溶液条件下,因此稀水溶液时,渗透压与溶质的性质无关,

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