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中南大学物化课后习题答案 3章 溶液体系热力学与化学势

来源:用户分享 时间:2025/10/14 8:50:51 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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∴该化合物的物质的量:n2 =n1 = 7.946×10-3mol

故该化合物的摩尔质量:M1 = W1/n1 = 2/(7.946×10-3)= 251.7×10-3 kg?mol-1

(2)因

?p = pH2O* ?xB= 3.168×103×1.431×10-4 = 0.453 Pa (3) 因mB= 7.946×10-3/1 = 7.946×10-3 mol?kg-1

?Tf= Kf?mB=1.86×7.946×10-3 = 0.015K Tf= 273.15 - 0.015=273.135 K

14.三氯甲烷(A)和丙酮(B)形成的溶液,液相组成为29.39 kPa,蒸气中

=0.713时,在301.35 K下总蒸气压为

=0.818。已知在该温度时,纯三氯甲烷的蒸气压为29.57 kPa,试求溶液中

三氯甲烷的活度和活度系数。(答案:0.182, 0.630) 解:yA= 1-yB = 0.182

pA=p总? yA= 29.39×0.182 = 5.349 kPa 所以:aA= pA/ pA* = 5.349/29.57 = 0.181

xA=1-xB = 0.287

15.293.15 K时某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4,用该有机酸5 g溶于0.1 dm3水中形成溶液。若用0.04 dm3乙醇萃取(所用乙醚已事先被水饱和,因此萃取时不会有水溶于乙醚),求水中还剩有多少有机酸。(答案:2.5g)

解:∵

W = c水V水+ c醚V醚= 5g

g?dm-3

则水中还含有机酸:W水 = 25×0.1 = 2.5 g

16.288.15 K时,将碘溶解于含0.100 mol·dm-3的KI水溶液中,与四氯化碳一起振荡,达平衡后分为两层。经滴定法测定,在水层中碘的平衡浓度为0.050 mol·dm-3,在CCl4层中为0.085

mol·dm-3。碘在四氯化碳和水之间的分配系数在288.15 K的平衡常数。(答案:961 mol-1?dm3) 解:因反应只在水相中存在:

=85。求反应I2+I -=

I2+ I- ====

开始:c0(=0.05) 0.1 0 平衡:c0 - c1 0.1-c1c1

∵,即:

∴c 1 = c 0 – 0.001= 0.049 mol?dm-3

故Kc= 0.049/(0.001×0.051)= 961 mol-1?dm3

17.413.15 K时,纯C6H5Cl和纯C6H5Br的蒸气压分别为125.238 kPa和66.104 kPa,假定两液体形成理想溶液,若有该两者的混合溶液在413.15 K、101.325 kPa下沸腾,试求该溶液的组成及液面上蒸气的组成。(答案:xB= 0.404,yB= 0.263) 解:将C6H5Cl表示为A;C6H5Br表示为B。

∵沸腾时有:p = pA*xA+ pB*(1-xA) =101325 xA=1- xB= 0.596 ∴xA= 0.596;xB= 0.404,此为溶液组成。 又因:p·yA = pA*xA

∴yA= pA*xA/p = 125.238×0.596/101.325 = 0.737

则:yB= 1-yA = 0.263

18.已知293.15 K时纯苯的蒸气压为10.011 kPa,当溶解于苯中的HCl摩尔分数为0.0425时,气相中HCl的分压为101.325 kPa。试问293.15 K时,当含HCl的苯溶液的总蒸气压为101.325 kPa时,100 g苯中溶解多少克HCl?(答案:1.869×10 –3 kg) 解:按亨利定律pHCl= kHCl·xHCl

kHCl= pHCl/ xHCl=101.325/0.0425 = 2384 kPa

稀溶液的溶剂服从拉乌儿定律,因此 p = pC6H6 + pHCl= pC6H6*(1-xHCl)+ kHCl·xHCl

xHCl=(p-pC6H6*)/(kHCl-pC6H6*)

=(101.325-10.011)/(2384-10.011)= 0.0385

MHCl = 36.461 M C6H6=78.113 W C6H6=100g ∵xHCl=(WHCl/MHCl)/(WHCl/MHCl +W C6H6/M C6H6) ∴WHCl = MHCl·W C6H6·xHCl/[ M C6H6(1-xHCl)]

=36.461×100×0.0385/(78.113×0.9615)=1.869g

19.在1653K下,Cr-Ti合金的摩尔混合吉布斯自由能与摩尔分数的数据如下:

0.09

0.19 0.27 0.37 0.47 0.62 0.78 0.89

/(J·mol-1)

3 393 5 326 5 991 6 565 6 904 6 828 5 929 4 058

试计算在1653K下

=0.47的液体合金中铬和钛的偏摩尔混合自由能。(答案:–6897 J·mol-1)

解:以

为横坐标,△mixGm为纵坐标作图,

为0.47处做切线,得两截距分别为 -5830和-8100 J·mol-1,即分别为Ti和Cr的偏摩

=0.47处Ti和Cr的偏摩尔混合自由能为:

尔自由能,则在

△G =-5830×(1-0.47)+(-8100)×0.47= -6897(J·mol-1)

20. 298 K时K2SO4在水溶液中的偏摩尔体积

由下式表示:

= (0.032280+0.01822

1/2

+2.22×10-53

) dm·mol-1

为K2SO4溶液的质量摩尔浓度,已知纯水的摩尔体积液中水的偏摩尔体积

=0.017 96 dm3·mol-1。试求该溶

的表示式。(答案:17.96―0.10925m3/2―1.998×10 –7m2)

解:含1kg溶剂、浓度为m mol·kg-1的溶液中含水n1mol,含K2SO4为mmol。

V= n1+ n2=55.51+m

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