5.11 现有理想气体反应
开始时,A与B均为1 mol,25 ?C下,反应达到平衡时,A与B的物质的量各为(1/3) mol。 (1) 求此反应的
。
(2) 开始时,A为1mol,B为2mol。
(3) 开始时,A为1mol,B为1mol,C为0.5 mol。 (4) 开始时,C为1mol,D为1mol。 分别求反应达平衡时C的物质的量。 解:(1)
(2)
(3)
(4)
5.12 将1mol的SO2与1 mol O2的混合气体,在101.325 kPa及903 K下通过盛有铂丝的玻璃管,控制气流速度,使反应达到平衡,把产生的气体急剧冷却,并用KOH吸收SO2及SO3。最后量得余下的氧气在101.325 kPa,273.15 K下体积为13.78 dm3,试计算下列反应在903 K时的
及
。
解:平衡时反应掉的O2为
因此,平衡时各组分的物质的量为
5.13 383.3 K,60.483 kPa时,从测定醋酸蒸气的密度所得到的平均摩尔质量是醋酸单体分子摩尔质量的1.520倍。假定气体分子中只含有单分子及双分子。求下列反应的
。
解:醋酸单体分子摩尔质量为,设单分子及双分子 的
物质的量分别为,则
5.14 (1)在1120 ?C下用H2还原FeO(s),平衡时混合气体中H2的摩尔分数为0.54。求FeO(s)的分解压。已知同温度下
(2) 在炼铁炉中,氧化铁按如下反应还原:
求1120 ?C下,还原1 mol FeO需要CO若干摩尔?已知同温度下
解:(1)各反应计量式如下
显然,(3)=(1)+(2)
(2)氧化铁还原反应
显然,
因此所需CO(g)的物质的量为1 + 2.38 = 3.38 mol。 5.15 求下列反应在298.15 K下平衡的蒸气压。
已知298.15 K下个物质的标准摩尔生成Giibs函数如下。
物质 -1879.6 解:
-1399.8 -917.0 -661.8 -228.6
第六章 习题解答
6.1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P,及自由度数F。 (1) I2(S)与其蒸气成平衡;
(2) CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡;
(3) NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡; (4) 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡;
(5) I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。
6.2 已知液体甲苯(A)和液体(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为PA=54.22kPa和PB=136.12kPa。两者可形成理想液态混合物。 今有系统组成为xB,0=0.3的甲苯-苯混合物5mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为yB=0.4556求: (1)平衡时液相组成xB及系统的压力P;
(2)平衡时气、液两相的物质的量n(g),n(l)。 解:(1)yA=1-0.4556=0.5444
PA=PA*·xA=PA*(1-xB)=P·yA PB=PB*·xB=P·yB
∴
(2) n(l)+n(g)=5mol
n(l) ·(xB.0-xB)=n(g) ·(yB- xB.0)
n(l) ·(0.3-0.2500)=[5mol-n(l)](0.4556-0.3) n(l)=3.784mol
n(g)=(5-3.784)mol=1.216mol 6.3 单组分系统硫的相图如下图。
试用相律分析图中各点、线、 面的相平衡关系及自由度数。
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