物理化學(xué)課后習(xí)題第四章答案

1、第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)4.1 有溶劑A與溶質(zhì)B形成一定組成的溶液。此溶液中B的濃度為cB，質(zhì)量摩爾濃度為bB，此溶液的密度為。以MA，MB分別代表溶劑和溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，若溶液的組成用B的摩爾分?jǐn)?shù)xB表示時(shí)，試導(dǎo)出xB與cB，xB與bB之間的關(guān)系。解：根據(jù)各組成表示的定義 4.3 在25，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），當(dāng)醋酸的質(zhì)量摩爾濃度bB介于和之間時(shí)，溶液的總體積求：（1） 把水（A）和醋酸（B）的偏摩爾體積分別表示成bB的函數(shù)關(guān)系。（2） 時(shí)水和醋酸的偏摩爾體積。解：根據(jù)定義當(dāng)時(shí) 4.4 60時(shí)甲醇的飽和蒸氣壓是84.4 kPa，乙醇的飽和蒸氣壓是47.0 kPa。二者可形成理想液態(tài)

2、混合物。若混合物的組成為二者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各50 %，求60時(shí)此混合物的平衡蒸氣組成，以摩爾分?jǐn)?shù)表示。 解：甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為 4.5 80時(shí)純苯的蒸氣壓為100 kPa，純甲苯的蒸氣壓為38.7 kPa。兩液體可形成理想液態(tài)混合物。若有苯-甲苯的氣-液平衡混合物，80時(shí)氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)，求液相的組成。解： 4.7 20下HCl溶于苯中達(dá)平衡，氣相中HCl的分壓為101.325 kPa時(shí)，溶液中HCl的摩爾分?jǐn)?shù)為0.0425。已知20時(shí)苯的飽和蒸氣壓為10.0 kPa，若20時(shí)HCl和苯蒸氣總壓為101.325 kPa，求100 g苯中溶解多少克HCl。解：設(shè)HCl在苯中的溶解符合亨利定律m =

3、1.867g4.11 A，B兩液體能形成理想液態(tài)混合物。已知在溫度t時(shí)純A的飽和蒸氣壓，純B的飽和蒸氣壓。（1） 在溫度t下，于氣缸中將組成為的A, B混合氣體恒溫緩慢壓縮，求凝結(jié)出第一滴微小液滴時(shí)系統(tǒng)的總壓及該液滴的組成（以摩爾分?jǐn)?shù)表示）為多少？（2） 若將A, B兩液體混合，并使此混合物在100 kPa，溫度t下開(kāi)始沸騰，求該液態(tài)混合物的組成及沸騰時(shí)飽和蒸氣的組成（摩爾分?jǐn)?shù)）。解： 由于形成理想液態(tài)混合物，每個(gè)組分均符合拉烏爾定律; （2）混合物在100 kPa，溫度t下開(kāi)始沸騰，要求 4.13 液體B與液體C可形成理想液態(tài)混合物。在常壓及25下，向總量n = 10 mol，組成xC =

4、0.4的B, C液態(tài)混合物中加入14 mol的純液體C，形成新的混合物。求過(guò)程的G, S。解：nC =( 14+100.4) mol = 18 mol nB = ( 100.6) mol = 6 moln總 = 24 mol 4.15 在25向1 kg溶劑A(H2O)和0.4 mol溶質(zhì)B形成的稀溶液中又加入1 kg的純?nèi)軇?，若溶液可視為理想稀溶液，求過(guò)程的G。4.16 （1）25時(shí)將0.568 g碘溶于50 cm3 CCl4中，所形成的溶液與500 cm3水一起搖動(dòng)，平衡后測(cè)得水層中含有0.233 mmol的碘。計(jì)算點(diǎn)在兩溶劑中的分配系數(shù)K，。設(shè)碘在兩種溶劑中均以分子形式存在。（2）若25

5、在水中的濃度是1.33 mmoldm-3，求碘在中的濃度。 解：（1）的分子量為，因此 4.19 25 g的CCl4中溶有0.5455 g某溶質(zhì)，與此溶液成平衡的CCl4的蒸氣分壓為11.1888 kPa，而在同一溫度時(shí)純CCl4的飽和蒸氣壓為11.4008 kPa。（1） 求此溶質(zhì)的相對(duì)分子量。（2） 根據(jù)元素分析結(jié)果，溶質(zhì)中含C為94.34 %，含氫為5.66 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），確定溶質(zhì)的化學(xué)式。解：（1）設(shè)該溶液為理想稀溶液，則溶劑服從拉烏爾定律 （2） 設(shè)該物質(zhì)的化學(xué)式為CnHm，則 解得， 化學(xué)式為C14H10。4.20 10 g葡萄糖（C6H12O6）溶于400 g乙醇中，溶液的沸點(diǎn)

6、較純乙醇的上升0.1428。另外有2 g有機(jī)物質(zhì)溶于100 g乙醇中，此溶液的沸點(diǎn)則上升0.1250。求此有機(jī)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。 解：10 g葡萄糖（C6H12O）溶于400 g乙醇中 2 g有機(jī)物質(zhì)溶于100 g乙醇中 4.21 在100 g苯中加入13.76 g聯(lián)苯（C6H5C6H5），所形成溶液的沸點(diǎn)為82.4。已知純苯的沸點(diǎn)為80.1。 求：（1）苯的沸點(diǎn)升高系數(shù)；（2）苯的摩爾蒸發(fā)焓。 解： 4.23 已知樟腦（C10H16O）的凝固點(diǎn)降低系數(shù)為。（1）某一溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量為210，溶于樟腦形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %的溶液，求凝固點(diǎn)降低多少？（2）另一溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量為9000，溶于樟腦形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %的溶液，求凝固點(diǎn)降低多少？ 解：容易導(dǎo)出質(zhì)量分?jǐn)?shù)和質(zhì)量摩爾濃度間的關(guān)系因此， 4.24 現(xiàn)有蔗糖（C12H22O11）溶于水形成某一濃度的稀溶液，其凝固點(diǎn)為-0.200，計(jì)算此溶液在25時(shí)的蒸氣壓。已知水的，純水在25時(shí)的蒸氣壓為。解：首先計(jì)算蔗糖的質(zhì)量摩爾濃度 由上題可知，質(zhì)量摩爾濃度和摩爾分?jǐn)?shù)有以下關(guān)系 假設(shè)溶劑服從拉烏爾定律，則此溶液在25時(shí)的蒸氣壓 4.27 人的血液（可視為水溶液）在101.325 kPa下于-0.56凝固。已知水的。求