第五版物理化学第六章习题答案 下载本文

第六章 相平衡

6.1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度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)。 解: (1)C = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1–2 + 2 = 1.

(2)C = 3–1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2–3 + 2 = 1. (3)C = 3–1–1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1–2 + 2 = 1. (4)C = 3–1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2–2 + 2 = 2. (5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3–2 + 1 = 2.

6.2 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为成为成为

=

。两者可形成理想液态混合物。今有系统组

的甲苯-苯混合物5 mol,在90 ℃下成气-液两相平衡,若气相组求:

及系统的压力p。

(1) 平衡时液相组成

(2) 平衡时气、液两相的物质的量

解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从拉乌尔定律,因此

(2)系统代表点

,根据杠杆原理

1

(yB,g?xB,o)ng?(xB,o?xB,l)nlnl?ng?0.5(0.4556?0.3)ng?(0.3?0.25)nlng?1.216molnl?3.784mol

6.3 单组分系统的相图示意如右图。试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度。

6.4 已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90℃的液态混合物。在恒温90℃下逐渐降低压力,问

2

(1)压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何? (2)压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何? (3)压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各位多少?

3

4

5