精品文档

解：(1)体系的沸点-组成图如下：

(2)由图可得：物系点组成及液相组成分别为0.6、0.92及0.54，则有：

ng(0.92-0.60)=n1(0.60-0.54)

ngn1?60?54?0.19

92?60(3)0.92

(4)纯HNO3

13. 下列数据是乙醇和乙酸乙酯的混合溶液的标准压力p0及不同温度时，乙醇在互成平衡的气、液两相中的摩尔分数：

t / oC 77.15 75.0 71.8 71.6 72.8 76.4 78.3 x(乙醇)液 0.00 0.100 0.360 0.462 0.710 0.940 1.00 y(乙醇)气 0.00 0.164 0.398 0.462 0.600 0.880 1.00 （1） 以t对x(乙醇)作沸点组成图，画出气液平衡曲线。

（2） 当溶液的组成为x(乙醇)=0.75时，最初馏出物的组成是什么？经分馏后

剩下液体的组成是什么？上述溶液能否用分馏法得到纯乙醇和纯乙酸乙酯？

解：(1)设45oC时A、B的饱和蒸汽压分别为pA*、pB*，则有：

ln

pA?35000?101.3258.3141??1???

338.15318.15?? pA*=46.41kPa

由p=pA*xA+pB*xB=101.325，得pB*=115.05 kPa

出现第一个气泡时，液相的组成近似为原溶液的组成，即xB=0.6，xA=0.4，则： yA=

pA46.41?0.4＝＝0.2118 p总46.41?0.4＋115.05?0.6 yB=1-0.2118=0.7882

p总=pA*xA+pB*xB=87.61kPa

(2)当溶液几乎全部汽化，最后仅有一小滴液体时，气相的组成与原溶液的组成相同，即：yA=0.4，yB=0.6

pA*xAp总yA则有：yA= ?pB*xByBp总解得：xA=0.6230， xB=0.3770

46.41?0.6230体系的总压：p=?72.28kPa

0.414. 已知液体A和液体B可形成理想溶液，液体A的正常沸点为65℃，其汽化热为35kJ·mol-1。由2A和8B形成的溶液在标准压力p0下的沸点为45℃。

精品文档

精品文档

将xB=0.60的溶液置与带活塞的气缸中，开始时活塞紧紧压在液面上，在45℃下逐渐减小活塞上的压力。求：

（1） 出现第一个气泡时体系的总压和气泡的组成；

（2） 当溶液几乎全部汽化，最后仅有一小滴液体时液相的组成和体系的总

压。

3.79180.161 解：(1) 酯相：x水=

3.79100?3.79?1888x酯=1-0.161=0.839

p酯=22.13×0.839=18.56kPa

6.7588?0.0146 (2)水相： x酯=

6.75100?6.75?8818 x水=1-0.0146=0.985

p水=6.40×0.985=6.31kPa (3)p总=p酯+p水=24.87kPa

15. 水和乙酸乙酯是部分互溶的，设在3755℃时，二相互成平衡，其中一相含有6.75％酯，而另一相含水3.79％（都是重量百分浓度）。设Raoult定律适用与各相的溶剂，在此温度时纯乙酸乙酯的蒸汽压是22.13 kPa，，纯水的蒸汽压是6.40 kPa，。试计算：（1）酯的分压； （2）水蒸汽分压； （3）总蒸汽压。 解：

WH2OWB?p*H2OMH2OpB*MB

?0.45 0.55MB=

pH2O*MH2OWBPB*WH2O将pB*=p总-p*H2O=99.20-84.53=14.67kPa代入上式，得：

84.53?18?0.55 MB=?127g?mol?1

14.67?0.4516. 若在合成某有机化合物之后进行水蒸汽蒸馏，混合物的沸腾温度为95℃。 实验时的大气压为99.20 kPa，，95℃时水的饱和蒸汽压为84.53 kPa。馏出物 经分离、称重，知水的重量占45.0％。试估计此化合物的分子量。 17. 某二元凝集体系相图如右

（1） 试绘出分别从a、b、c、d、e各点开始冷却的步冷曲线； （2） 说明混合物d和e在冷却过程中的相变化。 解：(1)各点(见17题图对应体系的步冷曲线见下图：

(2)d?d1为液态混合物的恒压降温过程，d1点开始析出固态B ，d1?d2为固态B与溶液二相共存，d2点为固态B、固态E和溶液三相共存，d2?d3为固态E与溶液二相共存，d3以后为固态A与固态E二相共存。

e?e1为液态混合物的恒压降温过程，e1点开始析出固态B，e1?e2为固态B与

精品文档

精品文档

溶液二相共存，e2点为固态B、固态E和溶液三相共存，e2点以后为固态E的恒压降温过程。

18. 下表列出邻-二硝基苯和对-二硝基苯的混合物在不同组成的熔点数据 邻-二硝基苯（W/W） 完全溶化时温对-二硝基苯（W/W） 完全溶化时温度（℃） 度（℃） 100 173.5 40 125.2 90 167.7 30 111.7 80 161.2 20 104.0 70 154.5 10 110.6 60 146.1 0 116.9 50 136.6 （2） 绘制T-x图，并求测最低共熔混合物的组成； （3） 如果体系的原始总组成分别为含对-二硝基苯75％和45％，问用结晶法能

从上述混合物中回收得到纯对-二硝基苯的最大百分数为若干？ 解：(1)T-x图如下。

由上图可知最低共熔混合物的组成为含对位化合物22.5％。 (2)设含对位化合物75％和45％的体系，冷却结晶可得到纯对位化合物的最大百分数分别为x、y，则：

75?22.5 x=?67.7％

100?22.545?22.5 y=?29.0％

100?22.5

19. KNO3-NaNO3-H2O体系在5℃时有一三相点，在这一点无水KNO3和无水NaNO3同时与一饱和溶液达到平衡。已知此饱和溶液含KNO3为9.04％（重量），含为40.01％（重量）。如果有一70g KNO3和30g NaNO3的混合物，欲用重结晶方法回收缩KNO3，试计算在5℃时最多能回收若干克？

30解：解：最多可回收KNO3为：70-?0.0904=63.4g 0.4101

20. 某温度时在水、乙醚和甲醇的各种三元混合物中二液层的组成如下： ％（W/W）甲醇 0 10 20 30 ％（W/W）水 液层（1） 93 82 70 45 液层（2） 1 6 15 40 根据以上数据绘制三组分体系相图，并指出图中的二相区。

精品文档

精品文档

第五章 电化学

1. 298.15K时，0.010mol.dm-3KCl水溶液的电导率为0.14114S.m-1,将此溶液充满电导池，测得其电阻为112.3Ω。若将该电导池改充以同浓度的某待测溶液，测得其电阻为2184Ω，试计算： （1）该电导池的电导池常数； （2）待测液的电导率； （3）待测液的摩尔电导率。

l解：电池常数???R?0.14114?112.3?15.85m?1

A?'???/R'??l??A?15.85?7.257?10?3S?m?1 2184?7.257?10?3?42?1?m???7.257?10S?m?mol

c0.01?1032. 查表计算，298.15K时0.01mol.dm-3醋酸溶液的无限稀释摩尔电导率，并计算

该条件下醋酸溶液的电离度和电离平衡常数。已知此醋酸溶液在一电导率常数为36.7m-1的电导池中测得的电阻为2220Ω。 解：查表得

?42?1 ???349.8?10S?m?molm(H)??42?1 ???40.9?10S?m?molm(Ac)??4???40.9?10?4?390.7?10?4S?m2?mol?1 m(HAc)?349.8?10由电导池常数和溶液的电阻可算得醋酸溶液的电导率

????/R??m?则醋酸的电离度

?l??A?36.7?0.01653S?m?1 2220?c?0.01653?42?1 ?16.53?10S?m?mol30.01?10?m16.53?10?4?????4.2300 ?4?m390.7?10醋酸的电离平衡常数为

?2c0.042320.01?0???1.87?10?5 K?1??c1?0.04231?3.298.15K

?时，水的离子积为

?1.008×10-14，已知该温度下

?42?1??42?1, ,求水的理论电导???349.8?10S.m?mol??198.0?10S.m.molm,Hm,OH率。

精品文档

精品文档

解：纯水的电离平衡

H2O?H??OH? 设电离产生的H+和OH-离子的浓度为c,则

?cH? Kw???c????cOH?????c?????c?????? ??c??2c??Kw?1/2?c??(1.008?10?14)1/2?1.004?10?7mol?dm?3

??4???198.0?10?4 m(H2O)???m(H?)??m(OH?)?349.8?10 ?547.8?10?4S?m2?mol?1

298.15K时，纯水的理论电导率

?7?103?547.8?10?4?5.500?10?6S?m?1 ??c???m?1.004?104.298.15K时，测得BaSO4饱和水溶液电导率为4.58×10-4S.m-1,已知该浓度时所用水的电导率为1.52×10-4 S.m-1，??10-2S.m2.mol-1,??m,1/2Ba(NO3)2 为1.351×m,1/2H2SO4为4.295×10-2S.m2.mol-1，??10-2S.m2.mol-1。计算该温度下BaSO4m,HNO3为4.211×的溶度积。

解：??1m(BaSO4)2????1?m?Ba(NO)3?2?????1m(H2SO4)2???m(HNO3)

=1.351×10-2+4.295×10-2-4.211×10-2

=1.435×10-2 S﹒m2﹒mol-1

由于BaSO4溶液的电导率很小，应考虑纯水的电导率，所以BaSO4的溶解度为

c饱和??溶液??水??m4.58?10?4?1.52?10?4 ??21.435?10=0.02132mol﹒m-3 =2.132×10-5mol﹒dm-3

BaSO4溶解平衡

BaSO4?Ba2??SO4

2?298.15K时，BaSO4的溶度积为

?Ksp?cBa2??cSO2??(2.132?10?5)2?4.545?10?10

45.298.15K时，在0.01mol.kg-1的水杨酸（HA）溶液中含有0.01 mol.kg-1的Na2SO4。

已知水杨酸在此温度下的Ke=1.06×10-5，求侧混合溶液的离子强度。 解： HA?H??A?

0.01-x x x

精品文档