物理化学答案――第三章_多组分系统热力学及其在溶液中的应用习.

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14.370K时,含3%乙醇水溶液的蒸气压为p,该温下纯水的蒸气压为0.901p,计算370K时,在乙醇摩尔分数为0.02的水溶液上面乙醇和水的蒸气压各是多少?

解:

15.液体A和B形成理想溶液,把组成为yA = 0.40的蒸气混合物放入一带有活塞的气缸中,进行恒温压缩,巳知该温度时

,计算:

(1 刚开始出现液滴时体系的总压;(2 求由A与B组成的溶液在正常沸点时气相组成。

解:(1)解得

(2)正常沸点时压力为p

解得

气相中:

16.293K下HCl溶于苯中达平衡,气相中HCl的分压为101.325kPa时,溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。已知293K时苯的饱和蒸气压为10.0kPa,若293K时HCl和苯蒸气总压为101.325kPa,求100g苯中溶解多少克HCl。

解:

;

稀溶液溶剂(苯)服从拉乌尔定律,溶质(HCl)服从亨利定律,所以有:

p(总= p(苯+ p(HCl = p*(苯 [1- x(HCl] + kx(HCl x(HCl ∴液相组成

要求W(苯= 100 g时的W(HCl, 将上式变形:

17.在291K,气体压力101.325kPa下,1dm3的水中能溶解O20.045g,能溶解N20.02g。现将1dm3被202.65kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾,赶出所溶解的O2和N2,并干燥之,求此干燥气体在101.325kPa,291K下的体积及其组成。设空气为理想气体混合物,其组成为O221%和N279%(体积分数)。 解:在291K,气体压力101.325kPa下,

的质量摩尔浓度分别为

这里假定溶有气体的水的密度为

(无限稀溶液)

的质量摩尔浓

根据亨利定律,1dm3被202.65kPa空气所饱和了的水溶液中度分别为

y(O2=0.344;y(N2=0.656

18.H2,N2与100g水在313K时处于平衡,平衡总压为105.4kPa。平衡气体经干燥后的组成为体积分数(H2=40%。假设可以认为溶液的水蒸气压等于纯水的蒸气

压,即40℃时的7.33kPa。已知313K时H2,N2在水中的亨利系数分别为7.61Gpa及10.5Gpa,求313K时水中溶解H2和N2的质量。

解:由此亨利系数单位可知,H2、N2的浓度单位应为摩尔分数,而水的摩尔分数近似为1。

同理:

19. 293K ℃ 时,纯苯的饱和蒸气压p*(苯)=10.0kPa,HCl(g溶于苯时的亨利常数kx(HCl= 2380kPa。若在293K时,HCl(g溶于苯形成稀溶液,当蒸气总压为101.325kPa时,液相组成x(HCl为多少?在上述条件下,0.01kg的苯中,溶有多少千克的HCl ?(已知:

;

解:稀溶液溶剂(苯)服从拉乌尔定律,溶质(HCl)服从亨利定律,所以有:

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