物理化学课后习题第四章答案.doc

第四章 多组分系统热力学 4.1??????? 有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为cB，质量摩尔浓度为bB，此溶液的密度为。以MA，MB分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数xB表示时，试导出xB与cB，xB与bB之间的关系。 ?解：根据各组成表示的定义 ????????? ?? 4.3??????? 在25℃，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度bB介于和之间时，溶液的总体积 ??求：（1）??? 把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成bB的函数关系。 （2）??? 时水和醋酸的偏摩尔体积。 解：根据定义 当时 ??????????? 4.4??????? 60℃时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60℃ 解：甲醇的摩尔分数为 ??????????????????? ??????? 4.5??????? 80℃时纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。 解： ????????????? 4.7??????? 20℃下HCl溶于苯中达平衡，气相中HCl的分压为101.325 kPa时，溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。已知20℃时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa，若20℃时HCl和苯蒸气总压为101.325 kPa，求100 g苯中溶解多少克 解：设HCl在苯中的溶解符合亨利定律 m = 1.867g 4.11??? A，B两液体能形成理想液态混合物。已知在温度t时纯A的饱和蒸气压，纯B的饱和蒸气压。 （1）??? 在温度t下，于气缸中将组成为的A, B混合气体恒温缓慢压缩，求凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成（以摩尔分数表示）为多少？ （2）??? 若将A, B两液体混合，并使此混合物在100 kPa，温度t下开始沸腾，求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成（摩尔分数）。 解： 由于形成理想液态混合物，每个组分均符合拉乌尔定律; ????????????? ?????? （2）混合物在100 kPa，温度t下开始沸腾，要求 ????????????? 4.13??? 液体B与液体C可形成理想液态混合物。在常压及25℃下，向总量n = 10 mol，组成xC = 0.4的B, C液态混合物中加入14 mol的纯液体C，形成新的混合物。求过程的△G, △S。解：nC =( 14+10×0.4) mol = 18 mol nB = ( 10×0.6) mol = 6 mol n总 = 24 mol 4.15??? 在25℃向1 kg溶剂A(H2O)和0.4 mol溶质B形成的稀溶液中又加入1 kg的纯溶剂，若溶液可视为理想稀溶液，求过程的△G。 4.16??? （1）25℃时将0.568 g碘溶于50 cm3 CCl4中，所形成的溶液与500 cm3水一起摇动，平衡后测得水层中含有0.233 mmol的碘。计算点在两溶剂中的分配系数K，。设碘在两种溶剂中均以分子形式存在。（2）若25℃ 在水中的浓度是1.33 mmol·dm-3，求碘在中的浓度。 ?????? 解：（1）的分子量为，因此 ???????????????????? ???????????????????? 4.19??? 25 g的CCl4中溶有0.5455 g某溶质，与此溶液成平衡的CCl4的蒸气分压为11.1888 kPa，而在同一温度时纯CCl4的饱和蒸气压为11.4008 kPa。 （1）??? 求此溶质的相对分子量。 （2）??? 根据元素分析结果，溶质中含C为94.34 %，含氢为5.66 %（质量分数），确定溶质的化学式。 解：（1）设该溶液为理想稀溶液，则溶剂服从拉乌尔定律 ????????????? （2）??? 设该物质的化学式为CnHm，则 ????????????? ?????? 解得， ????????????? ?????? 化学式为C14H10。 4.20??? 10 g葡萄糖（C6H12O6）溶于400 g乙醇中，溶液的沸点较纯乙醇的上升0.1428℃。另外有2 g有机物质溶于100 g乙醇中，此溶液的沸点则上升0.1250℃ ?????? 解：10 g葡萄糖（C6H12O）溶于400 g乙醇中 ???????????????????? ??????? 2 g有机物质溶于100 g乙醇中 ???????????????????? 4.21??? 在100 g苯中加入13.76