天津大学第五版物理化学下册习题解答.doc

天津大学第五版物理化学下册****题解答
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及自由度数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作为溶质在两不相互溶液体H２O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统)。
解:（1) Ｓ—Ｒ-=１—0—0=1；Ｐ=2;F=C-P+2=１
(2） S-R-=３-1—０=2；P=3；F=Ｃ—P+2＝1
（3） S-Ｒ—=３-1—1=1;Ｐ＝２；Ｆ=C-Ｐ+２＝１
（４) S-R-＝3-1—0＝2;P=2;F＝Ｃ-P+２=2
（5) S－R－=３—0—０=3；P=２;F＝Ｃ-Ｐ＋1＝2
6－2 常见的水合物有
（1）１01．3２5kＰa下，与水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种？
(2)２0℃时，与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种？
解　　 　系统的物种数S=5，
即H2O、、.
独立的化学反应式有三个：
则R=3
没有浓度限制条件 　
所以，组分数　 C=S－R—＝5—３-０＝2
在指定的温度或压力的条件下，其自由度数 Ｆ＝C—Ｐ+1=3—P
平衡条件下Ｆ=0时相数最多，因此上述系统最多只能有3相共存．
6-３ 已知液体甲苯(A）和液体苯(B）在９0℃时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯—苯混合物5 ｍoｌ,在９０℃下成气-液两相平衡,若气相组成为，求:　（1）平衡时液相组成及系统的压力p;(2)平衡时气、液两相的物质的量n（g),n(ｌ)。
解：（1)理想液态混合物,A、B均适用拉乌尔定律，故有
　 　（1）
　 　 （2）
由式（1）及式(2)得
　 　 　 　 　 　　 　 　 　 （3）
　 　 　 　　 　　 　 （4）
联立式（3）与式（４）,解得 　 ,
（2)根据杠杆规则
６－5 已知甲苯、苯在9０℃下纯液体的饱和蒸气压分别为５４．.
取200．０g甲苯和２00．0g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：（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。00kＰａ时,系统内气、液两相平衡,两相组成如何？两相的物质的量各多少？
解：(1）与开始产生气相平衡的液相，其组成同原始液态混合物，所以气相的压力为
气相组成为 　
（2）与最后一滴液相平衡的气相,其组成同原始液态混合物
上两式联立解得： 　
（３)
原始液态混合物的组成为
６-6　 （Ａ)—醋酸（B)系统的气-液平衡数据如下：
t／℃
100

10４。４
107。5
113。8
11８。1
xB
0
0。3０0
0。5０0
0。7０0
0。９0０
1。０00
ｙＢ
０
0。1８５




（1）画出气－液平衡的温度—组成图;(2）从图上找出组成为xB ＝；
(3)从图上找出组成为yB =０．800的气相的露点；（4）105。０℃时气—液平衡两相组成是多少?
(５）9kｇ水与30kg醋酸组成的系统在105。0℃达到平衡时,气、液两相的质量各为多少？
解:（1）根据题给的数据，画出在１０1．３25ｋPa下水(A)－醋酸(B)系统气—液平衡的温度-组成图,如下图所示。
（2)由图查得xB＝０。80０的液相的泡点为11０．2℃。
(3）由图查得yB＝℃.
（4）℃时气—液平衡两相的组成为xB=，　ｙB=．
（5)MA=,MB=18。０1５,ｙＢ=0。41７，ｘＢ=544
系统的总组成　
系统总量 　 　 　n总＝（30×１03／+９×１0３/)ｍｏl=
根据杠杆规则
6—７ 已知水－苯酚系统在30℃液—液平衡时共轭溶液的组成w(苯酚）为:(苯酚溶于水）,%；(水溶于苯酚),