复旦 物理化学 第四章 习题答案

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1、第四章习题解答第5页共5页第四章（相平衡）习题解答1．指出平衡体系的组分数、自由度（1）NH4Cl(s)部分解离为NH3(g)、HCl(g)K=S–R–R’=3–1–1=1f=K–f+2=1–2+2=1（2）上述体系加少量NH3(g)K=S–R–R’=3–1–0=2f=K–f+2=2–2+2=2（3）NH4HS(s)与任意量NH3(g)、H2S(g)平衡K=S–R–R’=3–1–0=2f=K–f+2=2–2+2=2（4）C(s)、CO(g)、CO2(g)、O2(g)在100°C平衡独立化学反应数为2：C(s)+O2(g)®CO2(g)2CO(g)+O2(

2、g)®2CO2(g)K=S–R–R’=4–2–0=2f=K–f+2=2–2+1=12.本体系K=3，当f=0时，f最大，即f=K-fmax+2=5-fmax=0，(1)指定T，减少一个变量，f=(5-fmax)-1=0fmax=4如冰，水和苯含苯甲酸的一对共轭溶液，气相(2)指定T和水在苯甲酸中的浓度，减少二个变量，f=(5-fmax)-2=0fmax=3如水和苯含苯甲酸的一对共轭溶液，气相(3)指定T，p和水在苯甲酸中的浓度，减少三个变量，f=(5-fmax)-3=0fmax=2如水和苯含苯甲酸的一对共轭溶液3．体系Kfp,T数f=K-f+fp,T变量

3、列举1p°，水与蒸汽平衡12102水与蒸汽平衡1221p或T3p°，I2在水，CCl4中分配平衡，无固I23212T，I2浓度(任一相)4NH3(g)，H2(g)，N2(g)平衡2123p，T，任一浓度5p°,NaOH水溶液，H2PO4水溶液混合3113T，碱浓度，酸浓度6p°,NaOH水溶液，H2PO4×2H2O(s)平衡2211TpXGFEDCBAT液气Y正交硫斜方硫4．两相平衡线三相点AB：s正交«gE：s正交«s斜方«lBC：s斜方«gB：s正交«s斜方«gCD：l«gC：s斜方«l«gEB：s正交«s斜方G：s正交«l«g（亚稳态）EC：s斜方

4、«lEC：s正交«lX®Y变化：正交硫®转晶®斜方硫®熔化®液态硫。第四章习题解答第5页共5页5．按Trouton规则，DHV=88´(273.2+61.5)=29454J×mol-1p2=48.99kPa6.T2=385.1K=111.9°C7．DHV=64454J×mol–1T2=392.7K=119.5°C8.固¬®气液¬®气温度（°C）132.4163.5192.0216.5压力(kPa)0.13331.33345.332713.3341/T(´103K-1)2.4652.2902.1502.042lnp(p：Pa)4.8937.1958.582

5、9.498（1）固¬®气平衡，lnp~1/T的回归方程为DH升华=-13115R=109044J×mol-1液¬®气平衡，lnp~1/T的回归方程为DH汽化=-8521R=70848J×mol-1DH熔化=DH升华-DH汽化=38196J×mol-1(2)三相点p，T是气液平衡线和气固平衡线的交点，联立两回归方程，解得T=444.8K=171.6°Cp=2298Pa(3)T=500K代入气液平衡回归方程，得沸点压力p=19083Pa9．由0°C和10°C的蒸汽压求水的汽化热：DHv=44880J×mol-1求出升华热：DH升华=DH熔化+DH汽化=333

6、.5´18+44880=50883J×mol-1由0°C数据求出口处（-25°C）的蒸气压：p2=0.637kPa计算20°C时的蒸汽压（用10°C数据，也可用0°C数据）：p2=2.31kPa第四章习题解答第5页共5页10.p*A=37.45kPap总=p*AxA+p*BxB=37.45´0.65+p*B´0.35=54.1p*B=85.02kPa11．=4.89´0.2665=1.303kPa=15.76´(1-0.2665)=11.56kPap总=p甲苯+p苯=12.86kPa12．(1)作相图(2)物系组成为x=0.6，由相图，114°C时，气相

7、xg=0.92，液相xl=0.53杠杆规则：(3)x=0.6时，沸点为110°C，提高到114°C，馏出物（气相）组成为0.92(4)完全蒸馏（精馏），馏出物为100%的HNO3，残留液为0.38的恒沸物。707172737475767778798000.20.40.60.81t(°C)乙醇®0.750.63t(°C)0.53114液相气相0.920.38HNO3®13.(1)作相图(2)从相图中看，当x乙醇=0.75时最初馏出物为x乙醇=0.63。精馏后剩余液（高沸组分）为纯乙醇。普通精馏只能分得纯乙醇，不能分得纯乙酸乙酯。气相第一个气泡液相xB=0.

8、6最后一个液滴xB®pT=45°CAB14.先求45°C时组分A，B的蒸汽压组分