物理化学第4章习题课ppt

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1、溶液部分计算题举例１.10分(1761)液体A和B可形成理想液态混合物。把组成为yA=0.400的二元蒸气混合物放入一带有活塞的气缸中进行恒温压缩。已知该温度时p和p分别为40530Pa和121590Pa。（1）计算刚开始出现液相时的蒸气总压；（2）求A和B的液态混合物在上述温度和101325Pa下沸腾时液相的组成。[答]（1）（1）（2）联立（1），（2）式解得：（6分）（2）(4分)２.10分(1784)将一瓶含有萘的苯溶液A（萘的物质的量分数为0.01）与另一瓶已混入相当多数量的水的苯溶液B接通（假设水与苯完全不互溶），用一定量的N2气缓缓地先通入A瓶后再

2、经B瓶逸出到大气中（所通N2气与液体都充分接触），试验后发现A瓶液体减重0.500g，B瓶液体减重0.0428g，最后逸出到大气(p=p$)中的气体混合物内，苯的物质的量分数为0.055，试求出在实验室温度下苯与水的饱和蒸气压各为多少Pa？（萘当作不挥发溶质，在通N2气过程中A瓶中萘的浓度基本不变，B瓶内苯与水一直同时存在，计算中还可作合理的近似假设）。[答]p*苯=py苯=100000Pa×0.055=5573Pa(１分)p苯=p*苯x苯=5573Pa(1-0.01)=5517Pa(１分)p*苯/p苯=m/0.500gm=0.5051g(2分)第二瓶失苯质量为

3、0.5051g-0.500g=0.0051g(2分)第二瓶失水质量为0.0428g-0.0051g=0.0377g(2分)p*水/p*苯=n水/n苯p*水/5573Pa=(0.0377g/18g·mol-1)/(0.5051g/78g·mol-1)p*水=1803Pa(2分)３.10分(2108)Na在汞齐中的活度a2符合lna2=lnx2+35.7x2，x2为汞齐中Na的摩尔分数，求x2=0.04时，汞齐中Hg之活度a1（汞齐中只有Na及Hg）。(2108)[答]已知lna2=lnx2+35.7x2dlna2=dlnx2+35.7dx2=-(dx1/x2)-3

4、5.7dx1(2分)因为x1dlna1+x2dlna2=0(2分)所以dlna1=-(x2/x1)×dlna2=-(x2/x1)[-(dx1/x2)-35.7dx1](2分)lna1=lnx1+35.7lnx1-35.7(x1-1)=36.7lnx1-35.7(x1-1)(2分)将x1=1-x2=1-0.04=0.96代入上式a1=0.932(2分)４.10分(2177)在1000K，101325Pa下，金属物质A的物质的量nA=5000mol，金属物质B的物质的量为nB=40mol，混合形成溶液。已知溶液的吉布斯自由能与温度及物质的量的关系为：G/J=(nAG

5、,A/J)+(nBG,B/J)-0.0577(nA/mol)27.95(nB/mol)3-2.385(T/K)若将此溶液与炉渣混合，设炉渣可视为理想液体混合物，其中含B的摩尔分数为0.001，求：(1)金属液中物质B的活度和活度系数；(2)这种炉渣能否将合金中的B除去一部分。(2177)[答](1)B=(G/nB)=-23.85(B-)/J·mol-1=-23.85(·mol-2)）＝ＲＴlnaBlnaB=-4.59(4分)aB=0.01015(2分)B=aB/xB=0.01015/(40/5040)=1.28(2)视炉渣为理想液体混合物：=1=xB=0.001

6、aB>则B>B在合金中的化学势大于炉渣中的化学势，B有从合金进入炉渣的趋势。所以炉渣可以将合金中的B除去一部分。(4分)５.10分(2178)在660.7K时，金属K和Hg的蒸气压分别是433.2kPa和170.6kPa，在K和Hg的物质的量相同的溶液上方，K和Hg的蒸气压分别为142.6kPa和1.733kPa，计算：(1)K和Hg在溶液中的活度和活度系数；(2)若K和Hg分别为0.5mol，计算它们的ΔmixGm,ΔmixSm和ΔmixHm。2178[答](a)ak=pk/p*(K)=0.329(1分)k=ak/xk=0.658(1分)a(Hg)=p(Hg)

7、/p*(Hg)=0.01016(1分)(Hg)=a(Hg)/x(Hg)=0.0203(1分)(b)mixGm=RT[nklnak+n(Hg)lna(Hg)]=-15.66kJ·mol-1(2分)mixSm=-R[nklnxk+n(Hg)lnx(Hg)]=5.763J·mol-1Ｋ－１(2分)mixHm=-11.85kJ·mol-1(2分)6.1936试计算300K时,从大量的等物质的量的C2H4Br2和C3H6Br2的理想混合物中分离出1mol纯C2H4Br2过程的ΔG1,若混合物中各含2molC2H4Br2和C3H6Br2,从中分离出1mol纯C2H4Br2时

8、ΔG2又为多少?1936