物化习题分析ch5-6

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1、第五章相平衡1.解：(1)〜⑷略。(5)・・•各物质的量是不确定的，・・・独立浓度关系数尺=0。独立化学反应数R=2,故独立组分数:C=S-R~0=4-2=2又0=2,及温度恒定・・・由相律得/=2-2+1=12.解：所以：S=(NH2CO2NH4,NH3,CO2,NH4C1,HC1)=5,R=2;/?,[c(NH3)=2c(CO2)+c(HC1)]=1C=5-2-1=2,①=3,/=2-3+2=l3.(略)4.解：(1)/=1-2+1=0；⑵/=3-2+1=2,为:T和任一相中x(I2);(3)/=3-1+1=3,为T,x(NaOH),

2、x(H3PO4)；(4)/=2-2+1=1,为T。5.分析：为l・g平衡，知纯苯在某压力下的沸点，求另一压力下的沸点，且可以视△艸乩】与温度无关；压力也不大，蒸气近似为理想气体，所以用克——克方程。解：由Clapeyron-Clausius方程[积分式(4-7)],得：解得r2=345.47K=72.4°C6.分析：本题的关键是正确的找出克拉贝龙方程的积分区间，并计算△血/m的值，△『us7m=A/H2O(l/QKT/Q冰)解：人施加于冰上的压力为(两把冰刀)：p=[60x98]n-nr2=1.575x10sPa(2x7.62x0.002

3、45x10"丿根据克拉贝龙方程：助=九如"，定积分，积分区间为：卩1.575x10*Pa〜101325Pa；卩〜273.2K；得:1.575xl08Pa-101325Pa=6008PaT=262.2Kl.SxlO31000920丿4.分析：已知正常沸点对应的压力为标准大气压，所以只要将水和氯仿正常沸点的数据分别代入式(5-7),设蒸汽压相等时的温度为7；两式左(右)相等，即可求解几解：设两溶液A、B在温度为T时的饱和蒸汽压相等，并分别为p和/A将已知数据代入式(5・7)得：gP_AvapHm,APL由于p=p^=p^且要求p=p所以上

4、两式式左相等，从而两式式右相等。代入己知数据，得：……解得7=537.26(K)=264.2°C5.分析：为s・I平衡，由Clapeyron方程，从三相点至另一压力下的凝固点积分即可求得未知温度。解：d77dp=T△刃△H=-7.424X10"。同乘以dp,并积分[从水的三相点(7=0.0099°C,p=609Pa)至(T,101325Pa)],得：T==0.0099-0.0075=0.0024°C解释：rh于水的dr/d/7

5、溶解有空气，体系已成为多组分体系，析出纯溶剂固相的溶液的凝固点方降低至o°c(饱和空气时)。问题讨论：Clapeyron方程中，T为变量，因此若将该方程变成dln77d/2=AP7A/7后同乘以d〃，进行积分和计算，则数学逻辑上更严格，但由于凝聚相体系相变时，很小(AK/A//数值更小)，计算器以及计算机的精度有限，这样反而会在计算过程中损失精度，对结果带来更大误差(同学可以验证之)。同时由于卩为压力变化后的凝固点，一般在原温度上改变很小，所以，可以近似保持TV!H=常数的形式，计算的精度反而较高。此外，克——克方程中，由于较大，T随

6、p改变也较大，因此事先对卩进行微分处理(严格的数学处理)是必要的。10.提示：①三相平衡时，Ps=P=P，T$=T=T、由已知的两个关系式联立求解〃和71;②利用ln(p/p])——1/T直线的斜率与的关系[式(4・8)]计算幽。答案：①7=195.2Kp=5934Pa②△apHm=25466J・mol"Asub^m=31211J・mol"=Asul/7m-=5745J・mol"。11.分析：(2)问中“最多析出的固体”指另一种固体刚好共晶析出时第一种固体的量，对应液相组成在低共熔点，对于两种溶液，分别由杠杆规则计算析出的量。解：

7、(1)相图为形成简单低共溶混介物的二纽分体系液——固平衡相图，其上部为单一液相区，区内。=1,/=2-1+1=2；水平线为共晶线，其下为苯和HAc的纯晶体机械混合物，为固相区，区内。=2,/=2-2+1=1；共晶线以上、斜线以下两区域为液——固平衡区，左边区域为纯HAc晶体与混合熔液平衡区，右边为纯苯晶体与混合熔液两相平衡区,两区内0=2,/=2-2+1=1。(2)对于含苯75%的溶液：由相图可见首先析出的固体是纯苯品体，在进一步冷却过程中，液相组成沿液——固平衡线变化，当温度(并混介熔液组成)到达低共熔点时，只析出纯苯晶体的过程结束，此

8、时为纯苯析出的最大量。由杠杆规则可得：msX(100-75)=(100-加$)X(75一64)最多析出苯的量％(苯,max)=~30.56(g)。同理AT得最多析出HAc的量弘(HAc,max