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1、第5章化学平衡答案5.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度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作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。解：（1）C=1,P=2,F=1.（2）C==2,P=3,F==1.（3）C==1,P=2,F=1.（4）C=
2、2,P=2,F==2.（5）C=3,P=2,F=2.5.2试指出下述系统的自由度数、如f≠0,则指出变量是什么？（1）在标准压力下，水与水蒸气平衡（2）水与水蒸气平衡（3）在标准压力下，I2在水中和CCl4中分配已达平衡，无I2(S)存在（4）NH3、H2、N2三种气体已达平衡解：（1）f＝0体系为无变量体系（2）f=1体系为单变量体系，变量是温度或压力中的任一个（3）f=2体系为双组分变量，变量为温度和I2在水或CCl4中的任一个浓度。（4）f=3体系为多变量体系，变量为温度、压力和某种物质浓度。5.3今把一
3、批装有注射液的安培放入高压消毒锅内加热消毒，若用151.99kPa的水蒸气进行加热，问锅内的温度有多少度？（已知ΔvapHm=40.67kJ/mol）根据克－克方程：p2∆vapHm11ln=()−pRTT112解：151.994067011ln=()−101.3258.314373.15T2OTKC=385≈112265.4已知CO2的临界温度为31.1℃，临界压力为7.4×10Pa，三相点为-56.6℃、55.18×10Pa。试画出CO2相图的示意图，并说明：（1）在室温及常温下，若迅速地将贮有气液共存的C
4、O2钢瓶阀门打开，放出来的CO2可能处于什么状态？（2）若缓慢地把阀门打开，放出来的CO2处于什么状态？（3）指出CO2相图与H2O的相图的最大的差别在哪里？解：相图如下，O为三相点。题5.4附图6（1）钢瓶中的CO2（298K，6.4×10Pa），为OC线上的D点，即气液共存。迅速5打开阀门，压力骤减至1×10Pa,系统绝热膨胀降温，有部分CO2（g）直接转化为CO25（s），在相图上即B点（10Pa，-78℃）（实验室中制备干冰就是根据这一原理）。（2）若缓慢打开阀门，系统恒温蒸发，当CO2（g）的流量不大
5、时，出来的应为CO2（g），系统由D点至F点。（3）CO2相图与H2O的相图最大差别是液－固平衡曲线，倾斜方向不同，水的相图中熔化曲线向左倾斜，而在CO2相图中，熔化曲线向右倾斜。这表明：冰的熔点将随压力的增加而降低，相反，固体CO2（干冰）的熔点将随压力的增加而升高。5.5银（熔点为960℃）和铜（熔点为1083℃）在779℃时形成一最低共熔混合物，x(Cu)=0.399αβ其组成为含铜的摩尔分数。该系统有和两个固溶体，在不同温度时其组成如下表所示：x(Cu)(固溶体中)t/C°αβ7790.1410.951
6、5000.0310.9902000.00350.999（1）绘制该系统的温度-组成图；（2）指出各相区的相态；（3）若有一含Cu的摩尔分数x(Cu)=0.20的500C°−溶液冷却，当冷却到时，α固溶体占总量的摩尔分数为若干？解：（1）绘制该体系的温度-组成图如图所示（2）各相区的相态如图所示；（3）500C°时，根据杠杆规则：m()α0.9900.20−0.79===4.67m()β0.200.031−0.169α-固溶体占总量的摩尔分数为：82.36%。5.6已知Hg-TI二组分系统的数据如下：（1）绘制其
7、温度-组成图（示意图）；（2）指出各相区、水平线段、交点的相数；题5.6图（3）为扩大低温测量范围，应选什么组成的Hg-Tl混合物做温度计较合适？解：（1）绘制其温度-组成图（如示意图所示）；（2）各相区、水平线段、交点的相数；（3）为扩大低温测量范围，应选什么组成的Hg-TI混合物中含TI8%、Hg92%的组成，温度略高于-60℃的液相区较合适。5.7系统中A,B两物质的物质的量各为5mol,当加热到某一温度时,系统内气、液共存的两相组成分别为yB=0.7,xB=0.2,求两相中组分A,B的物质的量各为多少?
8、解：气相中B的物质的量:nB(g)=4.2mol气相中A的物质的量:nA(g)=1.8mol液相中B的物质的量:nB(l)=0.8mol液相中A的物质的量:nA(l)=3.2mol5.8两个挥发性液体A和B构成一理想溶液，在某温度时溶液的蒸汽压为54.1kPa，在气相中A的摩尔分数为0.45，液相中为0.65，求此温度下纯A和纯B的蒸汽压。根据道尔顿分压定律和拉乌尔定律：**ypA总0
