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时间:2018-05-13
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1、第四章多组分系统热力学练习题及答案1. 20°C下HCl溶于苯中达平衡,气相中HCl的分压为101.325kPa时,溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。已知20°C时苯的饱和蒸气压为10.0kPa,若20°C时HCl和苯蒸气总压为101.325kPa,求100g笨中溶解多少克HCl。 解:设HCl在苯中的溶解符合Henry定律 2. 60°C时甲醇的饱和蒸气压是84.4kPa,乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合
2、物的组成为二者的质量分数各50%,求60°C时此混合物的平衡蒸气组成,以摩尔分数表示。 解:质量分数与摩尔分数的关系为 求得甲醇的摩尔分数为 根据Raoult定律 3. 80°C是纯苯的蒸气压为100kPa,纯甲苯的蒸气压为38.7kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,80°C时气相中苯
3、的摩尔分数,求液相的组成。 解:根据Raoult定律 4.A,B两液体能形成理想液态混合物。已知在温度t时纯A的饱和蒸气压,纯B的饱和蒸气压。(1) 在温度t下,于气缸中将组成为的A,B混合气体恒温缓慢压缩,求凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成(以摩尔分数表示)为多少?(2) 若将A,B两液体混合,并使此混合物在100kPa,温度t下开始沸腾,求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成(摩尔分数)。解:1.由于形成理想液态混合物,每个组分均符
4、合Raoult定律;2.凝结出第 一滴微小液滴时气相组成不变。因此在温度t 混合物在100kPa,温度t下开始沸腾,要求 5.已知101.325kPa下,纯苯(A)的正常沸点和摩尔蒸发焓分别为353.3K和30762J·mol-1,纯甲苯(B)的正常沸点和摩尔蒸发焓分别为383.7K和31999J·mol-1。苯和甲苯形成理想液态混合物,若有该种液态混合物在101.325kPa,373.1K沸腾,计算混合物的液相组成。解:在373.1K
5、苯的饱和蒸气压为,则在373.1K甲苯的饱和蒸气压为,则=0.7520×py=76.198kPa在液态混合物沸腾时(101.325kPa下):py=xA+(1-xA)xA=(py-)/()xB=0.7506.邻二甲苯和对二甲苯形成理想液态混合物,在25℃时,将1mol邻二甲苯与1mol对二甲苯混合,求此混合过程的ΔmixV,ΔmixH,ΔmixS,ΔmixG。解:ΔmixV=0;ΔmixH=0;ΔmixS=-R=-8.314J·K-1·mol-1×2×1mol×ln0.5=11.5J·K-1;Δmi
6、xG=RT=-3.43kJ7.10g葡萄糖(C6H12O6)溶于400g乙醇中,溶液的沸点较纯乙醇的上升0.1428°C。另外有2g有机物质溶于100g乙醇中,此溶液的沸点则上升0.1250°C。求此有机物质的相对分子质量。 解:10g葡萄糖(C6H12O)溶于400g乙醇中 2g有机物质溶于100g乙醇中 8.已知0°C,101.325kPa时,O2在水中的溶解度为;N2在水中的溶解度为
7、。试计算被101.325kPa,体积分数,的空气所饱和了的水的凝固点较纯水的降低了多少? 解:为101.325kPa的空气所饱和了的水中溶解的O2和N2的物质两分别为 查表知水的凝固点降低系数为,因此 9. 已知樟脑(C10H16O)的凝固点降低系数为。(1)某一溶质相对分子质量为210,溶于樟脑形成质量分数为5%的溶液,求凝固点降低多少?(2)另一溶质相对分子质量为9000,溶于樟脑形成质量分数为5%的溶液,求凝固点降低多少
8、? 解:容易导出质量分数和质量摩尔浓度间的关系 因此, 10.在25°C时,10g某溶剂溶于1dm3溶剂中,测出该溶剂的渗透压为 ,确定该溶质的相对分子质量。 解:溶剂的渗透压表示为
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