第五版物理化学第四章习题答案97456Word下载.docx
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（2）浓度；
（3）质量摩尔浓度。
质量分数的定义为
4.3
在25C，1kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度bB介于和之间时，溶液的总体积
。
（1）
把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成bB的函数关系。
（2）
时水和醋酸的偏摩尔体积。
解：
根据定义
当时
4.4
60C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。
若混合物的组成为二者的质量分数各50%，求60C时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
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
4.5
80C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，80C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。
根据Raoult定律
4.6
在18C，气体压力101.352kPa下，1dm3的水中能溶解O20.045g，能溶解N20.02g。
现将1dm3被202.65kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾，赶出所溶解的O2和N2，并干燥之，求此干燥气体在101.325kPa，18C下的体积及其组成。
设空气为理想气体混合物。
其组成体积分数为：
，
显然问题的关键是求出O2和N2的Henry常数。
18C，气体压力101.352kPa下，O2和N2的质量摩尔浓度分别为
这里假定了溶有气体的水的密度为（无限稀溶液）。
根据Henry定律，
1dm3被202.65kPa空气所饱和了的水溶液中O2和N2的质量摩尔浓度分
别为
4.7
20C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20C时苯的饱和蒸气压为10.0kPa，若20C时HCl和苯蒸气总压为101.325kPa，求100g笨中溶解多少克HCl。
设HCl在苯中的溶解符合Henry定律
4.8
H2,N2与100g水在40C时处于平衡，平衡总压为105.4kPa。
平衡气体经干燥后的组成分数。
假设可以认为溶液的水蒸气压等于纯水的蒸气压，即40C时的7.33kPa。
已知40C时H2,N2在水中的Henry系数分别为7.61GPa及10.5GPa，求40C时水中溶解H2,N2在的质量。
假设
（1）H2,N2在水中的溶解符合Henry定律；
（2）气相可看作理想气体。
在此假设下
4.9
试用Gibbbs-Duhem方程证明在稀溶液中若溶质服从Henry定律，则溶剂必服从Raoult定律。
证明：
设溶质和溶剂分别用B，A表示。
根据Gibbbs-Duhem方程
（const.Tandconst.p）。
溶质B的化学势表达式为
若溶质服从Henry定律，则
即溶剂A服从Raoult定律。
4.10
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。
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？
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）。
1.由于形成理想液态混合物，每个组分均符合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
4.11
25C下，由各为0.5mol的A和B混合形成理想液态混合物，试求混合过程的。
（略）
4.12
苯与甲苯的混合液可视为理想液态混合物。
今有一混合物组成为，。
求25C,100kPa下1mol该混合物的标准熵、标准生成焓与标准生成Gibbs函数。
所需25C的热力学数据如表所示。
物质
C6H6（l）
48.66
123.0
172.8
C6H5CH3（l）
12
114.15
219.58
根据生成焓的的定义，混合物的为
4.13
液体B与液体C可形成理想液态混合物。
在常压及25C下，向总量n=10mol，组成xC=0.4的B,C液态混合物中加入14mol的纯液体C，形成新的混合物。
求过程的G,S。
理想液态混合物中组分B的化学势为
因此，
新混合物的组成为
所以：
4.14
液体B和液体C可形成理想液态混合物。
在25C下，向无限大量组成xC=0.4的混合物中加入5mol的纯液体C。
求过程的G,S。
求原混合物中组分B和组分C的GB,GC。
（1）由于是向无限大量的溶液中加入有限量的纯B，可以认为溶液的组
成不变，因此
（3）
设原混合液中B和C的物质两分别为，加入5mol纯C后组
成为
对组分C同样推导，得到
注：
4.15
在25C向1kg溶剂A（H2O）和0.4mol溶质B形成的稀溶液中又加入1kg的纯溶剂，若溶液可视为理想稀溶液，求过程的G。
理想稀溶液溶质和溶剂的化学势表达式分别为
将以上数据代入G计算式，得
4.16
（1）25C时将0.568g碘溶于50cm3CCl4中，所形成的溶液与500cm3水一起摇动，平衡后测得水层中含有0.233mmol的碘。
计算点在两溶剂中的分配系数K，。
设碘在两种溶剂中均以分子形式存在。
（2）若25C在水中的浓度是1.33mmoldm-3，求碘在中的浓度。
（1）的分子量为，因此
（2）
4.17
25C时0.1molNH3溶于1dm3三氯甲烷中，此溶液NH3的蒸气分压为4.433kPa，同温度时0.1molNH3溶于1dm3水中，NH3的蒸气分压为0.887kPa。
求NH3在水与三氯甲烷中的分配系数
NH3在水与三氯甲烷中分配达到平衡时
而溶质的化学势
当溶液中的NH3和气相中的NH3达平衡时
由于
4.18
20C某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4。
今有该有机酸5g溶于100cm3水中形成的溶液。
若用40cm3乙醚一次萃取（所用乙醚已事先被水饱和，因此萃取时不会有水溶于乙醚），求水中还剩下多少有机酸？
将40cm3乙醚分为两份，每次用20cm3乙醚萃取，连续萃取两次，问水中还剩下多少有机酸?
设有机酸的分子量为M；
分配平衡时，水中的有机酸还剩m克
根据Nernst分配定律
用同样体积的乙醚萃取n次，则有
用40cm3乙醚萃取一次
每次用20cm3乙醚萃取，连续萃取两次
4.19
25g的CCl4中溶有0.5455g某溶质，与此溶液成平衡的CCl4的蒸气分压为11.1888kPa，而在同一温度时纯CCl4的饱和蒸气压为11.4008kPa。
求此溶质的相对分子量。
根据元素分析结果，溶质中含C为94.34%，含氢为5.66%（质量分数），确定溶质的化学式。
（1）设该溶液为理想稀溶液，则溶剂服从Raoult定律
设该物质的化学式为CnHm，则
解得，
化学式为C14H10。
4.20
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
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