第五版物理化学第四章习题答案97456Word下载.docx

1、（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。质量分数的定义为4.3 在25 C，1 kg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 60 C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。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60 C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 80 C是纯苯的蒸气压为100 kPa，

2、纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。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时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。根据Raoult定律4.6 在18 C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O2 0.045 g，能溶解N2 0.02 g。现将 1 dm3被202.65 kPa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101.325 kPa，18 C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。 18 C，气体压力101.352 kPa下，O2和N2

3、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， 1 dm3被202.65 kPa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 20 C下HCl溶于苯中达平衡，气相中HCl的分压为101.325 kPa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10.0 kPa，若20 C时HCl和苯蒸气总压为101.325 kPa，求100 g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100 g水在40 C时处于平衡，平衡总压为105.4 kPa。平衡气体经干燥后的组成分数。假设可以

4、认为溶液的水蒸气压等于纯水的蒸气压，即40 C时的7.33 kPa。已知40 C时H2, N2在水中的Henry系数分别为7.61 GPa及10.5 GPa，求40 C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. T and const. 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

5、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100 kPa，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100 kPa，温度t下开始沸腾，要求4.11 25 C下，由各为0.5 mol的A和B混合形成理想液态

6、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25 C, 100 kPa下1 mol该混合物的标准熵、标准生成焓与标准生成Gibbs函数。所需25 C的热力学数据如表所示。物质C6H6（l）48.66123.0172.8C6H5CH3（l）12114.15219.58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25 C下，向总量n = 10 mol，组成xC = 0.4的B, C液态混合物中加入14 mol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

7、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25 C下，向无限大量组成xC = 0.4的混合物中加入5 mol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5 mol纯C后组 成为 对组分C同样推导，得到 注：4.15 在25 C向1 kg溶剂A（H2O）和0.4 mol溶质B形成的稀溶液中又加入1 kg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

8、式，得4.16 （1）25 C时将0.568 g碘溶于50 cm3 CCl4中，所形成的溶液与500 cm3水一起摇动，平衡后测得水层中含有0.233 mmol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25 C 在水中的浓度是1.33 mmol dm-3，求碘在中的浓度。（1）的分子量为，因此 （2）4.17 25 C时0.1 mol NH3溶于1 dm3三氯甲烷中，此溶液NH3的蒸气分压为4.433 kPa，同温度时0.1 mol NH3溶于1 dm3水中，NH3的蒸气分压为0.887 kPa。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

9、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 20 C某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4。今有该有机酸5 g溶于100 cm3水中形成的溶液。 若用40 cm3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40 cm3乙醚分为两份，每次用20 cm3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40 cm3乙醚萃取一次 每次用20 cm3乙醚萃取，连续萃取两次4.19 25 g的CCl4中溶有0.5455 g某溶质，与此溶液成平衡的CCl4的蒸气分压为11.1888 kPa，而在同一温度时纯CCl4的饱和蒸气压为11.4008 kPa。 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 10 g葡萄糖（C6H12O6）溶于400 g乙醇中，溶液的沸点较纯乙醇的上升0.1428