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物理化学简明教程习题答案 1第一章气体的PVT性质11物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。解根据理想气体方程120℃，101325KPA的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度。解将甲烷MW16042G/MOL看成理想气体PVNRT,PVMRT/MW甲烷在标准状况下的密度为M/VPMW/RT42/KG/M30716KG/M313一抽成真空的球形容器，质量为250000G充以4℃水之后，总质量为1250000G。若改充以25℃，1333KPA的某碳氢化合物气体，则总质量为250163G。试估算该气体的摩尔质量。水的密度1GCM3计算。解球形容器的体积为V（12525）G/1GCM3100CM3将某碳氢化合物看成理想气体PVNRT,PVMRT/MWMWMRT/PVMW3031G/MOL14两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。标准状态2因此，150℃时氯甲烷（CH3CL）气体的密度Ρ随压力的变化如下。试作图，用外推法求氯甲烷的P??相对分子质量。316今有20℃的乙烷－丁烷混合气体，充入一抽成真空的200CM3容器中，直至压力达101325KPA，测得容器中混合气体的质量为03897G。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。解将乙烷MW30G/MOL,Y1,丁烷MW58G/MOL,Y2看成是理想气体PVNRTNPV/RTMOLY1?301Y1?58?97YKPAYKPA17如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。4（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。（2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同（3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干解（1）等温混合后即在上述条件下混合，系统的压力认为。（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义（3）根据分体积的定义对于分压18519室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。解分析每次通氮气后至排气恢复至常压P，混合气体的摩尔分数不变。设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。重复上面的过程，第N次充氮气后，系统的摩尔分数为，因此。11025℃时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为1387KPA，于恒定总压下冷却到10℃，使部分水蒸气凝结为水。试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量。已知25℃及10℃时水的饱和蒸气压分别为317KPA及123KPA。解该过程图示如下6设系统为理想气体混合物，则111有某温度下的2DM3湿空气，其压力为101325KPA，相对湿度为60。设空气中O2与N2的体积分数分别为021与079，求水蒸气、O2与N2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸汽压为2055KPA（相对湿度即该温度下水蒸气的分压与水的饱和蒸汽压之比）。112一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水。但容器于300K条件下大平衡时，容器内压力为101325KPA。若把该容器移至37315K的沸水中，试求容器中到达新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在，且可忽略水的任何体积变化。300K时水的饱和蒸气压为3567KPA。解将气相看作理想气体，在300K时空气的分压为由于体积不变（忽略水的任何体积变化），37315K时空气的分压为由于容器中始终有水存在，在37315K时，水的饱和蒸气压为101325KPA，系统中水蒸气的分压为101325KPA，所以系统的总压7113CO2气体在40℃时的摩尔体积为0381DM3MOL1。设CO2为范德华气体，试求其压力，并比较与实验值50663KPA的相对误差。114今有0℃，40530KPA的N2气体，分别用理想气体状态方程及VANDERWAALS方程计算其摩尔体积。实验值为。解用理想气体状态方程计算用VANDERWAALS计算，查表得知，对于N2气（附录七），用MATLABFZERO函数求得该方程的解为也可以用直接迭代法，，取初值，迭代十次结果8115试由波义尔温度TB的定义式，证明范德华气体的TB可表示为TBA/BR式中A,B为范德华常数。116把25℃的氧气充入40DM3的氧气钢瓶中，压力达2027102KPA。试用普遍化压缩因子图求钢瓶中氧气的质量。解氧气的TC11857℃,PC5043MPA氧气的TR1857193,PRZ095PVZNRTNPV/ZRT/53443MOL氧气的质量M011KG第二章热力学第一定律211MOL水蒸气H2O,G在100℃,101325KPA下全部凝结成液态水。求过程的功。假设相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。解N1MOL9恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体,W－PAMBΔV－PVLVG≈PVGNRT3102KJ22始态为25℃，200KPA的5MOL某理想气体，经途径A，B两不同途径到达相同的末态。途经A先经绝热膨胀到2847℃，100KPA，步骤的功；再恒容加热到压力200KPA的末态，步骤的热。途径B为恒压加热过程。求途径B的及。解先确定系统的始、末态对于途径B，其功为根据热力学第一定律23某理想气体CV,M15R。今有该气体5MOL在恒容下温度升高50℃。求过程的W，Q，ΔH和ΔU。解理想气体恒容升温过程N5MOLCV,M3/2RQVΔUNCV,MΔT515R503118KJW0ΔHΔUNRΔTNCP,MΔTNCV,MRΔT525R2MOL某理想气体，CP,M7/2R。由始态100KPA,50DM3，先恒容加热使压力升高至200KPA，再恒压冷却使体积缩小至25DM3。求整个过程的W，Q，ΔH和ΔU。解过程图示如下10由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律251MOL某理想气体于27℃、101325KPA的始态下，现受某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至970℃、25000KPA。求过程的W、Q、△U、△H。已知气体的CV,M2092JKMOL1。容积为01M3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0℃，4MOL的ARG及150℃，2MOL的CUS。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度T及过程的。已知ARG和CUS的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。解图示如下假设绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计13则该过程可看作恒容过程，因此假设气体可看作理想气体，，则28单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5MOL，摩尔分数，始态温度，压力。今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。求末态温度及过程的。解过程图示如下分析因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。因此，单原子分子，双原子分子14由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以29在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2MOL，0℃的单原子理想气体A及5MOL，100℃的双原子理想气体B，两气体的压力均为100KPA。活塞外的压力维持在100KPA不变。今将容器内的隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度T及过程的。解过程图示如下假定将绝热隔板换为导热隔板，达热平衡后，再移去隔板使其混合，则15由于外压恒定，求功是方便的由于汽缸为绝热，因此210已知水（H2O,L）在100℃的饱和蒸气压，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。求在在100℃，101325KPA下使1KG水蒸气全部凝结成液体水时的。设水蒸气适用理想气体状态方程式。解该过程为可逆相变211已知水H2O,L在100℃的饱和蒸气压PS101325KPA，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。试分别求算下列两过程的W，Q，ΔU和ΔH。（水蒸气可按理想气体处理）（1）在100℃,101325KPA条件下，1KG水蒸发为水蒸气16（2）在恒定100℃的真空容器中，1KG水全部蒸发为水蒸气，并且水蒸气压力恰好为101325KPA。解（1）题给过程的始末态和过程特性如下NM/M1KG/18015GMOL155509MOL题给相变焓数据的温度与上述相变过程温度一致，直接应用公式计算N（ΔVAPHM）2257KJW－PAMBΔV－PVGVL≈PVGNGRT1722KJΔUQPW208479KJ（2）真空容器中W0KJ212已知100KPA下冰的熔点为0℃，此时冰的比熔化焓热JG1水和冰的平均定压热容分别为及。今在绝热容器内向1KG50℃的水中投入08KG温度20℃的冰。求（1）末态的温度。（2）末态水和冰的质量。解1KG50℃的水降温致0℃时放热08KG20℃的冰升温致0℃时所吸热完全融化则需热因此，只有部分冰熔化。所以系统末态的温度为0℃。设有G的冰熔化，则有17系统冰和水的质量分别为213100KPA下，冰（H2O,S）的熔点为0℃。在此条件下冰的摩尔融化热。已知在10℃0℃范围内过冷水（H2O,L）和冰的摩尔定压热容分别为和。求在常压及10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。解过程图示如下平衡相变点，因此214已知水H2O,L在100℃的摩尔蒸发焓,水和水蒸气在25～100℃范围间的平均摩尔定压热容分别为和求在25℃时水的摩尔蒸发焓。18解由已知温度的相变焓求未知温度的相变焓，常压下对气体摩尔焓的影响通常可以忽略，可直接应用P68公式℃下，密闭恒容的容器中有10G固体奈C10H8S在过量的O2G中完全燃烧成CO2G和H2OL。过程放热401727KJ。求（1）（2）的；（3）的；解（1）C10H8的分子量M128174，反应进程。（2）。（3）216应用附录中有关物资在25℃的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应在25℃时的及。（1）（2）（3）解查表知NH3GNOGH2OGH2OLNO2GHNO3LFE2O3SCOG）（2）（3）217应用附录中有关物资的热化学数据，计算25℃时反应的标准摩尔反应焓，要求（1）应用25℃的标准摩尔生成焓数据；（2）应用25℃的标准摩尔燃烧焓数据。解查表知COMPOUND000因此，由标准摩尔生成焓20由标准摩尔燃烧焓已知25℃甲酸甲脂（HCOOCH3,L）的标准摩尔燃烧焓为，甲酸（HCOOH,L）、甲醇（CH3OH,L）、水（H2O,L）及二氧化碳（CO2,G）的标准摩尔生成焓分别为、、及。应用这些数据求25℃时下列反应的标准摩尔反应焓。22解显然要求出甲酸甲脂（HCOOCH3,L）的标准摩尔生成焓甲烷与过量50的空气混合，为使恒压燃烧的最高温度能达到2000℃，求燃烧前混合气体应预热到多少摄氏度。物资的标准摩尔生成焓数据见附录。空气组成按，计算。各物资的平均摩尔定压热容分别为；；；；。解燃烧为恒压绝热过程。化学反应式设计途径如下24在下甲烷燃烧的摩尔反应热为，则可由表出（KIRCHHOFF公式）设甲烷的物质量为1MOL，则，，，最后得到某双原子理想气体1MOL从始态350K,200KPA经过如下五个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。（1）恒温下可逆膨胀到50KPA；（2）恒温反抗50KPA恒外压不可逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到50KPA；（4）绝热反抗50KPA恒外压不可逆膨胀。（5）恒温向真空膨胀到50KPA解双原子理想气体N5MOL；CV,M（5/2）R；CP,M（7/2）R5）W0KJ282245MOL双原子气体从始态300K，200KPA，先恒温可逆膨胀到压力为50KPA，在绝热可逆压缩到末态压力200KPA。求末态温度T及整个过程的及。解过程图示如下要确定，只需对第二步应用绝热状态方程，对双原子气体因此由于理想气体的U和H只是温度的函数，整个过程由于第二步为绝热，计算热是方便的。而第一步为恒温可逆225求证在理想气体PV图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝对值。29证明根据理想气体绝热方程，得，因此。因此绝热线在处的斜率为恒温线在处的斜率为。由于，因此绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝对值。第三章热力学第二定律31卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。解卡诺热机的效率为30根据定义33高温热源温度，低温热源。今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程的。解将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程34已知氮（N2,G）的摩尔定压热容与温度的函数关系为将始态为300K，100KPA下1MOL的N2G置于1000K的热源中，求下列过程31（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的。解在恒压的情况下在恒容情况下，将氮（N2,G）看作理想气体将代替上面各式中的，即可求得所需各量35始态为，的某双原子理想气体1MOL，经下列不同途径变化到，的末态。求各步骤及途径的。（1）恒温可逆膨胀；（2）先恒容冷却至使压力降至100KPA，再恒压加热至；（3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100KPA，再恒压加热至。32解（1）对理想气体恒温可逆膨胀，?U0，因此（2）先计算恒容冷却至使压力降至100KPA，系统的温度T（3）同理，先绝热可逆膨胀到使压力降至100KPA时系统的温度T根据理想气体绝热过程状态方程，各热力学量计算如下33361MOL理想气体在T300K下，从始态100KPA经历下列过程达到各自的平衡态。求各过程的Q、△Ｓ、△ＳISO。（1）可逆膨胀至末态压力50KPA；（2）反抗恒定外压50KPA不可逆膨胀至平衡态；（3）向真空自由膨胀至原体积的2倍。372MOL双原子理想气体从始态300K，50DM3，先恒容加热至400K，再恒压加热至体积增大到100DM3，求整个过程的。解过程图示如下先求出末态的温度34因此，两个重要公式对理想气体385MOL单原子理想气体，从始态300K，50KPA先绝热可逆压缩至100KPA，再恒压冷却至体积为85DM3的末态。求整个过程的Q，W，△U，△H及△S。3539始态300K，1MPA的单原子理想气体2MOL，反抗02MPA的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态。求过程的解310常压下将100G，27℃的水与200G，72℃的水在绝热容器中混合，求最终水温T及过程的熵变。已知水的比定压热容。36解过程图解如下311绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板一侧为2MOL的200K，50DM3的单原子理想气体A，另一侧为3MOL的400K，100DM3的双原子理想气体B。今将容器中的绝热隔板撤去，气体A与气体B混合达到平衡。求过程的。解过程图示如下系统的末态温度T可求解如下系统的熵变37注对理想气体，一种组分的存在不影响另外组分。即A和B的末态体积均为容器的体积。312绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板两侧均为N2G。一侧容积50DM3，内有200K的N2G2MOL；另一侧容积为75DM3,内有500K的N2G4MOL；N2G可认为理想气体。今将容器中的绝热隔板撤去，使系统达到平衡态。求过程的。解过程图示如下同上题，末态温度T确定如下经过第一步变化，两部分的体积和为38即，除了隔板外，状态2与末态相同，因此313甲醇（）在101325KPA下的沸点（正常沸点）为，在此条件下的摩尔蒸发焓，求在上述温度、压力条件下，1KG液态甲醇全部成为甲醇蒸汽时。解315常压下冰的熔点为0℃，比熔化焓，水和冰的比定压热熔分别为CP（H2O，L），CP（H2O，S）。系统的始态为一绝热容器中的1KG，25℃的水及05KG，10℃的冰。求系统达到平衡后，过程的。39316将装有01MOL乙醚C2H52OL的小玻璃瓶放入容积为10DM3的恒容密闭的真空容器中，并在3551℃的恒温槽中恒温。3551℃为在101325KPA下乙醚的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓。今将小玻璃瓶打破，乙醚蒸发至平衡态。求（1）乙醚蒸气的压力；（2）过程的。解将乙醚蒸气看作理想气体，由于恒温各状态函数的变化计算如下40忽略液态乙醚的体积G的摩尔定压热容与温度的函数关系为41已知25℃下O2G的标准摩尔熵。求O2G在100℃，50KPA下的摩尔规定熵值。解由公式知319已知25℃时液态水的标准摩尔生成吉布斯函，水在25℃时的饱和蒸气压。求25℃时水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数。解恒温下对凝聚相恒温过程，因此320100℃的恒温槽中有一带有活塞的导热圆筒，筒中为2MOLN2G及装与小玻璃瓶中的3MOLH2OL。环境的压力即系统的压力维持120KPA不变。今将小玻璃瓶打碎，液态水蒸发至平衡态。求过程的。已知水在100℃时的饱和蒸气压为，在此条件下水42的摩尔蒸发焓。解将气相看作理想气体。系统终态H2OG的摩尔分数为3/506，因此H2OG的分压为321已知100℃水的饱和蒸气压为101325KPA，此条件下水的摩尔蒸发焓。在置于100℃恒温槽中的容积为100DM3的密闭容器中，有压力120KPA的过饱和蒸气。此状态为亚稳态。今过饱和蒸气失稳，部分凝结成液态水达到热力学稳定的平衡态。求过程的。解凝结蒸气的物质量为热力学各量计算如下43322已知在100KPA下水的凝固点为0℃，在5℃，过冷水的比凝固焓，过冷水和冰的饱和蒸气压分别为，。今在100KPA下，有5℃1KG的过冷水变为同样温度、压力下的冰，设计可逆途径，分别按可逆途径计算过程的及。解设计可逆途径如下第二步、第四步为可逆相变，，第一步、第五步为凝聚相的恒温变压过程，，因此44该类题也可以用化学势来作，对于凝聚相，通常压力下，可认为化学势不随压力改变，即因此，323化学反应如下（1）利用附录中各物质的数据，求上述反应在25℃时的；（2）利用附录中各物质的数据，计算上述反应在25℃时的；（3）25℃，若始态CH4G和H2G的分压均为150KPA，末态COG和H2G的分压均为50KPA，求反应的。解（1）45（2）（3）设立以下途径46328已知水在77℃是的饱和蒸气压为41891KPA。水在101325KPA下的正常沸点为100℃。求（1）下面表示水的蒸气压与温度关系的方程式中的A和B值。（2）在此温度范围内水的摩尔蒸发焓。（3）在多大压力下水的沸点为105℃。解（1）将两个点带入方程得（2）根据CLAUSIUSCLAPEYRON方程（3）329水（H2O）和氯仿（CHCL3）在101325KPA下的正常沸点分别为100℃和615℃，摩尔蒸发焓分别为和。求两液体具有相同饱和蒸气压时的温度。解根据CLAUSIUSCLAPEYRON方程设它们具有相同蒸气压时的温度为T，则47324求证2对理想气体证明对理想气体，325证明（1）（2）对理想气体证明48对于理想气体，326求证（1）（2）对VANDERWAALS气体，且为定值时，绝热可逆过程方程式为证明49对于绝热可逆过程DS0，因此就VANDERWAALS气体而言积分该式327证明（1）焦耳汤姆逊系数（2）对理想气体证明50对理想气体第四章多组分系统热力学41有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为CB，质量摩尔浓度为BB，此溶液的密度为。以MA，MB分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数XB表示时，试导出XB与CB，XB与BB之间的关系。解根据各组成表示的定义42在25℃，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。求（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51当时4360℃时甲醇的饱和蒸气压是844KPA，乙醇的饱和蒸气压是470KPA。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℃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524480℃是纯苯的蒸气压为100KPA，纯甲苯的蒸气压为387KPA。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℃时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。解根据RAOULT定律45H2,N2与100G水在40℃时处于平衡，平衡总压为1054KPA。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40℃时的733KPA。已知40℃时H2,N2在水中的HENRY系数分别为761GPA及105GPA，求40℃时水中溶解H2,N2在的质量。解假设（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5346已知20℃时，压力为101325KPA的CO2（G）在1KG水中可溶解17G，40℃时同样压力的CO2（G）在1KG水中可溶解10G。如果用只能承受20265KPA的瓶子充装溶有CO2（G）的饮料，则在20℃条件下充装时，CO2的最大压力为多少才能保证此瓶装饮料可以在40℃条件下安全存放。设CO2溶质服从亨利定律。47A，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48液体B与液体C可形成理想液态混合物。在常压及25℃下，向总量N10MOL，组成XC04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ΔG,ΔS。解理想液态混合物中组分B的化学势为54因此，新混合物的组成为所以49液体B和液体C可形成理想液态混合物。在25℃下，向无限大量组成XC04的混合物中加入5MOL的纯液体C。求过程的ΔG,ΔS。解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41025℃时01MOLNH3溶于1DM3三氯甲烷中，此溶液NH3的蒸气分压为4433KPA，同温度时01MOLNH3溶于1DM3水中，NH3的蒸气分压为0887KPA。求NH3在水与三氯甲烷中的分配系数55解NH3在水与三氯甲烷中分配达到平衡时而溶质的化学势因此，当溶液中的NH3和气相中的NH3达平衡时由于因此，41120℃某有机酸在水和乙醚中的分配系数为04。今有该有机酸5G溶于100CM3水中形成的溶液。（1）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（2）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56解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（1）用40CM3乙醚萃取一次（2）每次用20CM3乙醚萃取，连续萃取两次412在某一温度下，将碘溶解于CCL4中。当碘的摩尔分数在001004范围内时，此溶液符合稀溶液规律。今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的两组数据如下5求是溶液中碘的活度及活度系数。解溶液中碘的化学势表达式为57气相中碘的化学势表达式为（假设理想气体行为）平衡时因此，由于在001004范围内时，此溶液符合稀溶液规律，则41410G葡萄糖（C6H12O6）溶于400G乙醇中，溶液的沸点较纯乙醇的上升01428℃。另外有2G有机物质溶于100G乙醇中，此溶液的沸点则上升01250℃。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5G苯中加入1376G联苯（C6H5C6H5），所形成溶液的沸点为824℃。已知纯苯的沸点为801℃。求（1）苯的沸点升高系数；（2）苯的摩尔蒸发焓。解416已知0℃，101325KPA时，O2在水中的溶解度为；N2在水中的溶解度为。试计算被101325KPA，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101325KPA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417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，求凝固点降低多少解容易导出质量分数和质量摩尔浓度间的关系59因此，418现有蔗糖（C12H22O11）溶于水形成某一浓度的稀溶液，其凝固点为0200℃，计算此溶液在25℃时的蒸气压。已知水的，纯水在25℃时的蒸气压为。解首先计算蔗糖的质量摩尔浓度由46知，质量摩尔浓度和摩尔分数有以下关系假设溶剂服从RAOULT定律，则此溶液在25℃时的蒸气压419在25℃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60420在20℃下将684G蔗糖（C12H22O11）溶于1KG的水中。求（1）此溶液的蒸气压。（2）此溶液的渗透压。已知20℃下此溶液的密度为。纯水的饱和蒸气压。解溶液的蒸气压、渗透压分别为421人的血液（可视为水溶液）在101325KPA下于056℃凝固。已知水的。求（1）血液在37℃时的渗透压；（2）在同温度下，1DM3蔗糖（C12H22O11）水溶液中需含有多少克蔗糖才能与血液有相同的渗透压。解根据已知条件稀水溶液条件下，因此稀水溶液时，渗透压与溶质的性质无关，第五章化学平衡6151已知四氧化二氮的分解反应在29815K时，。试判断在此温度及下列条件下，反应进行的方向。（1）N2O4100KPA,NO21000KPA（2）N2O41000KPA,NO2100KPA（3）N2O4300KPA,NO2200KPA解由JP进行判断526253已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下求下列反应的。解所给反应2X2–1，因此6354在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在3753K时的分压分别为47836KPA和44786KPA。将容器保持在3753K，经一定时间后，总压力减少至86096KPA，且维持不变。求下列反应的。解反应各组分物料衡算如下因此，56五氯化磷分解反应在200℃时的，计算（1）200℃，200KPA下PCL5的解离度。（2）摩尔比为15的PCL5与CL2的混合物，在200℃，101325KPA下，求64达到化学平衡时PCL5的解离度。解（1）设200℃，200KPA下五氯化磷的解离度为?，则（2）设混合物的物质量为N,五氯化磷的解离度为?，则平衡时因此，整理得到，将各数据代入，则57在994K，使纯氢气慢慢地通过过量的COOS，则氧化物部分地被还原为COS。出来的平衡气体中氢的体积分数。在同一温度，若用CO还原COOS，平衡后气体中一氧化碳的体积分数。求等物质的量的一氧化碳和水蒸气的混合物在994K下，通过适当催化剂进行反应，其平衡转化率为多少解两还原反应的化学计量式分别为65一氧化碳与水蒸气的反应显然，32–1，因此设一氧化碳和水蒸气的物质的量分别为N，平衡转化率为?，则因此，58在真空的容器中放入固态的NH4HS，于25℃下分解为NH3G与H2SG，平衡时容器内的压力为6666KPA。（1）当放入NH4HS时容器内已有3999KPA的H2SG，求平衡时容器中的压力。（2）容器内原有6666KPA的NH3G，问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS解反应的化学计量式如下由题给条件，25℃下66511已知29815K，CO（G）和CH3OH（G）的分别为110525KJMOL1及FM???67512已知25℃时AGCLS、水溶液中AG、CL的分别为109789KJ/MOL、77107KJ/MOL和RMG??13122KJ/MOL。求25℃下AGCLS在水溶液中的标准溶度积及溶解度S。K?解AGCLSAGCL68513体积为1DM3的抽空密闭容器中放有003458MOLN2O4G,发生如下分解反应N2O4G2NO2G50℃时分解反应的平衡总压为1300KPA。已知25℃时N2O4G和NO2G的分别为916RMH??KJ/MOL和3318KJ/MOL。设反应的0RP,MC??1计算50℃时N2O4G的解离度及分解反应的K?2计算100℃反应的K?℃时下列反应的KΘ8JMOLK1。计算RMS??COL2GCOGCL2G（1）100℃，总压为200KPA时，COCL2解离度；（2）100℃下上述反应的；RMH??（3）总压为200KPA，COCL2解离度01时的温度。设0。RP,M??解（1）设COCL2解离度为XCOL2GCOGCL2G起始时1MOL00平衡时1XXX517反应2NAHCO3SNA2CO3SH2OGCO2G在不同温度下的平衡总压如下表T/℃10P/KPA设反应的与温度无关。求RMH??（1）上述反应的；R?（2）LGP/KPA与T的函数关系式；70（3）NAHCO3的分解温度。解（1）??222RMRRMP/LN2LNHCRTLN'1LNTEQBBYOPYPKPP???????????????????????又因为由题给数据算出与对应的数值列表如下310/TK??LNP/KPA以LNP对1/T103作图，应得一直线LNP0310T?3NAHCO3S分解温度在P101325KPA时为??34276LGP1025KPA109T/K???T374K71518已知下列数据7374519工业上用乙基脱氢制苯乙烯C6H5C2H5GC6H5C2H3GH2G如反应在900K下进行，其151。试分别计算在下述情况下，乙苯的平衡转化率。K??（1）反应压力为100KPA；（2）反应压力为10KPA；（3）反应压力为100KPA，且加入水蒸气使原料气中水蒸气与乙苯的物质的量之比为101。在600℃、100KPA时下列反应达到平衡5221应用路易斯兰德尔规则及逸度因子图,求250℃,20265MPA下,合成甲醇反应COG2H2GCH3OHG的KΨ2已知250℃时上述反应的25899KJ/MOL，求此反应的；RMG??K?3化学计量比的原料气，在上述条件下达平衡时，求混合物中甲醇的摩尔分数。78第六章相平衡61指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。（1）I2S与其蒸气成平衡；（2）MGCO3S与其分解产物MGOS和CO2G成平衡；（3）NH4CLS放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3G和HCLG成平衡；（4）任意量的NH3G和H2SG与NH4HSS成平衡。（5）过量的NH4HCO3S与其分解产物NH3G、H2OG和CO2G成平衡；79（6）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）C1,P2,FC–P21–221（2）C3–12,P3,FC–P22–321（3）C3–1–11,P2,FC–P21–221（4）C3–12,P2,FC–P22–222（5）C4–31,P2,FC–P21–221（6）C3,P2,FC–P13–21263已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90℃时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯苯混合物5MOL，在90℃下成气液两相平衡，若气相组成为求（1）平衡时液相组成及系统的压力P。（2）平衡时气、液两相的物质的量解（1）对于理想液态混合物，每个组分服从RAOULT定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理8065已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为5422KPA和13612KPA。两者可形成理想液态混合物。取2000G甲苯和2000G苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃液态混合物。在恒温90℃下逐渐降低压力，问（1）压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何（2）压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何（3）压力为9200KPA时，系统内气液两相平衡，两相的组成如何两相的物质的量各位多少解原始溶液的组成为（1）刚开始出现气相时，可认为液相的组成不变，因此（2）只剩最后一滴液体时，可认为气相的组成等于原始溶液的组成（3）根据（2）的结果81由杠杆原理知，KPA下水A醋酸B系统的气液平衡数据如下。31000（1）画出气液平衡的温度组成图。（2）从图上找出组成为的气相的泡点。（3）从图上找出组成为的液相的露点。（4）1050℃时气液平衡两相的组成是多少（5）9KG水与30KG醋酸组成的系统在1050℃达到平衡时，气液两相的质量各位多少解（1）气液平衡的温度组成图为82（2）的气相的泡点为1103℃。（3）的液相的露点为1127℃。（4）1050℃时气液平衡两相的组成，。（5）系统代表点67已知水苯酚系统在30℃液液平衡时共轭溶液的组成为L1（苯酚溶于水），875；L2（水溶于苯酚），699。（1）在30℃，100G苯酚和200G水形成的系统达液液平衡时，两液相的质量各为多少（2）在上述系统中若再加入100G苯酚，又达到相平衡时，两液相的质量各变到多少83解（1）系统代表点，根据杠杆原理（2）系统代表点68水异丁醇系统液相部分互溶。在101325KPA下，系统的共沸点为897℃。气G、液L1、液L2三相平衡时的组成依次为700；87；850。今由350G水和150G异丁醇形成的系统在101325KPA压力下由室温加热，问（1）温度刚要达到共沸点时，系统处于相平衡时存在哪些相其质量各为多少（2）当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在哪些相其质量各为多少解相图见图（672）。（1）温度刚要达到共沸点时系统中尚无气相存在，只存在两个共轭液相。系统代表点为。根据杠杆原理（2）当温度由共沸点刚有上升趋势时，L2消失，气相和L1共存，因此8469恒压下二组分液态部分互溶系统气液平衡的温度组成图如附图，指出四个区域平衡的相及自由度数。解各相区已标于图上。L1,BINAL2,AINB自由度四个区域从上到下2121610为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在860KPA压力下用水蒸气蒸馏。已知在此压力下该系统的共沸点为80℃，80℃时水的饱和蒸气压为473KPA。试求（1）气相的组成（含甲苯的摩尔分数）；（2）欲蒸出100KG纯甲苯，需要消耗水蒸气多少千克解沸腾时系统的压力为860KPA，因此消耗水蒸气的量85611A–B二组分液态部分互溶系统的液固平衡相图如附图，试指出各个相区的相平
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