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1、物理化学第六章课后答案完整第六章 相平衡 6.1 指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。 I2(s)与其蒸气成平衡； CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡； 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； 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。 I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡。 解： C = 1, P = 2, F = C P + 2 = 12 + 2 = 1. C = 31 = 2, P = 3, F = CP + 2 = 23 + 2 = 1. C = 311 = 1,
2、 P = 2, F = CP + 2 = 12 + 2 = 1. C = 31 = 2, P = 2, F = CP + 2 = 22 + 2 = 2. C = 3, P = 2, F = CP + 1 = 32 + 1 = 2. 6.2 已知液体甲苯和液体苯在90时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为求： = 的甲苯-苯混合物5 mol，在90 下成气-液两相平衡，若气相组成为 平衡时液相组成及系统的压力p。 平衡时气、液两相的物质的量 解：对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此 系统代表点，根据杠杆原理 (yB,g-xB,o)ng=(xB,o-xB,l)
3、nlnl+ng=0.5(0.4556-0.3)ng=(0.3-0.25)nlng=1.216molnl=3.784mol6.3 单组分系统的相图示意如右图。试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度。 1 6.4 已知甲苯、苯在90下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90的液态混合物。在恒温90下逐渐降低压力，问 压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？ 压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？ 压力为92.00 kPa时，系统内气
4、-液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各位多少？ 2 3 4 5 6.6 101.325 kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。 100 0 0 102.1 0.300 0.185 104.4 0.500 0.374 107.5 0.700 0.575 113.8 0.900 0.833 118.1 1.000 1.000 画出气-液平衡的温度-组成图。 从图上找出组成为从图上找出组成为的气相的泡点。 的液相的露点。 105.0 时气-液平衡两相的组成是多少？ 9 kg水与30 kg醋酸组成的系统在105.0 达到平衡时，气-液两相的质量各为多少？ 解：气-液平衡的温度-
5、组成图为 的气相的泡点为110.3。 的液相的露点为112.7。 ，。 105.0时气-液平衡两相的组成 6 6.7 已知水-苯酚系统在30液-液平衡时共轭溶液的组成为：L1，8.75 %；L2，69.9 %。 在30，100 g苯酚和200 g水形成的系统达液-液平衡时，两液相的质量各为多少？ 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？ 解：系统代表点 ， 根据杠杆原理 7 6.8 水-异丁醇系统液相部分互溶。在101.325 kPa下，系统的共沸点为89.7 。气(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡时的组成依次为：70.0 %；8.7 %；85.0 %。今
6、由350 g水和150 g异丁醇形成的系统在101.325 kPa压力下由室温加热，问： 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？ 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？ 8 6.9 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，指出四个区域内平衡的相。 解：各相区已标于图上。 l1, B in A. l2, A in B. 6.10 为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在86.0 kPa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47.3 kPa。试求： 气相的组成； 欲蒸出100 k
7、g纯甲苯，需要消耗水蒸气多少千克？ 9 6.11 液体H2O(A)，CCl4(B)的饱和蒸气压与温度的关系如下： 两液体成完全不互溶系统。 绘出H2O-CCl4系统气、液、液三相平衡时气相中H2O，CCl4的蒸气分压对温度的关系曲线； 从图中找出系统在外压101.325 kPa下的共沸点； 某组成为的H2O-CCl4气体混合物在101.325 kPa下恒压冷却40 7.38 28.8 50 12.33 42.3 60 19.92 60.1 70 31.16 82.9 80 47.34 112.4 90 70.10 149.6 到80时，开始凝结出液体水，求此混合气体的组成； 上述气体混合物继续
8、冷却至 70时，气相组成如何； 上述气体混合物冷却到多少度时，CCl4也凝结成液体，此时气相组成如何？ 10 6.12 AB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衡关系，各条线所代表的意义，以及三相线所代表的相平衡关系。 11 6.13 固态完全互溶、具有最高熔点的A-B二组分凝聚系统相图如附图。指出各相区的相平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为a，b的样品的冷却曲线。 解：单项区：1 (A + B, 液态溶液, l) 4 (A + B, 固态溶液, s) 二相区：2 (l+ s), 3 (l + s) 上方曲线，液相线，表示开始有固溶体产生； 下方曲线，固相线，表示液态溶液开始消失。 冷却曲线如图所示 615 二元凝聚系统HgCd相图示意如图指出各个相区的稳定相，三相线上的相平衡关系。 质），再根据两个单相区夹着的区域便为该两单相区的共存区。如本题的附图是由两个具有转熔型的、二组分固态部分互溶凝聚系统相图组合而成的，因此有固溶体单相区存在。 12 13 14 15 623 指出图中二组分凝聚系统相图内各相区的平衡相，指出三相线的相平衡关系。 16
