物理化学 第六章 第五版 高等教育出版社 天津大学 刘俊吉 周亚平 上册物理化学 第六章 第五版 高等教育出版社 天津大学 刘俊吉 周亚平 上册.docVIP

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。 （1）??? I2(s)与其蒸气成平衡； （2）??? CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡； （3）??? 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； （4）??? 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。 （5）??? 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）C = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. ????????? （2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C –P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. ????????? （3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. ????????? （4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C – P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. ????????? （5）C = 3, P = 2, F = C – P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2??????? 已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 °C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5 mol，在90 °C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 ????????????? 6.3??????? 单组分系统的相图示意如右图。 ?????? 试用相律分析途中各点、线、面的相 ?????? 平衡关系及自由度。 ?????? 解：单相区已标于图上。 ????????????? 二相线（F = 1）： ????????????? ????? ????????????? ????????????? ????????????? 三相点（F = 0）： ????????????? ?????? 图中虚线表示介稳态。 6.4??????? 已知甲苯、苯在90 °C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 °C的液态混合物。在恒温90 °C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92.00 kPa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 ????????????? ????????????? 由杠杆原理知， ????????????? 6.5??????? 25 °C丙醇(A) –水(B)系统气–液两相平衡时两组分蒸气分 压与液相组成的关系如下： 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 0.95 0.98 1 2.90 2.59 2.37 2.07 1.89 1.81 1.44 0.67 0 0 1.08 1.79 2.65 2.89 2.91 3.09 3.13 3.17 （1）??? 画出完整的压力-组成图（包括蒸气分压及总 压，液相线及气相线）； （2）??? 组成为的系统在平衡压力下，气-液两相平衡，求平衡时气相组成及液相组成。 （3）??? 上述系统5 mol，在下达到平衡时，气相、液相的物质的量各为多少？气相中含丙醇和水的物质的量各为多少？ （4）??? 上述系统10 kg，在下达平衡时，气相、液相的质量各为多少？ 解： （略） 6.6??????? 101.325 kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。 100 102.1 104.4 107.5 113.8 118.1 0 0.300 0.500 0.700 0.900 1.000 0 0.185 0.374 0.575 0.833 1.000 （1）??? 画出气-