物理化学第六章课后答案完整版.docxVIP

第六章相平衡 指出下列平衡系统中的组分数^：，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(凝聚系统)。 解： (1) C = 1,P = 2,F = C - P + 2 = 1-2 + 2 = 1. C = 3-1 = 2,P = 3,F = C-P + 2 = 2-3 + 2 = 1. C = 3-1-1 = 1,P = 2,F = C-P + 2 = 1-2 + 2 = 1. C = 3-1 = 2,P = 2,F = C-P + 2 = 2-2 + 2 = 2. C = 3,P = 2,F = C-P + 1 = 3-2 + 1 = 2. 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90昭时的饱和蒸气压分别为＞；=54曷蛀日和 声二1319些日。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为阳。二° 3的甲苯■苯混合物5 mol,在90 V下成气-液两相平衡，若气相组成为无二°站哭求： 平衡时液相组成乌及系统的压力p。 平衡时气、液两相的物质的量点 解：(1)对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此 t 十 y _ Xe—B _ 式E 处 歹；十 - ￡ = 方瓦 一 g赤X54庭 _ 0占叩 b 药一(药一丈)曲 136.12- (136 12- 54.22)x0.4556 p = + 扇=0.75X54.22+ 0.25X136.12=74.70 kPa 系统代表点二° %根据杠杆原理 (y - x )n = (x - x )n B,g B,o g B,o B,l I n + n = 0.5 (0.4556 - 0.3 )n = ( 0.3 - 0.25 )n, n = 1.216mol 气=3.784mol 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。 解：因是纯物质的举组分相图，故C-l, 根据相律得 F 二 1—— 3 由图可知周中共有4个面（即单相区），即硫蒸气区怎泌J以下）、液体硫区 很向）、单斜硫区h商）、正交硫区（钢盘以L）.因为P-1,所以F-2,亦即系 统的T与刀均可在一定范围内独立改变。 图中共有6条线，线是两单相区的分界线，表示该两单相区共存线口 胖线正交硫硫蒸气 泌线单斜硫—硫蒸气 W线液体疏=疏蒸气 扳线单斜硫一^液体硫 cd线正交硫==液体硫 西线正交硫=三单斜硫 线既然表示两相共存，则由相律得 F-1-2+2-1 F=l,表示纯组分系统两相共存时，系统的T与p这两变量中，只有一个 町独立改变的，也就『与T之间具有某种函数关系口但相律却不能具体指出它 们之间存在何种函数关系， 图中有a.b.c三个点q 点是硫蒸气区，单斜硫区及正交硫区这二个单相 区的交点，故是这三相的共存点;同理估点是液体硫、单斜硫及硫蒸气的三相共 存点工点则是正交碗，单斜硫及液体硫的三相共存点，由相律F = 3-P可得， P二3,则F = 0,表明纯物质单组分系统最多只能有三相共存，而且还需在特定 的温度和压力的条件下，否则就不可能出现三相共存〉 已知甲苯、苯在90°C下纯液体的饱和蒸气压分别为kPa和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90C的液态混 合物。在恒温90C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 p TOC \o 1-5 \h \z 解:系统的总组成如设士为理想液态混合物中甲苯的摩尔分 1 刊 如“两苯的摩尔分数肃题意 《I _ 200/g2 妁朋 两?+心/财. = 200/92+2007^ 一°』双 I 土用=1 —口 = 0? 54 L2 ； 苯(B) （D90C下，混合物开始气化时总压W （总）及气相组成的 计算 拉鸟尔定律： P （总）=以珏+沮、 因刚升始产生气相，可认为平衡液相的组成与理想液态混合物的 总组成相等，即 I At0 .，. ?（总） = （54- 22X 0. 4588+136, 12X0^ 5412）kPa = 98, 54kFa 右也如* 心 小火54.22X0.4588 n 气相组成、儿=以意y=一一耘穴 °-2524 如=0, 7476 （2｝平衡系统只剩最后一滴液相时，总压及液相组成计算 此时可认为平衡气相