中南大学物化课后习题答案 3章 溶液体系热力学与化学势(3)

2019-02-15 13:43

∴yA= pA*xA/p = 125.238×0.596/101.325 = 0.737

则:yB= 1-yA = 0.263

18.已知293.15 K时纯苯的蒸气压为10.011 kPa,当溶解于苯中的HCl摩尔分数为0.0425时,气相中HCl的分压为101.325 kPa。试问293.15 K时,当含HCl的苯溶液的总蒸气压为101.325 kPa时,100 g苯中溶解多少克HCl??(答案:1.869×10 –3 kg) 解:按亨利定律pHCl= kHCl·xHCl

kHCl= pHCl/ xHCl=101.325/0.0425 = 2384 kPa

稀溶液的溶剂服从拉乌儿定律,因此 p = pC6H6 + pHCl= pC6H6*(1-xHCl)+ kHCl·xHCl

xHCl=(p-pC6H6*)/(kHCl-pC6H6*)

=(101.325-10.011)/(2384-10.011)= 0.0385

MHCl = 36.461 M C6H6=78.113 W C6H6=100g ∵xHCl=(WHCl/MHCl)/(WHCl/MHCl +W C6H6/M C6H6) ∴WHCl = MHCl·W C6H6·xHCl/[ M C6H6(1-xHCl)]

=36.461×100×0.0385/(78.113×0.9615)=1.869g

19.在1653K下,Cr-Ti合金的摩尔混合吉布斯自由能与摩尔分数的数据如下:?

0.09

0.19 0.27 0.37 0.47 0.62 0.78 0.89

/(J·mol-1)

3 393 5 326 5 991 6 565 6 904 6 828 5 929 4 058

试计算在1653K下

=0.47的液体合金中铬和钛的偏摩尔混合自由能。(答案:–6897 J·mol-1)

解:以

为横坐标,△mixGm为纵坐标作图,

为0.47处做切线,得两截距分别为 -5830和-8100 J·mol-1,即分别为Ti和Cr的偏摩

=0.47处Ti和Cr的偏摩尔混合自由能为:

尔自由能,则在

△G =-5830×(1-0.47)+(-8100)×0.47= -6897(J·mol-1)

20. 298 K时K2SO4在水溶液中的偏摩尔体积

由下式表示:?

?= (0.032280+0.01822

1/2

+2.22×10-53

)? dm·mol-1??

为K2SO4溶液的质量摩尔浓度,已知纯水的摩尔体积液中水的偏摩尔体积

=0.017 96 dm3·mol-1。试求该溶

的表示式。?(答案:17.96―0.10925m3/2―1.998×10 –7m2)

解:含1kg溶剂、浓度为m mol·kg-1的溶液中含水n1mol,含K2SO4为mmol。

V= n1+ n2=55.51+m

=55.56

+0.03228m+0.01822m3/2+2.22×10-5m2(1)

而:=

=0.03228+0.01822m1/2+2.22×10-5m (2)

所以:

+0.01822m1/2+2.22×10-5m)dm

当m = 0时,体系为纯水,这时V0 = 55.56×0.01796 = 0.9979 dm3 积分得:V = 0.9979 + 0.03228m+2/3×0.01822 m3/2 +1.11×10-5m2 = 0.9979 + 0.03228m+0.01215 m3/2+1.11×10-5m2 (3) 将(3)式代入(1)式得:

dm3·mol-1

21.在1200 K,Cu-Zn液体合金的摩尔混合热与摩尔分数的关系式为:

-1

?J·mol??

求黄铜中Cu和Zn的偏摩尔混合热的表示式。?(答案:–25524xZn2-21590 xZn3+10795 xZn2xCu2) 解:将Cu的偏摩尔混合热用?mixHCu表示;Zn的偏摩尔混合热用?mixHZn表示。

根据:?mixHCu=?mixHm-xZn(??mixHm /?xZn) 已知

(1-xZn)-10795 xZn(1-xZn)mixHm= -25524xZn·

2

故:

(??mixHm /?xZn)= -25524(-xZn+1-xZn)-10795[-

·2(1-xZn)+2(1-xZn)2·xZn]

= 25524 xZn- 25524 xCu+21590 xCu·-21590 ·xCu

所以:xZn(??mixHm /?xZn)= 25524-25524 xZn·xCu+21590 xCu·-21590·

则:?mixHCu= -22524-21590 xCu·+10795

?mixHZn=(mixHm-xCumixHCu)/ xZn

= 25524 xCu-10795 xZn·+25524 xZn·xCu+21590

·

+10795

·xZn-21590·xZn

= 25524-21590·xZn+21590

·

-10795 xZn·(1-xCu)

= -25524-21590·xZn+10795

·

22.在300 K时,液态A的蒸气压为37.33 kPa,液态B的蒸气压为22.66 kPa。当2 mol A和2 mol B混合后,液面上蒸气压为50.66 kPa,在蒸气中A的摩尔分数为0.60。假定蒸气为理想气体,(1)求溶液中A和B的活度及活度系数;(2)求该溶液的的

相比较。?

,且与组成相同假设为理想溶液

(答案:⑴aA = 0.814,aB = 0.894,,,⑵–1586 J,–6915 J)

解:(1),

(2)

= RT(nAlnaB+nBlnaB)= nARTlnaA·aB

= 2×8.314×300×ln(0.814×0.894) = -1586 J

id

= RT(nAlnxA+nBlnxB)

=2×8.314×300×ln(0.5×0.5) = -6915 J

23.在262.45 K时饱和KCl溶液(

=3.30 mol·kg-1)与纯冰平衡共存,已知水的凝固潜热为6025

J·mol-1,以273.15 K纯水为参考态,计算饱和溶液中水的活度。(答案:0.8975)

解:

所以:aA= 0.8975

24.实验研究铝在铁液与银液之间的分配平衡,在1873.15 K测量Fe-Al合金中Al的活度系数,结果在0<

<0.25范围内可用下式表示:

?

试求1873.15 K Fe-Al合金中,时Fe的活度。?(答案:0.754)

解:因为:

所以:

= 2.60(ln0.8+0.2)= -0.0602

25.证明若溶剂与溶质形成固溶体时,溶液的凝固点遵从下列方程式:?

式中和为溶剂A分别在液相和固相中的摩尔分数,为纯A的熔点, 为1 mol A由固溶体熔化进入溶液的熔化热。

证:此题可按教材中证明凝固点下降的方法证明,也可用另一种方法证明如下:

凝固点时溶液和固溶体中组元A的化学势相等。

设组元A的熔化热和熔化熵与温度无关,则

代入前式得:,原命题得证。


中南大学物化课后习题答案 3章 溶液体系热力学与化学势(3).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:2012福建省建筑结构设计若干规定

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: