∴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,
在
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。