《物理化学》第四版 课后习题答案 周亚平 天津大学 下载本文

(2)从图中找出系统在外压101.325kPa下的共沸点;4 05060708090

7.3812.3319.9231.1647.3470.10

28.842.360.182.9112.4149.6(3)某组成为(含CCl4的摩尔分数)的H2O-CCl4气体混合物在101.325kPa

下恒压冷却到80°C

时,开始凝结出液体水,求此混合气体的组成; (4)上述气体混合物继续冷却至70°C 时,气相组成如何;

(5)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?

(2)外压101.325kPa下的共沸点为66.53°C 。

(3)开始凝结出液体水时,气相中H2O 的分压为43.37°C,因此

(4)上述气体混合物继续冷却至70°C 时,水的饱和蒸气压,即水在气相中 的分压,为31.16kPa,C

Cl4的分压为101.325–31.36=70.165kPa,没有达 到CCl4的

饱和蒸气压,CCl4没有冷凝,故(5)上述气体混合物继续冷却至66.53°C时,CCl4也凝结成液

体(共沸),此时H2O

和CCl4的分压分别为26.818kPa和74.507 kPa,因此

6.12A–B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。 解:单项区,:A和B的混合溶液l。 二相区: ,l1+l2;

,l2+B(s);,l1+A(s) ,l1+

B(s);,A(s)+B(s) 三项线: MNO, IJK,

LJ,凝固点降低(A) ,JM,凝固点降低(B),NV,凝固点降低 (B)

MUN,溶解度曲线。

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:(A+B,液态溶液,l)

(A+B,固态溶液,s) 二相区: (l1+s1) ,(l2+s2)

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

6.18利用下列数据,粗略地绘制出Mg-Cu二组分凝聚系统相图,并标出各区的 稳定相。Mg与Cu的熔点分别为648°C 、1085°C。两者可形成两种稳定化合物 Mg2C

u,MgCu2,其熔点依次为580°C、800°C。两种金属与两种化合物四者之间 形成三种低共熔混合物。低混合物的组成w( Cu)及低共熔点对应为:35%,380°C; 66%,560

°C;90.6%,680°C。 解:两稳定化合物的w(

Cu)分别为7.1用铂电极电解溶液。通过的电流为20A,经过15min后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的?(2)在的27?C,100kPa下的? 解:电极反应为

电极反应的反应进度为 因此:

7.2在电路中串联着两个电量计,一为氢电量计,另一为银电量计。当电路中 通电1h后,在氢电量计中收集到19?C、99.19kPa的;在银电

量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。 解:两个电量计的阴极反应分别为 电量计中电极反应的反应进度为 对银电量计对氢电量计

7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出 的,并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的 和。

解:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阴极区溶 液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量 之差:

7.4用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶 解下来的银与溶液中的反应生成,其反应可表示为

总反应为通电一定时间后,测得银电量计中沉积了,并测知阳极区溶液重 ,其中含。试计算溶液中的和。

解:先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变,量的改 变为

该量由两部分组成(1)与阳极溶解的生成,(2)从阴极迁移到阳 极

7.5用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含

。通电一定时间后,测得银电量计中析出,并测知阳 极区溶液重,其中含。试计算溶液中的 和。

解:同7.4。电解前后量的改变

从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为 因此,

7.6在一个细管中,于的溶液的上面放入

的溶液,使它们之间有一个明显的界面。令的电

流直上而下通过该管,界面不断向下移动,并且一直是很清晰的。以 后,界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。计算在 实验温度25?C下,溶液中的和。

解:此为用界面移动法测量离子迁移数 7.7已知25?C时溶液的电导率为。一电导 池中充以此溶液,在25?C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液,测得电阻为。计算(1)电 导池系数;(2)溶液的电导率;(3)溶液的摩尔电导率。 解:(1)电导池系数为 (2)溶液的电导率 (3)溶液的摩尔电导率

7.8已知25?C时溶液的电导率为。一电导池

中充以此溶液,在25?C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积 的浓度分别为,,和

的溶液,测出其电阻分别为,,

和。试用外推法求无限稀释时的摩尔电导率。 解:的摩尔电导率为 造表如下作图如下

无限稀释时的摩尔电导率:根据Kohlrausch方程 拟和得到

7.9已知25?C时, 。试 计算及。

解:离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系7.10已知25?C时溶液的电导率为。计算的解离度及解离常熟。所需离子摩尔电导率的数据见表 7.3.2。

解:的解离反应为 查表知

因此,7.1125?C时将电导率为的溶液装入一电导池中,测得其电阻 为。在同一电导池中装入的溶液,测得电阻为

。利用表7.3.2中的数据计算的解离度及解离常熟。 解:查表知无限稀释摩尔电导率为 因此,

7.12已知25?C时水的离子积,、和的 分别等于,和

。求25?C时纯水的电导率。

解:水的无限稀释摩尔电导率为

纯水的电导率7.13已知25?C时的溶度积。利用表7.3.2中的数据

计算25?C时用绝对纯的水配制的饱和水溶液的电导率,计算时要考虑水 的电导率(参见题7.12)。

解:查表知的无限稀释摩尔电导率为 饱和水溶液中的浓度为 因此,

7.14已知25?C时某碳酸水溶液的电导率为,配制此溶液的 水的电导率为。假定只考虑的一级电离,且已知其解离常 数,又25?C无限稀释时离子的摩尔电导率为,。 试计

算此碳酸溶液的浓度。

解:由于只考虑一级电离,此处碳酸可看作一元酸,因此,7.15试计算下列各溶液的离子强度:(1);(2) ;(3)。

解:根据离子强度的定义

7.16应用德拜-休克尔极限公式计算25?C时溶液中 、和。

解:离子强度7.17应用德拜-休克尔极限公式计算25?C时下列各溶液中的:(1) ;(2)。

解:根据Debye-Hückel极限公式 ,25?C水溶液中

7.1825?C时碘酸钡在纯水中的溶解度为。 假定

可以应用德拜-休克尔极限公式,试计算该盐在中溶液中的 溶解度。解

:先利用25?C时碘酸钡在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。由

于是稀溶液可近似看作,因此,离子强度为设在中溶液中的溶解度为,则 整理得到

采用迭代法求解该方程得

所以在中溶液中的溶解度为7.19电池在25?C时电 动势为,电动势的温度系数为。(1) 写出电池反应;(2)计算25?C时该反应的,以及电池恒温可逆放电时该 反应过程的。 解:电池反应为

该反应的各热力学函数变化为 7.20电池电动势与温度 的关系为

(1)写出电池反应;(2)计算25?C时该反应的以及电 池恒温可逆放电时该反应过程的。 解:(1)电池反应为(2)25?C时 因此,

7.21电池的电池反应为

已知25?C时,此电池反应的,各物质的规定