物理化学试题库(上册) 下载本文

设0°C时水与101.325 kPa的空气(其中N2和O2的物质的量之比为79:21)成平衡,试计算所成溶液的质量摩尔浓度。

24. 苯(A)与氯苯(B)形成理想混合物。二者的饱和蒸气压与温度的关系如表所示,设

它们的摩尔蒸发焓均不随温度而变。试计算苯和氯苯混合物在101.325 kPa,95°C沸腾时的液体组成。

t/°C 90 100

25. CH3COCH3(A)和CHCl3(B)的混合物,在28.15°C时,xA?0.713,蒸气总压为29.40

kPa,气相组成yA?0.818。在该温度时,纯B的饱和蒸气压为29.57 kPa。试求混合物中B的活度与活度因子(以纯液体为参考状态)。假定蒸气服从理想气体状态方程。 26. 35.17°C时,纯CH3COCH3(A)和纯CHCl3(B)的饱和蒸气压分别为45.93 kPa和

39.08kPa。两者组成的混合物摩尔分数为xB?0.5143时,测得A的分压为18.00kPa,B的分压为15.71 kPa。

1)以纯液体为参考状态,求A及B的活度和活度因子;

2) 已知B的亨利系数kx?19.7kPa。把B作为溶质,求B的活度和活度因子。 27. C6H5Cl(A)和纯C6H5Br(B)所组成的混合物可认为是理想混合物,在136.7°C时纯

氯苯的饱和蒸气压是115.1 kPa,纯溴苯的饱和蒸气压是60.4 kPa。设蒸气服从理想气体状态方程。

1) 某混合物组成为xA?0.600,试计算136.7°C时此混合物的蒸气总压及气相组成; 2) 136.7°C时,如果气相中两种物质的分压相等,求蒸气总压及混合物的组成; 3) 某混合物的政党沸点为136.7°C,试计算此时液相及气相的组成。

28. 20°C下HCl溶于苯中达平衡,气相中HCl的分压为101.325kpa,溶液中HCl的摩尔分

数为0.0425。已知20°C时苯的饱和蒸气压为10.0kpa,若20°CHCl和苯蒸气总压为101.325kpa,求100g苯中溶解多少HCl。

29. 苯的凝固点为278.68K。在100g苯中加入1g萘,溶液的凝固点降低0.4022K,试求萘

p*A/ kPa 135.06 178.65 *pB/ kPa 27.73 39.06 32

摩尔熔化焓。

30. 20°C时蔗糖(C12H22O11)水溶液的质量摩尔浓度bB=0.3mol?kg,在此温度下纯水的

密度为0.9982g?cm,试求渗透压。

31. 在25.00g水中溶有0.771g CH3COOH,测得该溶液的凝固点下降0.937°C。已知水的凝

固点下降常数为1.86K?kg?mol。另在20g苯中溶有0.611g CH3COOH,测得该溶液的凝固点下降1.254°C。已知苯的凝固点下降常数为5.12K?kg?mol。求CH3COOH在水和苯中的摩尔质量各为多少,所得结果说明什么问题。

32. 25℃,101325 Pa时NaCl(B)溶于1 kg H O(A)中所成溶液的V 与nB的关系为:

-1-1-3-1V=[1001.38+16.6253 nB +1.7738nB3/2 +0.1194nB2 ]cm3。

1) 求H2O 和NaCl的偏摩尔体积与nB的关系; 2) 求nB =0.5mol时H2O 和NaCl的偏摩尔体积; 3) 求无限稀释时H2O 和NaCl的偏摩尔体积。 33. 确定下列各系统的组分数、相数及自由度:

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)

C2H2O5与水的溶液;

CHCl3溶于水中、水溶于CHCl3中的部分互溶溶液达到相平衡; CHCl3溶于水、水溶于CHCl3中的部分互溶溶液及其蒸气达到相平衡; CHCl3溶于水、水溶于CHCl3中的部分互溶溶液及其蒸气和冰达到相平衡; 气态的N2,O2溶于水中且达到相平衡;

气态的N2,O2溶于C2H2O5的水溶液中且达到相平衡;

气态的N2,O2溶于CHCl3与水组成的部分互溶溶液中且达到相平衡; 固态的CH4Cl放在抽空的容器中部分分解得气态的NH3和HCl,且达到平衡; 固态的CH4Cl与任意量的气态NH3和HCl达到平衡。

34. 已知水在77°C时的饱和蒸气压为41890Pa,水在101325Pa下的正常沸点为100°C,求:

1) 表示水的蒸气压与温度关系的方程式中lg(p/pa)=?A/T+B的A和B的值; 2) 在此温度范围内水的摩尔蒸发焓; 3) 在多大压力下水的沸点为105°C;

35. 将装有0.1mol乙醚(C2H5)2O(l)的小玻璃瓶放入容积为10dm3的恒容密闭真空容器

中,并在35.51°C的恒温槽中恒温。35.51°C为乙醚在101.325kpa下的沸点。已知在此

33

条件下乙醚的摩尔蒸发焓ΔvapHm=25.104KJ·mol-。今将小玻璃瓶打破,乙醚蒸发至平衡

1

态,求:

1) 乙醚蒸气的压力;

2) 过程的Q,ΔU,ΔH,ΔS,ΔA,ΔG。

36. 苯(A)和氯苯(B) 形成理想溶液。二者的饱和蒸气压与温度的关系见表格,设它们

的摩尔蒸发焓均不随温度而变。试计算苯和氯苯溶液在101325 Pa、95℃沸腾时的液体组成。

t / ℃ 90 100

37. 设苯和甲苯组成理想溶液。20℃时纯苯的饱和蒸气压是9.96kPa,纯甲苯的饱和蒸气压

是2.97 kPa。把由1 mol 苯(A)和4 mol 甲苯(B)组成的溶液放在一个带有活塞的圆筒中,温度保持在20℃。开始时活塞上的压力较大,圆筒内为液体。若把活塞上的压力逐渐减小,则溶液逐渐汽化。 1) 求刚出现气相时蒸气的组成及总压;

2) 求溶液几乎完全汽化时最后一滴溶液的组成及总压;

3) 在汽化过程中,若液相的组成变为xA=0.100,求此时液相及气相的数量。 38. 醋酸(B)和水(A)的溶液的正常沸点与液相组成、气相组成的关系如下:

t / ℃

100 0 0

102.1 0.300 0.185

104.4 0.500 0.374

107.5 0.700 0.575

113.8 0.900 0.833

118.1 1 1

*pA/kPa

*pB/kPa

135.06 178.65

27.73 39.06

xB xA

1) 试作101325kPa下的恒压相图; 2) 由图确定xB?0.800时溶液的沸点; 3) 图确定yB?0.800时蒸气的露点; 4) 图确定105℃时平衡的气、液相组成;

5) 把0.5mol B和0.5mol A所组成的溶液加热到105℃,求此时气相及液相中B物质的

34

量。

39. Ca(B) 和Mg(A) 能形成稳定化合物。该二元系的热分析数据如下:

wB

冷却曲线转折点温度/℃ 冷却曲线水平段温度/℃

1) 画出相图;

2) 求稳定化合物的组成;

0

0.10 0.19 0.46 0.55 0.65 0.79 0.90 610

514 514

700 514

721 721

650 466

466 466

725 466

1 843

651 514

3) 将wB?0.40的混合物700 g 熔化后,冷却至514℃前所得到的固体最多是多少? 40. 苯和萘的熔点分别为5.5℃和79.9℃,摩尔熔化热分别为9.837kJ?mol和

-119.08kJ?mol-1,苯和萘可形成低共熔混合物的固相完全不互溶系统,求出该系统的低

共熔点的组成和温度,并给出相图草图(设溶液是理想的)。

41. A和B可形成理想液态混合物,在80℃,有A与B 构成的理想混合气体,其组成为yB,

在此温度下,等温压缩到p总1?66.65kPa时,出现第一滴液滴,其液相组成

xB1?0.333,继续压缩到p总2?75.0kP,a刚好全部液化,最后一气泡的组成yB2?0.667。

1) 求在80℃时,纯A与纯B的饱和蒸气压与最初的理想混合气体的组成。

2) 根据以上数据,画出80℃时A与B的压力-组成示意图,并标出各区域的相态与自由度数。

42. 有两种物质A、B,其熔点分别为80℃、150℃,能形成稳定化合物AB(熔点为100℃)

及不稳定化合物AB3,AB3于110℃时分解,得到固体B及含B为0.68(摩尔分数,下同)的液态混合物。已知该系统有两个最低共熔点(0.18,70℃),(0.54,96℃)。 1) 2)

试画出该系统相图的大致形状;

有1mol(含xB=0.80)的混合物冷却,问首先析出的物质是什么?最多可得到多少

该物质?

35