物理化学课后习题答案-物理化学第8版课后答案 联系客服

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解:(1)体系的沸点-组成图如下:

(2)由图可得:物系点组成及液相组成分别为0.6、0.92及0.54,则有:

ng(0.92-0.60)=n1(0.60-0.54)

ngn1?60?54?0.19

92?60(3)0.92

(4)纯HNO3

13. 下列数据是乙醇和乙酸乙酯的混合溶液的标准压力p0及不同温度时,乙醇在互成平衡的气、液两相中的摩尔分数:

t / oC 77.15 75.0 71.8 71.6 72.8 76.4 78.3 x(乙醇)液 0.00 0.100 0.360 0.462 0.710 0.940 1.00 y(乙醇)气 0.00 0.164 0.398 0.462 0.600 0.880 1.00 (1) 以t对x(乙醇)作沸点组成图,画出气液平衡曲线。

(2) 当溶液的组成为x(乙醇)=0.75时,最初馏出物的组成是什么?经分馏后

剩下液体的组成是什么?上述溶液能否用分馏法得到纯乙醇和纯乙酸乙酯?

解:(1)设45oC时A、B的饱和蒸汽压分别为pA*、pB*,则有:

ln

pA?35000?101.3258.3141??1???

338.15318.15?? pA*=46.41kPa

由p=pA*xA+pB*xB=101.325,得pB*=115.05 kPa

出现第一个气泡时,液相的组成近似为原溶液的组成,即xB=0.6,xA=0.4,则: yA=

pA46.41?0.4==0.2118 p总46.41?0.4+115.05?0.6 yB=1-0.2118=0.7882

p总=pA*xA+pB*xB=87.61kPa

(2)当溶液几乎全部汽化,最后仅有一小滴液体时,气相的组成与原溶液的组成相同,即:yA=0.4,yB=0.6

pA*xAp总yA则有:yA= ?pB*xByBp总解得:xA=0.6230, xB=0.3770

46.41?0.6230体系的总压:p=?72.28kPa

0.414. 已知液体A和液体B可形成理想溶液,液体A的正常沸点为65℃,其汽化热为35kJ·mol-1。由2A和8B形成的溶液在标准压力p0下的沸点为45℃。

将xB=0.60的溶液置与带活塞的气缸中,开始时活塞紧紧压在液面上,在45℃下逐渐减小活塞上的压力。求:

(1) 出现第一个气泡时体系的总压和气泡的组成;

(2) 当溶液几乎全部汽化,最后仅有一小滴液体时液相的组成和体系的总

压。

3.79180.161 解:(1) 酯相:x水=

3.79100?3.79?1888x酯=1-0.161=0.839

p酯=22.13×0.839=18.56kPa

6.7588?0.0146 (2)水相: x酯=

6.75100?6.75?8818 x水=1-0.0146=0.985

p水=6.40×0.985=6.31kPa (3)p总=p酯+p水=24.87kPa

15. 水和乙酸乙酯是部分互溶的,设在3755℃时,二相互成平衡,其中一相含有6.75%酯,而另一相含水3.79%(都是重量百分浓度)。设Raoult定律适用与各相的溶剂,在此温度时纯乙酸乙酯的蒸汽压是22.13 kPa,,纯水的蒸汽压是6.40 kPa,。试计算:(1)酯的分压; (2)水蒸汽分压; (3)总蒸汽压。 解:

WH2OWB?p*H2OMH2OpB*MB

?0.45 0.55MB=

pH2O*MH2OWBPB*WH2O将pB*=p总-p*H2O=99.20-84.53=14.67kPa代入上式,得:

84.53?18?0.55 MB=?127g?mol?1

14.67?0.4516. 若在合成某有机化合物之后进行水蒸汽蒸馏,混合物的沸腾温度为95℃。 实验时的大气压为99.20 kPa,,95℃时水的饱和蒸汽压为84.53 kPa。馏出物 经分离、称重,知水的重量占45.0%。试估计此化合物的分子量。 17. 某二元凝集体系相图如右

(1) 试绘出分别从a、b、c、d、e各点开始冷却的步冷曲线; (2) 说明混合物d和e在冷却过程中的相变化。 解:(1)各点(见17题图对应体系的步冷曲线见下图:

(2)d?d1为液态混合物的恒压降温过程,d1点开始析出固态B ,d1?d2为固态B与溶液二相共存,d2点为固态B、固态E和溶液三相共存,d2?d3为固态E与溶液二相共存,d3以后为固态A与固态E二相共存。

e?e1为液态混合物的恒压降温过程,e1点开始析出固态B,e1?e2为固态B与

溶液二相共存,e2点为固态B、固态E和溶液三相共存,e2点以后为固态E的恒压降温过程。

18. 下表列出邻-二硝基苯和对-二硝基苯的混合物在不同组成的熔点数据 邻-二硝基苯(W/W) 完全溶化时温对-二硝基苯(W/W) 完全溶化时温度(℃) 度(℃) 100 173.5 40 125.2 90 167.7 30 111.7 80 161.2 20 104.0 70 154.5 10 110.6 60 146.1 0 116.9 50 136.6 (2) 绘制T-x图,并求测最低共熔混合物的组成; (3) 如果体系的原始总组成分别为含对-二硝基苯75%和45%,问用结晶法能

从上述混合物中回收得到纯对-二硝基苯的最大百分数为若干? 解:(1)T-x图如下。

由上图可知最低共熔混合物的组成为含对位化合物22.5%。 (2)设含对位化合物75%和45%的体系,冷却结晶可得到纯对位化合物的最大百分数分别为x、y,则:

75?22.5 x=?67.7%

100?22.545?22.5 y=?29.0%

100?22.5

19. KNO3-NaNO3-H2O体系在5℃时有一三相点,在这一点无水KNO3和无水NaNO3同时与一饱和溶液达到平衡。已知此饱和溶液含KNO3为9.04%(重量),含为40.01%(重量)。如果有一70g KNO3和30g NaNO3的混合物,欲用重结晶方法回收缩KNO3,试计算在5℃时最多能回收若干克?

30解:解:最多可回收KNO3为:70-?0.0904=63.4g 0.4101

20. 某温度时在水、乙醚和甲醇的各种三元混合物中二液层的组成如下: %(W/W)甲醇 0 10 20 30 %(W/W)水 液层(1) 93 82 70 45 液层(2) 1 6 15 40 根据以上数据绘制三组分体系相图,并指出图中的二相区。

第五章 电化学

1. 298.15K时,0.010mol.dm-3KCl水溶液的电导率为0.14114S.m-1,将此溶液充满电导池,测得其电阻为112.3Ω。若将该电导池改充以同浓度的某待测溶液,测得其电阻为2184Ω,试计算: (1)该电导池的电导池常数; (2)待测液的电导率; (3)待测液的摩尔电导率。

l解:电池常数???R?0.14114?112.3?15.85m?1

A?'???/R'??l??A?15.85?7.257?10?3S?m?1 2184?7.257?10?3?42?1?m???7.257?10S?m?mol

c0.01?1032. 查表计算,298.15K时0.01mol.dm-3醋酸溶液的无限稀释摩尔电导率,并计算

该条件下醋酸溶液的电离度和电离平衡常数。已知此醋酸溶液在一电导率常数为36.7m-1的电导池中测得的电阻为2220Ω。 解:查表得

?42?1 ???349.8?10S?m?molm(H)??42?1 ???40.9?10S?m?molm(Ac)??4???40.9?10?4?390.7?10?4S?m2?mol?1 m(HAc)?349.8?10由电导池常数和溶液的电阻可算得醋酸溶液的电导率

????/R??m?则醋酸的电离度

?l??A?36.7?0.01653S?m?1 2220?c?0.01653?42?1 ?16.53?10S?m?mol30.01?10?m16.53?10?4?????4.2300 ?4?m390.7?10醋酸的电离平衡常数为

?2c0.042320.01?0???1.87?10?5 K?1??c1?0.04231?3.298.15K

?时,水的离子积为

?1.008×10-14,已知该温度下

?42?1??42?1, ,求水的理论电导???349.8?10S.m?mol??198.0?10S.m.molm,Hm,OH率。