物理化学课后习题第六章答案.doc
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1、第六章 相平衡6.1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。(1) I2(s)与其蒸气成平衡;(2) CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡;(3) NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡;(4) 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。(5) I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。解: (1)C = 1, P = 2, F = C P + 2 = 1 2 + 2 = 1. (2)C = 3 1 = 2, P = 3, F = C P + 2 = 2 3 + 2 =
2、 1. (3)C = 3 1 1 = 1, P = 2, F = C P + 2 = 1 2 + 2 = 1. (4)C = 3 1 = 2, P = 2, F = C P + 2 = 2 2 + 2 = 2. (5)C = 3, P = 2, F = C P + 1 = 3 2 + 1 = 2.6.2 常见的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3H2O(s),Na2CO37H2O(s)和Na2CO310H2O(s).(1)101.325kPa下,与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多能有几种?(2)20时,与水蒸气平衡的水合物最多可能有几种?解:(1)C = S R - R = 2 0
3、 0 =2 F = C P + 1 =2 P + 1= 3 P 0, 即P-21,那么能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多只有一种。(2)C = S R - R = 2 0 0 =2F = C P + 1 =2 P + 1= 3 P 0,即P-12,那么与水蒸气平衡的水合物最多可能有两种。6.4 单组分系统碳的想吐(示意图)如附图所示。(1)分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度数;(2)25,101.325kPa下,碳以什么状态稳定存在?(3)增加压力可以使石墨转换为金刚石。已知石墨的摩尔体积大于金刚石的摩尔体积,那么加压使石墨转换为金刚石的过程吸热还是放热?解:(1)OA线石墨
4、和金刚石的平衡 F=1OB线石墨和液相碳的平衡 F=1OC线金刚石和液相碳的平衡 F=1O点 石墨,金刚石和液相碳的三相平衡点 F=0A点 石墨和金刚石的不可区分点 B点 石墨和液相碳的不可区分点 C点 金刚石和液相碳的不可区分点(2)从相图上可直接读得,碳在25,101.325kPa时稳定存在的形式是石墨;(3)由克拉佩龙方程:若增加压力:,即 ,又有 ,那么可以得到,那么加压使石墨转换为金刚石的过程是放热过程。6.5 已知甲苯、苯在90 C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器
5、中,始态为一定压力下90 C的液态混合物。在恒温90 C下逐渐降低压力,问(1) 压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何?(2) 压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何?(3) 压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各位多少?解:原始溶液的组成为 (1)刚开始出现气相时,可认为液相的组成不变,因此 (2)只剩最后一滴液体时,可认为气相的组成等于原始溶液的组成 (3)根据(2)的结果 由杠杆原理知, 6.6 101.325 kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。100102.1104.4107.5113.8118.1
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