衡水学院 《物理化学》 第四章 多组分系统热力学 作业及答案.doc

[192-3] 在25℃，1 kg水(A)中溶有醋酸(B)，当醋酸的质量摩尔浓度bB介于0.16 mol·kg-1和2.5 mol·kg-1之间时，溶液的总体积

求：⑴把水(A)和醋酸(B)的偏摩尔体积分别表示成bB的函数关系；
⑵bB = 1.5 mol·kg-1时水和醋酸的偏摩尔体积。
解：

⑵将bB = 1.5 mol·kg-1代入上式，得

√[192-4] 60℃时甲醇（A）的饱和蒸气压是 83.4 kPa，乙醇（B）的饱和蒸气压是 47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物中二者的质量分数各为0.5，求 60℃时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
解：已知kPa，kPa，
则，

√[192-5] 80℃时纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数y（苯）= 0.300，求液相的组成。
解：已知kPa，kPa，
由
可得

√[193-7] 20℃下 HCl 溶于苯中达平衡，当气相中HCl 的分压为 101.325 kPa 时，溶液中 HCl 的摩尔分数为 0.0425。已知 20℃时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa，若 20℃时HCl 和苯蒸气总压为101.325 kPa，求100 g苯中溶解多少克HCl。
解：已知kPa，当时，kPa
设 HCl 在苯中的溶解符合 Henry 定律
则
设当HCl 和苯蒸气总压为101.325 kPa时，溶液中 HCl 的摩尔分数为
则
即
解得=0.03847
代入数据有
解得=1.872 (g)
[193-12] 25℃下，由各为0.5mol的A和B混合形成理想液态混合物，试求混合过程的ΔmixV，ΔmixH，ΔmixS，ΔmixG。
解：ΔmixV = 0 ΔmixH = 0
ΔmixS = - R(nAlnxA + nBlnxB )
= -8.314×(0.5×ln0.5 + 0.5×ln0.5)
= 5.763 (J·K-1)
ΔmixG = RT(nAlnxA + nBlnxB )。
= 8.314×298.15×(0.5×ln0.5 + 0.5×ln0.5)
= -1718 (J)
[193-13] 液体B与液体C可形成理想液态混合物。在常压及25℃下，向总量 n = 10 mol，组成 xC = 0.4的B，C液态混合物中加入14 mol的纯液体C，形成新的混合物。求过程的ΔG，ΔS。
解：可设计如下途径：
6 mol B
+
4 mol C
+
14 mol C
⑴
⑵
6 mol B + 4 mol C
原理想混合物
+
14 mol C
6 mol B + 18 mol C
新理想混合物

方法一：

方法二：

[193-15] 在25℃向1 kg 溶剂 A(H2O)和0.4 mol 溶质B形成的稀溶液中又加入1 kg的纯溶剂，若溶液可视为理想稀溶液，求过程的ΔG。

[194-16] ⑴25℃时将0.568 g碘溶于50 cm3 CCl4中，所形成的溶液与500 cm3水一起摇动，平衡后测得水层中含有0.233 mmol的碘。计算碘在两溶剂中的分配系数K，。设碘在两种溶剂中均以I2分子形式存在；
⑵若25℃I2在水中的浓度是 1.33 mmol·dm-3，求碘在CCl4中的浓度。
解 ：⑴

⑵ mmol·dm-3
[195-26] 在 20℃ 下将68.4g蔗糖（C12H22O11）溶于1 kg的水中。求：
⑴此溶液的蒸气压。
⑵此溶液的渗透压。
已知20℃下此溶液的密度为1.024 g·cm-3。纯水的饱和蒸气压p* = 2.339 kPa。
解：⑴
⑵
[195-27] 人的血液（可视为水溶液）在101.325 kPa下于 - 0.56℃凝固。已知水的Kf = 1.86 K·mol-1·kg。求：
⑴血液在37℃时的渗透压；
⑵在同温度下，1 dm3蔗糖（C12H22O11）水溶液中需含有多少克蔗糖才能与血液有相同的渗透压。

[195-28] 在某一温度下，将碘溶解于CCl4中。当碘的摩尔分数x(I2)在0.01 ~ 0.04范围内时，此溶液符合稀溶液规律。今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的两组数据如下：
p(I2, g)/kPa
1.638
16.72
x(I2)
0.03
0.5

求x(I2) = 0.5时溶液中碘的活度及活度因子。
解：由于在 0.01~0.04 范围内时，此溶液符合稀溶液规律，则

即：
解得：
当x(I2) = 0.5时，
则

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