物理化學上冊習題完全解（高等教育出版社第五版）物理化學上冊習題完全解（高等教育出版社第五版）#AGe(298.15K)=AHe(298K)-298.15KxASe(298.15K)rmrmrm={-200.7-(-110.52)-298.15x(239.51-2x130.68-197.67)x10-3}kJ-mol-1=-24.73kJ-mol-1InKe=-AGe[298K]/(Rx298.15K)=24.73x103/(8.314x298.15)=9.976rmKe=2.15x10421在高溫下水蒸氣通過灼熱的煤層，按下式生成水煤氣：C(石墨)+HO(g)=H(g)+CO(g)

22若在1000K及1200K時，Kg分別為2.505及38.08,試計算此溫度范圍內(nèi)平均反應(yīng)熱△H及在1100K時反應(yīng)的標準平衡常數(shù)Kg。rm解：.KeAHln—2Ke1■21TT丿21解：.KeAHln—2Ke1■21TT丿21AH=

rmKeRln—2T-TKe211TT21(1200X1000lnKe(1100K)=lnKe(1000K)+r~m38.08Ax8.314ln11200-10002.505丿AH(1100—1000AI1100X1000丿J-mol-1=135.8kJ-mol-1=5+8.314135.8x103(1100-1000A11100x1000丿=2.4035-22在100「C下，下列反應(yīng)5-22在100「C下，下列反應(yīng)COCl2(g)CO(gZ2(g)的Ke=8.1x10-9,ASe(373K)=125.6J-mol-1-K-1。計算：(1)100C、總壓為200kParm時cocl的離解度；(2)100C上述反應(yīng)的AHe;(3)總壓為200kPa、coclrm2rm2rm離解度為0.1%時之溫度，設(shè),AC=0。解：(1)設(shè)coci的離解度為a2coci2(g)CO(gZ2(g)(1一a)molamolamoln=(1+a)mol總KeaKea21-a2pea28.1x10-9=x21-a2a=6.37x10-5AGe=-RTlnKe={-8.314x373.15ln(8.1x10-9)}J-mol-1=57.84kJ-mol-1rm

AHe=AGe+TASermrmrm={57.84+373.15x125.6x10-3}kJ-mol-1=105kJ-mol-1AHe為常數(shù)rmK。=旦K。=旦x2“221-a2peP

pe=10-6x2x101.325/100=2.0x10-6lnKeKelnKe8.314KelnKeKelnKe8.314Ke373.15104.7x103ln2.0x10-68.1x10-9=446K23反應(yīng)2NaHCO(s)=NaCO(s)+HO(g)+CO(g)3322在不同溫度時的平衡總壓如下：t/c30507090100110p/kPa0.8273.99915.9055.2397.47167.0設(shè)反應(yīng)的AHe與溫度無關(guān)。Tm求：(1)上述反應(yīng)的AHe;(2)lg(p/kPa)與T的函數(shù)關(guān)系式;Tm(3)NaHCO(s)的分解溫度。3解：(1)題目給反應(yīng)的Ke=〔P丿212Pe>lgKe=珂盤丿-AlgKe=珂盤丿-ArHm+C2.303RTlg(p/kPa)=-AHe4.606RT卜(C'+lg2pe)=-AHerm+C4.606RT由題目給數(shù)據(jù)算出1/T及對應(yīng)的lg(p/atm)列表如下:(K/T)1033.2993.0952.9142.7542.6802.610

p/kPa0.8273.99915.9055.2397.47167.0lg(p/kPa)-0.08250.60201.20141.74221.98892.2227rm-=—x103=-3.333x103rm-=—x103=-3.333x103由圖可見，直線的斜率為m二4.606RK2.82-2.97AH0=-4.606RmK={4.606x8.314x(-3.333x103)}J-mol-1=128kJ-mol-1rm(2)lg(p/kPa)=_A址+C=+C4.606RTT/K取圖中的T、p值代入上式，可以算出：c=10.899；故lg(p/kPa)=±3+10899T/K（3）p=101?325kPa時對應(yīng)的T稱為NaHCO）的分解溫度3T=374Klg(101.325/kPa)=—3333T=374KT/K24在454?475K溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)2CHOH(g)=CHCOOCH(g)+2H(g)253252的標準平衡常數(shù)K&與T的關(guān)系式如下：K0=-2100+467gT/K'已知473K時乙醇的ah0=-235.34kJ.mol-1。求乙酸乙酯的aH0(473K)0解：題目給反應(yīng)的m解：題目給反應(yīng)的AH0在454?475K溫度范圍內(nèi)與T無關(guān)rm-AH0/2.303RK=-2100AH9=2100x2.303x8.314J-mol-1=40.202kJ-mol-1TOC\o"1-5"\h\zrmrmAH0=AH0(CHCOOCH)-2AH0(CHOH)rmfm525fm25AH0(CHCOOCH)={40.202+2(-235.34)}kJ-mol-1=-430.5kJ-mol-1fm52525已知下列數(shù)據(jù)C/(J?mol-1?K-1)=a+b(T/K)+cp，m物質(zhì)AH0(298K)fmkJ-mol-1S0(298K)(T/K)2mJ-mol-1-K-1abx103cx106CO(g)-110.52197.6726.5377.6831-1.172H(g)20130.6826.884.347-0.3265CHOH3-200.7239.818.40101.56-28.68(g)求反應(yīng)Co（g）+2H（g）=CHOH（g）的IgK。與T的函數(shù)關(guān)系式及3009時的K°。23解：根據(jù)題目給的數(shù)據(jù)，計算如下：AH0=(-200.7+110.52)kJ?mol-1=—90.18kJ?mol-1rmAS0=(239.8一197.67一2x130.68)x10-3kJ-mol-1-K-1=-0.219kJ-mol-1-K-1rmAGe=AH0—298.15KAS0={-90.18—298.15x(—0.219)}kJ-mol-1rmrmrm=-24.885kJ-mol-1lnK0=-AG0/(RT)=24885/(8.314x298.15)=10.039298rm△a=(18?40一26?537一226?88)J?mol-i?K-i=-61.897J?mol-i?K-i△b=(101.56-7?6831-2x4.347)x10-3J?mol-i?K-i=85.183x10-3J?mol-i?K-i△c=(-28.68+1.172+2x0.3265)x10-6J?mol-i?K-i=-26.855x10-6J?mol-廣K-1AH=AH+AaT+1AbT2+1AcT3rm023將aH0(298K)、△a.^b及Ac值帶土上式后可得rmAH=-75274.3J-mol-1+AaT+1AbT2+1AcT3rm23將此式代入下式中“inK0=AXdTRT2積分可得

75274.3(1InK975274.3(1InK9一InK9=2988.314(T298.15K丿Aa+萬(lnT-喚⑸+Ab(T-298.15K)+Ac[T2-(298.15K)2]2R6R將inK9、R.^a.Ab及Ac值代入上式，并換成常用對數(shù)，整理后可得298igK9=igK9=3932T/K—7.445lg(T/K)+2.225x10-3(T/K)—0.2338x10-6(T/K)2+8.94當T=573.15K時由上式可得igK9=-3.5376所以Ke=2?90X1O-4所以5-26反應(yīng)3CuCi(g)=CuCl(g)的AG9與T的關(guān)系如下33rmAG9/(J?mol-1)=-528858-52.34(T/K)lg(T/K)+438.2(T/K)rm求：(1)2000K時此反應(yīng)的AH9、AS9；rmrm(2)此反應(yīng)在2000K、101?325kPa下平衡混合物中CuCl的摩爾分數(shù)。33解：(1)(SAG9/ST)=-AS9={-52.34lg(T/K)rmprm-52.34(T/K)dlg(T/K)/d(T/K)+438.2}J?mol-1?K-1(T/K)dig(T/K)/d(T/K)=dig(T/K)/din(T/K)=1/2.303AS9={-52.34lg(T/K)+52.34/2.303-438.2}J?mol-1?K-1rm={-52.34lg(T/K)-415.5}J?mol-1?K-1當T=2000K時AS9={-52.34lg2000-415.5}J-mol-1-K-1=-242.7J-mol-1-K-1rmAG9=1990.18J-mol-1rmAH9=AG9+TAS9rmrmrm={19990.18+2000x(-242.7)}J-mol-1=-483.4kJ-mol-12)K9y2)K9y(1-y)3=exp{-AG9/(RT)}rmy(1-y)3y(1-y)3(100A2=exp{-1990.18/(8.314x2000)},101.325丿=0.911上述方程式的形式簡單，可用累試法求其近似根，因摩爾分數(shù)y小于1,

故可先從0.5試起，結(jié)果可得y=0.30535-27工業(yè)上用乙苯脫氫制苯乙烯C6H5C2H5（g尸C6H5C2H3（g"H2（g）如反應(yīng)在900K下進行，其Kg=1.51。試分別計算在下述情況下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率：（1）反應(yīng)壓力為100kPa時；（2）反應(yīng)壓力為10kPa時；（3）反應(yīng)壓力為101?325kPa，且加入水蒸氣使原料氣中水與乙苯蒸氣的物質(zhì)的量解：（1）之比為10:解：（1）C6H5C2H5(g嚴C6H5C2H3(g)+H2(g)初始物質(zhì)的量1mol平衡物質(zhì)的量（1-a）mol初始物質(zhì)的量1mol平衡物質(zhì)的量（1-a）molamolamoln=(1+a)mol總a2pa2100K9=xn1.51=xna=77.6%解得a=96.8%1-a2p91-a2解得a=96.8%⑵1.51=旦x匹1-a2100101.325100⑶n總=101.325100K9=x^~n1.51=(1-a)(11+a)p9(1-a)(11+a)2.52a2+15.1a-16.61=0a=94.9%5-28在一個抽空的燒瓶中放很多的NHC1(s),當加熱到3409時，固4態(tài)NHC1仍然存在，此時系統(tǒng)的平衡壓力為104?67kPa;在同樣的情況下，4若放入NHI（s）,則量得的平衡壓力為18.846kPa，試求固態(tài)NHC1和固態(tài)44NHI的混合物在3409時的平衡壓力。假設(shè)HI不分解，且此二鹽類不形成4解：固溶體。解：pp=(104.67/2)2kPa2=2739kPa2NH3HClpp=(18.846/2)2kPa2=88.79kPa2NH3HI

p=p+pNH3HClHI以上三式聯(lián)立求解得：p=1.68kPa，p=51.8kPapHIpHCl于是p=2()=106.96kPa總PNH3+PHCl+PHI=2(PhCI+PHI)5-29已知25￡水溶液中甲酸HCOOH和乙酸HAc的標準離解常數(shù)k0分別為1.82X10-4和1.74X10-5。求下列溶液中氫離子的質(zhì)量摩爾濃度b(H+)。b=1mol?kg-1的甲酸水溶液；b=1mol?kg-1的乙酸水溶液；(3)質(zhì)量摩爾濃度均為b=1mol?kg-1的甲酸和乙酸混合溶液。計算結(jié)果說明什么。解：(1)b=1mol?kg-1的甲酸水溶液，離解平衡為HCOOH=HCOO-+H+1mol?kg-1-xxxK0=1.82K0=1.82x10-4(x/b0)2

(1mol-kg-1一x)/b0?(x/b0)2x/b0沁、1.82x10-4=1.34x10-2x=1.34x10-2mol-kg-1=b(H+)(2)b=1mol?kg-1的乙酸水溶液;HAc—-Ac-+H+(x/b0)2(x/b0)2K0=1.74x10-5=沁(x/b0)2(1mol-kg-1一x)/b0x/b0q、17.4x10-6=4.17x10-3x=4.17x10-3mol?kg-1=b(H+)質(zhì)量摩爾濃度均為b=1mol?kg-1的甲酸和乙酸混合溶液:HCOOH=HCOO-+H+(1)1mol?kg-i-xxx+yHAc—-Ac-+H+(2)1mol?kg-i-yyx+y因為Ko2=1.82x10-4=1.74x10-5x<<1mol-kg-1'(x/bo){(x+y)/bo}(1mol-kg-i一x)/bo(y/b){(x+y)/bo}(1mol-kg-1一y)/boy<x<<1mol-kg-19(a)(b)(1mol-kg-1一x)/boa19(1mol-kg-1一y)/boa1于是有1.82x10-4=(x/bo){(x+y)/bo}(c)1.74x10-5=(y/bo){(x+y)/bo}(d)立式，解^得y=1.23x10-3mol-kg-1，x=1.289x10-2mol-kg-1所以b(H+)=x+y=(1.289x10-2+1.23x10-3)mol-kg-1=1.412x10-2mol-kg-15-30(1)應(yīng)用路易斯-蘭德爾規(guī)則及逸因子圖，求250￡、20?265MPa下，合成甲醇反應(yīng)的K；CO(g)+2H(g)=CHOH(g)23(2)已知250°C時上述反應(yīng)的AGo=25?899kJ?mol-i，求此反應(yīng)的K。；rm在上述條件下達到平衡時，求混合物中甲3)化學計量比的原料氣，醇的摩爾分數(shù)。解：(1)CO的對比參數(shù)為：T=T/T=523.15/132.92=3.94rC查得p=20.265/3.499=5.79r申=1.09COH的對比參數(shù)為：2T=T/(T+8K)=523.15/(33.25+8)=12.7rCp=p/(p+0.8106MPa)=20.265/(1.297+0.8106)=9.62rc查得T=T/T=523.15/512.58=1.02rCp=20.265/8.10=2.50查得r9CH查得T=T/T=523.15/512.58=1.02rCp=20.265/8.10=2.50查得r9CH3OH=0.38K=99CH3OHCO/(9-92)=0.38/(1.09x1.082)=0.299H2⑵lnKe=_AGe/(RT)=-25899/(8.314x523.15)=-5.9545mKe=2.59x10-33)CO(g)+2H(g)=2CHOH3g)初始物質(zhì)的量1mol2mol平衡物質(zhì)的量1-x)mol2-x)molmoln總=(3-2x)9=1.08H2CHOH(g)的對比參數(shù)為:3molKe=x(3—2x)2

4(1—x)3x(3—2x)2,Kx(3—2x)2,Ke(1—x)3K92.59x10-3(202.65\2=4x0.2991101.325丿2=1386用累試法求上述方程的近似根。因OVxVI,故可從0.5試起，結(jié)果可得x=0.9023所以y(甲醇)=x/(3—2x)=0.755第六章相平衡1指出下列平衡系統(tǒng)中的組分數(shù)C,相數(shù)P及自由度數(shù)F：I(s)與其蒸氣成平衡；2CaCO(s)與其分解產(chǎn)物CaO(s)和CO(g)成平衡；32NHHS(s)放入一抽空的容器中，并與其分解產(chǎn)物NH(g)和HS(g)成432平衡；取任意量的NH3(g)和H2S(g)與NH4HS(s)成平衡；I作為溶質(zhì)在兩不相互溶液體HO和CCl中達到分配平衡(凝聚系224統(tǒng))。解：(1)S-R-疋=1-0-0=1；P=2；F=C-P+2=1(2)S-R-疋=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1S-R-R，=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1S-R-R=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2S-R-r，=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=22已知液體甲苯(A)和液體苯(B)在90￡時的飽和蒸氣壓分別為ps=54.22kPa和ps=136.12kPa。兩者可形成理想液態(tài)混合物。今有系統(tǒng)組成為ABx=0.3的甲苯-苯混合物5mol,在90￡下成氣-液兩相平衡，若氣相組成B,0為y=0.4556，求：(1)平衡時液相組成兀及系統(tǒng)的壓力P；(2)平衡時氣、BB液兩相的物質(zhì)的量n(g)，n(l)。解：(1)理想液態(tài)混合物，A、B均適用拉烏爾定律，故有p=p+p=ps(1-x)+psx=54.22kPa(1-x)+136.12kPax(1)ABABBBBB

y=0.4556=p/p=psx/p=136.12kPaxx/pBBBBB由式(1)及式(2)得p=54.22kPa(1-x)+136.12kPaxBB0.4556=136.12kPaxx/p聯(lián)立式（3）與式（4），解得聯(lián)立式（3）與式（4），解得p=74.70kPa，xB=0.25002）3）（4）2）根據(jù)杠桿規(guī)則n(l)=y-n(l)=y-xbbon=y-x

BB0.4556-0.3000「,x5mol=0.4556-0.25003.784moln(g)=n-n(l)=(5-3.784)mol=1.216mol2單組分系統(tǒng)硫的相圖示意如下.試用相律分析相圖中各點、線、面的相平衡關(guān)系及自由度數(shù)。試用相律分析相圖中各點、線、面的相平衡關(guān)系及自由度數(shù)。交硫與硫蒸氣平衡共存；yb線表示正交硫與液體硫平衡共存；zc線表示液體硫與硫蒸氣平衡共存；xy線表示正交硫與單斜硫平衡共存；xz線表示單斜硫與硫蒸氣平衡共存；zy線表示單斜硫與液體硫平衡共存。還有三條兩相亞穩(wěn)態(tài)平衡線：Ox線是ax線的延長線，表示正交硫與硫蒸氣平衡兩相亞穩(wěn)態(tài)共存；Oy線是yb線的延長線，表示正交硫與液體硫兩相亞穩(wěn)態(tài)平衡共存；Oz線是zc線的延長線，表示液體硫與硫蒸氣兩相亞穩(wěn)態(tài)平衡共存；若P=3，則F=0,三相平衡共存在圖表現(xiàn)為點，稱為三相點，共有4個

三相點，即：X點表示正交硫、單斜硫與硫蒸氣平衡共存；z點表示液體硫、單斜硫與硫蒸氣平衡共存；y點表示正交硫、單斜硫與液體硫平衡共存；O點表示正交硫、液體硫與硫蒸氣平衡共存，不過O點平衡是不穩(wěn)定平衡，會自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相—單斜硫。4已知甲苯、苯在90￡下純液體的飽和蒸氣壓分別為54?22kPa和136?12kPa。兩者可形成理想液態(tài)混合物。取200?0g甲苯和200?0g苯置于帶活塞的導熱容器中，始態(tài)為一定壓力下90￡的液態(tài)混合物。在恒溫90￡下逐漸降低壓力，問：(1)壓力降到多少時，開始產(chǎn)生氣相，此氣相的組成如何？(2)壓力降到多少時，液相開始消失，最后一滴液相的組成如何？(3)壓力為92?00kPa時，系統(tǒng)內(nèi)氣、液兩相平衡，兩相組成如何？兩相的物質(zhì)的量各多少？解：(1)與開始產(chǎn)生氣相平衡的液相，其組成同原始液態(tài)混合物，所以氣相的壓力為p=p*x+p*x1-p=p*x+p*x1-1--h+--h+-1-匚口-h+-匚口-h+-苯苯甲苯甲苯氣相組成為200/78200/92136.12x……+54.22xI200/78+200/92200/78+200/92丿=98.54kPa200/78136.12x(200/78+200/92丿kPa+98.54=0.74762)與最后一滴液相平衡的氣相，其組成同原始液態(tài)混合物y=p*y=p*x/p;苯苯苯p=p*甲苯+(p*-p*苯甲苯)x上兩式聯(lián)立解得：p上兩式聯(lián)立解得：p*y甲苯苯p*-(p*-p*)y苯苯甲苯苯54.22x200/78200/78+54.22x200/78200/78+200/92136.12-(136.12-54.22)x200/78200/78+200/92=0.3197p=p*+(p*—p*)x=[54.22+(136.12—54.22)0.3197]kPa=80.40kPa丄丄B丄去上丄B-M--h+-甲苯苯甲苯苯(3)p=p*+(p*-p*)x丄(3)p=p*+(p*-p*)x丄丄B-M-丄去上丄B-M--h+-甲苯苯甲苯苯92.00-54.22136.12-54.22=0.4613y=p*x/p=136.12x0.4613/92.00=0.625苯苯苯原始液態(tài)混合物的組成為200/78X苯—200/78+200/92一0.541n0.541-0.4613n0.6825-0.541ln+n=gl(200200\+I7892聯(lián)立解得：n=1.709mol,n=3.022molgl525^丙醇（A）-水（B）系統(tǒng)氣-液兩相平衡時兩組分蒸氣分壓與液相組成的關(guān)系如下：xB00.10.20.40.60.80.950.981p/kA2.902.592.372.071.891.811.440.670PaPB/k01.081.792.652.892.913.093.133.17Pa1）畫出完整的壓力-組成圖（包栝蒸氣分壓及總壓，液相線及氣相線）；（2）組成為x=0.3的系統(tǒng)在平衡壓力p=4.16kPa下，氣-液兩相平衡，B,0求平衡時氣相組成y及液相組成x?BB（3）上述系統(tǒng)5mol,在p=4.16kPa下達到平衡時，氣相、液相的物質(zhì)的量各為多少？（4）上述系統(tǒng)10kg，在p=4.16kPa下達到平衡時，氣相、液相的質(zhì)量各為多少？解：（1）由題給數(shù)據(jù)計算出對應(yīng)液相組成的氣相總壓p=p+p及氣相組AB成y=p/p，計算結(jié)果列表如下：BB

xB00.10.20.40.60.80.950.981p/kP2.903.674.164.724.784.724.533.803.17ayB00.290.430.560.600.610.680.8214015624根據(jù)題給的及上述的數(shù)據(jù)，畫出完整的壓力-組成圖，如下圖所示。2）從圖可以查出y=0.429，x=0.2BB3）0.3-0.20.429-0.2mol2.18moln=(5-2.18)mol=3）0.3-0.20.429-0.2mol2.18moln=(5-2.18)mol=2.82molln(g)=n(1-y)=2.18(1-0.429)mol=1.24molAgBBgB（4）M=60.096，M=18.015，y=0.429，x=0.2ABBB氣相與液相的平均摩爾質(zhì)量分別為M=工yM=0.571x60.096+0.429x18.015gBB=42.043M=工xM=0.8x60.096+0.2x18.015=51.680lBBm+m=10kgTOC\o"1-5"\h\zg12mm—(0.429-0.3)=—(0.3-02)MMgl

上兩式聯(lián)立可得TOC\o"1-5"\h\zM(0.3-02)(10、0631(10、m=gx(10kg一m)=0.631(10kg一m)gM(0.429-0.3)gg:.m=3.87kg,m=10kg一m=6.13kgglg6101?325kPa下水(A)-醋酸(B)系統(tǒng)的氣-液平衡數(shù)據(jù)如下:t/°CyB100102.1104.4107.5113.8t/°CyB0.3000.5000.7000.9001.0000.1850.3740.5750.8331.000(1)畫出氣-液平衡的溫度-組成圖；(2)從圖上找出組成為x=0.800的B液相的泡點；(3)從圖上找出組成為y=0.800的氣相的露點；(4)105.0C時氣-液平B衡兩相組成是多少？9kg水與30kg醋酸組成的系統(tǒng)在105?0C達到平衡時，氣、液兩相的質(zhì)量各為多少？解：(1)根據(jù)題給的數(shù)據(jù)，畫出在101.325kPa下水(A)-醋酸(B)系B

B（3）由圖查得y=0.800的液相的露點為112?8°C。B（4）由圖查得105.0C時氣-液平衡兩相的組成為x=0.544,By=0.417。B5)M=60.052，M=18.015，y=0.417，x=544A系統(tǒng)的總組成BBB,30x103/60.052x-一0.500B30x103/60.052+9x103/18.015系統(tǒng)總量n=(30X103/60.052+9M03/18.015)mol=999?15mol總根據(jù)杠桿規(guī)則n={999.15x(0.500-0.417)/(0.544-0.417)}mol=653molm=nM1=653x(0.544x60.052+0.456x18.015)x10-3kg=26.69kglllm=(39-26.69)kg=12.31kgg7已知水-苯酚系統(tǒng)在30C液-液平衡時共軛溶液的組成w(苯酚)為:L（苯酚溶于水），8.75%；L（水溶于苯酚），69.9%。問：（1）在30C、12100g苯酚和200g水形成的系統(tǒng)達到液-液平衡時，兩液相的質(zhì)量各為多少？（2）在上述系統(tǒng)中再加入100g苯酚，又達到相平衡時，兩液相的質(zhì)量各為多少？解(1)系統(tǒng)總組成w，=100/(100+200)=33.3%苯酚根據(jù)杠桿規(guī)則：肌丄)=300x69.9-33.3g=179.6g,m(L)=300g-179.6g=120.4g169.9-8.7522）系統(tǒng)總組成2）系統(tǒng)總組成w"=200/(200+200)=50%苯酚根據(jù)杠桿規(guī)則：叫=300x船尋g=130?2g,叫=400g-130恐=269?8g8水-異丁醇系統(tǒng)液相部分互溶。在101.325kPa下，系統(tǒng)的共沸點為89.7C。氣（G）、液（L）、液（L）三相平衡時的組成w（異丁醇）依次為:1270%、8.7%、85.0%。今由350g水和150g異丁醇形成的系統(tǒng)在標準壓力下由室溫加熱，問：（1）溫度剛要達到共沸點時，系統(tǒng)處于相平衡時存在那些相？其質(zhì)量各為多少？（2）當溫度由共沸點剛有上升趨勢時，系統(tǒng)處于

相平衡時存在那些相？其質(zhì)量各為多少？解：系統(tǒng)總組成為：150/（150+350）=30%（1）存在液（L）、液（L）二相平衡，根據(jù)杠桿規(guī)則，得12m（L）=500x85.0—30.0g=360g,m（L）=500g-360g=140gi85.0-8.727（2）存在液（L）、液（L）二相平衡，根據(jù)杠桿規(guī)則，得1230.0-8.7m（G）=500x*g=174g,m（L）=500g-174g=326g70.0-8.729恒壓下二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)氣-液平衡的溫度-組成圖如附圖（見教材p295）,指出四個區(qū)域內(nèi)平衡的相。解：四個區(qū)域內(nèi)平衡的相如圖中標注。10為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在86?0kPa壓力下用水蒸氣蒸餾。已知：在此壓力下該系統(tǒng)的共沸點為80r，8or時水的飽和蒸氣壓為47.3kPa。試求：（1）氣相的組成（含甲苯的摩爾分數(shù)）；（2）欲蒸出100kg純甲苯，需要消耗蒸氣多少？(2)0.5500.450解:⑴『甲苯=P甲苯爐（86?0-47?3）/86?0=0(2)0.5500.450=23.9kg=23.9kg水kg-inm100x103/92.140水11液體H2O（A）、CCI4（B）的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下^

t/9405060708090p/kPaA7.3812.3319.9231.1647.3470.10P/kPaB28.842.360.182.9112.4149.6兩液體成完全不互溶系統(tǒng)。（1）繪出HO-CCl系統(tǒng)氣、液、液三相平衡時24氣相中HO、CCl的蒸氣分壓及總壓對溫度的關(guān)系曲線；（2）從圖中找出系24統(tǒng)在外壓101.325kPa下的共沸點；（3）某組成為y（含CCl的摩爾分數(shù)）B4的HO-CCl氣體混合物在101?325kPa下泠卻到809時,開始凝結(jié)出液體水,24求此混合氣體的組成；（4）上述氣體混合物繼續(xù)泠卻至709時,氣相組成如何？（5）上述氣體混合物泠卻到多少度時,CCl也凝結(jié)成液體,此時氣4相組成如何？解：（1）由題給數(shù)據(jù)計算出不同溫度下的總壓p=p+p,繪出蒸氣壓對AB溫度的關(guān)系曲線如下圖：2）由圖查得共沸點為66.759。

開始凝結(jié)出水，表明p=47?34kPa，所以混合氣體的組成為Ay=p/p=(p-p)/p=(101.325-47.34)/101.325=0.533BBA70°C時，p=31?16kPa,所以Ay=p/p=(p-p)/p=(101.325-31.16)/101.325=0.692BBA根據(jù)題意，氣、液、液三相平衡共存，惟有在共沸點下，所以t=66?t=66?75C。此時氣相組成為:y=p/p=74.27/101.325=0.733BB12A-B二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液-固平衡相圖如附圖(見教材P296),試指出各個相區(qū)的相平衡關(guān)系，各條線所代表的意義，以及三相線所代表的相平衡關(guān)系。解：該圖各個相區(qū)的相平衡關(guān)系如下圖所標注。mb線表示A(s)與L兩相平衡共存；bd線表示B(s)與L兩相平衡11共存；dLe線表示L與L兩液相平衡共存；ef線表示B(s)與L兩相平衡122共存。有兩條三相線，即：abc線表示A(s)、B(s)及液相L三相平衡共1存，def線表示B(s)、液相L及液相L三相平衡共存。有三個三相點即b、12d、e點。6-13固態(tài)完全互溶、具有最高熔點的6-13固態(tài)完全互溶、具有最高熔點的A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖(見教材p297)。指出各相區(qū)的相平衡關(guān)系、各條線的意義，并繪出狀態(tài)點為a、b的樣品的泠卻曲線。解：各相區(qū)的相平衡關(guān)系及狀態(tài)點為a、b的樣品的泠卻曲線如圖所標注。HN那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài)熔體平衡線），而下方那條線為固相線（固熔體與液體熔體平衡線）。同理，NO那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài)熔體平衡線），而下方那條線為固相線（固熔體與液體熔體平衡線）。14低溫時固態(tài)部分互溶、高溫時固態(tài)完全互溶且具有最低熔點的A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材p385）。指出各相區(qū)的相平衡關(guān)系、各條線代表意義。解：各相區(qū)的相平衡關(guān)系如圖所注。HIK線是固熔體S］與固熔體S2的兩相平衡共存線，POQ那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài)熔體平衡線）,而下方那條線為固相線（固熔體與液體熔體平衡線）。6-15二元凝聚系統(tǒng)Hg-Cd相圖示意如附圖（見教材p297）。指出各個相區(qū)的穩(wěn)定相，三相線上的相平衡關(guān)系。解：各個相區(qū)的穩(wěn)定相如圖中標注。兩條三相線上的相平衡關(guān)系如下：

abc線：L=a+p；def線：乙=p+y（a，p，Y為不同組成的固溶體）。16某A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材p297）。（1）指出各相區(qū)穩(wěn)定存在的相；（2）指出圖中的三相線。三相線上哪幾個相成平衡？三者之間的相平衡關(guān)系如何？（3）繪出圖中狀態(tài)點a、b、c三個樣品的泠卻曲線，并注明各階段時的相變化。解：（1）各相區(qū)穩(wěn)定存在的相如圖所注。（2）該圖上有兩條三相線，即efg線是a固熔體與y固熔體和液相L相平衡，hij線是液相L與Y固熔體和B固熔體相平衡。（3）圖中狀態(tài)點a、b、c三個樣品的泠卻曲線如圖右所示，a-a1，組成為a的液態(tài)溶液降溫，達到al點時開始析出Y固熔體，進入兩相平衡區(qū)，繼續(xù)泠卻達到a2時，開始析出第三相a固熔體，成三相平衡，直至液體全部凝結(jié)成a固熔體與y固熔體后，即自a2后繼續(xù)泠卻進入a固熔體與Y固熔體平衡區(qū)；組成為b的液態(tài)溶液降溫，達到bl點時開始析出Y固熔體和B固熔體，成三相平衡，繼續(xù)泠卻B固熔體消失，進入液體l和Y固熔體，當泠卻達到b3時，直至液體消失，然后進入Y固熔體單相區(qū)；組成為c的液態(tài)溶液降溫，達到cl點時開始析出B固熔體，進入兩相平衡區(qū)，繼續(xù)泠

卻達到c2時，開始析出第三相Y固熔體，成三相平衡，此后進入B固熔體與Y固熔體兩相平衡區(qū)。17某A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見p297）。指出各相區(qū)的穩(wěn)定相，三相線上的相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如6-17圖中所標，a,卩為不同組成的、固溶體。兩條三相線上的相平衡關(guān)系為abc線：l=a+卩；efg線：l+a=L/g18利用下列數(shù)據(jù)，粗略繪出Mg-Cu二組分凝聚系統(tǒng)相圖，并標出各相區(qū)的穩(wěn)定相。低共熔點對應(yīng)為：Cu低共熔點對應(yīng)為：Cu：35%，380°C；Cu：66%，560°C；Cu：90?6%，680°C。解：由題給的數(shù)據(jù)，繪出Mg-Cu二組分凝聚系統(tǒng)相圖如右圖所示。各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所示。個+相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所示。個+Mg2Cu(s)Mg2Cu(s)+Mg(s)19繪出生成不穩(wěn)定化合物系統(tǒng)液-固平衡相圖（見p298）中狀態(tài)點為a、b、c、d、e、f、g的C樣品的泠s卻曲線。的穩(wěn)定相，三相線上的相平衡關(guān)系。解：各個相區(qū)的穩(wěn)定相如圖中標注。三相線上的相平衡關(guān)系如下:abc線：lA(s)+C(s)；def線：l=C(s)+C(s)b1126-21某A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材p298）o標出各個相區(qū)的穩(wěn)定相，并指出圖中三相線上的相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖中所注。該相圖有兩條三相線，即abc線和def線，abc線代表L+a=C(s)三相平衡，def線代表L+B=C(s)三相平衡。22指出附圖(教材p298)中二元凝聚系統(tǒng)相圖如內(nèi)各相區(qū)的穩(wěn)定相,并指出三相線及三相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所注：C=C(s)，C2=C2(s)，B=B(s)。該1122相圖有三條三相線，即EFG線、HIJ線及NOP線：EFG線表示L+a=C1(s)三相平衡，HIJ線表示L+C(s)=C2(s)三相平衡，NOP線表示L+B(s)丄2并指出三相線及三相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所注：C1=C1(s)，