物理化学第六章习题解

6.6 101.325kPa下水（A）－醋酸（B）系统的气－ 液平衡数据如下。
t / ℃ 100 102.1 104.4 107.2 113.8 118.1
xB
0 0.300 0.500 0.700 0.900 1.000
yB
0 0.185 0.374 0.575 0.833 1.000
7
6.6 题
6.7 已知水－苯酚系统中30℃液－液平衡时共轭溶 液的组成w苯酚为：L1 （苯酚溶于水），8.75％；L2 （水溶于苯酚），69.9％。 （1）在30℃，100g苯酚和200g水形成的系统达液－ 液平衡时，两液相的质量各为多少？ （2）在上述系统中若再加入100g苯酚，又达到相平 衡时，两液相的质量各变到多少？
2
6.1 题
解：
S
R
R/
C
P
F
11
0
0
1
2
1
23
1
0
2
3
1
33
1
1
1
2
1
43
1
0
2
2
2
53
0
0
3
2
2
3
6.2 题
6.2 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和 蒸气压分别为pA * 54.22kPa和 pB * 136.12kPa。两者 可形成理想液态混合物。今有系统组成为xB,0 0.3的甲 苯－苯混合物5mol，在90℃下成气－液两相平衡， 若气相组成yB 0.4556 求：
（1）画出气－液平衡的温度－组成图； （2）从图上找出组成为xB 0.800 的液相的泡点； （3）从图上找出组成为yB 0.800 的气相的露点； （4）105.0℃时气－液平衡两相的组成是多少？ （5）9kg水与30kg醋酸组成的系统在105.0℃达到平衡 时，气、液两相的质量各为多少？
8
6.6 题
13
6.7 题
解：(1) 根据杠杆规则
mL2 m
苯 酚 （ 苯酚 L2） 苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）
mL2 苯 酚 （ 苯酚 L2）苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）m
0.33330.0875300120.6g 0.69900.0875
m L 1 3 0 0 1 2 0 .6 1 7 9 .4 g
（1）平衡时液相组成 x B 及系统的压力p； （2）平衡时气、液两相的物质的量n(g)，n(l)。
4
6.2 题
解：(1)
yB
pB p
pB *xB pA * xApB *xB
yA
pA p
pA * xA pA * xApB *xB
y yA Bp pA * B *x xB A 1 yB yBpA *(p1B * xB xB)
武汉理工大学
物理化学习题
解答
1
6.1 题
6.1 指出下列平衡系统的组分数C，相数P及自由度 数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)。
(5)
系统的总组成为
wB
30 0.7692 309
10
6.6 题
液相的组成为
wB(l)xAM xA BM xBBMB0.416108..504145600..50454260.052
0.7991
气相的组成为
wB(g)yAM yA B M yBBMB0.583108..401175 600.4 .0157260.052
xB 0.25
p74.70kPa
5
6.2 题
(2) n(g) xB,0 xB
n
yB xB
n(g)xB,0xBn( 0.30.25 5)mol yBxB 0.45560.25
1.22mol
n(l)yBxB,0n(0.45560.305)mol yBxB 0.45560.25
3.78mol
6
6.6 题
解：(1) 120
116
112
108
104
100
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
9
6.6 题
(2) 由上图可得，xB 0.800 时溶液的泡点为110.2℃
(3) 由上图可得，yB 0.800 时气体的露点为112.8℃
(4) 105.0℃时气－液平衡两相的组成分别为 液相的组成为xB 0.544 气相的组成为yB 0.417
相区 1 2 3 4 5 6
稳定相 l
l1 + l2 l2 + B(s) l1 + B(s) l1 + A(s) A(s) + B(s)
18
6.12 题
a1E1 A的凝固点下降曲线 b1E2 B的凝固点下降曲线 c1E1 B的凝固点下降曲线 c1CE2 B的凝固点下降曲线 a2E1b3 A(s)、 B(s)和组成为E1点的液相三相平衡
A( s)B (s ) l
c1E2b2 A(s)、 B(s)和组成为E1点的液相三相平衡
l1 B( s ) l2
19
6.16 题
6.16 某A-B二组分凝聚系统相图如图所示。 (1) 指出各相区稳定存在的相；
(2) 指出图中的三相线。在三相线 上哪几个相成平衡？三者之间的 相平衡关系如何？ (3) 绘出图中状态点为a，b，c三 个样品的冷却曲线，并注明各阶 段时的相变化。
14
6.7 题
(2) 根据杠杆规则
mL2 m
苯 酚 （ 苯酚 L2） 苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）
mL2 苯 酚 （ 苯酚 L2）苯 酚 （ 苯酚 （ L1） L1）m
0.50000.0875400269.8g 0.69900.0875
m L 1 4 0 0 2 6 9 .8 1 3 0 .2 g
15
6.9 题
6.9 恒压下二组分液态部分互溶系统气－液平衡的温 度－组分图如附图，指出四个区域内平衡的相。
解：
16
6.12 题
*6.12 A-B二组分液态部分互 溶系统的液－固平衡相图如 附图，试指出各个相区的相 平衡关系，各条线所代表的 意义，以及三相线所代表的 相平衡关系。
17
解：
6.12 题
0.7045
11
6.6 题
根据杠杆规则 mg wB(l)wB m wB(l)wB(g)
气相的质量为
Байду номын сангаас
mg
wB(l)wB m0.79910.769239 wB(l)wB(g) 0.79910.7045
12.32kg 液相的质量为
m l 3 9 1 2 .3 2 2 6 .6 8 k g
12
6.7 题