第四章：相平衡.doc

第四章：相平衡习题解答：1：解：体系物种数S独立化学平衡关系式R独立浓度限制条件R组分数K=S-R-R相数自由度(1)31气相中NH3与HCl浓度相等，R=112f=1(2)31022f=2(3)31022f=2(4)42022f*=1各体系的独立化学平衡式分别为：(1) 和 (2): NH4Cl(s)NH3(g) + HCl(g)(3): NH4HS(s) NH3 + H2S(g)(4): C(s) +1/2 O2(g) CO(g)CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g)2：解：(1) : K=3 , f=3-+1=4-=0 , =4; 如：水苯甲酸（液），苯苯甲酸（液），苯甲酸（液），水苯苯甲酸（气）(2) : K=3-1=2 , f=2-+1=3-=0 , =3 ; 如：水苯甲酸（液），苯苯甲酸（液），水苯苯甲酸（气） (3) : K=2 , f=2-=0时, =2 ；如：水苯甲酸（液），苯苯甲酸（液）3：解：(1):K1 ,f=1-2+1=0；(2):K=1 , f=1-2+2=1 ,T或P；(3):K=3 ,f=3-2+1=2, T及I2在任一相中的浓度；(4):K=2 ,f=2-1+2=3, T，p及任一气体的浓度；(5):K=3 ,f=3-1+1=3, T，NaOH和H3PO4的浓度；(6):K=2,f=2-2+1=1, T或H2SO4的浓度。4：解： （1）：CE线：S（斜方）S（液）；BC线：S（斜方） S（气）；BE线：S（正交） S（斜方）；AB线：S（正交） S（气）；CD线：S（液） S（气）；EF线：S（正交） S（液）；EG线：S（正交，过热） S（液）；CG线：S（液，过冷） S（气）；BG线：S（正交，过热） S（气）；三相点：E点：S（正交） S（斜方） S（液）；C点：S（斜方） S（液） S（气）；B点：S（正交） S（斜方） S（气）。三相介稳点：G点：S（正交） S（气） S（液）。D点：临界点（2）：XX1：单相（正交硫），f=1(T)，升温；X1：正交硫转化为斜方硫，两相共存，f=0，温度不变，直至正交硫全部转化为斜方硫；X1Y1：单相（斜方硫），f=1（T），升温；Y1：斜方硫液化，2，f=0，温度不变至全部液化；Y1Y：单液相，1，f=1（T），升温至Y。5：解：（1）：根据特鲁顿规则，得： vapHm88(273.15+61.5)=88334.65=29.45KJmol-1（2）： 解得：P249kPa6：解：将P2151.99kPa ,P*=101.35kPa 代入上式，解得：T2385K， 即：t2=1127：解：将P10.267kPa，P21.33kPa，P*101.3kPa代入，解得：T2394K ， 即t2=1218：解：（1）：对固气平衡而言，有： 其中：subHm 升华热将固气平衡有关数据代入，有：解得： 对液气平衡而言，有：其中：vapHm 蒸发热将液气平衡有关数据代入，有：解得： 又：fusHmsubHmvapHm=109.070.83=38.17KJmol-1 其中：fusHm熔化热（2）：三相点的T，P：解得T444.9K解得：P2.34kPa(提示：理解三相点的含义，三相点的T、P必须同时满足固态饱和蒸气压和液态饱和蒸气压与温度的关系式)（3）：将T500K代入，解得：P19.1kPa9：解：对液气平衡而言，有：其中：vapHm 蒸发热将液气平衡有关数据代入，有：解得： 故液气平衡，有：对固气平衡而言： （其中升华热）将P0.6106kPa， T273K 代入，解得：K221.90故固气平衡，有：(1): 当t=25时，为固气平衡，将T=273-25=248K代入（2），得：P0.064kPa(2): 当空气回升到t=20时，为液气平衡，将T=273+20=293K代入（1），得：P2.356kPa 相对湿度（P/P*）100（0.064kPa /2.356 kPa ）1002.7210：解：PA=P(总)xA(g)=PA*xA(l) PA*P(总)xA(g)/ xA(l) = 3.75104Pa同理： PB*P(总)xB(g)/ xB(l) = 8.50104Pa11：解：M苯78， M甲苯92溶液中： P总P甲苯P苯12.87kPa12：解：（1）：t-x相同如图所示：（2）：见图n(g) / n(l) = 0.07/0.310.23。（3）：馏出物，y(HNO3)=(0.91+0.95)/2 = 0.93。（4）：完全蒸馏，得纯HNO3和x=0.38的恒沸混合物。13：解：（1）：t-x相图如图：（2）：x（乙醇）0.75时，最初馏出物y=0.64；经分馏后，剩下液体的组成为纯乙醇；（3）：不能。只能得到恒沸混合物和纯乙醇。14：解： （2）：当溶液几乎全部汽化时，可视为溶液的组成全部转化为气相的组成， 将代入（2），解得：Pall72.23kPa15：已知：其中一相含酯6.75，则该相水为溶剂，含水93.25，另一相含水3.79，则该相酯为溶剂，含酯96.21，考虑到拉乌尔定律适用于各相的溶剂，则：（1）：（2）：（3）：P总P酯P水18.57+6.3724.88kPa16：解：P*（有）99.20-84.5314.67kPa17：略。18：解：（1）：t-x图见下图；最低共熔混合物的组成22.8。（2）：设能回收纯二硝基苯的最大百分数为x,则：当起始组成纯二硝基苯75时，