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物理化学习题答案(二)

一. 选择题

1. 当克劳修斯_克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则: ( C )

(A) p 必随T 之升高而降低 (B) p 必不随T 而变

(C) p 必随T 之升高而变大 (D) p 随T 之升高可变大或减少

2. 水的三相点,其蒸发热和熔化热分别为44.82和5.994kJ·mol-1。则在三相点冰的升华热约为: ( B )

(A) 38.83 kJ?mol-1 (B) 50.81 kJ?mol-1 (C) -38.83 kJ?mol-1 (D) -50.81 kJ?mol-1

3. 已知苯一乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3K,乙醇的沸点是351.6K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2K。今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气、液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为 x2。问:下列结论何者正确? (C )

(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能确定

4. 如上题,若将上述溶液精馏,则能得到: (D )

(A) 纯苯 (B) 纯乙醇 (C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯乙醇和恒沸混合物

5. 绝热条件下,273.15K的NaCl加入273.15K的碎冰中,体系的温度将如何变化? (B )

(A) 不变 (B) 降低 (C) 升高 (D) 不能确定

6. 体系中含有H2O、H2SO4?4H2O、H2SO4?2H2O、H2SO4?H2O、H2SO4,其组分数C为: ( B )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

7. 在410 K,Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g),此平衡体系的自由度为: (A )

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

8. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为: (D )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

9. CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系,其组分数为: (B )

(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5

10. 由CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、 BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其自由度为: ( C)

(A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0 (D) f = 3

11. N2的临界温度是124K,室温下想要液化 N2, 就必须: ( D)

(A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力

(C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度

12. 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体,通过下列哪种作图法可获得一直线: (C)

(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T (D) 1/p 对lg(T/K)

13. 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在二个相: (A )

(A) 恒沸点 (B) 三相点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点

14. 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在一个相: (C )

(A) 恒沸点 (B)熔点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点

15. 将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时,将引起 (A -)

(A) 沸点升高 (B) 熔点升高 (C) 蒸气压升高 (D) 都不对

16. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述其中正确的是 ( C)

(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B)所有依数性都与溶剂的性质无关

(C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比 (D)所有依数性都与溶质的性质有关

17. 两只各装有1kg水的烧杯,一只溶0.01mol蔗糖,另一只溶有0.01molNaCl,按同样速度降温,则: (A)

(A)溶有蔗糖的杯子先结冰 (B)两杯同时结冰

(C)溶有NaCl的杯子先结冰 (D)视外压而定

18. 下列气体溶于水溶剂中,哪个气体不能用亨利定律(C )。

(A)N2 (B)O2 (C)NO2 (D)CO

19. 已知硫可以有单斜硫,斜方硫,液态硫和气态硫四种存在状态。硫的这四种状态( B)稳定共存。

(A)能够 (B)不能够 (C)不一定

20. 在NaCl饱和水溶液中,固体NaCl的化学势与溶液中NaCl的化学势相比,大小关系如何? ( C )

(A) 固体NaCl的大(B) 固体NaCl的小 (C) 相等(D) 不能比较

21. 固体六氟化铀的蒸气压p与T的关系式为lg(p/Pa) = 10.65 - 2560/(T/K),则其平均升华热为: (B )

(A) 2.128 kJ?mol-1(B) 49.02 kJ?mol-1 (C) 9.242 kJ?mol-1(D) 10.33 kJ?mol-1

22. 在0℃到100℃的范围内液态水的蒸气压p与T的关系为:lg(p/Pa)= -2265k/T +11.101,某高原地区的气压只有59995Pa,则该地区水的沸点为: ( A )

(A) 358.2K (B) 85.2K (C) 358.2℃ (D) 373K

23. 一个水溶液包含n个溶质,该溶液通过一半透膜与纯水相平衡,半透膜仅允许溶剂水分子通过,此体系的自由度为:(D )

(A) n (B) n-1 (C) n+1 (D) n+2

24. 某一固体在25℃和pθ压力下升华,这意味着: ( B)

(A) 固体比液体密度大些 (B) 三相点的压力大于pθ(C) 固体比液体密度小些 (D) 三相点的压力小于pθ

25. 碘的三相点处在115℃和12kPa上,这意味着液态碘: ( D )

(A)比固态碘密度大 (B)在115℃以上不能存在 (C)在pθ压力下不能存在 (D)不能有低于12kPa的蒸气压

26. 二元恒沸混合物的组成(C)

(A)固定 (B) 随温度而变 (C) 随压力而变 (D) 无法判断

27. 正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中(B)

(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0

28. 用相律和Clapeyron方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(D)

(A) 在每条曲线上,自由度f=1 (C) 在水的凝固点曲线上,ΔH m(相变)和ΔV m的正负号相反

(B) 在每个单相区,自由度f=2 (D) 在水的沸点曲线上任一点,压力随温度的变化率都小于零

29. 关于杠杆规则的适用对象, 下面的说法中不正确的是(B)

(A) 不适用于单组分系统 (B) 适用于二组分系统的任何相区

(C) 适用于二组分系统的两个平衡相 (D) 适用于三组分系统的两个平衡相

30.右图中,从P点开始的步冷曲线为:(D)

上图中,区域H的相态是:(C )

(A)溶液 (B)固体CCl4 (C)固体CCl4 +溶液 (D)固体化合物+溶液

31. 两液体的饱和蒸汽压分别为p*A,p*B,它们混合形成理想溶液,液相组成为x,气相组成为y,若p*A> p*B ,则:(A )

(A)y A > x A(B) y A > y B(C)x A > y A(D) y B > y A

32.关于亨利系数,下列说法中正确的是:(D )

(A)其值与温度、浓度和压力有关(B)其值与温度、溶质性质和浓度有关

(C)其值与温度、溶剂性质和浓度有关(D)其值与温度、溶质和溶剂性质及浓度的标度有关

33.已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa,液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。设A和B形成理想溶液,当溶液中A的物质的量分数为0.5时,在气相中A的物质的分数为:(B )

(A) 1 (B) 2/3 (C) 1/2 (D) 1/3

34. 下述说法哪一个正确?某物质在临界点的性质(D )

(A) 与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性

35. 2mol A物质和3mol B物质在等温等压下混和形成液体混合物,该系统中A和B的偏摩尔体积分别为

1.79 10-5m3·mol-1,

2.15 10-5m3·mol-1, 则混合物的总体积为: (C )

(A) 9.6710-5m3(B) 9.8510-5m3 (C) 1.00310-4m3 (D) 8.9510-5m3

36. 现有4种处于相同温度和压力下的理想溶液:

(1) 0.1mol蔗糖溶于80mL水中,水蒸气压力为p1

(2) 0.1mol萘溶于80mL苯中,苯蒸气压为p2

(3) 0.1mol葡萄糖溶于40mL水中,水蒸气压为p3

(4) 0.1mol尿素溶于80mL水中,水蒸气压为p4

这四个蒸气压之间的关系为:( B)

(A)p1p2p3p4 (B)p2p1p4p3 (C)p1p2p4(1/2)p3(D)p1p42p3p2

37. 沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶剂的化学势比纯剂的化学势:(B )

(A)升高(B)降低(C)相等(D)不确定

38. 液体B比液体A易于挥发,在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液,下列几种说法中正确的是: (C )

(A)该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压。

(B)该液体的沸点必低于相同压力下纯液体A的沸点。

(C)该液体的凝固点必低于相同压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)。

(D)该溶液的渗透压为负值

39.在373.15K和101325Pa?下水的化学势与水蒸气化学位的关系为(A )

(A) μ(水)=μ(汽) (B) μ(水)<μ(汽) (C) μ(水)>μ(汽) (D) 无法确定

40.下列哪种现象不属于稀溶液的依数性(D )

(A) 凝固点降低(B)沸点升高 (C) 渗透压(D)蒸气压升高

41.真实气体的标准态是:(D )

(A) f = pθ的真实气体 (B) p = pθ的真实气体 (C) f = pθ的理想气体 (D) p = pθ的理想气体

42.以下各系统中属单相的是(C )

(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒 (D) 墨汁43.NaCl(s),NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(B )

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

44.对于相律, 下面的陈述中正确的是(B )

(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素

(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确

45.关于三相点, 下面的说法中正确的是(D )

(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点

(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点46.二组分系统的最大自由度是(C )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

47.区别单相系统和多相系统的主要根据是(D )

(A)化学性质是否相同 (B)物理性质是否相同 (C)物质组成是否相同 (D)物理性质和化学性质是否都相同

48. Clapeyron方程不适用于(D )

(A) 纯物质固(α)=纯物质固(β)可逆相变 (B) 理想溶液中任一组分的液-气可逆相变

(C) 纯物质固-气可逆相变 (D) 纯物质在等温等压下的不可逆相变

49.对于下述结论, 正确的是(D )

(A) 在等压下有确定沸点的液态系统一定是纯物质 (B) 任何纯固体物质都有熔点

(C) 在一定温度下, 纯液体的平衡蒸气压与液体所受外压力无关

(D) 纯固体物质的熔点可以有很多个因熔点是与压力有关。

50.下面的表述中不正确的是(C )

(A) 在定压下, 纯固体物质不一定都有确定的熔点 (B) 在定压下, 纯液态物质有确定的唯一沸点

(C) 在定压下, 固体混合物都不会有确定的熔点 (D) 在定温下, 液体的平衡蒸气压与外压有关

答案:C。共熔混合物在定压下有确定的熔点。

51.组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统,在一定温度下,向纯B中加入少量的A,

系统蒸气压力增大,则此系统为:( C )。

(A)有最高恒沸点的系统; (B)不具有恒沸点的系统; (C)具有最低恒沸点的系统。52.将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,等温在400 K,NH4HCO3按下式分解并达到平衡: NH

4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数|为:(C )。

(A)C=2,|=1; (B)C=2,|=2; (C)C=1,|=0; (D)C=3,|=2。

二. 填空题

1. 40公斤乙醇和60公斤水的混合物在某温度成气液两相平衡,乙醇在气、液相中的重量百分数分别为

60%和20%,那么气相混合物的重量W气 = W液(液相混合物重量)。 (填>、<、=)

2. 在101325Pa下,用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时,系统的沸点 < 100o C。 (填>、<、=)

3. 理想液态混合物定温p-x B(y B)相图最显著的特征是液相线为直线。

4. CO2的三相点为216.15K,

5.1×pθ,可见固体CO2(干冰)升华的压力是p < 5.1×pθ。(填>、<、

=)

5. 在H2和石墨的体系中,加一催化剂,H2和石墨反应生成n 种碳氢化合物,此体系的独立组分数为 2 。

6. 在pθ压力下,NaOH与H3PO4的水溶液达平衡,则此体系的自由度数为 3 。

7. 在化工生产中,可用精馏的方法进行物质的分离,这是因为气液两相的组成是不相同的。

8. 实验室中用水蒸气蒸馏的方法提纯与水不互溶的有机物,这是由于系统的沸点比有机物的沸点低、比

水的沸点低。

9. 向纯溶剂中加入非挥发性溶质后,稀溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点,因为加入非挥发性溶质后

溶剂的蒸汽压降低。

10. 完全互溶的A,B二组分溶液,在x B=0.6处,平衡蒸气压有最高值,那么组成x B=0.4的溶液在气-平

衡时,y B(g),x B(1),x B(总)的大小顺序为 y B(g)> x B(总) > x B(1) 。将x B=0.4的溶液进行精馏, 塔顶

将得到 x B=0.6的恒沸混合物。

11. 已知A、B两组分可构成理想液体混合物,且该混合物的正常沸点为373.15K。若A、B两组分在373.15K

时的饱和蒸气压为106658Pa和79993Pa,则该理想液体混合物的液相组成为:x A = ___0.8___,平衡气

相的组成为:y A = __0.842__。

12. 在313K时,液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的21倍,A和B形成理想液体混合物,当气

相中A和B的物质的量相等时,液相A和B的组成分别为x A = _0.0455___,x B = __0.9545__。

13.含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数为_3__,相数为__2___,自由度数为__4___。14.101℃时,水在多大外压沸腾? > 101.3kPa。 (填>、<、=)

15.已知稀溶液中溶质的摩尔分数为0.03,纯溶剂的饱和蒸汽压为91.3kPa,则该溶液中溶剂的蒸汽压为

88.56 kPa。

16.NH4HS(s)放入真空容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)达到平衡,则该系统中组分数C= 1 ;

相数= 2 ;自由度f= 1 。

17.将克拉贝龙方程用于H2O的液固两相平衡,因为V m( H2O,s ) > V m( H2O,l ),所以随着压力的

增大,则H2O( l )的凝固点将下降。(填上升、下降或不变)

三. 计算题

1、已知固体苯的蒸汽压在273.15K 时为3.27kPa ,293.15K 时为12.303kPa ,液体的蒸汽压在293.15K 时

为10.021kPa ,液体苯的摩尔蒸汽热为34.17kJ ·mol -1。求(1)303.15K 时,液体苯的蒸汽压;(2)苯的

解2、固态氨的饱和蒸气压为 ln(/kPa)21.01/K p T =-

, 液态氨的饱和蒸气压为 3065ln(/kPa)17.47/K

p T =- 试求(1)三相点的温度、压力;(2)三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。 解:(1)三相点的T ,p :3754306321.0117.47/K /K

T T -=-, T = 195.2 K 3754ln(/kPa)21.01 1.778195.2

p =-=, p = 5.92 kPa (2) 把ln H p C RT

-?=+,与蒸气压式比较得

sub m 3754K H R

?= sub m H ? = 3754 ′ 8.314 J·mol -1 = 31.21 kJ·mol -1 vap m H ?= 3063 ′ 8.314 J·mol -1 = 25.47 kJ·mol -1 fus m H ?=sub m H ?- vap m H

? = 5.74 kJ·mol -1

3、已知甲苯和苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa 和136.12kPa ,两者可形成理想液态混合物。取200.0g 甲苯和200.0g 苯于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90℃的液态混合物。在恒温90℃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?

解:以A 代表甲苯,B 代表苯,系统总组成为:

A A

B B ()//200/92200/78 4.7380mol n m M m M =+=+=总

A A A

B /()54.220.4588/98.540.2524, 0.7476y p x p y ==?==总

353.3K 和30762J·mol -1,纯甲苯(B )的标准

沸点和蒸发焓分别为383.7K 和31999J·mol -1。苯和甲苯形成理想液态混合物,若有该种液态混合物在

100kPa ,373.1K 沸腾,计算混合物的液相组成。

解:在373.1K 苯的饱和蒸气压为*

,2A p ,则55570335311373131483076212....ln *,*,=??? ??--=???

? ??A A p p Pa p A 521074331?=.*, 在373.1K 甲苯的饱和蒸气压为*,2

B p ,

则28500738311373131483199912..

..ln *,*,-=??? ??--=???

? ??B B p p Pa p B 521075200?=.*, 在液态混合物沸腾时(100kPa 下):(

)A B A A B B A A x p x p x p x p p -?+?=?+?=12222*,*,*,*,θ 250.=A x 750.=B x

5、A 和B 两液体混合物为理想液态混合物,在80℃下,将0.3mol A 液体与0.5mol B 液体放入到15dm

3的真空容器中,此混合物蒸发达到平衡时,测得系统的压力为102.66kPa ,气相组成y B =0.6644,求液相组成x B 与纯B 在80℃下的饱和蒸气压。(设液体体积忽略不记,气体视为理想气体)

解:忽略液体的体积 5245015

353314810151026603

...=???==-RT pV n g 275505245080...=-=-+=g B A l n n n n B g B l B y n x n n ?+?= 550.=B x

B B B B x p y p p ?=?=*

kPa p B 01124.*=

6、已知甲苯的正常沸点是383.15K,平均摩尔气化焓为187433-?mol kJ .,苯的正常沸点是353.15K,

平均摩尔气化焓为1

0330-?mol kJ .。有一含有苯100g 和甲苯200g 的理想液态混合物,在373.15K ,101.325kPa 下达到气液平衡,求(1)在

解:(1)???? ??-?-=???? ??121211T T R H p p m vap **ln 15353153731535315373314830030325101......ln *?-?=???

? ??苯p kPa p 30175.*=苯 15383153731538315373314833874325101......ln *?-?=???

? ??甲苯p kPa p 2076.*=甲苯 (2) 甲苯甲苯苯苯总x p x p p ?+?= 25350.=苯x 74650.=甲苯x 43860325

101253503175....*=?=?=总苯苯苯p x p y 56140.=甲苯y 7、根据图(a),图(b)回答下列问题

(1)指出图(a)中,K 点所代表的系统的总组成,平衡相数及平衡相的组成;

(2)将组成x (甲醇)=0.33的甲醇水溶液进行一次简单蒸馏加热到85 °C 停止蒸馏,问馏出液的组成及残液的组成,馏出液的组成与液相比发生了什么变化?通过这样一次简单蒸馏是否能将甲醇与水分开?

(3)将(2)所得的馏出液再重新加热到78 °C ,问所得的馏出液的组成如何?与(2)中所得的馏出液相比发生了什么变化?

(4)将(2)所得的残液再次加热 到91 °C ,问所得的残液的组成又如何?与(2)中所得的残液相比发生了什么变化?

欲将甲醇水溶液完全分离,要采取什么步骤?

解:(1)如图(a)所示,K 点代表的总组成x (CH 3OH)=0.33时,系统为气、液两相平衡, L 点为平衡液相, x (CH 3OH)=0.15,G 点为平衡气相,y (CH 3OH)=0.52;

(2)由图(b)可知,馏出液组成y B,1=0.52,残液组成x B,1=0.15。经过简单蒸馏,馏出液中甲醇含量比原液高,而残液比原液低,通过一次简单蒸馏,不能使甲醇与水完全分开;

(3)若将(2)所得的馏出液再重新加热到78℃,则所得馏出液组成y B,2=0.67,与(2)所得馏出液相比,甲醇含量又高了;

(4)若将(2)中所得残液再加热到91℃,则所得的残液组成x B,2=0.07,与(2)中所得的残相比,甲醇含量又减少了;

(5)欲将甲醇水溶液完全分离,可将原液进行多次反复蒸馏或精馏。

8、 A 和B 两种物质的混合物在101 325Pa 下沸点-组成图如图,若将1 molA 和4 molB 混合,在101325 Pa 下先后加热到t 1=200 °C ,t 2=400 °C ,t 3=600 °C ,根据沸点-组成图回答下列问题:

(1)上述3个温度中,什么温度下平衡系统是两相平衡?哪两相平衡?各平衡相的组成是多少?各相的量是多少(mol)?

(2)上述3个温度中,什么温度下平衡系统是单相?

是什么相?

解:(1)t 2=400°C 时,平衡系统是两相平衡。此时是液-气两

平衡。各平衡相的组成,如下图所示,为

x B(l ) =0.88 , y B =0.50 )g ()l (n n =KL GK =8.088.050.08.0--

n (g)+n (l)=5 mol

解得:n (l)= 4.0mol ;n (g)=1.0 mol

(2) t 1=200 °C 时,处于液相;

t 3 =600 °C 时,处于气相。

9、根据2CO 的相图,回答如下问题。(1)说出OA,OB 和OC 三条曲线以及特殊点O 点与A 点的含义。

(2)在常温常压下,将2CO ()l 高压钢瓶的阀门慢慢打开一点,喷出的2CO 呈什么相态?为什么? (3)在常温常压下,将2CO 高压钢瓶的阀门迅速开大,喷出的2CO 呈什么相态?为什么?

(4)为什么将2CO ()s 称为“干冰”? 2CO ()l 在怎样的温度和压力范围内能存在?

解:(1)OA 线是2CO ()l 的饱和蒸气压曲线。OB 线是2CO ()s 的饱和蒸气压曲线,也就是升华曲线。OC 线是2CO ()s 与2CO ()l 的两相平衡曲线。O 点是2CO 的三相平衡共存的点,简称三相点,这时的自由度等于零,温度和压力由系统自定。A 点是2CO 的临界点,这时气-液界面消失,只有一个相。在A 点温度以上,不能用加压的方法将2CO ()g 液化。

(2)2CO 喷出时有一个膨胀做功的过程,是一个吸热的过程,由于阀门是被缓慢打开的,所以在常温、常压下,喷出的还是呈2CO ()g 的相态。

(3)高压钢瓶的阀门迅速被打开,是一个快速减压的过程,来不及从环境吸收热量,近似为绝热膨胀过程,系统温度迅速下降,少量

2CO 会转化成2CO ()s ,如雪花一样。实验室制备少量干冰就是利用这一原理。

(4)由于2CO 三相点的温度很低,为216.6K ,而压力很高,为518KPa 。我们处在常温、常压下,只能见到2CO ()g ,在常压低温下,可以见到2CO ()s ,这时2CO ()s 会直接升华,看不到由2CO ()s 变成2()

CO l 的过程,所以称2CO ()s 为干冰。只有在温度为216.6K 至304K ,压力为518KPa 至7400KPa 的范围内,

2()CO l 才能存在。所以,生活在常压下的人们是见不到2()CO l 的。

10、固体CO 2的饱和蒸气压与温度的关系为:1353lg 11.957p Pa T K

*??=-+ ??? 已知其熔化焓18326fus m H J mol *-?=?,三相点温度为 -56.6℃。

(1) 求三相点的压力;

(2) 在100kPa 下CO 2能否以液态存在?

(3) 找出液体CO 2的饱和蒸气压与温度的关系式。

解:(1) lg ( p* / Pa) = -1353 /( 273.15-56.6)+11.957=5.709,三相点的压力为5.13×105Pa

(3) *m sub H ?=2.303×1353×8.314 J mol -1;*m VaP H ?=*m sub H ?-*

m fus H ?=17.58 kJ mol -1,再利用三相点温度、压力便可求出液体CO 2的饱和蒸气压与温度的关系式:lg ( p *

/ Pa)= -918.2 /( T / K)+9.952。

11、在40℃时,将251mol C H Br 和252mol C H I 的混合物(均为液体)放在真空容器中,假设其为理想混

合物,且25p (C H Br)=107.0KPa *,25p (C H I)=33.6KPa *,试求: (1)起始气相的压力和组成(气相体积不大,可忽略由蒸发所引起的溶液组成的变化);

(2)若此容器有一可移动的活塞,可让液相在此温度下尽量蒸发。当只剩下最后一滴液体时,此液体混合物的组成和蒸气压为若干?

解:(1)起始气相的压力p = x Br p * (C 2H 5Br)+(1-x Br )p *(C 2H 5I)=58.07kPa 。

起始气相的组成y Br = p/〔x Br p * (C 2H 5Br)〕=0.614

(2) 蒸气组成 y Br =1/3 ;y Br =x Br p * (C 2H 5Br)/〔x Br p * (C 2H 5Br)+(1-x Br )p *(C 2H 5I)〕

解出 x Br =0.136 ,p =43.58kPa

12、结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至266.6 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为273.16 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓

1vap m 45.05 kJ mol H -?=?,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓

变在这个温度区间内是常数。 解:冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和,

sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=?

用Clausius-Clapeyron 方程,计算268.15 K (-5℃)时冰的饱和蒸气压

(268.15K)

51 06011

ln 611 Pa 8.314273.16268.15p =-?? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而268.15 K (-5℃)时,水蒸气的分压为266.6 Pa ,低于霜的水蒸气分压,所以这时霜要升

13、C 6 H 5 Cl 和C 6 H 5 Br 相混合可构成理想液态混合物。136.7℃时,纯C 6 H 5 Cl 和纯C 6 H 5 Br 的蒸气压分

别为1.150×105 Pa 和0.604×105 Pa 。计算:

(1)要使混合物在101 325Pa 下沸点为136.7℃,则混合物应配成怎样的组成?

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