物理化学第四版课后答案

第一章气体的pVT 性质 1.1 物质的体膨胀系数 与等温压缩率 的定义如下 试推出理想气体的 与压力、温度的关系。解:根据理想气体方程 1.5 两个容积均为V 的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空 气。一分十一选五_[官网首页]若将其中的一个球加热到 100 C,另一个球则维持 C,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。 标准状态: 因此, 1.9 如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均 可视为理想气体。 保持容器内温度恒定时抽去隔板,且隔板本身的体积可忽略不计,试求两种气体混合后的压力。一分十一选五_[官网首页] 隔板抽取前后,H2及N2 的摩尔体积是否相同? 隔板抽取后,混合气体中H2及N2 的分压立之比以及它们的分体积各为若 解:(1)等温混合后即在上述条件下混合,系统的压力认为 (2)混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义?(3)根据分体积的定义 对于分压 1.11 室温下一高压釜内有常压的空气,为进行实验时确保安全,采用同样温度 的纯氮进行臵换,步骤如下:向釜内通氮气直到4 倍于空气的压力,尔后将釜内 混合气体排出直至恢复常压。重复三次。一分十一选五_[官网首页]求釜内最后排气至恢复常压时其中气体 含氧的摩尔分数。 解:分析:每次通氮气后至排气恢复至常压p,混合气体的摩尔分数不变。 设第一次充氮气前,系统中氧的摩尔分数为 ,充氮气后,系统中氧的 摩尔分数为 。重复上面的过程,第n 次充氮气后,系统的摩尔分数为 C,40.530kPa 的N2 气体,分别用理想气体状态方程及van der Waals 方程计算其摩尔体积。一分十一选五_[官网首页]实验值为 解:用理想气体状态方程计算用van der Waals 计算,查表得知,对于N2 气(附录七) ,用MatLab fzero 函数求得该方程的解为 也可以用直接迭代法, ,取初值 ,迭代十次结果 1.16 25 时饱和了水蒸气的湿乙炔气体(即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压)总压力为138.7 kPa,于恒定总压下冷却到10 部分水蒸气凝结为水。试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量。已知25 时水的饱和蒸气压分别为3.17kPa 及1.23 kPa。 解:该过程图示如下 设系统为理想气体混合物, 1.17一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水。但容器于300 条件下大平衡时,容器内压力为101.325 kPa。若把该容器移至373.15 的沸水中,试求容器中到达新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在,且可忽略水的任 何体积变化。300 时水的饱和蒸气压为3.567kPa。 解:将气相看作理想气体,在300 时空气的分压为由于体积不变(忽略水的任何体积变化),373.15 时空气的分压为由于容器中始终有水存在,在373.15 时,水的饱和蒸气压为101.325kPa,系统中水蒸气的分压为101.325 kPa,所以系统的总压 第二章 热力学第一定律 2.5 始态为25 C,200 kPa mol某理想气体,经途径a,b 两不同途径到达 相同的末态。途经a 先经绝热膨胀到 -28.47 C,100 kPa,步骤的功 ;再恒容加热到压力200 kPa 解:先确定系统的始、末态对于途径b,其功为 根据热力学第一定律 2.6 mol的某理想气体,温度升高20 解:根据焓的定义2.10 mol某理想气体, 。由始态100 kPa,50 dm ,先恒容加热使压力体积增大到150 dm ,再恒压冷却使体积缩小至25dm 解:过程图示如下由于 只是温度的函数 该途径只涉及恒容和恒压过程,因此计算功是方便的 根据热力学第一定律 2.13 已知20 液态乙醇(C2H5OH,l)的体膨胀系数,等温压 ,密度,摩尔定压热容 。求20 C,液态乙醇的 2.14容积为27 的绝热容器中有一小加热器件,器壁上有一小孔与100kPa 的大气相通,以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器件使器内的空气由0 加热至20C,问需供给容器内的空气多少热量。已知空气的 假设空气为理想气体,加热过程中容器内空气的温度均匀。一分十一选五_[官网首页]解:在该问题中,容器内的空气的压力恒定,但物质量随温度而改变 注:在上述问题中不能应用 ,虽然容器的体积恒定。这是 因为,从 小孔中排出去的空气要对环境作功。所作功计算如下: 在温度T 时,升高系统温度 dT,排出容器的空气的物质 所作功这正等于用 所计算热量之差。2.15 容积为0.1 mol的Ar(g)及150 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉,整个系统达到热平衡,求 末态温度t 及过程的 。已知:Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容 分别为 ,且假设均不随温度而变。解:图示如下 假设:绝热壁与铜块紧密接触,且铜块的体积随温度的变化可忽 略不计 则该过程可看作恒容过程,因 2.16水煤气发生炉出口的水煤气的温度是1100 C,其中CO(g)和H2(g)的摩尔 分数均为0.5。若每小时有300 kg 的水煤气由1100 冷却到100C,并用所 收回的热来加热水,是水温由25 升高到75C。求每小时生产热水的质量。 CO(g)和H2(g)的摩尔定压热容 与温度的函数关系查本书附录,水 解:300kg 的水煤气中CO(g)和H2(g)的物质量分别为 300 kg 的水煤气由1100 所放热量设生产热水的质量为m,则 2.18 单原子理想气体A 于双原子理想气体B 的混合物共5 mol,摩尔分数 ,始态温度 ,压力 。今该混合气体绝热反抗恒外 膨胀到平衡态。求末态温度及过程的 解:过程图示如下分析:因为是绝热过程,过程热力学能的变化等于系统与环境间 以功的形势所交换的能量。因此, 单原子分子 ,双原子分子 由于对理想气体U 均只是温度的函数,所以2.19 在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板,隔板的两侧分别为2 mol,0 的双原子理想气体B,两气体的压力均为100 kPa。活塞外的压力维持在100 kPa 不变。今将容器内的隔板撤去,使两种 气体混合达到平衡态。求末态的温度T 及过程的 解:过程图示如下假定将绝热隔板换为导热隔板,达热平衡后,再移去隔板使其混 由于外压恒定,求功是方便的由于汽缸为绝热,因此 2.20 在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。隔板靠活塞一侧为2 mol, 的单原子理想气体A,压力与恒定的环境压力相等;隔板的另一侧为6mol, 100 的双原子理想气体B,其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板,求系统达平衡时的T 及过程的 解:过程图示如下显然,在过程中A 为恒压,而B 为恒容,因此 同上题,先求功 同样,由于汽缸绝热,根据热力学第一定律 2.23 mol双原子气体从始态300 K,200 kPa,先恒温可逆膨胀到压力为50 kPa, 在绝热可逆压缩到末态压力200 kPa。求末态温度T 及整个过程的 解:过程图示如下要确定 ,只需对第二步应用绝热状态方程 ,对双原子气体 因此 由于理想气体的U 只是温度的函数,整个过程由于第二步为绝热,计算热是方便的。而第一步为恒温 可逆 2.24 求证在理想气体p-V 图上任一点处,绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温 可逆线的绝对值。 证明:根据理想气体绝热方程, ,因此。因此绝热线在 恒温线在处的斜率为 。由于 ,因此绝热 可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝对值。 2.25 一水平放臵的绝热恒容的圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞,活塞左、右 两侧分别为50 dm 的单原子理想气体A和50 dm C,100kPa。A 气体内部有一体积和热容均可忽略的电热丝。现在经过通 电缓慢加热左侧气体A,使推动活塞压缩右侧气体B 到最终压力增至200 kPa。 (1)气体B的末态温度 (2)气体B得到的功 (3)气体A的末态温度 (4)气体A从电热丝得到的热 解:过程图示如下由于加热缓慢,B 可看作经历了一个绝热可逆过程,因此 功用热力学第一定律求解 气体A 的末态温度可用理想气体状态方程直接求解, 0,因此2.25 在带活塞的绝热容器中有4.25 mol 的某固态物质A mol某单原子理想 气体B,物质A 。始态温度,压力 。今以气体B 为系统,求经可逆膨胀到 时,系统的 共同看作系统,则该过程为绝热可逆过程。作以下假设(1)固体B 的体积不随温度变化;(2)对固体B 从而对于气体B 2.26 已知水(H2O, l)在100 的饱和蒸气压,在此温度、压 力下水的摩尔蒸发焓 。求在在100 C,101.325 kPa kg水蒸气全部凝结成液体水时的 。设水蒸气适用理想气体状 态方程式。 解:该过程为可逆相变 2.28 已知 100 kPa 下冰的熔点为 水的平均定压热容。求在绝热容器内向1 kg 50 的水中投入0.1 kg 因此2.29 已知 100 kPa 水和冰的平均定压热容分别为 在绝热容器内向1kg 50 的水中投入0.8 kg 温度 -20 kg50 时放热0.8 kg -20 时所吸热完全融化则需热 因此,只有部分冰熔化。所以系统末态的温度为0 C。设有 的冰熔化,则有系统冰和水的质量分别为 2.30 蒸汽锅炉中连续不断地注入 20 的水,将其加热并蒸发成180 饱和蒸汽压为1.003 MPa 的水蒸气。求生产 kg水蒸气所需要的热量。 已知:水 水的平均摩尔定压热容,水蒸气 的摩尔定压 热容与温度的函数关系见附录。 解:将过程看作是恒压过程( 。插入平衡相变点,并将蒸汽看作理想气体,则过程的焓变为 (注:压力对凝聚相焓变的影响可忽略,而理想气体的焓变与压力无 查表知因此, 2.31 100 kPa 下,冰(H2O, s)的熔点为0 C。在此条件下冰的摩尔融化热 。已知在-10 解:过程图示如下平衡相变点 ,因此 2.33 25 固体奈C10H8(s)在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。过程放热401.727 kJ。求 解:(1)C10H8的分子量M 2.34应用附录中有关物资在25 的标准摩尔生成焓的数据,计算下列反应在25 解:查表知NH3(g) H2O(g)H2O(l) -46.11 90.25 -241.818 -285.830 NO2(g) HNO3(l) Fe2O3(s) CO(g) 33.18 -174.10 -824.2 -110.525 3.35应用附录中有关物资的热化学数据,计算 25 时反应的标准摩尔反应焓,要求: 的标准摩尔燃烧焓数据。解:查表知 Compound 因此,由标准摩尔生成焓由标准摩尔燃烧焓 2.37 已知25 甲酸甲脂(HCOOCH3,l)的标准摩尔燃烧焓 ,甲酸(HCOOH,l)、甲醇(CH3OH, l)、水(H2O, l)及二氧 化碳(CO2, g)的标准摩尔生成焓 分别为 时下列反应的标准摩尔反应焓。解:显然要求出甲酸甲脂(HCOOCH3, l)的标准摩尔生成焓 2.39 对于化学反应 应用附录中4 种物资在25 时的标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系式: 与温度的关系用Kirchhoff公式表示 因此, 1000 2.40甲烷与过量50%的空气混合,为使恒压燃烧的最高温度能达到2000 求燃烧前混合气体应预热到多少摄氏度。物资的标准摩尔生成焓数据见附录。空气组成按 计算。各物资的平均摩尔定压热容分别为: 解:燃烧为恒压绝热过程。化学反应式设计途径如下 可由表出(Kirchhoff 公式) 设甲烷的物质量为1 mol,则 最后得到第三章 热力学第二定律 3.1 卡诺热机在 的高温热源和 的低温热源间工作。求 当向环境作功时,系统从高温热源吸收的热 及向低温热源 放出的热 解:卡诺热机的效率为根据定义 3.5 高温热源温度 ,低温热源 。今有120 kJ 的热直接从 高温热源传给低温热源,龟此过程的 解:将热源看作无限大,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于 的高温热源及 的低温热源之间。 求下列三种情况下,当热机从高温热源吸热 解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义 因此,上面三种过程的总熵变分别为 3.7已知水的比定压热容 的水经下列三种不同过程加热成100 系统先与40C,70 的热源接触。解:熵为状态函数,在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热,因此 3.8 已知氮(N2, g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为 将始态为300 K,100 kPa mol的N2(g)臵于1000 解:在恒压的情况下在恒容情况下,将氮(N2, g)看作理想气 代替上面各式中的,即可求得所需各量 3.9 的某双原子理想气体1mol,经下列不同 途径变化到 先恒容冷却至使压力降至100kPa,再恒压加热至 先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa,再恒压加热至 先计算恒容冷却至使压力降至100kPa,系统的温度T: 同理,先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa 时系统的温度T: 根据理想气体绝热过程状态方程, 各热力学量计算如下 2.12 mol双原子理想气体从始态300 K,50 dm 恒压加热至体积增大到100dm 解:过程图示如下先求出末态的温度 因此, 两个重要公式 对理想气体 3.17 组成为 的单原子气体A 与双原子气体B 的理想气体混合物共10 mol,从始态 ,绝热可逆压缩至 的平衡态。求 过程的 解:过程图示如下混合理想气体的绝热可逆状态方程推导如下 容易得到 3.18 单原子气体A 与双原子气体B 的理想气体混合物共8 mol,组成为 。今绝热反抗恒定外压不可逆膨胀至末态体积 的平衡态。求过程的 解:过程图示如下先确定末态温度,绝热过程 ,因此 3.19 常压下将100 g,27 的水与200g,72 的水在绝热容器中混合,求最终水温t 及过程的熵变 。已知水的比定压热容 解:过程图解如下321 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板一侧为2 mol 的200 K,50 dm 的单原子理想气体A,另一侧为3mol 的400 K,100 dm 的双原子理想气体B。今将容器中的绝热隔板撤去,气体A 与气体B 混合达到平衡。求过程的 解:过程图示如下系统的末态温度T 可求解如下 系统的熵变 注:对理想气体,一种组分的存在不影响另外组分。即A 积均为容器的体积。322 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板两侧均为N2(g)。一侧容积50 dm mol;另一侧容积为75dm mol;N2(g)可认为理想气体。今将容器中的绝热隔板撤去,使系统达到平衡态。求过 解:过程图示如下同上题,末态温度T 确定如下 经过第一步变化,两部分的体积和为 即,除了隔板外,状态2 与末态相同,因此 注意21 与22 题的比较。 3.23 常压下冰的熔点为0 C,比熔化焓 。在一绝热容器中有1kg,25 的水,现向容器中加入0.5 kg,0 解:过程图示如下将过程看作恒压绝热过程。由于1 kg,25 只能导致克冰融化,因此 3.27 已知常压下冰的熔点为0 C,摩尔熔化焓 苯的熔点为5.51C,摩尔熔化焓 。液态水和固态 苯的摩尔定压热容分别为 molH2O(s)与2 mol H2O(l)成平衡,另一容器中为5.51 molC6H6(l) molC6H6(s)成平衡。现将两容器接触,去掉两容器间的绝热层,使两容器 达到新的平衡态。求过程的 解:粗略估算表明,5mol C6H6(l) 完全凝固将使8 mol H2O(s)完全熔化, 此,过程图示如下总的过程为恒压绝热过程, 3.28将装有0.1 mol 乙醚(C2H5)2O(l)的小玻璃瓶放入容积为10 dm 为在101.325kPa 下乙醚的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓 解:将乙醚蒸气看作理想气体,由于恒温各状态函数的变化计算如下 忽略液态乙醚的体积 3.30. 容积为20 dm 的密闭容器中共有2mol H2O 成气液平衡。已知80 C,100 水的摩尔蒸发焓 ;水和水蒸气在25 间的平均定压摩尔热容分别为 显然,只有一部分水蒸发,末态仍为气液平衡。因此有以下过程:设立如下途径 第一步和第四步为可逆相变,第二步为液态水的恒温变压,第三步为液 态水的恒压变温。先求80 时水的摩尔蒸发热3.31. O2(g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为 已知25 下O2(g)的标准摩尔熵。求O2(g) 100C,50 kPa 下的摩尔规定熵值 3.32.若参加化学反应的各物质的摩尔定压热容可表示为 试推导化学反应 的标准摩尔反应熵 与温度T 的函数 关系式,并说明积分常数 如何确定。 解:对于标准摩尔反应熵,有 3.33.已知25 时液态水的标准摩尔生成吉布斯函,水在25 时的饱和蒸气压。求25 时水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数。 解:恒温下 对凝聚相恒温过程 ,因此 3.34. 100 的恒温槽中有一带有活塞的导热圆筒,筒中为2mol 小玻璃瓶中的3mol H2O(l)。环境的压力即系统的压力维持120 kPa 不变。今将 小玻璃瓶打碎,液态水蒸发至平衡态。求过程的 时的饱和蒸气压为,在此条件下水 的摩尔蒸发焓 3.35.已知100 水的饱和蒸气压为101.325kPa,此条件下水的摩尔蒸发焓 。在臵于100 恒温槽中的容积为100dm 的密闭容器中,有压力120 kPa 的过饱和蒸气。此状态为亚稳态。今过饱和蒸气失稳,部分 凝结成液态水达到热力学稳定的平衡态。求过程的 解:凝结蒸气的物质量为热力学各量计算如下 3.36 已知在101.325 kPa 下,水的沸点为100 C,其比蒸发焓 。已知液态水和水蒸气在100 。今有101.325kPa 下120 kg过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。设计可逆途径, 并按可逆途径分别求过程的 解:设计可逆途径如下3.36. 已知在100 kPa 下水的凝固点为0 C,在-5 C,过冷水的比凝固焓 ,过冷水和冰的饱和蒸气压分别为 。今在100kPa 下,有-5 kg的过冷水变为同样温度、 压力下的冰,设计可逆途径,分别按可逆途径计算过程的 解:设计可逆途径如下第二步、第四步为可逆相变, ,第一步、第五步 聚相的恒温变压过程,,因此 该类题也可以用化学势来作, 对于凝聚相,通常压力下,可认为化学势不随压力改变,即 因此, 3.37. 已知在-5 C,水和冰的密度分别为 。在-5C,水和冰的相平衡压力为59.8 MPa。今有-5 kg水在100 kPa 下凝固成同样温度下的冰,求过程的 。假设,水和冰的密度不 随压力改变。 解:相平衡点为 ,由于温度不变,因此 3.38. 若在某温度范围内,一液体及其蒸气的摩尔定压热容均可表示成 的形式,则液体的摩尔蒸发焓为 其中 为积分常数。试应用克劳修斯-克拉佩龙方程的微分式,推导出该温度范围内液体的饱和蒸气 与热力学温度T的函数关系式,积分常数为I。 解:设臵一下途径 设液态水的摩尔体积与气态水的摩尔体积可忽略不计,且气态水可看作 理想 气体,则, 对于克劳修斯-克拉佩龙方程 3.40 化学反应如下: 利用附录中各物质的数据,求上述反应在25 利用附录中各物质的数据,计算上述反应在25 25C,若始态CH4(g)和H2(g)的分压均为150 kPa,末态CO(g)和H2(g) 的分压均为50 kPa,求反应的 (3)设立以下途径3.41 已知化学反应 中各物质的摩尔定压热容与温度间的函数关系 这反应的标准摩尔反应熵与温度的关系为试用热力学基本方程 推导出该反应的标准摩 尔反应吉布斯函数 与温度T 的函数关系式。说明积分常数 何确定。解:根据方程热力学基本方程 4.42 汞Hg 在100 kPa 下的熔点为-38.87 C,此时比融化焓 (1)压力为10MPa下汞的熔点; (2)若要汞的熔点为-35 C,压力需增大之多少。 解:根据Clapeyron 方程,蒸气压与熔点间的关系为 3.43 已知水在77 是的饱和蒸气压为41.891kPa。水在101.325 kPa (2)在此温度范围内水的摩尔蒸发焓。(3)在多大压力下水的沸点为105 解:(1)将两个点带入方程得(2)根据Clausius-Clapeyron 方程 3.44水(H2O)和氯仿(CHCl3)在101.325 kPa 下的正常沸点分别为100 61.5C,摩尔蒸发焓分别为 。求两液体具有相同饱和蒸气压时的温度。解:根据Clausius-Clapeyron 方程 设它们具有相同蒸气压时的温度为T,则 3.45 3.46求证: 对理想气体证明: 对理想气体, 3.47 求证: 对理想气体证明:用Jacobi 行列式证 对理想气体, 3.48 证明: (2)对理想气体证明: 对于理想气体, 3.49 求证: (2)对vander Waals 气体,且 为定值时,绝热可逆过程 方程式为 证明: 对于绝热可逆过程 dS 0,因此就van der Waals 气体而言 积分该式 3.50 证明 对理想气体证明: 对理想气体 第四章 多组分系统热力学 4.1 有溶剂A 与溶质B 形成一定组成的溶液。此溶液中B 的浓度 cB,质量摩尔浓度为bB,此溶液的密度为 MA,MB分别 代表溶剂和溶质的摩尔质量,若溶液的组成用B 的摩尔分数xB 表示 时,试导出xB 与cB,xB 与bB 之间的关系。 解:根据各组成表示的定义 4.2 D-果糖 溶于水(A)中形成的某溶液,质量分数 ,此溶液在20 时的密度。求:此溶液 中D-果糖的(1)摩尔分数;(2)浓度;(3)质量摩尔浓度。 解:质量分数的定义为 4.3 在25 kg水(A)中溶有醋酸(B),当醋酸的质量摩 尔浓度 bB 介于 把水(A)和醋酸(B)的偏摩尔体积分别表示成bB的函数 关系。 时水和醋酸的偏摩尔体积。解:根据定义 4.460 时甲醇的饱和蒸气压是84.4kPa,乙醇的饱和蒸气压 是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的 质量分数各50 %,求60 时此混合物的平衡蒸气组成,以摩尔分数表示。 解:质量分数与摩尔分数的关系为 求得甲醇的摩尔分数为 根据Raoult 定律 4.5 80 是纯苯的蒸气压为100kPa,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,求液相的组成。 解:根据Raoult 定律 4.6 在18 C,气体压力101.352 kPa dm3的水中能溶解 O2 0.045 g,能溶解N2 0.02 g。现将 dm3被202.65 kPa 空气所饱和 了的水溶液加热至沸腾,赶出所溶解的 O2 N2,并干燥之,求此干燥气体在101.325 kPa,18 下的体积及其组成。设空气为理想气体混合物。其组成体积分数为: 解:显然问题的关键是求出O2和N2 的Henry 常数。 18 C,气体压力101.352 kPa 下,O2 和N2 的质量摩尔浓 度分别为 这里假定了溶有气体的水的密度为 (无限稀溶液)。 根据Henry 定律, dm3被202.65 kPa 空气所饱和了的水溶液中O2 和N2 量摩尔浓度分别为 4.7 20 C下HCl 溶于苯中达平衡,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 笨中溶解多少克HCl。解:设HCl 在苯中的溶解符合Henry 定律 4.8 H2, N2 与100 时处于平衡,平衡总压为105.4kPa。平衡气体经干燥后的组成分数 。假设可以认为溶液 的水蒸气压等于纯水的蒸气压,即40 时的7.33kPa。已知40 时H2,N2 在水中的Henry 系数分别为7.61 GPa 及10.5 GPa,求40 时水中溶解H2,N2 在的质量。 解:假设(1)H2, N2 在水中的溶解符合Henry 定律;(2)气相可 看作理想气体。在此假设下 4.9 试用 Gibbbs-Duhem 方程证明在稀溶液中若溶质服从 Henry 定律,则溶剂必服从Raoult 定律。 证明:设溶质和溶剂分别用 溶质B的化学势表达式为 若溶质服从Henry 定律,则 即溶剂A 服从Raoult 定律。 4.10 在温度t下,于气缸中将组成为 混合气体恒温缓慢压缩,求凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成 (以摩尔分数表示)为多少? 两液体混合,并使此混合物在100kPa,温度t 由于形成理想液态混合物,每个组分均符合Raoult定律; 结出第一滴微小液滴时气相组成不变。因此在温度t

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高等教育 --  理学
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隔板 绝热 摩尔 气体 水煤气 kpa

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