合肥工业大学-物理化学习题-第四章多组分系统热力学合并课件.pptx

1、00-7-151 1 某稀水溶液正常凝固点为某稀水溶液正常凝固点为1.5,则该液正常沸点可能为则该液正常沸点可能为_.A.373.6K B.271.5K C.371.5K D.378.2KA 2 假设令某状态下的纯水的化学势为假设令某状态下的纯水的化学势为10000 J mol1,溶入少量溶入少量蔗糖后水的化学势可能为蔗糖后水的化学势可能为_ J mol1.A.10054 B.10002 C.9880 D.180C 3 在溶剂中加入非挥发性溶质后沸点升高在溶剂中加入非挥发性溶质后沸点升高,表明与未加溶质时表明与未加溶质时相比相比,该溶剂的化学势该溶剂的化学势_.A.升高升高 B.降低降低 C.

2、不变不变 D.变化不确定变化不确定B第四章多组分系统第四章多组分系统热力学热力学00-7-152 4 由于质量事故由于质量事故,某药厂生产的一批生理盐水的浓度远高于药某药厂生产的一批生理盐水的浓度远高于药典规范的标准典规范的标准,若将该盐水注入人体血液中若将该盐水注入人体血液中,将导致将导致_.A.血红细胞中部分水渗出细胞血红细胞中部分水渗出细胞 B.血液中部分水将渗入血红细胞血液中部分水将渗入血红细胞 C.没有什么影响没有什么影响A 5 两杯由两杯由A和和B形成的理想溶液形成的理想溶液,(甲甲)杯杯:1mol A+9mol B;(乙乙)杯杯:20 mol A+80 mol B.今将两个杯子放

3、在同一密闭容器今将两个杯子放在同一密闭容器中中,你将发现你将发现:_.A.甲杯中甲杯中A增加增加,B减少减少 B.甲杯中甲杯中A增加增加,B增加增加 C.甲杯中甲杯中A减少减少,B增加增加 D.甲杯中无变化甲杯中无变化A 6 过饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势比较过饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势比较,高低如高低如何何?_ A.低低 B.高高 C.相等相等 D.不可比较不可比较B00-7-153 7 混合理想气体中组分混合理想气体中组分B的标准态与混合非理想气体中组分的标准态与混合非理想气体中组分B的标准态相比较的标准态相比较,其关系是其关系是 _.A.相同相同 B.不同不同 C.

4、不一定相同不一定相同 D.无关无关A 8 盐碱地中农作物长势不良盐碱地中农作物长势不良,主要原因是主要原因是 _.A.天气太热天气太热 B.很少下雨很少下雨 C.肥料不足肥料不足 D.水分倒流水分倒流 D 9 为马拉松运动员准备的饮料应该是为马拉松运动员准备的饮料应该是 _.A.白开水白开水 B.兴奋剂兴奋剂 C.含适量维生素的等渗饮料含适量维生素的等渗饮料 D.20%的葡萄糖水的葡萄糖水 E.高脂肪高脂肪,高蛋白高蛋白,高能量饮料高能量饮料C00-7-154 10 25时时,0.01mol l1糖水的渗透压为糖水的渗透压为 1,0.01mol l1食盐水食盐水的渗透压为的渗透压为 2,则则

5、1与与 2 的关系是的关系是 _.A.1 2 B.1 kB.当当A和和B的气相压力相同时的气相压力相同时,_在该溶在该溶剂中的溶解度较大剂中的溶解度较大.B 5 在某温度时在某温度时,在纯液体在纯液体A中加入少量的与中加入少量的与A不形成固态溶液的不形成固态溶液的溶质而形成理想稀溶液时溶质而形成理想稀溶液时,则有则有 pA _ pA*;A _ A*;TA _ TA*;6 “理想液态混合物与理想气体一样理想液态混合物与理想气体一样,分子间无作用力分子间无作用力,是一种是一种假想的溶液模型假想的溶液模型”.这种说法是这种说法是_的的,因为因为_.0300K也不同也不同与标准态的选择无关与标准态的选

6、择无关00-7-1510 13 在在 和和 两相中都有两相中都有 A和和 B 两物质两物质,当两相平衡时当两相平衡时,A()与与 B()_.14 在在100g乙醇中加入乙醇中加入0.01mol苯甲酸后沸点略有上升苯甲酸后沸点略有上升,若要加若要加入丙酮入丙酮(CH3COCH3)使同量乙醇的沸点升高同样多使同量乙醇的沸点升高同样多,则需则需_克克.15 1mol非电解质非电解质B溶于溶于46mol水中水中,在在288K时测行水的蒸气时测行水的蒸气压由纯水时的压由纯水时的 0.0168p 降为降为 0.0159p,则该溶液中水的活度为则该溶液中水的活度为_;活度系数为活度系数为_.0.9460.5

7、8无必然关系无必然关系0.967本章完本章完00-8-1611333dmkg935.0cmg935.0cm107g100 Vm 溶液的体积质量为溶液的体积质量为偏摩尔量的集合公式33cm107cm5.1702.180.600.3904.320.40 取取100g水溶液水溶液,其中含其中含40g甲醇甲醇,60g水水,则溶液的体积为则溶液的体积为:V=n(甲甲)V(甲甲)+n(水水)V(水水)例例 含质量分数为含质量分数为w(甲醇甲醇)=0.40的甲醇的水溶液的甲醇的水溶液,已知其中甲已知其中甲醇醇 的偏摩尔体积的偏摩尔体积V(甲甲)为为39.0cm3mol 1,水的偏摩尔体积水的偏摩尔体积V(水

8、水)为为 17.5cm3mol 1,试求溶液的密度试求溶液的密度(甲醇与水的摩尔质量分别为甲醇与水的摩尔质量分别为32.04 gmol 1 与与18.02 gmol 1).00-8-1612偏摩尔量的集合公式)(1BBAAmMxMxV 133moldm10)07.466.002.184.0(8494.01 =41.0310 3dm3mol 1 1333moldm4.06.0105.571003.41 因因 Vm=xA VA+xB VB 故故 VA=(VmVBxB)/xA =16.310 3dm3mol 1 例例 乙醇水溶液的密度是乙醇水溶液的密度是 0.8494 kgdm 3,其中水其中水(A

9、)的摩尔分的摩尔分数为数为 0.4,乙醇乙醇(B)的偏摩尔体积是的偏摩尔体积是 57.5103 dm3mol1.求水求水的偏摩尔体积的偏摩尔体积(已知乙醇及水的摩尔质量已知乙醇及水的摩尔质量M 分别为分别为 46.07 103 kg mol1及及 18.02 103 kg mol1).00-8-1613吉布斯-杜亥姆方程0ddBBAA xxBABAdd xx 得得由吉布斯由吉布斯-杜亥姆方程杜亥姆方程 因因 xB0,xA0,d B 0故故 d A 0例例 在一定温度在一定温度,压力下压力下,使物质使物质B 的水溶液中的水溶液中B 的化学势的化学势 B 变化变化 d B 0,同时溶液中水的化学势

10、同时溶液中水的化学势 A变化变化 d A,试确定试确定d A是大于是大于,等于或小于零等于或小于零,并简述理由并简述理由.00-8-1614化学势大小顺序0 mm VpGT因因在水的正常沸点时在水的正常沸点时 1=2；在温度为在温度为373.15K及及202 650 Pa下下,4 3.所以所以 3 1 4 2故故 4 3 2=1 .例例 试比较和论证下列四种状态纯水的化学势大小顺序试比较和论证下列四种状态纯水的化学势大小顺序:(1)373.15K,101325Pa液态水的化学势液态水的化学势 1;(2)373.15K,101325Pa水蒸气的化学势水蒸气的化学势 2;(3)373.15K,20

11、2650Pa液态水的化学势液态水的化学势 3;(4)373.15K,202650Pa水蒸气的化学势水蒸气的化学势 4.00-8-1615拉乌尔定律(2)p=pA+pB =（6.306+18.56）kPa=24.86 kPa6.306kPa10.88/0675.002.18/9325.0020.9325/18.kPa399.6)1(AAA xpp18.56kPa10.88/9621.002.18/0379.0100.9621/88.kPa13.22BBB xpp例例 水水(A)和乙酸乙酯和乙酸乙酯(B)不完全混溶不完全混溶,在在37.55时两液相呈平时两液相呈平衡衡.一相中含质量分数为一相中含质

12、量分数为w(B)=0.0675的酯的酯,另一相中含另一相中含w(A)=0.0379的水的水,假定拉乌尔定律对每相中的溶剂都能适用假定拉乌尔定律对每相中的溶剂都能适用,已知已知37.55时时,纯乙酸乙酯的蒸气压力是纯乙酸乙酯的蒸气压力是22.13kPa,纯水的蒸气压力纯水的蒸气压力是是6.399kPa,试计算试计算:(1)气相中酯和水蒸气的分压气相中酯和水蒸气的分压;(2)总的蒸气压力总的蒸气压力(忽略作为溶质时的忽略作为溶质时的A和和B的气相压力的气相压力).(乙酸乙酯和水的摩尔质量分别为乙酸乙酯和水的摩尔质量分别为88.10g mol 1和和18.02g mol 1)00-8-1616拉乌尔

13、定律和亨利定律9615.00385.01)HC(0385.011.78/10046.36/87.146.36/87.1)HCl(66 xx溶剂苯服从拉乌尔定律溶剂苯服从拉乌尔定律,并结合分压定律并结合分压定律,有有)HC()HC()HC()HC(66666666ypxpp kPa3.101095.00.9615kPa01.10)HC()HC()HC(666666 yxp p得得kPa23810.03850.095)kPa(13.101)HCl()HC(1)HCl()HCl()HCl(66 xypxp k故故例例 20下下HCl溶于苯中达到气液平衡溶于苯中达到气液平衡.液相中每液相中每100g苯

14、含有苯含有1.87g HCl,气相中苯的摩尔分数为气相中苯的摩尔分数为0.095.已知苯与已知苯与HCl的摩尔质的摩尔质量分别为量分别为78.11g mol 1与与36.46 g mol 1.20苯饱和蒸气压为苯饱和蒸气压为10.01 kPa.试计算试计算20时时HCl在苯中溶解的亨利系数在苯中溶解的亨利系数.00-8-1617亨利系数例例 0,101325Pa时时,氧气在水中的溶解度为氧气在水中的溶解度为4.49010 2 dm3 kg 1,试求试求0时时,氧气在水中的亨利系数氧气在水中的亨利系数kx,O2和和kb,O2.0,101325Pa时时,氧气的摩尔体积为氧气的摩尔体积为22.4dm

15、3mol 1 1313132Okgmol1000.2moldm4.22kgdm10490.4 2 b又又1713OOO,molkgPa1017.5kgmol102.00Pa101325 222 bpkb故故5133211332O1061.3mol22.4dmdm104.490mol18g1000gmoldm4.22dm10490.42 xGPa81.2103.61Pa1013255OOO,222 xpkx00-8-1618亨利定律例例 在在18下下,1dm3的水中能溶解的水中能溶解101.325kPa的的O20.045g,101.325kPa的的N2 0.02g.现将现将1dm3被被202.6

16、5kPa空气所饱和了的空气所饱和了的水溶液加热至沸腾水溶液加热至沸腾,赶出所溶解的赶出所溶解的O2和和N2,并干燥之并干燥之,求此干燥求此干燥气体在气体在101.325kPa,18下的体积及其组成下的体积及其组成.设空气为理想气体设空气为理想气体混合物混合物,其组成体积百分数为其组成体积百分数为O2 21%,N2 79%.(1)计算亨利常数计算亨利常数:)()O()O()O(22O,OO,2222lVMmkckpcc 313N,31331222O,dmmolkPa109.141dmmolkPa1005.72dmmolkPa045.0100.32325.101)O()()O()O(22 cckm

17、lVMpk(2)202.65kPa空气中空气中O2和和N2的分压的分压:kPa09.160kPa79.065.202)N()N(kPa56.42kPa21.065.202)O()O(2222 pyppyp00-8-1619(3)干燥气体在干燥气体在101.325kPa,18 下的体积及组成下的体积及组成:334dm0411.0dm325.10115.291314.810)28.11907.5(pnRTV656.0344.01)O(1)N(22 yy344.01028.1110907.510907.5)O()O(44422 nnymol1028.11)N(dmmol1028.11/)N()N(4

18、234N,222 nkpcc1dm3水中溶解水中溶解O2和和N2的量的量:mol10907.5)O(dmmol10907.5/)O()O(4234O,222 nkpcc00-8-1620理想混合物的特性例例 25下下,由各为由各为0.5mol的的A和和B混合形成理想混合物混合形成理想混合物,试求试求混合过程的混合过程的 V,H,S及及 G.在一定温度下在一定温度下,理想混合物中任一组分的偏摩尔体积和偏理想混合物中任一组分的偏摩尔体积和偏摩尔焓等于该组分纯液体的摩尔体积摩尔焓等于该组分纯液体的摩尔体积 和和 摩尔焓摩尔焓.Bm,BBm,B,HHVV0 0mixmix HV所以所以11BBAAmi

19、xKJ76.5KJ)5.0ln5.0314.82()lnln(xnxnRS1.72kJJ76.515.298mixmixmixmix STSTHG00-8-1621理想液态混合物例例 35时时,纯丙酮的蒸气压力为纯丙酮的蒸气压力为43.063kPa.今测得氯仿的摩尔今测得氯仿的摩尔分数为分数为0.3的氯仿的氯仿-丙酮溶液上方丙酮溶液上方,丙酮的蒸气分压力为丙酮的蒸气分压力为26.77kPa,问此混合物是否为理想液态混合物问此混合物是否为理想液态混合物?为什么为什么?由拉乌尔定律可知由拉乌尔定律可知,理想混合物中丙酮的蒸气分压力为理想混合物中丙酮的蒸气分压力为:p(丙酮丙酮)=p*(丙酮丙酮)x

20、(丙酮丙酮)=43.0630.7kPa =30.14 kPa实验结果显然与此不符实验结果显然与此不符,所以该混合物不是理想液态混合物所以该混合物不是理想液态混合物.00-8-1622理想液态混合物,组成例例 60时甲醇和乙醇的饱和蒸气压分别是时甲醇和乙醇的饱和蒸气压分别是83.4kPa 和和 47.0kPa.二者可形成理想液态混合物二者可形成理想液态混合物.若混合物的组成为质量百分数各若混合物的组成为质量百分数各50%,求求60时此混合物的平衡蒸气组成时此混合物的平衡蒸气组成.以摩尔分数表示以摩尔分数表示.41021.0,58979.050/46.06950/32.04250/32.042mo

21、lkg10069.64,molkg1032.042OHHCOHCH13OHHC13OHCH523523 xxMM68.47kPakPa28.19kPa19.49kPa)41021.00.4758979.04.83()(OHCHOHCHOHCHOHCHOHHCOHCH5533523 xpxpppp 总总此混合物平衡蒸气组成此混合物平衡蒸气组成2816.07184.0117184.047.68/19.49)(/OHCHOHHCOHCHOHCH35233 yyppy总总00-8-1623理想液态混合物,组成例例 80时纯苯的蒸气压为时纯苯的蒸气压为100kPa,纯甲苯的蒸气压为纯甲苯的蒸气压为38.

22、7kPa.两液体可形成理想液态混合物两液体可形成理想液态混合物.若有苯若有苯-甲苯的气甲苯的气-液平衡混合液平衡混合物物,80时气相中苯的摩尔分数时气相中苯的摩尔分数y苯苯=0.300,求液相的组成求液相的组成.3.0)()(*)()(*)()(*)()(*)(甲苯甲苯甲苯甲苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯苯xpxpxppxpy苯与甲苯可形成理想混合物苯与甲苯可形成理想混合物,故有故有1423.03.0/1001007.387.38)(/)(*)(*)(*)(*)(苯苯苯苯苯苯甲苯甲苯甲苯甲苯苯苯yppppx8577.01423.01)(1)(苯苯甲甲苯苯xx00-8-1624理想液态混合物,组成

23、气相组成气相组成各组分均符合拉乌尔定律各组分均符合拉乌尔定律,故故BABABA)(xpppppp 780.0kPa)0.469.116(kPa)0.463.101(ABAB ppppx xA=1 xB=0.220 900.0kPa3.1010.780kPa9.116BBBB ppxppy yA=1yB=0.100 例例 在在 p=101.3kPa,85时时,由甲苯由甲苯(A)及苯及苯(B)组成的二组组成的二组分液态混合物即达到沸腾分液态混合物即达到沸腾.该液态混合物可视为理想液态混该液态混合物可视为理想液态混合物合物.试计算该理想液态混合物在试计算该理想液态混合物在101.3kPa及及85沸腾

24、时的沸腾时的液相组成及气相组成液相组成及气相组成.已知已知85时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气压分别为压分别为46.00kPa和和116.9kPa.00-8-1625理想液态混合物(1)/BBBBByxpypp 故故(2)(BABAxpppp 又又(1)刚开始凝结时气相组成仍为刚开始凝结时气相组成仍为 yA=0.400,yB=0.600,pB=pyB联立式联立式(1)和式和式(2),解得解得 xB =0.333;p=67583.8 Pa.(2)由式由式(2),101325Pa=40530Pa(121590Pa40530Pa)xB 解得解得 xB=0.750 例例 液体液体A和和

25、B可形成理想液态混合物可形成理想液态混合物.把组成为把组成为 yA=0.400的的蒸气混合物放入一带有活塞的气缸中进行恒温恒压压缩蒸气混合物放入一带有活塞的气缸中进行恒温恒压压缩(温温度为度为t),已知温度已知温度t时时pA*,pB*分别为分别为40530Pa和和121590Pa.(1)计算刚开始出现液相时的蒸气总压计算刚开始出现液相时的蒸气总压;(2)求求A和和B的液态混合物在的液态混合物在101325Pa下沸腾时液相的组成下沸腾时液相的组成.00-8-1626理想液态混合物,用到K-K方程,组成 K15.3581K25.3531KmolJ314.8molJ1010.31)K25.353()

26、K15.358(ln1113BBpp由特鲁顿规则由特鲁顿规则,得得 vapHm(C6H6,l)=88.00J mol 1 K 1 Tb*(C6H6,l)=88.00J mol 1K 1(273.1580.10)K =31.10kJ mol 1 解得解得 p*B(358.15K)=117.1kPa又已知又已知 p*A(358.15K)=46.00kPa沸腾时蒸气总压与外压相等沸腾时蒸气总压与外压相等,即即 p=p*A+(p*Bp*A)xB 101.3kPa=46.00kPa(117.146.00)kPa xB解得解得 xB=0.7778;xA=1xB=10.7778=0.2222 例例 在在85

27、,101.3kPa,甲苯甲苯(A)及苯及苯(B)组成的液态混合物达到组成的液态混合物达到沸腾沸腾.该液态混合物可视为理想液态混合物该液态混合物可视为理想液态混合物.试计算该液态混合试计算该液态混合物的液相组成物的液相组成.已知苯的正常沸点为已知苯的正常沸点为80.10,甲苯在甲苯在85.00时时的蒸气压为的蒸气压为46.00kPa.00-8-1627理想液态混合物,用到K-K方程,组成2850.07.38311.3731314.831999lnB,1B,2 ppkPa198.76kPa325.1017520.07520.01,B2,B pp5551.03.35311.3731314.83072

28、6lnA,1A,2 pp5kPa52.176kPa325.1017422.17422.11,A2,A pp则则和和,2,B2,A pp在在373.1K苯和甲苯的的饱和蒸气压为苯和甲苯的的饱和蒸气压为)1(A2,BA2,Axpxpp 沸沸腾腾时时75.0;250.0198.76525.176198.76325.101B2,B2,A2,BA xppppx例例 已知已知101.325kPa下下,纯苯纯苯(A)的正常沸点和蒸发焓分别为的正常沸点和蒸发焓分别为 353.3K和和30762J mol 1,纯甲苯纯甲苯(B)的正常沸点和蒸发焓分别为的正常沸点和蒸发焓分别为 383.7K和和31999J mo

29、l 1.苯和甲苯形成理想液态混合物苯和甲苯形成理想液态混合物,若有该若有该种液态混合物在种液态混合物在101.325kPa,373.1K沸腾沸腾,计算其组成计算其组成.00-8-1628理想稀溶液对理想稀溶液对理想稀溶液,有有 p=pA*xA +kx,B xB先由上式计算先由上式计算97.11时乙醇溶在水中的亨利系数时乙醇溶在水中的亨利系数,即即 101.3 kPa=91.3 kPa(10.0300)+kx(乙醇乙醇)0.0300解得解得 kx(乙醇乙醇)=425 kPa,于是求得当于是求得当x(乙醇乙醇)=0.0200时时p(乙醇乙醇)=kx(乙醇乙醇)x(乙醇乙醇)=425 kPa0.02

30、00=8.5 kPa p(水水)=p*(水水)x(水水)=91.30 kPa(10.0200)=89.5 kPa例例 某乙醇的水溶液某乙醇的水溶液,含乙醇的摩尔分数为含乙醇的摩尔分数为x(乙醇乙醇)=0.0300.在在97.11时该溶液的蒸气总压力等于时该溶液的蒸气总压力等于101.3 kPa,已知在该温度时已知在该温度时纯水的蒸气压为纯水的蒸气压为91.30 kPa.若该溶液可视为理想稀溶液若该溶液可视为理想稀溶液,试计算试计算该温度下该温度下,在摩尔分数为在摩尔分数为x(乙醇乙醇)=0.200的乙醇水溶液上面乙醇的乙醇水溶液上面乙醇和水的蒸气分压力和水的蒸气分压力.00-8-1629理想稀

31、溶液平衡时平衡时,在两相中同一组分的蒸气压相等在两相中同一组分的蒸气压相等:BB,BBBB xkxpppx AA,AAAA xkxpppx 758.002.098.001.099.05.1ABBBAAB,A,xxpxxpkkxx例例 25下下,一定量的纯液体一定量的纯液体A和纯液体和纯液体B相混合相混合,平衡时分为平衡时分为两层两层(和和)测得测得 和和 液相的组成液相的组成(以组分以组分B的摩尔分数表示的摩尔分数表示)分分别为别为0.98和和0.01.假定两溶液均可近似按理想稀溶液处理假定两溶液均可近似按理想稀溶液处理,求组求组分分A与与B在在 和和 溶液中亨利系数之比值溶液中亨利系数之比值

32、.(已知在该温度下纯液已知在该温度下纯液体体A的饱和蒸气压是纯液体的饱和蒸气压是纯液体B饱和蒸气压的饱和蒸气压的1.50倍倍.)00-8-1630证明稀溶液定律例例 试用吉布斯试用吉布斯-杜亥姆方程证明在稀溶液中若溶质服从亨利杜亥姆方程证明在稀溶液中若溶质服从亨利定律定律,则溶剂必然服从拉乌尔定律则溶剂必然服从拉乌尔定律.对二组分溶液对二组分溶液,有有G-D方程方程:BBAAdd xx )/ln(BBB ppRT 因因)0d,0(d lndd ,lnddAABB pTpRTpRT 代入代入 G-D方程可得方程可得:BBAAdlndlnpxpx BAdd xx 又又BBBAAAddlnddln

33、xpxxpx 可得可得TTxpxp BBAAlnlnlnln 即即若溶质若溶质B 服从服从 pB=kx,B xB,则有则有 ln pB=ln kx,B+ln xB1lnln BB xp得得1lnln AA xp所以所以 AAA1AAlndlndxppxpAAAln/lnxpp AAAxpp 可见溶剂便服从拉乌尔定律可见溶剂便服从拉乌尔定律.00-8-1631分配定律例例 (1)25时将时将0.568g碘溶于碘溶于50cm3CCl4中中,所形成的溶液所形成的溶液与与500cm3水一起摇动水一起摇动,平衡后测得水层中含有平衡后测得水层中含有0.233mmol的的碘碘.计算碘在两溶剂中的分配系数计算

34、碘在两溶剂中的分配系数K(=cI 2(H2O)/cI 2(CCl4).设碘在两种溶剂中均以设碘在两种溶剂中均以I2分子形式存在分子形式存在.(2)若若25碘在水中的溶解度为碘在水中的溶解度为1.33mol dm3,求碘在求碘在CCl4中中的溶解度的溶解度.0116.050/)233.02379.2(500/233.0)CCl()OH(mmol2379.2mol809.253568.0)I()I()I()1(4I2I22222 ccKMmn332I4Idmmol115dmmol0116.033.1)OH()CCl()2(22 Kcc00-8-1632分配定律例例 20某有机酸在水和乙醚中的分配系

35、数为某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4.今有该有今有该有机酸机酸5g溶于溶于100cm3水中形成的溶液水中形成的溶液,(1)若用若用40cm3乙醚一次萃取乙醚一次萃取(所用乙醚事先已被水饱和所用乙醚事先已被水饱和,故萃故萃取时不会有水溶于乙醚取时不会有水溶于乙醚),求水中还剩下多少有机酸求水中还剩下多少有机酸?(2)将将40cm3乙醚分为两份乙醚分为两份,每次用每次用20cm3乙醚萃取乙醚萃取,连续萃取连续萃取两次两次,问水中还剩下多少有机酸问水中还剩下多少有机酸?2.5gg4010004100045)()()()()()(/)()()(/)()()()1(醚醚水水水水总总水水醚醚醚醚总总

36、水水水水醚醚水水酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸VKVKVmmVmmVmccK(2)每次用每次用20cm3乙醚连续两次萃取乙醚连续两次萃取,可推得可推得2.22gg2010004100045)()()()()(22 醚醚水水水水总总水水酸酸酸酸VKVKVmm00-8-1633组成换算以以A代表水代表水,B 代表乙醇代表乙醇.摩尔质量摩尔质量MA=18.015 103 kg mol1;MB=46.069 103 kg mol1.01767.0500/18.01523/46.06923/46.069 )1(BBBB nnx%398.404398.05002323 )2(BBBB mmw3333133B

37、ABBdmmol9470.0mmol0.947mkg/992kg10)50023(molkg10069.46/kg1023/)()3(mmnc11333ABBkgmol9985.0kgmol1050010069.46/1023 )4(mnb例例 23g乙醇于乙醇于500g水中形成溶液水中形成溶液,其密度为其密度为992 kg m3.计算计算:(1)乙醇的摩尔分数乙醇的摩尔分数;(2)乙醇的质量分数乙醇的质量分数;(3)乙醇的浓度乙醇的浓度;(4)乙乙醇的质量摩尔浓度醇的质量摩尔浓度.00-8-1634冰点下降例例 已知樟脑已知樟脑(C10H15O)的凝固降低常数的凝固降低常数Kf=40K mo

38、l1 kg,(1)某一溶质相对摩尔质量为某一溶质相对摩尔质量为210,溶于樟脑形成质量百分数溶于樟脑形成质量百分数5%的的溶液溶液,求凝固点降低多少求凝固点降低多少?(2)另一溶质相对摩尔质量为另一溶质相对摩尔质量为9000,溶于樟脑形成质量百分数溶于樟脑形成质量百分数5%的溶液的溶液,求凝固点降低多少求凝固点降低多少?11ABBBkgmol25063.0kgmol095.0210/5/)1(mMmb10.03KK25063.040Bff bKT131ABBBkgmol10848.5kgmol095.09000/5/)2(mMmbK2339.0K10848.5403Bff bKT00-8-16

39、35凝固点降低ABBfBffmMmKbKT 11AfBfBmolkg244.0molkg00.252048.0245.010.5 mTmKM已知苯甲酸已知苯甲酸 C6H5COOH 的摩尔质量为的摩尔质量为0.122kg mol1,故故苯甲酸在苯中的分子式为苯甲酸在苯中的分子式为(C6H5COOH)2.例例 在在25.00g苯中溶入苯中溶入0.245g苯甲酸苯甲酸,测得凝固点降低测得凝固点降低0.2048 K.试求苯甲酸在苯中的分子式试求苯甲酸在苯中的分子式.00-8-1636沸点上升例例 10g葡萄糖葡萄糖(C6H12O6)溶于溶于400g乙醇中乙醇中,溶液的沸点较纯乙溶液的沸点较纯乙醇的上升

40、醇的上升0.1428,另外有另外有2g有机物质溶于有机物质溶于100g乙醇中乙醇中,此溶此溶液的沸点则上升液的沸点则上升0.1250,求此有机物的相对摩尔质量求此有机物的相对摩尔质量.对题给葡萄糖对题给葡萄糖(B)的乙醇的乙醇(A)溶液溶液11ABBBkgmol1388.0kgmol4.0157.180/10/mMmbkgmolK029.1kgmolK1388.01428.011Bbb bTK对题给有机物对题给有机物(C)的乙醇的乙醇(A)溶液溶液kgmolK029.1K1250.0kg1.0kg102/1bb1C3ACCC KTMmMmb164.6kgmol10164.6kgmol1250.

41、0029.102.0r131C MM即即00-8-1637沸点上升例例 在在100g苯中加入苯中加入13.76g联苯联苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸所形成溶液的沸点为点为82.4.已知纯苯的沸点为已知纯苯的沸点为80.1.求求(1)沸点升高常数沸点升高常数;(2)苯的摩尔蒸发焓苯的摩尔蒸发焓.以以A代表苯代表苯,B代表联苯代表联苯.13B13Amolkg10211.154,molkg10113.78 MM11ABBBkgmol89228.0kgmol1.0211.154/76.13/)1(mMmbkgmolK578.2kgmolK89228.0)1.804.82(11Bbb bTK11

42、32bA2bAm,vapAm,vapA2bbmolkJ44.31molkJ579.210113.78353.258314)()()2(KMTRHHMTRK得得由由00-8-1638沸点升高11124kgmol175.0 0.1kgmolg/123.88g55.1molg/254g27.1)IP(总质量摩尔浓度为总质量摩尔浓度为b则则 Tb=Kb b(P4+I2)=2.40 K kg mol 10.175 mol kg 1 =0.42 K例例 将将1.55 g磷及磷及1.27 g 碘溶于碘溶于100 g CS2中中,计算沸点升高多少计算沸点升高多少?已知磷及碘在已知磷及碘在CS2中分别以中分别以

43、P4,I2形式存在形式存在,二者的二者的 Mr分别为分别为123.88及及254.0,CS2的的Kb=2.40 K kg mol1.00-8-1639渗透压11ffBkgmol301.0molkg1.86KK560.0 KTb则则 cB =998.2 kg m 30.301 mol kg 1=301 mol m 3 =301.0 mol m 38.314 J K 1 mol 1310.2 K =776 kPa =cBRT对稀溶液对稀溶液:cB=A bB例例 人的血浆的凝固点为人的血浆的凝固点为0.560,求求37.0时血浆的渗透时血浆的渗透压压.已知已知37 时水的体积质量时水的体积质量(密度

44、密度)为为998.2 kg m 3,水的凝水的凝固点降低常数固点降低常数Kf =1.86 K kg mol 1.血浆可视为稀溶液血浆可视为稀溶液.00-8-1640渗透压例例 在在20下将下将68.4g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于溶于1kg的水中的水中,已知已知20 下此溶液的密度为下此溶液的密度为1.024g cm3,纯水饱和蒸气压为纯水饱和蒸气压为2.339kPa.求求:(1)此溶液的蒸气压此溶液的蒸气压;(2)此溶液的渗透压此溶液的渗透压.2.3306kPa0.99641kPa2.339O)H(O)H(*O)H(99641.09968.4/342.251000/18.0151000

45、/18.01O)H()1(mol342.299g)OHC(22221112212 xppxM333cm100434.1cm024.110004.68)2(mV3333mmol101915.0dmmol1915.0dmmol0434.1299.342/4.68 Vnc467kPaPa15.293314.8101915.03 cRT 00-8-1641溶质活度例例 在某一温度下在某一温度下,将碘溶解于将碘溶解于CCl4中中.当碘的摩尔分数在当碘的摩尔分数在0.010.04范围内范围内,此溶液符合稀溶液规律此溶液符合稀溶液规律.今测得平衡时气相今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的两

46、组数据如下中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的两组数据如下:p(I2)/kPa 1.638 16.72 x(I2)0.03 0.5求求 x(I2)=0.5时时,溶液中碘的活度溶液中碘的活度 a(I2)及活度系数及活度系数 (I2).当当 x(I2)=0.03时时,溶液满足亨利定律溶液满足亨利定律:54.6kPakPa03.0638.1)I()I()I()I(222I,22I,2 xpkxkpxx当当 x(I2)=0.5时时612.05.0306.0)I()I()I(306.06.5472.16)I()I(2222I,22 xakpax 00-8-1642活度系数(均以纯液体A或B为标准态)8

47、27.0Pa2.5866Pa9.4852*AAA pp 181.1700.0827.0AAA xaf672.06.125856.48526.13305*BA*BBB pppppa239.2300.0672.0BBB xaf例例 25时时,异丙醇异丙醇(A)和苯和苯(B)的液态混合物的液态混合物,当当 xA=0.700时时,测得测得pA=4852.9Pa,蒸气总压力蒸气总压力 p=13305.6Pa,试计算异丙醇试计算异丙醇(A)和苯和苯(B)的活度和活度系数的活度和活度系数(均以纯液体均以纯液体A或或B为标准态为标准态).(已知已知25时纯异丙醇时纯异丙醇pA*=5 866.2 Pa;纯苯纯苯

48、 pB*=12 585.6 Pa.)00-8-1643活度系数(均以纯液态为标准态).502.0104791Pa0.519101325PaAAAAA ppyppa663.073460Pa0.481101325PaBBBBB ppyppapA=pyA=(101325 Pa0.519)=52588 Pa fA=aA/xA=0.502/0.400=1.255 fB=aB/xB=0.663/0.600=1.105 例例 在在 330.3 K,丙酮丙酮(A)和甲醇的液态混合物在和甲醇的液态混合物在101325 Pa 下下平衡平衡,平衡组成为液相平衡组成为液相 xA=0.400,气相气相 yA=0.519.已知已知330.3 K纯组分的蒸气压力纯组分的蒸气压力pA*=104791 Pa,pB*=73460 Pa.计算各计算各组分的活度和活度系数组分的活度和活度系数(均以纯液态为标准态均以纯液态为标准态).