物理化学第二章作业及答案

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答:根据杠杆规则:如下所示

B(水层,水92%,酚8%)—————A(酚40%)—————C(酚层,酚70%,水30%)

w酚w水?ABAC,

w酚100?w酚?40%?8p%?40%, w酚=51.6 g, w(水)=48.4g

2-19 HAc和C6H6的相图如图所示。 (1)指出各相区的相态和自由度数;

(2)将含苯75%和25%的溶液各100g,由293K冷却时首先析出的固体为何物?最多能析出这种固体多少克?并作出其冷却曲线。 [ (2) 苯(s),37.5g,HAc(s),58.3g ]

答:(1) ① 液相区,f*=2-1+1=2

② HAC(s)+饱和溶液(HAC和C6H6组成)两相区; f*=2-2+1=1

③ C6H6(s)+饱和溶液(HAC和C6H6组成)两相区; f*=2-2+1=1

④C6H6(s)+HAC(s) 两相区; f*=2-2+1=1

(2)含苯75%的溶液(在低共熔点的右侧)冷却,首先析出的是C6H6(s), 含苯25%的溶液(在低共熔点的左侧)冷却,首先析出的是HAC(s)。

根据杠杆规则:w(C6H6(s))×(100%-75%)= (100-w(C6H6(s)) ×(75%-60%);或

w(苯)100?w(苯)?CA'A'F?75%?600%?75%

w(C6H6(s))=37.5g

同理:含苯25%的溶液; w(HAC(s)) ×(25%-0%)=(100-w(HAC(s))) ×(60%-25%);w(HAC(s))100?w(HAC(s))?B'CEB'?60%?25%%?0%

w(HAC(s))=58.3g

含苯 75% 含苯25%

2-20 金属A、B熔融液冷却曲线的转折温度和平台温度如下表所列,请据此画出相图,标出相区的相态和化合物的组成。 xA 转折温度 /℃ 平台温度 /℃ xA 转折温度 /℃ 平台温度 /℃

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 950 900 900 1000 1000 800 800 800 800 1100 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1000 750 550 575 500 500 500 500 600

答:相图如上所示:各相区的相态(液相,固相或固液两相如图中所标记)

2-21 金属A、B形成化合物AB3、A2B3。固体A、B、AB3、A2B3彼此不互溶,但在液态下能完全互溶。A、B的正常熔点分别为600℃、1100℃。化合物A2B3的熔点为900℃,与A形成的低共熔点为450℃。化合物AB3在800℃下分解为A2B3和溶液,与B形成的低共熔点为650℃。根据上述数据 (1)画出A-B系统的熔点-组成图,并标示出图中各区的相态及成分;

(2)画出xA=0.90、xA=0.30熔化液的步冷曲线,注明步冷曲线转折点处系统相态及成分的变化和步冷曲线各段的相态及成分。

答:(1) AB3 中B摩尔分数为:3/1+3=0.75 A2B3 中B的摩尔分数为:3/(2+3)=B/[(2A/3)+B]=0.6

所以在XB组成轴上,AB3 在右侧。

化合物A2B3的熔点为900℃,所以A2B3与A构成的相图是有最低共熔点的相图。

化合物AB3 在800℃分解,同时AB3与B形成的低共熔点为650℃

①:A(s)+l ②:A2B3(s)+l

③:A(s)+ A2B3(s) ④: A2B3(s)+l ⑤: A2B3(s)+AB3 ⑥: AB3(s)+l ⑦: AB3(s)+B(s) ⑧: B(s) +l ⑨:l

xA=0.90, 即xB=0.1

xA=0.30, 即xB=0.7

xA=0.90, xB=0.1 即xA=0.30, xB=0.7 即

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