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1、题目部分,(卷面共有48题,296.0分,各大题标有题量和总分)一、计算(48小题,共296.0分)1(5分)在295 K和51 987 Pa下,H2在苯胺中的溶解度为10.6 kgm-3,在同一温度和154 628 Pa下的溶解度为31.6 kgm-3。试问在上述条件下亨利定律是否适用?2(4分) 20时,乙醚(A)的蒸气压为58.955 kPa,今在100 g乙醚中溶入某非挥发性有机物质(B)10.0 g,乙醚的蒸气压降低为56.795 kPa,试求该有机物质的摩尔质量。3(6分)在20.04时,从实验测得0.500 molkg-1的甘露醇水溶液的蒸气压比同温度纯水的蒸气压低0.0209
2、kPa。试用拉乌尔定律计算在上述温度时,溶液的蒸气压比纯水的蒸气压降低了多少?并与实验比较。(已知在20.04时,纯水的蒸气压为2.35 kPa。)4(8分)苯溶液含挥发性溶质质量分数wB=0.05,在20下以一定量干燥的气体先通入此溶液,然后再通入苯,测得溶液失重1.24 g,纯苯失重0.04 g。试计算:(1)溶液中溶质的摩尔分数;(2)溶质的摩尔质量;(已知气流压力为101.325 kPa,纯苯的饱和蒸气压力为10.01 kPa,苯的摩尔质量为78.1 gmol-1。)5(6分)若要使水的蒸气压降低1.00%,则水溶液中应含甘油的质量分数为多少?(甘油与水的摩尔质量分别为92.10 gm
3、ol-1,18.02 gmol-1。)6(6分)在18,CO2的压力为101.325 kPa时,1 dm3水中能溶解1 dm3CO2,则在上述温度下,当CO2的压力为20.06 kPa时,溶液中CO2的质量摩尔浓度为多少?已知:18时水的体积质量(密度)为998.60 kgm-3。7(8分)总压力为1MPa的H2,N2,O2的气体混合物,溶解于纯水中达到气液平衡后,溶液中三种气体的物质的量浓度相等。若该三种气体符合亨利定律,亨利常数分别为770 kPa,834 kPa,462 kPa,问气体混合物的原始组成如何?(以摩尔分数表示。)8(8分)在298 K和101 325 Pa下氮在1 cm3水
4、中的溶解度为0.0143 cm3(已换算为标准状况下的体积),求亨利常数k。已知水的体积质量(密度)为0.997 gcm3。9(5分)25时,CO在水中溶解时的亨利常数为kx=5.79109 Pa,今用水洗涤,含体积分数为jB=0.30的水煤气,水煤气总压力为101.3 kPa,25时,1吨水中溶解多少克CO?(已知CO的Mr =28.01。)10(7分)25时,CO在水中溶解时亨利常数k=5.79109 Pa,若将体积分数为j(CO)=0.30的水煤气在总压力为1.013105 Pa下用25的水洗涤,问每用1吨水CO的损失为多少?11(8分)100时,纯CCl4及纯SnCl4的蒸气压分别为1
5、.933105 Pa及0.666105 Pa。这两种液体可组成理想液态混合物。假定以某种配比混合成的这种液态混合物,在外压力为1.013105 Pa的条件下,加热到100时开始沸腾。计算:(1)该液态混合物的组成;(2)该液态混合物开始沸腾时的第一个气泡的组成。12(6分)293.15 K,质量分数为0.60的甲醇水溶液的体积质量(密度)是0.8946 kgdm-3,在此溶液中水的偏摩尔体积为1.6810-2 dm3mol-1。求甲醇的偏摩尔体积(已知水及甲醇的相对分子质量Mr分别为18.02及32.04)。13(6分)18时,溶于1 kg水中的硫酸镁溶液的体积与硫酸镁的质量摩尔浓度的关系在b
6、B0.1 molkg-1时可表示为:V/cm3=1001.21+34.69(bB/molkg-1)0.072,计算bB=0.05molkg-1时,硫酸镁的偏摩尔体积和水的偏摩尔体积(已知水的摩尔质量为18.02 gmol-1)。14(8分)在100时,己烷(A)的饱和蒸气压为245.21 kPa,辛烷(B)的饱和蒸气压为47.12 kPa。若由其组成的液态混合物于100时101.325 kPa下沸腾,求:(1)液相的组成;(2)气相的组成。(己烷,辛烷的混合物可看作理想液态混合物。)15(8分)在136.7时,纯氯苯(A)的饱和蒸气压为115.7 kPa,纯溴苯(B)为60.80 kPa。求1
7、01 325 kPa下,能在上述温度沸腾的液态混合物的组成和蒸气组成。设氯苯(A)和溴苯(B)组成理想液态混合物。16(6分)20 时,乙醚的蒸气压为59.00 kPa。今有100.0 g乙醚中溶入某非挥发性有机物10.00 g , 蒸气压下降到56.80 kPa , 则该有机物的摩尔质量为多少 ? (已知乙醚的摩尔质量为74 gmol )17(5分)25 时, 从大量质量摩尔浓度为bB = 0.01 molkg的溶液中迁移1 mol溶质于另一个大量的质量摩尔浓度为bB= 0.001 molkg的溶液中, 试计算此过程的G。(设两溶液的=1)。18(5分)苯(A)和甲苯(B)形成理想液态混合物
8、,已知20 时,pA*和pB*分别为10 kPa和3 kPa,求20 时与等质量组成的苯和甲苯液态混合物成平衡的苯和甲苯的蒸气分压力及总压力。(已知苯与甲苯的Mr分别为78.11与92.13)。19(5分)60时甲醇(A)的饱和蒸气压83.4 kPa , 乙醇(B)的饱和蒸气压是47.0 kPa , 二者可形成理想液态混合物, 若液态混合物的组成为质量分数wB = 0.5 , 求60时与此液态混合物的平衡蒸气组成。(以摩尔分数表示)。(已知甲醇及乙醇的M r 分别为32.04及46.07。)20(6分)乙醇与甲醇组成理想液态混合物,在20时纯乙醇的饱和蒸气压为5.93 kPa,纯甲醇的饱和蒸气
9、压为11.83 kPa 。( 1 ) 计算甲醇与乙醇各100 g所组成的理想液态混合物中两种物质的摩尔分数;( 2 ) 求与上述组成的理想液态混合物成平衡的蒸气总压力及两物质的分压力;( 3 ) 甲醇在乙醇的摩尔质量分别为32.0 gmol与46.1 gmol。) 21(6分)两纯液体A与B形成理想液态混合物,在一定温度T时溶液的平衡蒸气压为53.297 kPa,蒸气中A的摩尔分数yA=0.45,溶液中组分A的摩尔分数xA=0.65,求该温度下两种纯液体物质的饱和蒸气压。22(8分)已知303 K时,纯A(l)和纯B(l)可形成理想液态混合物,此时组分A(l)和组分B(l)的蒸气压分别为60
10、kPa和20 kPa,平衡液相中组分A的摩尔分数为0.15,计算组分B在平衡气相与平衡液相的摩尔分数的比值。23(8分)413.15 K时纯C6H5Cl和纯C6H5Br的蒸气压分别为125.238 kPa和66.104 kPa,假定两液体形成理想液态混合物。若有该混合物在413.15 K,101.325 kPa下沸腾,试求该液态混合物的组成及液面上的蒸气组成。24(8分)在40时,纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的饱和蒸气压的21倍,组分A和B形成理想液态混合物,当气液两相平衡时,若气相中A和B摩尔分数相等,试问液相中组分A和B的摩尔分数应为多少?25(8分)苯与甲苯形成理想液态混合物,在20时
11、,纯苯(A)的蒸气压是9.959 kPa,纯甲苯(B)的蒸气压是2.973 kPa,求20时与等质量的苯和甲苯液态混合物成平衡时苯的蒸气分压力,甲苯的蒸气分压力及总压力。已知苯(A)及甲苯(B)的摩尔质量分别为78.113 gmol-1和92.140 gmol-1。26(6分)35时,纯丙酮的蒸气压力为43.063 kPa。今测得氯仿的摩尔分数为0.3的氯仿-丙酮溶液上,丙酮的蒸气分压力为26.77 kPa,问此混合物是否为理想液态混合物?为什么?27(5分)樟脑的熔点是178.4 ,kf = 40 Kmolkg(这个数很大,因此用樟脑作溶剂来测溶质的摩尔质量,通常只需几毫克的溶质就够了)。今
12、有7.900 mg酚酞和129.2 mg 樟脑的混合物,测得该溶液的凝固点比樟脑低8.00 。求酚酞的摩尔质量。28(8分)在p=101.3 kPa,85时,由甲苯(A)及苯(B)组成的二组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合物。试计算该理想液态混合物在101.3 kPa及85沸腾时的液相组成及气相组成。已知85时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气压分别为46.00 kPa和116.9 kPa。29(5分)已知樟脑(C10H16O)的正常凝固点为178.4,摩尔熔化焓为6.50 kJmol,计算樟脑的摩尔降低系数kf = ?(已知樟脑的摩尔质量M r =152.2 gmol。)30(4分
13、)已知苯的正常沸点为80.1 ,摩尔气化焓vapHm=30.77 kJmol,计算苯的摩尔沸点升高系数kp=?(苯的摩尔质量MA=78.11 gmol。)31(5分)已知苯的正常凝固点为5.33,摩尔凝固焓fusHm = 9.95 kJmol,计算苯的摩尔凝固点降低系数kf = ?(已知苯的Mr = 78.11。)32(5分)将1.55 g磷及1.27 g碘溶于100 gCS2中,计算沸点升高多少?(已知磷及碘在CS2中分别以P4,I2形式存在,二者的Mr分别为123.88及254.0,CS2的kb=2.40 Kkgmol。)33(5分)试计算1.55 g磷溶于100 g CS2中的沸点比纯溶
14、剂高多少?(磷以P4的形式存在,摩尔质量为123.88 gmol,CS2摩尔沸点升高系数为2.40 Kkgmol。)34(6分) 在25 g水中溶有0.771 g乙酸,测得凝固点下降0.937,已知水的凝固点下降系数为1.86 Kkgmol;在20 g苯中溶解0.611 g乙酸,测得Tf为1.254,已知苯的kf为5.12 Kkgmol,求乙酸在水中的摩尔质量各为多少 ? 结果说明什么?35(6分)20下,将68.80 g蔗糖(C12H22O11)(A)溶于1 kg H2O(B)中,求:( 1 )此溶液的蒸气压;( 2 )此溶液的渗透压。已知:20 下此溶液的体积质量(密度)为1.024 gc
15、m,纯水的饱和蒸气压p*(H2O)=2.339 kPa ,(蔗糖的M r = 342.299。)36(6分)当某非挥发性烃w(C) = 0.944,3.000 g溶解到100 g苯中,苯的蒸气压从9.953 kPa降到9.823 kPa。计算该烃的分子式。 37(6分)在25.00 g水中溶有0.771 g CH3COOH,测得该溶液的凝固点下降0.937 。已知水的凝固点下降系数为1.86 Kkgmol。另在20 g苯中溶有0.611 g CH3COOH,测得该溶液的凝固点下降1.254 。已知苯的凝固点下降系数为5.12 Kkgmol。求CH3COOH在水和苯中的摩尔质量各为多少,所得结果
16、说明什么问题?38(6分)将9.00 g葡萄糖(C6H12O6)溶解在200 g水中。计算此溶液在100 时的蒸气压降低及沸点升高。已知水的摩尔蒸发焓为40.6 kJmol,C6H12O6的Mr = 180。39(6分)10 g葡萄糖(C6H12O6)溶于400 g乙醇中,溶液的沸点较纯乙醇上升0.1428,另有2 g不挥发的有机物质溶于100 g乙醇中,此溶液的沸点则上升0.1250,求此有机物质的摩尔质量。(已知C6H12O6的摩尔质量是为180.16 gmol。)40(6分)在100 g苯中加入13.76 g联苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸点为82.40 ,已知纯苯的沸点为80.
17、10 ,求:( 1 ) 苯的沸点升高系数;( 2 ) 苯的摩尔蒸发焓。(已知苯及联苯的相对分子质量分别为78.11及154.20。) 41(6分)萘和二苯胺(Mr = 169.3)形成低共熔混合物,当18.43 g萘中加入1.268 g低共熔混合物后,熔融物的冰点降低1.840 K,若萘的摩尔冰点降低稀数为6.90 Kkgmol,求低共熔混合物中萘的质量分数是多少?42(6分)纯苯的凝固点是5.50 ,把0.233 g苯乙酸(B)溶于4.40 g苯(A)中,形成溶液的凝固点是4.47 ,苯的摩尔熔化焓是9.89 kJmol,计算苯乙酸的摩尔质量MB,并讨论其结果。(已知苯的Mr = 78.11
18、,苯乙酸的摩尔质量的理论值为136.15 gmol。)43(6分)在101.325 kPa、100 水中,加入某种不挥发性的溶质B,实验测得水的蒸气压力降低了911.93 Pa。( 1 ) 该水溶液的沸点上升值为若干 ?( 2 ) 溶质B的摩尔分数为若干 ?(已知: (H2O, 101.325 kPa, 373.15 K) = 40.67 kJmol。)44(6分)已知樟脑(C10H16O)的凝固点降低系数kf = 40 Kkgmol。( 1 ) 某一溶质相对分子质量为210 , 溶于樟脑形成质量分数为wB=0.05的溶液 , 求凝固点降低多少 ? ( 2 ) 另一溶质相对分子质量为9000
19、, 溶于樟脑形成质量分数为wC=0.05的溶液 , 求凝固点降低多少 ? 45(6分)把0.785 g硝基苯溶于25 g萘中, 形成的溶液其凝固点下降1.77 K。纯萘的凝固点是353.0 K。试求萘的摩尔凝固点降低系数kf及摩尔熔化焓Hm。(已知硝基苯的Mr = 123.11 , 萘的Mr = 128.17 。)46(7分)人的血浆的凝固点为0.560, 求37.0时血浆的渗透压。已知37 时水的体积质量(密度)为998.2 kgm, 水的凝固点降低数kf = 1.86 Kkgmol。血浆可是为稀溶液。47(5分)把乙二醇 HO-CH2-CH2-OH用作防冻剂,估计在-30 正好开始结冰,求
20、刚结冰时乙二醇-水溶液的组成,已知水的凝固点降低系数kf=1.855 Kkgmol。48(5分)两液体A与B形成的理想液态混合物,在一定温度下液态混合物上的平衡蒸气压为53.30 kPa , 测得蒸气中组分A的摩尔分数yA = 0.45, 而在液相中组分A的摩尔分数xA= 0.65 , 求在该温度下两种纯液体的饱和蒸气压。=答案=答案部分,(卷面共有48题,296.0分,各大题标有题量和总分)一、计算(48小题,共296.0分)1(5分)答案解:如果亨利定律在上述条件下能够适用的话,则平衡时,压力与气体在液体中的浓度之比应为亨利常数。51 987 Pa/10.6 kgm-3= 4904.4 P
21、am3kg-1 154 628 Pa/31.6 kgm-3= 4893.3 Pam3kg-1两结果数值相近,所以亨利定律在上述条件下适用。 2(4分)答案解:由拉乌尔定律 =58.955 kPa =56.795 kPa解得:MB=195 gmol-1 3(6分)答案解: bB=0.500 molkg-1 溶质的摩尔分数xB=0.008 92 =2.35 kPa0.008 92=0.0210 kPa 由此可见,对稀溶液拉乌尔定律符合实验结果。 4(8分)答案解: (1)p(苯)=p(总) 求得: p*(苯)=p(总) x(苯)= p(苯)/ p*(苯)=0.972溶质 x(质)=1-0.972=
22、0.028 (2)x(质)=0.028 M=143 gmol-1 溶质的摩尔质量为143 gmol-1。 5(6分)答案解: =0.01 =0.01 mB=4.91 g即甘油水溶液中w(甘油)=0.0491 6(6分)答案解:1dm3水的质量为998.60 g1dm3CO2的物质的量为 根据亨利定律 =则质量摩尔浓度为 b=8.3110-3 molkg-1 7(8分)答案解: = +=1 求得摩尔分数为: =0.373 =0.404 =0.223 8(8分)答案解:在1cm3水中吸收的N2的物质的量n(N2)= =mol =6.3810-7 moln(H2O)=mol=0.0554 mol x
23、(N2)=1.1510-5 kx(N2)=Pa=8.81109 Pa 9(5分)答案解: x(CO)=p(CO)/kx,CO= n(CO)=x(CO)=5.2510-6=0.290 mol m(CO)=0.290 mol28 gmol-1 =8.12 g 10(7分)答案解:由亨利常数的单位知:p(CO)=kx,COx(CO)x(CO) =p(CO )/ kx,CO=5.2510-6 x(CO)nCO / n(H2O)n(CO) =n(H2O)x(CO)= = 0.29 mol m(CO) = n(CO)M(CO) = 0.29 mol28 gmol-1 = 8.17 g=8.1710-3 k
24、g 11(8分)答案解:分别以A和B代表CCl4和SnCl4,则=1.933105 Pa;=0.666105 Pa(1) p=+()xB xB= =0.726 ( 2 ) 开始沸腾时第一个气泡的组成,即上述溶液的平衡气相组成,设为yB,则 yBp=pB=xB才 yB= yA=1yB=0.523 12(6分)答案解:以1kg溶液计算,各物质的量n(H2O)=(0.40/18.02)103 mol=22.204 mol n(CH3OH)=(0.60/32.04)103 mol=18.731 mol 则 x (H2O)=22.204/40.935=0.542 x (CH3OH) =18.731/40
25、.935=0.458溶液体积 V=m/r=(1/0.8946) dm3=1.1178 dm3 Vm=(1.1178/40.953) dm3mol-1=0.0273 dm3mol-1 Vm=x (H2O)V(H2O)+ x (CH3OH) V(CH3OH) V(CH3OH)=Vm x (CH3OH) V(CH3OH) / x (CH3OH) =(0.0273-0.5420.0168)/0.458 dm3mol-1 =0.0397 dm3mol-1 13(6分)答案解:VB=69.38(bB/molkg-1)-0.07 cm3mol-1 当 bB= 0.05 molkg-1时 VB/cm3mol-
26、1 =69.38(0.05-0.07)=-1.3876 V=nAVA+nBVB VA= =1001.2134.69(bB/molkg-1)0.072cm30.05 mol 69.38(bB/molkg-1)0.07/1000 g/18.02 gmol-1代入bB=0.05 molkg-1,解得VA=18.043 cm3mol-1 14(8分)答案解:pA=xA=245.21 kPaxApB=xB=47.12 kPa(1xA)pA pB=101.325 kPa xA=0.274 xB=0.726 yB = 0.337 15(8分)答案解:沸腾时总压力 p=101.325 kPaxA+(1) =1
27、01.325 kPa则 =0.738 =0.262 xA=pyAyA=0.843 yB=0.157 16(6分)答案解:因为p = p*(乙)x(乙) = p*(乙)(1xB)所以xB = = 则 MB = M(乙) = 74 gmol = 198.5 gmol 17(5分)答案解:= (l , T, p) + RTln(bB / b)= (l , T, p ) + RTln(b/ b) Gm = RTln(b/ bB) =8.314 JKmol298.15 Kln =5708 Jmol 18(5分)答案解:xA = = 0.541xB = 0.459 则 pA = pB*xA = 10 kP
28、a0.541 = 5.41 kPapB = pB*xB = 3 kPa0.459 = 1.38 kPap = pA+pB = 6.79 kPa 19(5分)答案解:该液态混合物的摩尔分数 xA = = 0.5898 系统的总压力: p = pxA + pxB = 68.47 kPa 平衡蒸气组成: yA = pxA / p = = 0.718 yB = 0.82 20(6分)答案解:( 1 ) x(甲)= = 0.590 x(乙)= 0.410 ( 2 ) p(甲)= p*(甲)x(甲)= 6.98 kPa p(乙)= p(乙)x(乙)= 2.43 kPa p(总)= p(甲)+ p(乙)=
29、9.41 kPa ( 3 ) y(甲)= = 0.742 21(6分)答案解:pA=pyA=xA = pyA/xA=(53.2970.45/0.65) =36.898 kPa= (pxA) /xB =(53.29736.8980.65) /0.35 kPa =83.752 kPa 22(8分)答案解:p=xA(1xA) =60 kPa0.1520 kPa0.85=26 kPa pyA= xB则 23(8分)答案解:C6H5Cl以A表示,C6H5Br以B表示 p=+()xB xB=xA=1xB=0.596 pyA= yA=/p=125.2380.596/101.325 =0.737 yB=1 y
30、A=0.263 24(8分)答案解:=21 pA=xA=21(1xB)pA=pyA , pB=pyB 已知 yA =yB所以 = 21(1xA)=xBxB= xA =0.05 25(8分)答案解:设液态混合物总质量为m,已知 MA=78.113 gmol-1 MB=92.140 gmol-1xA=xA=0.5412 pA=xA=9.9590.5412 kPa=5.39 kPa pB=(1xA)=1.36 kPap= pA pB=6.75 kPa 26(6分)答案解: 由拉乌尔定律可知,丙酮的蒸气分压力为:p(丙酮) = p*(丙酮) x (丙酮) =43.0630.7 kPa =30.14 k
31、Pa 显然与实验测得的结果不符,所以该混合物不是理想液态混合物。 27(5分)答案解:MB = = = 0.306 kgmol28(8分)答案 解: 由该液态混合物可视为理想液态混合物,各组分均符合拉乌尔定律,故p=+ ()xB xB=xA=1 xB=0.220 气相组成,由式 yByA=1 yB=0.100 29(5分)答案解:kf = = = 39.7 Kkgmol 30(4分)答案解:kb = = = 2.63 Kkgmol 31(5分)答案解:kf = = = 5.06 Kkgmol 32(5分)答案解:b(P4 + I2) = + = 0.175 molkg则 DTb = kbb(P
32、4 + I2) = 2.40 Kkgmol0.175 molkg = 0.42 K 33(5分)答案解:b(P4) = = 0.125 molkg DTb = kbb(P4) = 2.40 Kkgmol0.125 molkg = 0.30 K 34(6分)答案解:M(乙,在水中) = kgmol = 0.0612 kgmolM(乙,在苯中) = kgmol =0.1247 kgmol 乙酸的摩尔质量为61 gmol,所以乙酸在水中不缔合,而在苯中缔合为二聚体。35(6分)答案解:( 1 )xA= 溶液的蒸气压 pA = pA*xA = 2.339 kPa0.9964 gmol= 2.331 k
33、Pa ( 2 )溶液的渗透压 = cBRT cB = nB / V V = m / p = cB = = 0.192510 molm = 0.192510 molm8.314 JKmol 293.15 K = 469.2 Pa 36(6分)答案解:以A表示苯,B表示烃。pA = pxAxA = 9.823 kPa / 9.953 kPa = 0.9869xB = 1xA = 0.0131xB = = 0.013 10解得到MB = 176.3 gmol 设该烃的C原子与H原子个数比为x : yx : y = = 1.4 : 1若为C1.4H的摩尔质量为17.8 gmol 176.3 / 17.
34、8 10则 该烃分子式为C14H10 37(6分)答案解:由式 Tf = kfbB , bB = MB = 则 CH3COOH在水中,MB = = 61.2 gmolCH3COOH 在苯中,M= = 124.7 gmol M= 2MB 表明CH3COOH在苯中缔合为(CH3COOH)2 。 38(6分)答案解:葡萄糖的摩尔质量是180 gmolxB = 4.4810 = ppA = pxB = 101 325 Pa4.4810 = 454 Pa Tb = = = 0.129 K 39(6分)答案解:以A代表乙醇,B代表葡萄糖,C代表有机物bB = 10 g / (180.16 gmol400 g = 0.1388 molkg Tb = kbbBkb = Tb / bB =0.1428 K / 0.1388 molkg = 1. 029 KmolkgbC = = T= Kbbc = 1.029 Kkgmol = 0.1250 KMC = 0.021.029 Kkgmol/ 0.