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工科大学化学(物理化学)溶液体系热力学与化学势部分习题及解答.doc

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第5章 溶液体系热力学与化学势 1.0.022 st1:chmetcnv TCSC=0 NumberType=1 Negative=False HasSpace=True SourceValue=5 UnitName=kg5 kg Na2CO3·10H2O溶于水中,溶液体积为0.2 dm3,溶液密度为1.04 kg·dm-3,求溶质的质量分数,质量摩尔浓度,物质的量浓度和摩尔分数表示的浓度值。 (答案:wt% = 4.007%,m = 0.3938 mol·kg-1,c = 0.3932 mol·dm-3,x = 7.045×10 –3) 解: MNa2CO3 = 105.99×10-3 kg·mol-1 MNa2CO3 · H2O = 286.14×10-3 kg·mol-1 W(总)= 1.04×0.2 = 0.208kg nNa2CO3= 0.02259/(286.14×10-3)= 0.07863 mol WNa2CO3= 0.07863×105.99×10-3 = 8.334×10-3 kg nNa2CO3 ·10 H2O = nNa2CO3 = 0.0225×103/286.14 = 0.07863 mol W H2O =(208—8.344)×10-3 = 199.666×10-3 kg nH2O=(199.666×103)/(18.015×103)= 11.083mol 质量百分数:wt%=[(8.334×10-3)/0.208] ×100% = 4.007% 质量摩尔浓度:mNa2CO3 = 0.07863/(199.666×10-3)= 0.3938 mol·kg-1 物质的量浓度:c = nNa2CO3/V = 0.07863/0.2 = 0.3932 mol·dm-3 物质的量分数:x Na2CO3 = 0.07863/(0.07863+11.083)= 7.045×10-3 ? 2.293.15 K时,质量分数为60 %的甲醇水溶液的密度是0.894 6 kg·dm-3,在此溶液中水的偏摩尔体积为1.68×10-2dm3·mol-1。求甲醇的偏摩尔体积。(答案: 3.977×10 –2 dm3·mol -1) 解:??? M H2O =18.015×10-3 kg·mol-1;?? M CH3OH = 32.042×10-3 kg·mol-1 以1kg溶液计算: n H2O=(1-0.6)/(18.015×10-3)= 22.204 mol n CH3OH = 0.6/(32.042×10-3)= 18.725 mol n(总)= n H2O+ n CH3OH = 40.929 mol x H2O = 18.725/40.929 = 0.4575 溶液体积:V = W/ρ= 1/0.8946 =1.1178 dm3 Vm =1.1170/40.929 = 0.02731 dm3·mol-1 (甲醇)=(Vm- x H2O·, H2O)/ x CH3OH =(0.02731-0.5425×0.0168)/0.4575 = 0.03977dm3·mol-1 ? 3. 在298.15 K, NaCl水溶液的体积V与NaCl的质量摩尔浓度m的关系式如下: V=(1.001 4+0.016 62+1.77×10-33/2+1.2×10-42)dm3。试计算1 mol·kg-1 的NaCl溶液中NaCl和H2O的偏摩尔体积。? (答案:1.9515×10 –2,1.8022×10 –2 dm3·mol -1) 解:? M H2O = 18.015×10-3 kg·mol-1 按含1kg水的NaCl溶液计算,则n2 = m n1= n H2O =1/(18.015×10-3)= 55.501 mol =()T·ρ= 0.01662 + 2.655×10-3m1/2 +2.4×10-4m ?? = 0.019515 dm3·mol –1 ∵ V = n1+n2 ∴ =(V - n2)/n1 ???????? ?=(1.0014+0.01662+1.77×10-3+1.2×10-4-0.019515)/55.509 ??????? ??=? 0.018022 dm3·mol –1 ? 4.973.15 K时,Zn-Cd溶液的摩尔混合焓如下: 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 /(J·mol-1) 753 1326 1728 1958 2054 2000 1774 1377 787 试计算Zn-Cd合金在973.15 K,= 0.6时,Zn和Cd的偏摩尔混合热。(答案:2012 J·mol-1) 解: 以xZn为横坐标,mixxm为纵坐标作图,在xZn = 0.6处作切线,得到
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