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1、1第四章相平衡首頁難題解析學(xué)生自測題學(xué)生自測答案難題解析[TOP]例41水的蒸氣壓方程為:lgp=A-T2121,式中A為常數(shù),p的單位為Pa。將10g水引入到體積為10L的真空容器中,問在323K達到平衡后,還剩多少水?解:將T=373.2K,p=101325Pa代入所給方程中,則:lg101325=A-得A=10.69T2121蒸氣壓方程為:lgp=10.69-T2121于是可得:T=323K時,p=13.24kPa∵Vl+Vg=1
2、0L,VlVg,∴Vg10L≈設(shè)蒸氣為理想氣體,ng==0.04931mol,wg=0.888gRTpVg故還剩水:10g–0.888g=9.112g例42已知298K時氣相異構(gòu)反應(yīng):正戊烷=異戊烷的Kp=13.24,液態(tài)正戊烷和異戊烷的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式分別可用下列二式表示:正戊烷:lgp(kPa)=3.971-2001065T異戊烷:lgp(kPa)=3.909-2251020T假定二者形成的溶液為理想溶液,計算298K時液相異構(gòu)
3、反應(yīng)的Kx。解:Kp=異異pp=xKpp?OO異異Kx=OO異異ppKp由已知條件知298K時,lgO異p=3.971-,O異p=67.99kPa2002981065同理可求得=91.40kPa,則:Kx=OO異異ppK=13.24=9.85O異pP40.9199.67例433(1)在溫度T下,將yB=0.60的A、B混合氣體于氣缸中進行恒溫緩慢壓縮。求凝結(jié)出第一滴微小液滴(不改變氣相組成)時系統(tǒng)的總壓力及小液滴的組成xB各為若干?(2
4、)若A、B液態(tài)混合物恰好在溫度T、100kPa下沸騰,此混合物的組成xB及沸騰時蒸氣的組成yB各為若干?解:(1)設(shè)與yB=0.60的氣相成平衡的液相組成為xB時,總壓為p,則有:yB=pxB[p(1-xB)+pxB],代入已知數(shù)據(jù)得:xB=0..3333OBOAOAp=pA+pB=p(1-xB)+pxBOAOA=40(1-0.3333)+1200.3333??=66.67kPa(2)由題意知:100=p(1-x)+pxOABOBB將p
5、=40kPa,p=120kPa代入上式得xB=0.75對應(yīng)的氣相組成:y=pxB100=0.900BOB例45異丁醇-水是液相部分互溶體系,已知其共沸數(shù)據(jù)如下:共沸點為89.7℃,共沸組成(含異丁醇的質(zhì)量百分數(shù))是:氣相70.0%,液相中異丁醇層為85.0%,水層為8.7%。今有異丁醇-水液態(tài)混合物0.5kg,其中含異丁醇30.0%,將此混合物在101.325kPa壓力下加熱。(1)作沸點-組成示意圖(2)溫度接近共沸點(89.7℃)時
6、,此平衡物系中存在哪些相?各相重多少kg?(3)當溫度由89.7℃剛有上升趨勢時,平衡物系中存在哪些相?各相重多少kg?解:(1)根據(jù)共沸數(shù)據(jù)畫出的相圖見右圖。(2)溫度接近89.7℃時,平衡物系中存在兩個共軛液層,即異丁醇層和水層,設(shè)水層重為xkg,則異丁醇層重為(0.5-x)kg。由圖可知:x(30-8.7)=(0.5-x)(85-30)解得:x=0.36kg異丁醇層重為:(0.5–0.36)kg=0.14kg(3)剛有上升趨勢時,
7、物系中亦存在兩相,即氣相和水層相。設(shè)水層重ykg則氣相重為(0.5-y)kg于是有:y(30-8.7)=(0.5-y)(70-30)y=0.326kg,氣相重為:(0.5-0.326)kg=0.174kg學(xué)生自測題[TOP]1填空(1)在一個抽空的容器中,放入過量的NH4I(s)并發(fā)生下列反應(yīng):NH4I(s)═NH3(g)+HI(g)2HI(g)═H2(g)+I2(g)體系的相數(shù)φ=();組分數(shù)K=();自由度f=()。(2)在一個抽空
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