練習(xí)思考-相平衡

1、1第四章相平衡首頁(yè)難題解析學(xué)生自測(cè)題學(xué)生自測(cè)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(wèn)在323K達(dá)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(shí)，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(shí)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(jì)算298K時(shí)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(shí)，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(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)，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(duì)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(diǎn)為89.7℃，共沸組成（含異丁醇的質(zhì)量百分?jǐn)?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(diǎn)－組成示意圖(2)溫度接近共沸點(diǎn)（89.7℃）時(shí)

6、，此平衡物系中存在哪些相？各相重多少kg？(3)當(dāng)溫度由89.7℃剛有上升趨勢(shì)時(shí)，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(huà)出的相圖見(jiàn)右圖。(2)溫度接近89.7℃時(shí)，平衡物系中存在兩個(gè)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(shì)時(shí)，

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(cè)題[TOP]1填空(1)在一個(gè)抽空的容器中，放入過(guò)量的NH4I（s）并發(fā)生下列反應(yīng)：NH4I（s）═NH3（g）＋HI（g）2HI（g）═H2（g）＋I(xiàn)2（g）體系的相數(shù)φ＝（）；組分?jǐn)?shù)K＝（）；自由度f(wàn)＝（）。(2)在一個(gè)抽空