Question

17．設(shè)在107.0kPa的壓力下，苯-甲苯混合物在369K下沸騰，試求在該溫度下的汽液平衡組成．（在369K時，p${\;}_{苯}^{0}$=161.0kPa，p${\;}_{甲苯}^{0}$=65.5kPa）

Answer 1

分析 在107.0kPa的壓力下，苯-甲苯混合物在369K下沸騰，在該溫度下的汽液平衡組成是溶質(zhì)與溶劑的混合達(dá)到的相平衡，根據(jù)拉烏爾定律和道爾頓分壓定律解答．

解答 解：設(shè)苯為A物質(zhì)，甲苯為B物質(zhì)，苯的摩爾分?jǐn)?shù)為x_A=$\frac{{n}_{A}}{{n}_{A}+{n}_{B}}$，甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)為${x}_{B}=\frac{{n}_{B}}{{n}_{A}+{n}_{B}}$=1-x_A，
根據(jù)拉烏爾定律，苯的分壓為${p}_{A}={p}_{A}^{0}{x}_{A}$，甲苯的分壓為${p}_{B}={p}_{B}^{0}{x}_{B}$，
根據(jù)道爾頓分壓定律，p_總=p_A+p_B，
聯(lián)立，可求得${x}_{A}=\frac{{p}_{總}-{p}_{B}^{0}}{{p}_{A}^{0}-{p}_{B}^{0}}$=$\frac{107.0-65.5}{161.0-65.5}$=0.43，x_B=1-x_A=0.57，
由道爾頓分壓定律，${y}_{A}=\frac{{p}_{A}}{{p}_{總}}=\frac{{p}_{A}^{0}{x}_{A}}{{p}_{總}}$=$\frac{161.0×0.43}{107.0}=0.65$，${y}_{B}=\frac{{p}_{B}}{{p}_{總}}=\frac{{p}_{B}^{0}{x}_{B}}{{p}_{總}}$=$\frac{65.5×0.57}{107.0}$=0.35．
可見平衡相中，含有65%的苯蒸氣和35%的甲苯蒸氣，
答：含有65%的苯蒸氣和35%的甲苯蒸氣．

點評 本題考查的是大學(xué)化學(xué)的化工原理知識，不是高中要求，熟悉拉烏爾定律和道爾頓分壓定律是解題的關(guān)鍵．作為大學(xué)化學(xué)試題來講，題目較為基礎(chǔ)，是基礎(chǔ)題．