61 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F
时间:2025-06-09
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61 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F
第六章相平衡
6.1指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。
(1)I
2
(s)与其蒸气成平衡;
(2)CaCO
3(s)与其分解产物CaO(s)和CO
2
(g)成平衡;
(3)NH
4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH
3
(g)和H
2
S(g)成平衡;
(4)取任意量的NH
3(g)和H
2
S(g)与NH
4
HS(s)成平衡。
(5)I
2作为溶质在两不互溶液体H
2
O和CCl
4
中达到分配平衡(凝聚系统)。
解:(1)C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.
(2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.
(3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.
(4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.
(5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.
6.2已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90 ︒C时的饱和蒸气压分别为=
和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为
的甲苯-苯混合物5 mol,在90 ︒C下成气-液两相平衡,若气相组成为
求:
(1)平衡时液相组成及系统的压力p。
(2)平衡时气、液两相的物质的量
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解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从Raoult定律,
因此
(2)系统代表点,根据杠杆原理
6.3单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析途中各点、线、面的相
平衡关系及自由度。
解:单相区已标于图上。
二相线(F = 1):
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三相点(F = 0):
图中虚线表示介稳态。
6.4已知甲苯、苯在90 ︒C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90 ︒C的液态混合物。在恒温90 ︒C下逐渐降低压力,问
(1)压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何?
(2)压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何?
(3)压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各位多少?
解:原始溶液的组成为
(1)刚开始出现气相时,可认为液相的组成不变,因此
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(2)只剩最后一滴液体时,可认为气相的组成等于原始溶液的组成
(3)根据(2)的结果
由杠杆原理知,
6.525 C丙醇(A) –水(B)系统气–液两相平衡时两组分蒸气分压与液相组成的关系如下:
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(1)画出完整的压力-组成图(包括蒸气分压及总压,液相线及气相线);(2)组成为的系统在平衡压力下,气-液两相平衡,求平衡时气相组成及液相组成。
(3)上述系统5 mol,在下达到平衡时,气相、液相的物质的量各为多少?气相中含丙醇和水的物质的量各为多少?
(4)上述系统10 kg,在下达平衡时,气相、液相的质量各为多少?
解:(略)
6.6101.325 kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。
(1)画出气-液平衡的温度-组成图。
(2)从图上找出组成为的气相的泡点。
(3)从图上找出组成为的液相的露点。
(4)105.0 ︒C时气-液平衡两相的组成是多少?
(5)9 kg水与30 kg醋酸组成的系统在105.0 ︒C达到平衡时,气-液两相的质量各位多少?
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解:(1)气-液平衡的温度-组成图为
(2)的气相的泡点为110.3 ︒C。
(3)的液相的露点为112.7 ︒C。
(4)105.0 ︒C时气-液平衡两相的组成,。
(5)系统代表点
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6.7已知水-苯酚系统在30 ︒C液-液平衡时共轭溶液的组成为:L
1
(苯
酚溶于水),8.75 %;L
2
(水溶于苯酚),69.9 %。
(1)在30 ︒C,100 g苯酚和200 g水形成的系统达液-液平衡时,两液相的质量各为多少?
(2)在上述系统中若再加入100 g苯酚,又达到相平衡时,两液相的质量各变到多少?
解:(1)系统代表点,根据杠杆原理
(3)系统代表点
6.8水-异丁醇系统液相部分互溶。在101.325 kPa下,系统的共沸点为89.7 ︒C。
气(G)、液(L
1)、液(L
2
)三相平衡时的组成依次为:70.0 %;8.7 %;85.0 %。
今由350 g水和150 g异丁醇形成的系统在101.325 kPa压力下由室温加热,问:
(1)温度刚要达到共沸点时,系统处于相平衡时存在哪些相?其质量各为多少?
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(2)当温度由共沸点刚有上升趋势时,系统处于相平衡时存在哪
些相?其质量各为多少?
解:相图见图(6.7.2)。(1)温度刚要达到共沸点时系统中尚无气相存在,
只存在两个共轭液相。系统代表点为。根据杠
杆原理
(2)当温度由共沸点刚有上升趋势时,L
2消失,气相和L
1
共存,因此
6.9恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡 …… 此处隐藏:1944字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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