多组分系统热力学习题.ppt

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1、2-2-1含质量分数为w(甲醇)=0.40的甲醇的水溶液，已知其中甲醇的偏摩尔体积V（甲）为39.0cm3·mol1,水的偏摩尔体积V（水）为17.5cm3·mol1，试求溶液的体积质量(密度)(甲醇与水的摩尔质量分别为32.04g·mol1与18.02g·mol1)。（2）p=pA+pB=（6.306+18.56）kPa=24.86kPa解(1)2-3-20℃，101325Pa时，氧气在水中的溶解度为4.490×102dm3·kg1，试求0℃时，氧气在水中溶解的亨利系数kx,O和kb,O。解：由

2、亨利定律pB=kx,BxB。（或pB=kb,BbB），其中B代表氧气。因为0℃，101325Pa时，氧气的摩尔体积为22.4dm3·mol1，所以又2-4-360℃时甲醇(A)的饱和蒸气压83.4kPa,乙醇(B)的饱和蒸气压是47.0kPa,二者可形成理想液态混合物,若液态混合物的组成为质量分数wB=0.5,求60℃时与此液态混合物的平衡蒸气组成。（以摩尔分数表示）。（已知甲醇及乙醇的Mr分别为32.04及46.07。）平衡蒸气组成：解：该液态混合物的摩尔分数系统的总压力p=pA*xA+pB*xB=68.

3、47kPayB=0.822-4-4100℃时，纯CCl4及纯SnCl4的蒸气压分别为1.933×105Pa及0.666×105Pa。这两种液体可组成理想液态混合物。假定以某种配比混合成的这种液态混合物，在外压力为1.013×105Pa的条件下，加热到100℃时开始沸腾。计算：（1）该液态混合物的组成；（2）该液态混合物开始沸腾时的第一个气泡的组成。解：(1)分别以A和B代表CCl4和SnCl4，则pA*=1.933×105Pa；pB*=0.666×105Pa(2)开始沸腾时第一个气泡的组成，即上述溶液的平衡气

4、相组成，设为yB，则yBp=pB=xBpB*yA=1－yB=0.5232-4-5在p=101.3kPa，85℃时，由甲苯(A)及苯(B)组成的二组分液态混合物即达到沸腾。该液态混合物可视为理想液态混合物。试计算该理想液态混合物在101.3kPa及85℃沸腾时的液相组成及气相组成。已知85℃时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气压分别为46.00kPa和116.9kPa。解：由该液态混合物可视为理想液态混合物，各组分均符合拉乌尔定律，故p=pA*+(pB*－pA*)xBxA=1-xB=0.220气相组成，由式yA=1-yB=

5、0.1002-4-6在85℃，101.3kPa，甲苯（A）及苯（B）组成的液态混合物达到沸腾。该液态混合物可视为理想液态混合物。试计算该液态混合物的液相及气相组成。已知苯的正常沸点为80.10℃，甲苯在85.00℃时的蒸气压为46.00kPa。解：85℃时，101.3kPa下该理想液态混合物沸腾时（气、液两相平衡）的液相组成，即p=p*A+（p*B－p*A）xB已知85℃时，p*A=46.00kPa，需求出85℃时p*B=？由特鲁顿规则，得vapH*m(C6H6，l)=88.00J·mol1·K1·Tb

6、*（C6H6，l）=88.00J·mol1·K1×（273.15＋80.10）K=31.10kJ·mol1再由克—克方程，可求得解得p*B（358.15K）=117.1kPa及p*A（358.15K）=46.00kPa所以101.3kPa=46.00kPa＋（117.1－46.00）kPa·xB解得xB=0.7778所以xA=1－xB=1－0.7778=0.2222。2-4-7已知101.325kPa下，纯苯（A）的标准沸点和蒸发焓分别为353.3K和30762J·mol1，纯甲苯（B）的标准沸点和蒸

7、发焓分别为383.7K和31999J·mol1。苯和甲苯形成理想液态混合物，若有该种液态混合物在101.325kPa，373.1K沸腾，计算混合物的液相组成。2-4-8液体A和B可形成理想液态混合物。把组成为yA=0.400的蒸气混合物放入一带有活塞的汽缸中进行定温定压压缩（温度为t），已知温度t时pA*、pB*分别为40530Pa和121590Pa。（1）计算刚开始出现液相时的蒸气总压；（2）求组分A和B的液态混合物在101325Pa下沸腾时液相的组成。（2）由式②：101325Pa=40530Pa＋(1

8、21590Pa－40530Pa)xB解得xB=0.750解：（1）刚开始凝结时气相组成仍为yA=0.400，yB=0.600，而pB=pyB故p=pB/yB=pB*xB/yB①又p=pA*+（pB*－pA*）xB②联立式①和式②，代入yB=0.6，pA*=40530Pa，pB*=121590Pa解得xB=0.333。再代入①，解得p=67583.8Pa。2-5-120℃下HCl溶于苯中达到气液平衡。