物理化学习题答案(2)-相平衡

物理化学习题答案（2）

三. 计算题

2、固态氨的饱和蒸气压为 ln(p/kPa)?21.01? ln(p/kPa)?17.47?3754， 液态氨的饱和蒸气压为 T/K3065 试求（1）三相点的温度、压力；（2）三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。 T/K37543063解：（1）三相点的T，p：21.01?， T = 195?2 K ?17.47?T/KT/K3754ln(p/kPa)?21.01??1.778， p = 5?92 kPa

195.2??H（2） 把lnp??C,与蒸气压式比较得

RT?subHmmol?1 = 31.21 kJ·mol?1 ?3754K ?subHm = 3754 ? 8?314 J·

R?vapHm= 3063 ? 8?314 J·mol?1 = 25.47 kJ·mol?1 ?fuH=mol?1 sm?subHm－ ?vapHm = 5.74 kJ·

3、已知甲苯和苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12kPa，两者可形成理想液态混合物。取200.0g甲苯和200.0g苯于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃的液态混合物。在恒温90℃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？ 解：以A代表甲苯，B代表苯，系统总组成为： m/MA200/92xA,0?A??0.4588 n(总)?mA/MA?mB/MB?200/92?200/78?4.7380mol n(总)4.7380xB,0?0.5412(1) 刚开始产生气相时, 可认为平衡液相的组成与系统总组成相等 ??p(总)?pAxA?pBxB ?(54.22?0.4588?136.12?0.5412)kPa?98.54kPa?yA?pAxA/p(总)?54.22?0.4588/98.54?0.2524, yB?0.7476 (2) 只剩最后一滴液相时, 可认为平衡气相组成与系统总组成相等 ???yA?xA,0?0.4588?pAxA/(pAxA?pBxB)解得 xA?0.6803, xB?0.3197??对应总压 p(总)?pAxA?pBxB?80.40kPa 5、已知100kPa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100kPa，373.1K沸腾，计算混合物的液相组成。 解：在373.1K苯的饱和蒸气压为p*A,2?p*?30762?11?A,2?? ，则ln*??????0.5557 ?p?8.314373.1353.3???A,1?5*p*A,2?1.7433?10Pa 在373.1K甲苯的饱和蒸气压为pB,2， ?p*?31999?11?B,2*5???0.2850则ln?*??? pB,2?0.7520?10Pa ???p?8.314?373.1383.7??B,1??****在液态混合物沸腾时（100kPa下）：p?pA,2?xA?pB,2?xB?pA,2?xA?pB,2??1?xA? xA?0.25 xB?0.75

1

1353?p?????11.957 6、固体CO2的饱和蒸气压与温度的关系为：lg??PaT??K?已知其熔化焓?fusHm?8326J?mol?1，三相点温度为 -56.6℃。

(1) 求三相点的压力；

(2) 在100kPa下CO2能否以液态存在?

(3) 找出液体CO2的饱和蒸气压与温度的关系式。

５

解：(1) lg ( p* / Pa) = -1353 /( 273.15-56.6)+11.957=5.709，三相点的压力为5.13×10Pa

(2) 不能;

*-1?Hsubm(3) =2.303×1353×8.314 J mol；

***-1?VaPHm=?subHm-?fusHm=17.58 kJ mol;

*５?VaPHm/R=2113.95，K=ln(5.13×10)+2113.95/216.6=22.91,

ln (p/Pa)= -2113.95 /(T/K)+22.91。

* 2