第六章相平衡復(fù)習(xí)課程

1、第六章相平衡精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝 精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 第六章 相平衡6-1指出下列平衡系統(tǒng)中的組分?jǐn)?shù) C,相數(shù)P及自由度數(shù)F:1 2( S )與其蒸氣成平衡；CaCQ(s)與其分解產(chǎn)物CaO(s)和CO(g)成平衡；(3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并與其分解產(chǎn)物 NH(g)和HS(g)成平 衡； 取任意量的NH(g)和HS(g)與NHHS(s)成平衡；(5) I 2作為溶質(zhì)在兩不相互溶液體O和CC14中達(dá)到分配平衡(凝聚系 統(tǒng))。解：(1)S-R- R=1-0-0=1 ； p=2; F=C-P+2=1S-R- R =3-

2、1-0=2 ； P=3; F=C-P+2=1S-R- R =3-1-1=1 ； P=2; F=C-P+2=1S-R- r =3-1-0=2 ； P=2; F=C-P+2=2S-R- R =3-0-0=3 ； P=2; F=C-P+1=26-2 已知液體甲苯(A)和液體苯(B)在90C時(shí)的飽和蒸氣壓分別為sPa54.22kPa和 pB136.12kPa。 兩者可形成理想液態(tài)混合物。今有系統(tǒng)組成為xb,。0.3的甲苯-苯混合物5 mol，在90T下成氣-液兩相平衡，若氣相組成為yB 0.4556，求:平衡時(shí)液相組成Xb及系統(tǒng)的壓力P；平衡時(shí)氣、液兩相的物質(zhì)的量 n (g), n (I )解：(1)

3、理想液態(tài)混合物，A、B均適用拉烏爾定律，故有 TOC o 1-5 h z p Pa PbpA(1 Xb) pBxb 54.22kPa(1 Xb) 136.12kPaxB(1)yB 0.4556 Pb / p pBxb / p 136.12kPa Xb / p(2)由式(1)及式(2)得p 54.22kPa(1 Xb) 136.12kPaxB(3)0.4556 136.12kPa Xb / p(4)聯(lián)立式(3)與式(4),解得p 74.70kPa , Xb 0.2500(2)根據(jù)杠桿規(guī)則yB Xb,o0.4556 0.3000 .n (I)n5mol 3.784molyB Xb0.4556 0.

4、2500n(g)n n(l) (5 3.784)mol 1.216mol6-4已知甲苯、苯在90C下純液體的飽和蒸氣壓分別為 54.22kPa和 136.12kPa。兩者可形成理想液態(tài)混合物。取200.0g甲苯和200.0g苯置于帶活塞的導(dǎo)熱容器中，始態(tài)為一定壓力下 90 C的液態(tài)混合物。在恒溫90 T下逐漸降低壓力，問：（1）壓力降到多少 時(shí)，開始產(chǎn)生氣相，此氣相的組成如何？（2）壓力降到多少時(shí)，液相開始消失，最后一滴液相的組成如何？（3）壓力為92.00kPa時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)氣、液兩相平衡，兩相組成如何？?jī)上嗟奈镔|(zhì)的量各多少？解：（1）與開始產(chǎn)生氣相平衡的液相，其組成同原始液態(tài)混合物，所以氣 相

5、的壓力為*200/7854.22200/92,pp苯X苯p甲苯x甲苯136.12kPa200/78 200/92200/78 200/9298.54kPa氣相組成為y苯p苯x苯/ p136.12200/7898.54 0.7476200/78200/92（2）與最后一滴液相平衡的氣相，其組成同原始液態(tài)混合物y苯p苯x苯/ p;pp甲苯（p苯p甲苯）x苯上兩式聯(lián)立解得:一P甲苯y(tǒng)苯X 苯*p苯（P苯P甲苯）丫苯54.22200/78200/78 200/92136.12 (136.12 54.22)200/78200/78 200/920.3197p p甲苯(p苯 p 甲苯)x 苯54.22(1

6、36.12 54.22)0.3197kPa 80.40kPa p p甲苯（p苯p甲苯）乂苯92.00 54.22136.12 54.220.4613y苯 p苯x苯 / p 136.12 0.4613/92.00 0.625原始液態(tài)混合物的組成為200/78200/78 200/920.541ng0.541 0.4613ni 0.6825 0.541200 200 ngni7892聯(lián)立解得：n g1.709mol, nl3.022mol6-8水-異丁醇系統(tǒng)液相部分互溶。在101.325kPa下，系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為89.7 C。氣（0）、液（L、液（L2）三相平衡時(shí)的組成w （異丁醇）依次 為：70%

7、 8.7%、85.0%。今由350g水和150g異丁醇形成的系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)壓力下 由室溫加熱，問：（1）溫度剛要達(dá)到共沸點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)處于相平衡時(shí)存在那些 相？其質(zhì)量各為多少？ （ 2）當(dāng)溫度由共沸點(diǎn)剛有上升趨勢(shì)時(shí)，系統(tǒng)處于相平衡 時(shí)存在那些相？其質(zhì)量各為多少？解：系統(tǒng)總組成為：150/（ 150+350）=30%（1）存在液（）、液（L2）二相平衡，根據(jù)杠桿規(guī)則，得85.0 30.0m（L1） 500g 360 g,m（L2）500 g 360g 140g85.0 8.7（2）存在液（LJ、液（L2）二相平衡，根據(jù)杠桿規(guī)則，得30.0 8.7m（G） 500g 174g, m（L2）500g 174

8、g326g70.0 8.76-10為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在86.0kPa壓力下用水蒸氣蒸餾。已知：在此壓力下該系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為 80C, 80C時(shí)水的飽和蒸氣壓為 47.3kPa。試求：（1）氣相的組成（含甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)）；（2）欲蒸出100kg 純甲苯，需要消耗蒸氣多少？解：(1) y 甲苯=p 甲苯/p= (86.0-47.3 ) /86.0=0.450m 水23.9kg/2) 0.550m水 /18.0150.450100 103/92.140 kg6-10為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在86.0kPa壓力下用水蒸氣蒸餾。已知：在此壓力下該系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為 80C, 80C時(shí)水的

9、飽和蒸氣壓為 47.3kPa。試求：（1）氣相的組成（含甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)）；（2）欲蒸出100kg 純甲苯，需要消耗蒸氣多少？解：(1) y 甲苯=p 甲苯/p= (86.0-47.3 ) /86.0=0.450（2）0.5500.450m 水23.9kgE 儼015 kg100 1 03 / 92.1406-13固態(tài)完全互溶、具有最高熔點(diǎn)的 A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見 教材p297）。指出各相區(qū)的相平衡關(guān)系、各條線的意義，并繪出狀態(tài)點(diǎn)為a、b的樣品的泠卻曲線。解：各相區(qū)的相平衡關(guān)系及狀態(tài)點(diǎn)為 a、b的樣品的泠卻曲線如圖所標(biāo)注 HN那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài)熔體平衡線），而下方那條線

10、為固相線（固熔體與液體熔體平衡線）。同理， NO那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài) 熔體平衡線），而下方那條線為固相線（固熔體與液體熔體平衡線）。6-16某A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材 p297）0（ 1）指出各相 區(qū)穩(wěn)定存在的相；（2）指出圖中的三相線。三相線上哪幾個(gè)相成平衡？三者之 間的相平衡關(guān)系如何？（ 3）繪出圖中狀態(tài)點(diǎn)a、b、c三個(gè)樣品的泠卻曲線，并 注明各階段時(shí)的相變化。解：（1）各相區(qū)穩(wěn)定存在的相如圖所注JS礎(chǔ)圖(2)該圖上有兩條三相線，即efg線是a固熔體與丫固熔體和液相 L相平 衡，hij線是液相L與丫固熔體和B固熔體相平衡。圖中狀態(tài)點(diǎn)a、b、c三個(gè)樣品的泠卻曲線如圖右

11、所示，a al,組成為a 的液態(tài)溶液降溫，達(dá)到al點(diǎn)時(shí)開始析出丫固熔體，進(jìn)入兩相平衡區(qū)，繼續(xù)泠卻 達(dá)到a2時(shí)，開始析出第三相a固熔體，成三相平衡，直至液體全部凝結(jié)成a固 熔體與丫固熔體后，即自a2后繼續(xù)泠卻進(jìn)入a固熔體與丫固熔體平衡區(qū)；組成 為b的液態(tài)溶液降溫，達(dá)到bl點(diǎn)時(shí)開始析出丫固熔體和B固熔體，成三相平 衡，繼續(xù)泠卻B固熔體消失，進(jìn)入液體I和丫固熔體，當(dāng)泠卻達(dá)到b3時(shí)，直至 液體消失，然后進(jìn)入丫固熔體單相區(qū)；組成為 c的液態(tài)溶液降溫，達(dá)到cl點(diǎn)時(shí) 開始析出B固熔體，進(jìn)入兩相平衡區(qū)，繼續(xù)泠卻達(dá)到c2時(shí)，開始析出第三相丫固熔體，成三相平衡，此后進(jìn)入B固熔體與丫固熔體兩相平衡區(qū)。6-17 某A-B二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖(見 p297)。指出各相區(qū)的穩(wěn)定相, 三相線上的相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如6-17圖中所標(biāo)，a,B為不同組成的、固溶體。兩條三相線上的相平衡關(guān)系為精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 #精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 abc線：L =; efg 線：Lf = Lg6-22指出附圖(教材p298)中二元凝聚系統(tǒng)相圖如內(nèi)各相區(qū)的穩(wěn)定相，并 指出三相線及三相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所注：C=C(s)，C2=