题目
某二元混合物,其中A为易挥发组分。液相组成xA=0.5时相应的泡点为t1,,气相组成yA=0.3时相应的露点为t2,则 。A. t1=t2B. t12C. t1>t2D. 无法判断
某二元混合物,其中A为易挥发组分。液相组成xA=0.5时相应的泡点为t1,,气相组成yA=0.3时相应的露点为t2,则 。
A. t1=t2
B. t12
C. t1>t2
D. 无法判断
题目解答
答案
B. t12
解析
考查要点:本题主要考查二元混合物相图中泡点与露点的关系,以及相平衡规律的应用。
解题核心思路:
- 泡点是液相开始沸腾的温度,对应液相组成到气相组成的相变;露点是气相开始凝结的温度,对应气相组成到液相组成的相变。
- 易挥发组分的存在使得气相中A的浓度(yA)始终高于液相中A的浓度(xA)。
- 相平衡关系:在相同温度下,气相组成yA对应的液相组成xA'满足yA = α xA' / (1 + xA'(α−1))(α为挥发度比,α > 1)。
- 温度与组成关系:温度升高时,气相组成yA增大,液相组成xA减小。
破题关键:
- 液相组成xA=0.5对应的泡点t1,其气相组成yA1必然大于0.5。
- 气相组成yA=0.3对应的露点t2,其液相组成xA2必然小于0.3。
- 通过相图分析可知,t1对应的温度较低,t2对应的温度较高。
步骤1:理解泡点与露点的定义
- 泡点t1:液相组成xA=0.5开始沸腾时的温度,此时气相组成yA1 > xA=0.5。
- 露点t2:气相组成yA=0.3开始凝结时的温度,此时液相组成xA2 < yA=0.3。
步骤2:分析相平衡关系
根据相平衡公式:
$y_A = \frac{\alpha x_A}{1 + x_A(\alpha - 1)}$
当液相组成xA=0.5时,对应的气相组成yA1必然大于0.5(因α > 1)。
同理,当气相组成yA=0.3时,对应的液相组成xA2必然小于0.3。
步骤3:比较温度t1与t2
- 在相图中,温度升高时,气相组成yA增大,液相组成xA减小。
- 若t1对应的气相组成yA1 > 0.5,而t2对应的气相组成yA=0.3 < 0.5,则t2需要更高的温度才能使气相组成降低到0.3。
- 因此,t1 < t2。