题目
液体A和B可形成液态理想混合物。今有1 mol A和2 mol B组成液态理想混合物。在50.°C与此混合物呈平衡的蒸气总压为33 330.6.Pa,若再加1 mol A到该混合物中,则与此混合物在50 °C呈平衡的饱和蒸气压为39 996.7 Pa。试计算50°C时, 纯A、纯B的饱和蒸气压p,p为多少?
液体A和B可形成液态理想混合物。今有1 mol A和2 mol B组成液态理想混合物。在5
0.°C与此混合物呈平衡的蒸气总压为33 330.
6.Pa,若再加1 mol A到该混合物中,则与此混合物在50 °C呈平衡的饱和蒸气压为39 996.7 Pa。试计算50°C时, 纯A、纯B的饱和蒸气压p,p为多少?
0.°C与此混合物呈平衡的蒸气总压为33 330.
6.Pa,若再加1 mol A到该混合物中,则与此混合物在50 °C呈平衡的饱和蒸气压为39 996.7 Pa。试计算50°C时, 纯A、纯B的饱和蒸气压p,p为多少?
题目解答
答案
解:
[3]
(1)
(2)
联立(1),(2)式得
[2]

解析
步骤 1:确定理想混合物的蒸气压公式
对于理想混合物,蒸气总压(P总)可以通过拉乌尔定律计算,即:
\[ P_{总} = x_A P_A^0 + x_B P_B^0 \]
其中,\( x_A \) 和 \( x_B \) 分别是组分A和B的摩尔分数,\( P_A^0 \) 和 \( P_B^0 \) 分别是纯组分A和B的饱和蒸气压。
步骤 2:计算初始混合物的蒸气总压
初始混合物中,1 mol A和2 mol B,因此摩尔分数为:
\[ x_A = \frac{1}{1+2} = \frac{1}{3} \]
\[ x_B = \frac{2}{1+2} = \frac{2}{3} \]
根据题目,此时蒸气总压为33330.6 Pa,代入拉乌尔定律公式:
\[ 33330.6 = \frac{1}{3} P_A^0 + \frac{2}{3} P_B^0 \]
\[ 33330.6 = \frac{1}{3} P_A^0 + \frac{2}{3} P_B^0 \]
\[ 99991.8 = P_A^0 + 2 P_B^0 \]
\[ P_A^0 + 2 P_B^0 = 99991.8 \] (1)
步骤 3:计算加入1 mol A后的蒸气总压
加入1 mol A后,混合物中A和B的摩尔数分别为2 mol和2 mol,因此摩尔分数为:
\[ x_A = \frac{2}{2+2} = \frac{1}{2} \]
\[ x_B = \frac{2}{2+2} = \frac{1}{2} \]
根据题目,此时蒸气总压为39996.7 Pa,代入拉乌尔定律公式:
\[ 39996.7 = \frac{1}{2} P_A^0 + \frac{1}{2} P_B^0 \]
\[ 39996.7 = \frac{1}{2} P_A^0 + \frac{1}{2} P_B^0 \]
\[ 79993.4 = P_A^0 + P_B^0 \]
\[ P_A^0 + P_B^0 = 79993.4 \] (2)
步骤 4:联立两个方程求解
联立方程(1)和(2),得到:
\[ P_A^0 + 2 P_B^0 = 99991.8 \]
\[ P_A^0 + P_B^0 = 79993.4 \]
从第二个方程中减去第一个方程,得到:
\[ P_B^0 = 99991.8 - 79993.4 = 19998.4 \]
将 \( P_B^0 = 19998.4 \) 代入方程(2)中,得到:
\[ P_A^0 + 19998.4 = 79993.4 \]
\[ P_A^0 = 79993.4 - 19998.4 = 59995 \]
对于理想混合物,蒸气总压(P总)可以通过拉乌尔定律计算,即:
\[ P_{总} = x_A P_A^0 + x_B P_B^0 \]
其中,\( x_A \) 和 \( x_B \) 分别是组分A和B的摩尔分数,\( P_A^0 \) 和 \( P_B^0 \) 分别是纯组分A和B的饱和蒸气压。
步骤 2:计算初始混合物的蒸气总压
初始混合物中,1 mol A和2 mol B,因此摩尔分数为:
\[ x_A = \frac{1}{1+2} = \frac{1}{3} \]
\[ x_B = \frac{2}{1+2} = \frac{2}{3} \]
根据题目,此时蒸气总压为33330.6 Pa,代入拉乌尔定律公式:
\[ 33330.6 = \frac{1}{3} P_A^0 + \frac{2}{3} P_B^0 \]
\[ 33330.6 = \frac{1}{3} P_A^0 + \frac{2}{3} P_B^0 \]
\[ 99991.8 = P_A^0 + 2 P_B^0 \]
\[ P_A^0 + 2 P_B^0 = 99991.8 \] (1)
步骤 3:计算加入1 mol A后的蒸气总压
加入1 mol A后,混合物中A和B的摩尔数分别为2 mol和2 mol,因此摩尔分数为:
\[ x_A = \frac{2}{2+2} = \frac{1}{2} \]
\[ x_B = \frac{2}{2+2} = \frac{1}{2} \]
根据题目,此时蒸气总压为39996.7 Pa,代入拉乌尔定律公式:
\[ 39996.7 = \frac{1}{2} P_A^0 + \frac{1}{2} P_B^0 \]
\[ 39996.7 = \frac{1}{2} P_A^0 + \frac{1}{2} P_B^0 \]
\[ 79993.4 = P_A^0 + P_B^0 \]
\[ P_A^0 + P_B^0 = 79993.4 \] (2)
步骤 4:联立两个方程求解
联立方程(1)和(2),得到:
\[ P_A^0 + 2 P_B^0 = 99991.8 \]
\[ P_A^0 + P_B^0 = 79993.4 \]
从第二个方程中减去第一个方程,得到:
\[ P_B^0 = 99991.8 - 79993.4 = 19998.4 \]
将 \( P_B^0 = 19998.4 \) 代入方程(2)中,得到:
\[ P_A^0 + 19998.4 = 79993.4 \]
\[ P_A^0 = 79993.4 - 19998.4 = 59995 \]