题目
由(1)、(2)两组分组成的二元混合物,在一定T、p下达到汽液平衡,液相和汽相组成分别为x1、y1,若系统加入10mol的组分(1),在相同T、p下使系统重新达到汽液平衡,此时汽、液相的组成分别为x1、y1,则x1>x1和y1>y1。此题为判断题(对,错)。
由(1)、(2)两组分组成的二元混合物,在一定T、p下达到汽液平衡,液相和汽相组成分别为x1、y1,若系统加入10mol的组分(1),在相同T、p下使系统重新达到汽液平衡,此时汽、液相的组成分别为x1、y1,则x1>x1和y1>y1。
此题为判断题(对,错)。
此题为判断题(对,错)。
题目解答
答案
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二元汽液平衡系统的自由度是2,在T、p给定的条件下,系统的状态就确定下来了,所有的强度性质均不变化了,与物质的量无关
二元汽液平衡系统的自由度是2,在T、p给定的条件下,系统的状态就确定下来了,所有的强度性质均不变化了,与物质的量无关
解析
考查要点:本题主要考查学生对二元汽液平衡系统自由度的理解,以及相平衡条件与系统组成变化关系的掌握。
解题核心思路:
在固定温度(T)和压力(p)下,二元混合物的汽液平衡状态由相平衡规则决定。根据吉布斯相律,此时系统的自由度为0,即液相和气相的组成由T和p唯一确定,与系统中各组分的总物质的量无关。因此,添加组分(1)不会改变相平衡时的组成。
破题关键点:
- 相平衡的强度性质:汽液平衡时的组成(如$x_1$、$y_1$)是强度性质,仅由T和p决定。
- 自由度分析:在固定T、p条件下,二元两相系统的自由度为0,系统状态唯一。
在固定温度和压力下,二元混合物的汽液平衡状态满足以下关系:
- 相平衡方程:$y_1 = \frac{P_1^0 x_1}{P - P_1^0 x_1 - P_2^0 (1 - x_1)}$(简化形式,具体形式取决于活度模型)。
- 唯一性:当T和p固定时,方程的解$x_1$和$y_1$是唯一的,与系统中总物质的量无关。
加入组分(1)的影响:
- 总物质的量变化:添加10mol组分(1)会改变液相和气相的总物质的量,但不会改变相平衡时的组成。
- 系统调整:重新平衡后,液相和气相的组成仍满足原方程,因此$x_1' = x_1$,$y_1' = y_1$。
结论:题目中“$x_1' > x_1$且$y_1' > y_1$”的结论错误。