题目
8.A、B二组分可形成完全不互溶双液系统,其正常沸点分别为100℃、90℃。标准压力下,-|||-将 _(B)=0.6 的A、B混合物加热至60℃时A、B同时沸腾,此时气相组成为 _(B)=0.6-|||-(1)画出标准压力下A、B二组分系统气-液平衡相图的示意图;-|||-(2)若将物质的量为10mol、组成为 _(B)=0.8 的A、B混合气体冷却,计算最多可得到纯B-|||-的量。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查完全不互溶双液系统的气-液平衡相图绘制及杠杆原理的应用。
解题核心思路:
- 相图绘制:根据题目给出的正常沸点和恒沸点信息,确定相图的最低点,连接纯组分沸点,形成“V”型曲线。
- 杠杆原理应用:通过气相组成与液相组成的关系,建立方程计算冷却后最多得到的纯B的量。
破题关键点:
- 相图形状:完全不互溶系统存在恒沸点,相图最低点对应恒沸点(60℃,$x_B=0.6$)。
- 杠杆原理公式:利用气相与液相组成差,结合总物质的量建立方程。
第(1)题:绘制相图
- 确定关键点:
- 纯A沸点:$T_A=100^\circ \text{C}$($x_B=0$)。
- 纯B沸点:$T_B=90^\circ \text{C}$($x_B=1$)。
- 恒沸点:$T=60^\circ \text{C}$,$x_B=0.6$,$y_B=0.6$。
- 绘制曲线:
- 以$T$为纵轴,$x_B$为横轴,画出气-液平衡曲线。
- 曲线从纯A沸点($x_B=0, T=100^\circ \text{C}$)下降至恒沸点($x_B=0.6, T=60^\circ \text{C}$),再上升至纯B沸点($x_B=1, T=90^\circ \text{C}$)。
第(2)题:计算纯B的量
- 分析相图:
- 气相组成$y_B=0.8$对应温度高于恒沸点($60^\circ \text{C}$)。
- 冷却时,气体部分冷凝,液相组成$x_B=0.6$(恒沸点液相组成)。
- 应用杠杆原理:
- 气相中B的过量部分:$y_B - x_B = 0.8 - 0.6 = 0.2$。
- 液相中B的过量部分:$1 - x_B = 1 - 0.6 = 0.4$。
- 建立方程:
$(0.8 - 0.6)(10 - m_B) = (1 - 0.6)m_B$ - 解得:$m_B = 5 \, \text{mol}$。