logo
  • write-homewrite-home-active首页
  • icon-chaticon-chat-activeAI 智能助手
  • icon-pluginicon-plugin-active浏览器插件
  • icon-subjecticon-subject-active学科题目
  • icon-uploadicon-upload-active上传题库
  • icon-appicon-app-active手机APP
首页
/
化学
题目

液体 A 与液体 B 能形成理想液态混合物,在 343 , (K) 时,1 , (mol) 纯 A 与 2 , (mol) 纯 B 形成的理想液态混合物的总蒸气压为 50.66 , (kPa)。若在液态混合物中再加入 3 , (mol) 纯 A,则液态混合物的总蒸气压为 70.93 , (kPa)。试求:(1) 纯 A 与纯 B 的饱和蒸气压;(2) 对第一种理想液态混合物,在对应的气相中 A 与 B 各自的摩尔分数。

液体 A 与液体 B 能形成理想液态混合物,在 $343 \, \text{K}$ 时,$1 \, \text{mol}$ 纯 A 与 $2 \, \text{mol}$ 纯 B 形成的理想液态混合物的总蒸气压为 $50.66 \, \text{kPa}$。若在液态混合物中再加入 $3 \, \text{mol}$ 纯 A,则液态混合物的总蒸气压为 $70.93 \, \text{kPa}$。试求:

(1) 纯 A 与纯 B 的饱和蒸气压;

(2) 对第一种理想液态混合物,在对应的气相中 A 与 B 各自的摩尔分数。

题目解答

答案

根据题目给出的两种混合物条件,可得方程组: \[ \begin{cases} p_A^* + 2 p_B^* = 151.98 \\ 2 p_A^* + p_B^* = 212.79 \end{cases} \] 解得: \[ p_A^* = 91.20 \, \text{kPa}, \quad p_B^* = 30.39 \, \text{kPa} \] 对于第一种混合物($ x_A = \frac{1}{3}, \, x_B = \frac{2}{3} $): \[ p_A = \frac{1}{3} \times 91.20 = 30.40 \, \text{kPa}, \quad p_B = \frac{2}{3} \times 30.39 = 20.26 \, \text{kPa} \] \[ y_A = \frac{30.40}{50.66} = 0.60, \quad y_B = \frac{20.26}{50.66} = 0.40 \] 答案: 1. $ p_A^* = 91.20 \, \text{kPa}, \, p_B^* = 30.39 \, \text{kPa} $。 2. $ y_A = 0.60, \, y_B = 0.40 $。

解析

本题主要考查理想液态混合物的蒸气压相关知识,解题的关键在于利用拉乌尔定律以及总蒸气压的计算公式来建立方程组求解纯物质的饱和蒸气压,再根据分压和总压计算气相中各组分的摩尔分数。

(1)求纯 A 与纯 B 的饱和蒸气压

设纯 A 的饱和蒸气压为 $p_A^*$,纯 B 的饱和蒸气压为 $p_B^*$。
对于理想液态混合物,根据拉乌尔定律,某一组分的分压等于该组分的摩尔分数乘以其纯物质的饱和蒸气压,即 $p_i = x_i p_i^*$,总蒸气压 $p = p_A + p_B = x_A p_A^* + x_B p_B^*$。

  • 第一种情况:
    $1\ mol$ 纯 A 与 $2\ mol$ 纯 B 形成的理想液态混合物,此时 $n_A = 1\ mol$,$n_B = 2\ mol$,则 A 的摩尔分数 $x_{A1}=\frac{n_A}{n_A + n_B}=\frac{1}{1 + 2}=\frac{1}{3}$,B 的摩尔分数 $x_{B1}=\frac{n_B}{n_A + n_B}=\frac{2}{1 + 2}=\frac{2}{3}$。
    已知该混合物的总蒸气压 $p_1 = 50.66\ kPa$,根据总蒸气压公式可得:
    $p_1 = x_{A1} p_A^* + x_{B1} p_B^*$,即 $50.66=\frac{1}{3}p_A^*+\frac{2}{3}p_B^*$,等式两边同时乘以 3 得到 $151.98 = p_A^* + 2p_B^*$ ①。

  • 第二种情况:
    在第一种混合物中再加入 $3\ mol$ 纯 A,则此时 $n_A = 1 + 3 = 4\ mol$,$n_B = 2\ mol$,A 的摩尔分数 $x_{A2}=\frac{n_A}{n_A + n_B}=\frac{4}{4 + 2}=\frac{2}{3}$,B 的摩尔分数 $x_{B2}=\frac{n_B}{n_A + n_B}=\frac{2}{4 + 2}=\frac{1}{3}$。
    已知该混合物的总蒸气压 $p_2 = 70.93\ kPa$,根据总蒸气压公式可得:
    $p_2 = x_{A2} p_A^* + x_{B2} p_B^*$,即 $70.93=\frac{2}{3}p_A^*+\frac{1}{3}p_B^*$,等式两边同时乘以 3 得到 $212.79 = 2p_A^* + p_B^*$ ②。

联立①②组成方程组 $\begin{cases}p_A^* + 2 p_B^* = 151.98 \\ 2 p_A^* + p_B^* = 212.79 \end{cases}$,
由①式可得 $p_A^* = 151.98 - 2p_B^*$,将其代入②式可得:
$2(151.98 - 2p_B^*) + p_B^* = 212.79$,
展开括号得 $303.96 - 4p_B^* + p_B^* = 212.79$,
合并同类项得 $303.96 - 3p_B^* = 212.79$,
移项得 $3p_B^* = 303.96 - 212.79 = 91.17$,
解得 $p_B^* = 30.39\ kPa$。
将 $p_B^* = 30.39\ kPa$ 代入 $p_A^* = 151.98 - 2p_B^*$ 可得:
$p_A^* = 151.98 - 2\times30.39 = 151.98 - 60.78 = 91.20\ kPa$。

(2)求第一种理想液态混合物在对应的气相中 A 与 B 各自的摩尔分数

对于第一种混合物,$x_A = \frac{1}{3}$,$x_B = \frac{2}{3}$,$p_A^* = 91.20\ kPa$,$p_B^* = 30.39\ kPa$。
根据拉乌尔定律,A 的分压 $p_A = x_A p_A^*=\frac{1}{3}\times91.20 = 30.40\ kPa$,
B 的分压 $p_B = x_B p_B^*=\frac{2}{3}\times30.39 = 20.26\ kPa$。
根据分压定律,气相中某一组分的摩尔分数等于该组分的分压除以总压,即 $y_i=\frac{p_i}{p}$。
已知总压 $p = 50.66\ kPa$,则 A 的摩尔分数 $y_A = \frac{p_A}{p}=\frac{30.40}{50.66} = 0.60$,
B 的摩尔分数 $y_B = \frac{p_B}{p}=\frac{20.26}{50.66} = 0.40$。

相关问题

  • 24.镁条与硫酸反应使得量气管压力增大,漏斗里-|||-面的水溢出来会使测定摩尔气体常数R结果偏-|||-高。() ()-|||-A 对-|||-B 错

  • 混合碱的测定实验中,滴定管中HCl的初始刻度在1.00~10.00 mL之间均可A. 正确B. 错误

  • 5.在试管中加入2 mL蒸馏水,然后加入1滴-|||-cdot (L)^-1BiCl3 溶液,观察到现象是() ()-|||-A 白色沉淀生成-|||-B 黑色沉淀生成后又消失-|||-C 黑色沉淀生成-|||-D 白色沉淀生成后又消失

  • 标定EDTA实验中,可在台秤上称取基准物质CaCO3的质量。A. 正确B. 错误

  • 4、下列可燃物中,属于难燃可燃物的是( )A. 地表干枯杂草B. 枯立木C. 生长季节的绿色植物D. 较干燥的腐殖质层

  • 土壤两份分别加入等量的mathrm(NaCl)和(mathrm{FeCl)}_(3)溶液,相同条件下振荡过滤,滤液中等量的((mathrm{NH)}_(4)())_(2)(mathrm{C)}_(2)(mathrm{O)}_(4)溶液,产生的现象是A. 都不产生沉淀B. mathrm(NaCl)的白色沉淀多于(mathrm{FeCl)}_(3)C. (mathrm{FeCl)}_(3)的白色沉淀多于mathrm(NaCl)D. 两者沉淀一样多

  • 5.金属镁与硫酸反应来测定摩尔气体常数R的实验-|||-中,量气管中水的初始刻度应是() ()-|||-A .00sim 10.00mL 之间-|||-B .00sim 20.00mL 之间-|||-C .00sim 15.00mL 之间-|||-D .00sim 5.00mL 之间

  • 滴定管读数时应该()A. 放在铁架台上,眼睛平视溶液的凹液面B. 一只手握住,两一只手扶住,眼睛平视溶液的凹液面C. 一只手全部握住,眼睛平视溶液的凹液面D. 一只手的大拇指和食指拿住,眼睛平视溶液的凹液面

  • 5.鉴别碳酸钠与氯化钠溶液可以使用以下哪种试剂 ()-|||-A.酚酞 __ B.石蕊 C.盐酸 D.石灰水

  • Fe²⁺离子中3s,3p,3d,4s轨道能量关系为()A. E_3s B. E_3s C. E_3s = E_3p = E_3d = E_4sD. E_3s = E_3p = E_3d

  • 10下列关于相对校正说法错误的是()(2.5分) ()-|||-A、 是一种常用的玻璃量器的校正方法-|||-B、要求校正的两种容器之间的容量有一定比例关系-|||-C.校正的两种仪器配套使用才有意义-|||-D. 测定容量器皿的实际容积

  • 下列属于危险化学品的是A. 易燃液体B. 氧化剂和有机过氧化物C. 汽油D. 放射性物品E. 剧毒药品和感染性物品

  • 当皮肤接触到腐蚀性试剂时,应立即采取的措施是?()A. 用干布擦拭B. 用大量清水冲洗15分钟以上C. 涂抹药膏D. 前往医院就医

  • 水中含有()和()两种元素。A. 氢,氧B. 氢,碳C. 氧,碳D. 氮,氧。

  • 稀释浓硫酸时,正确的操作是?()A. 将水倒入浓硫酸中B. 将浓硫酸缓慢倒入水中,并不断搅拌C. 同时将水和浓硫酸倒入容器中D. 无所谓顺序

  • 等渗电解质溶液是用于补充水分和电解质,维持体液和渗透压平衡。A. 正确B. 错误

  • 16.火灾燃烧的三要素有可燃物、助燃物和()。(单选题5.0分)A. 着火源B. 氧气C. 氯气D. 可燃气

  • 分光光度计由光源、单色器、吸收池、检测器和显示系统组成。

  • 吗啡是鸦片中最主要的生物碱,从鸦片提取而成。纯净的吗啡为()或白色的粉末或结晶。A. 无色B. 浅黄色C. 浅绿色D. 浅褐色

  • 测定自来水中钙离子终点颜色是下列哪个物质的颜色?A. 钙指示剂和钙离子的配合物的颜色B. 游离钙指示剂的颜色C. EDTA和钙离子的配合物的颜色D. EDTA的颜色

上一页下一页
logo
广州极目未来文化科技有限公司
注册地址:广州市黄埔区揽月路8号135、136、137、138房
关于
  • 隐私政策
  • 服务协议
  • 权限详情
学科
  • 医学
  • 政治学
  • 管理
  • 计算机
  • 教育
  • 数学
联系我们
  • 客服电话: 010-82893100
  • 公司邮箱: daxuesoutijiang@163.com
  • qt

©2023 广州极目未来文化科技有限公司 粤ICP备2023029972号    粤公网安备44011202002296号