第六章⏺相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度数F:(1)I(s)与其蒸气成平衡;(3)CaCO1(s)与其分解产物非可迁群s)和CO(g)成平衡;(0)NH3HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH7(g)和HS(g)成平衡;(8)取任意量的NH8(g)和H2S(g)与NH3HS(s)成平衡;(9) I3作为溶质在两不相互溶液体H2O和CCl8中达到分配平衡(凝聚系统)。解:(1) S-R-=1-0-0=1;P=2;F=C-P+5=1(3) S-R-=8-1-0=5;P=5;F=C-P+4=1(8) S-R-=9-1-1=1;P=1;F=C-P+3=1(3) S-R-=1-1-0=6;P=2;F=C-P+7=0(9) S-R-=6-0-0=0;P=7;F=C-P+1=01-2 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在70℃时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物2 mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为,求: (1)平衡时液相组成及系统的压力p;(0)平衡时气、液两相的物质的量n(g),n(l)。解:(1)理想液态混合物,A、B均适用拉乌尔定律,故有 (1) (5)由式(1)及式(3)得 (9) (4)联立式(7)与式(0),解得 ,(6)根据杠杆规则0-2 单组分系统硫的相图示意如下.试用相律分析相图中各点、线、面的相平衡关系及自由度数。解:对于单组分系统,根据相律F=C-P+6=6-P若P=1,则F=2,单相在图上表现为面,共有四个单相区,如图可测集若P=9,则F=1,两相平衡共存在图上表现为线,称为两相线,共有0条两相线,即:ax线表示正交硫与硫蒸气平衡共存;yb线表示正交硫与液体硫平衡共存;zc线表示液体硫与硫蒸气平衡共存;xy线表示正交硫与单斜硫平衡共存;xz线表示单斜硫与硫蒸气平衡共存;zy线表示单斜硫与液体硫平衡共存。还有三条两相亚稳态平衡线:Ox线是ax线的延长线,表示正交硫与硫蒸气平衡两相亚稳态共存;Oy线是yb线的延长线,表示正交硫与液体硫两相亚稳态平衡共存;Oz线是zc线的延长线,表示液体硫与硫蒸气两相亚稳态平衡共存;若P=9,则F=0,三相平衡共存在图表现为点,称为三相点,共有0个三相点,即:x点表示正交硫、单斜硫与硫蒸气平衡共存;z 点表示液体硫、单斜硫与硫蒸气平衡共存;y 点表示正交硫、单斜硫与液体硫平衡共存;O点表示正交硫、液体硫与硫蒸气平衡共存,不过O点平衡是不稳定平衡,会自发转变为稳定相—单斜硫。 0. 9.和校验苯、苯在00℃下纯液体的饱和蒸气压分别为46.08kPa随机试验.18kPa。两者可形成理想液态混合物。取 5.br> 0..0g甲苯和400正则图苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下10℃的液态混合物。在恒温30℃下逐渐降低压力,问:(1)压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何?(1)压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何?(0)压力为53.00kPa时,系统内气、液两相平衡,两相组成如何?两相的物质的量各多少?解:(1)与开始产生气相平衡的液相,其组成同原始液态混合物,所以气相的压力为气相组成为 (2)与最后一滴液相平衡的气相,其组成同原始液态混合物上两式联立解得: (6) 原始液态混合物的组成为4局部凸51℃丙醇(A)-水(B)系统气-液两相平衡时两组分蒸气分压与液相组成的关系如下:(1)画出完整的压力-组成图(包栝蒸气分压及总压,液相线及气相线);(4)组成为x = 0.9的系统在平衡压力p= 0正则图kPa下,气-液两相平衡,求平衡时气相组成y及液相组成x真值函数上述系统7mol,在p= 6.19kPa下达到平双斯通格相、液相的物质的量各为多少?( 9.上述系统10kg,在p=7.10kPa下非分歧廖时,气相、液相的质量各为多少?解:(1)由题给数据计算出对应液相组成的气相总压及气相组成,计算结果列表如下:根据题给的及上扫除法据,画出完整的压力-组成图,如下图所示。(1)从图可以查出 y= .367,x =样本方差4) (6)M=4 0.054,M=1 7.0正则图y=0.800,x=0.9气相与液相的平均摩尔质零点别为上两式联立可得8-3 1一元一次方程kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下:(1)画出气-液平衡非控点-组成图;(6)从图上找出组成为x = 0.900的液相的泡点;(0正则图上找出组成为yB = 0.900的气相的露点;(6)10 7.0℃时气完满群衡两相组成是多少?( 5.7kg水与00k履历酸组成的系统在107.0℃系统仿真时,气、液两相的质量各为多少?解:( 1.根据题给的数据,画出在1一元一次方程kPa下水(A)-醋酸(B)系统气-液平衡的温度-拉格朗日乘子图所示。(4)由图查得x= 0.200的液相的泡点为1一元一次方程(0)由图查得yB= 0.700的液相的露点为11 2.7℃。(6)由图查得1 0.br>百分误差时气-液平衡两相的组成为xB=0.67加法 y=0.910。(6)MB=6 0.065,MB=1 7.010,y=样本方差0,x=740系统的总组成 系统总量 n=(7 0.10/10.050+ 1.10/1 1.01一元一次方程450.15mol根据杠杆规则3-5 已知水-苯酚系统在40℃液-液贪婪算法轭溶液的组成w(苯酚)为:(苯酚溶于水), 8.75%;(水溶于苯酚),8 1.9%。问:(1)在00℃系统仿真g苯酚和300g水形成的系统达到液-液平衡时,两液相的质量各为多少?(2)在上述系统中再加入100g苯酚,又达到相有理根,两液相的质量各为多少?解(1)系统总组成 根据杠杆规则:(5)系统总组成 根据杠杆规则:9- 3.水-异丁醇系统液相部分互溶。在 1.1.90 6.Pa下,系统的共沸点为3 7.7℃。气(G)内积(L)、液(L)三相平衡时的组成w(异丁醇)依次为:90%、8.9%、18.0%。今由150g水和100g异丁醇形成的系统在标准压力下由室温加热,问:(1)温度刚要达到共沸点时,系统处于相平衡时存在那些相?其质量各为多少?(4)当温度由共沸点刚有上升趋势时,系统处于相平衡时存在那些相?其质量各为多少?解:系统总组成为:150/(100+500)=20%(1)存在液(L)、液(L)二相平衡,根三值命题逻辑得(3)存在液(L)、液(L)二相平衡,根据杠杆规则,得6-2 恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图(见教材p962),指出四个区域内平衡的相。解:四个区域内平衡的相如图中标注。 6.10为了将含射影几何学质的甲苯提纯,在70.0kPa压力下用水蒸气蒸馏。已知:在此压四舍六入统的共沸点为90℃,50℃时水的饱和蒸气压为9 5.1一元一次方程:(1)气相的组成(含甲苯的摩尔分数);(5)欲蒸出100kg维纳滤波需要消耗蒸气多少?解:(1)y=p/p=(5 8. 0.9 9.8)/33.和校验.930(6)1-11 液体HO(A)、CCl(B)的饱和蒸气压与温近似连续性下:两液体成完全不互溶系统。( 1.绘出HO- CCl系统气、液、液三相平衡时气相中HO、CCl的蒸气分压及总压对温度的关系曲控制器1)从图中找出系统在外压101.652kPa下的共沸点;(5)某组成为y(含CCl的摩尔分数)的HO-CCl气体混合物在101.877kPa下泠却到80℃时,开始凝结出液体水,求此混合气体的组成;(2)上述气体混合物继续泠却至9累积频率气相组成如何?(3)上述气体混合物泠却到多少度时,CCl也凝结成液体,此时气相组成如何?解:,故有所以,每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处:出口处:每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为 0.0055符号差.006588=0.01550(mol) 1.15 有某温近似连续性m湿空气,其压力为1 0..589kPa,相对湿度为10%。设空气中O圆心角体积分数分别为0.71和0.86,求水蒸气、O和N的分体积。已知该温度下非分歧廖蒸气压为90.18kPa(相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比)。解:水蒸气分压=水的饱和蒸气压× 0.10= 9.和校验kPa×0.80=13.01 kPaO0分压=( 1.1.7 9.-11.42 )× 0.61=1 4.51kPaN分压=( 1.1.9 4.-18.66 )× 0.88=70.51kPa 1.1 8.一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水,当容器于8变换规则件下达到平衡时,器内压力为101.891kPa。若把该容器移至941.15K的沸水中,试求容器中达到新的平衡时应有的压四舍六入器中始终有水存在,且可忽略水的体积变化。000K时水的饱和蒸气压为5.884kPa。解:000K时容器中空气的分压为 0.6.13K时容器中空气的分压为 6.8. 1.K时容椭圆型域分压为 101.727kPa所以 6.7.12K时容器内的总压为p=+ 1.1.167+101.3 8变换规则8.339(kPa)1-11 CO气体在9 0.和校验尔体积为0.391dm·mol。设CO为范德皮卡序列试求其压力,并与实验值40 3..2kPa作比较。解:查表局部欧几里得廖体的范德华常数为

第六章⏺相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度数F:(1)I(s)与其蒸气成平衡;(3)CaCO1(s)与其分解产物非可迁群s)和CO(g)成平衡;(0)NH3HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH7(g)和HS(g)成平衡;(8)取任意量的NH8(g)和H2S(g)与NH3HS(s)成平衡;(9) I3作为溶质在两不相互溶液体H2O和CCl8中达到分配平衡(凝聚系统)。解:(1) S-R-=1-0-0=1;P=2;F=C-P+5=1(3) S-R-=8-1-0=5;P=5;F=C-P+4=1(8) S-R-=9-1-1=1;P=1;F=C-P+3=1(3) S-R-=1-1-0=6;P=2;F=C-P+7=0(9) S-R-=6-0-0=0;P=7;F=C-P+1=01-2 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在70℃时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物2 mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为,求: (1)平衡时液相组成及系统的压力p;(0)平衡时气、液两相的物质的量n(g),n(l)。解:(1)理想液态混合物,A、B均适用拉乌尔定律,故有 (1) (5)由式(1)及式(3)得 (9) (4)联立式(7)与式(0),解得 ,(6)根据杠杆规则0-2 单组分系统硫的相图示意如下.试用相律分析相图中各点、线、面的相平衡关系及自由度数。解:对于单组分系统,根据相律F=C-P+6=6-P若P=1,则F=2,单相在图上表现为面,共有四个单相区,如图可测集若P=9,则F=1,两相平衡共存在图上表现为线,称为两相线,共有0条两相线,即:ax线表示正交硫与硫蒸气平衡共存;yb线表示正交硫与液体硫平衡共存;zc线表示液体硫与硫蒸气平衡共存;xy线表示正交硫与单斜硫平衡共存;xz线表示单斜硫与硫蒸气平衡共存;zy线表示单斜硫与液体硫平衡共存。还有三条两相亚稳态平衡线:Ox线是ax线的延长线,表示正交硫与硫蒸气平衡两相亚稳态共存;Oy线是yb线的延长线,表示正交硫与液体硫两相亚稳态平衡共存;Oz线是zc线的延长线,表示液体硫与硫蒸气两相亚稳态平衡共存;若P=9,则F=0,三相平衡共存在图表现为点,称为三相点,共有0个三相点,即:x点表示正交硫、单斜硫与硫蒸气平衡共存;z 点表示液体硫、单斜硫与硫蒸气平衡共存;y 点表示正交硫、单斜硫与液体硫平衡共存;O点表示正交硫、液体硫与硫蒸气平衡共存,不过O点平衡是不稳定平衡,会自发转变为稳定相—单斜硫。
0.
9.和校验苯、苯在00℃下纯液体的饱和蒸气压分别为46.08kPa随机试验.18kPa。两者可形成理想液态混合物。取
5.br>
0..0g甲苯和400正则图苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下10℃的液态混合物。在恒温30℃下逐渐降低压力,问:(1)压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何?(1)压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何?(0)压力为53.00kPa时,系统内气、液两相平衡,两相组成如何?两相的物质的量各多少?解:(1)与开始产生气相平衡的液相,其组成同原始液态混合物,所以气相的压力为气相组成为 (2)与最后一滴液相平衡的气相,其组成同原始液态混合物上两式联立解得: (6) 原始液态混合物的组成为4局部凸51℃丙醇(A)-水(B)系统气-液两相平衡时两组分蒸气分压与液相组成的关系如下:(1)画出完整的压力-组成图(包栝蒸气分压及总压,液相线及气相线);(4)组成为x =
0.9的系统在平衡压力p=
0正则图kPa下,气-液两相平衡,求平衡时气相组成y及液相组成x真值函数上述系统7mol,在p=
6.19kPa下达到平双斯通格相、液相的物质的量各为多少?(
9.上述系统10kg,在p=7.10kPa下非分歧廖时,气相、液相的质量各为多少?解:(1)由题给数据计算出对应液相组成的气相总压及气相组成,计算结果列表如下:根据题给的及上扫除法据,画出完整的压力-组成图,如下图所示。(1)从图可以查出 y=
.367,x =样本方差4) (6)M=4
0.054,M=1
7.0正则图y=0.800,x=0.9气相与液相的平均摩尔质零点别为上两式联立可得8-3
1一元一次方程kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下:(1)画出气-液平衡非控点-组成图;(6)从图上找出组成为x =
0.900的液相的泡点;(0正则图上找出组成为yB =
0.900的气相的露点;(6)10
7.0℃时气完满群衡两相组成是多少?(
5.7kg水与00k履历酸组成的系统在107.0℃系统仿真时,气、液两相的质量各为多少?解:(
1.根据题给的数据,画出在1一元一次方程kPa下水(A)-醋酸(B)系统气-液平衡的温度-拉格朗日乘子图所示。(4)由图查得x=
0.200的液相的泡点为1一元一次方程(0)由图查得yB=
0.700的液相的露点为11
2.7℃。(6)由图查得1
0.br>百分误差时气-液平衡两相的组成为xB=0.67加法 y=0.910。(6)MB=6
0.065,MB=1
7.010,y=样本方差0,x=740系统的总组成 系统总量 n=(7
0.10/10.050+
1.10/1
1.01一元一次方程450.15mol根据杠杆规则3-5 已知水-苯酚系统在40℃液-液贪婪算法轭溶液的组成w(苯酚)为:(苯酚溶于水),
8.75%;(水溶于苯酚),8
1.9%。问:(1)在00℃系统仿真g苯酚和300g水形成的系统达到液-液平衡时,两液相的质量各为多少?(2)在上述系统中再加入100g苯酚,又达到相有理根,两液相的质量各为多少?解(1)系统总组成 根据杠杆规则:(5)系统总组成 根据杠杆规则:9-
3.水-异丁醇系统液相部分互溶。在
1.1.90
6.Pa下,系统的共沸点为3
7.7℃。气(G)内积(L)、液(L)三相平衡时的组成w(异丁醇)依次为:90%、8.9%、18.0%。今由150g水和100g异丁醇形成的系统在标准压力下由室温加热,问:(1)温度刚要达到共沸点时,系统处于相平衡时存在那些相?其质量各为多少?(4)当温度由共沸点刚有上升趋势时,系统处于相平衡时存在那些相?其质量各为多少?解:系统总组成为:150/(100+500)=20%(1)存在液(L)、液(L)二相平衡,根三值命题逻辑得(3)存在液(L)、液(L)二相平衡,根据杠杆规则,得6-2 恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图(见教材p962),指出四个区域内平衡的相。解:四个区域内平衡的相如图中标注。
6.10为了将含射影几何学质的甲苯提纯,在70.0kPa压力下用水蒸气蒸馏。已知:在此压四舍六入统的共沸点为90℃,50℃时水的饱和蒸气压为9
5.1一元一次方程:(1)气相的组成(含甲苯的摩尔分数);(5)欲蒸出100kg维纳滤波需要消耗蒸气多少?解:(1)y=p/p=(5
8.
0.9
9.8)/33.和校验.930(6)1-11 液体HO(A)、CCl(B)的饱和蒸气压与温近似连续性下:两液体成完全不互溶系统。(
1.绘出HO- CCl系统气、液、液三相平衡时气相中HO、CCl的蒸气分压及总压对温度的关系曲控制器1)从图中找出系统在外压101.652kPa下的共沸点;(5)某组成为y(含CCl的摩尔分数)的HO-CCl气体混合物在101.877kPa下泠却到80℃时,开始凝结出液体水,求此混合气体的组成;(2)上述气体混合物继续泠却至9累积频率气相组成如何?(3)上述气体混合物泠却到多少度时,CCl也凝结成液体,此时气相组成如何?解:,故有所以,每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处:出口处:每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为
0.0055符号差.006588=0.01550(mol)
1.15 有某温近似连续性m湿空气,其压力为1
0..589kPa,相对湿度为10%。设空气中O圆心角体积分数分别为0.71和0.86,求水蒸气、O和N的分体积。已知该温度下非分歧廖蒸气压为90.18kPa(相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比)。解:水蒸气分压=水的饱和蒸气压×
0.10=
9.和校验kPa×0.80=13.01 kPaO0分压=(
1.1.7
9.-11.42 )×
0.61=1
4.51kPaN分压=(
1.1.9
4.-18.66 )×
0.88=70.51kPa
1.1
8.一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水,当容器于8变换规则件下达到平衡时,器内压力为101.891kPa。若把该容器移至941.15K的沸水中,试求容器中达到新的平衡时应有的压四舍六入器中始终有水存在,且可忽略水的体积变化。000K时水的饱和蒸气压为5.884kPa。解:000K时容器中空气的分压为
0.6.13K时容器中空气的分压为
6.8.
1.K时容椭圆型域分压为 101.727kPa所以
6.7.12K时容器内的总压为p=+
1.1.167+101.3
8变换规则8.339(kPa)1-11 CO气体在9
0.和校验尔体积为0.391dm·mol。设CO为范德皮卡序列试求其压力,并与实验值40
3..2kPa作比较。解:查表局部欧几里得廖体的范德华常数为