题目
4.7 20℃下HCl溶于苯中达平衡,当气相中HCl的分压为101.325kPa时,溶液中HCl-|||-的摩尔分数为0.0425。已知20℃时苯的饱和蒸气压为10.0kPa,若20℃时HCl和苯蒸气总-|||-压为101.325kPa。求100g苯中溶解多少克HCl。

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定HCl在气相中的分压
根据题目,气相中HCl的分压为101.325kPa。
步骤 2:确定苯的饱和蒸气压
题目中给出20℃时苯的饱和蒸气压为10.0kPa。
步骤 3:计算HCl在溶液中的摩尔分数
题目中给出当气相中HCl的分压为101.325kPa时,溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。
步骤 4:计算HCl和苯蒸气的总压
题目中给出20℃时HCl和苯蒸气总压为101.325kPa。
步骤 5:计算苯的摩尔分数
由于HCl和苯蒸气总压为101.325kPa,而HCl的分压为101.325kPa,因此苯的分压为0kPa。但是,苯的饱和蒸气压为10.0kPa,因此苯的摩尔分数为1-0.0425=0.9575。
步骤 6:计算100g苯中溶解的HCl的质量
设100g苯中溶解的HCl的摩尔数为x,苯的摩尔数为y。根据摩尔分数的定义,有:
\[ \frac{x}{x+y} = 0.0425 \]
\[ \frac{y}{x+y} = 0.9575 \]
由于苯的摩尔质量为78g/mol,因此100g苯的摩尔数为:
\[ y = \frac{100}{78} \]
将y的值代入上述方程,可以求出x的值,进而求出100g苯中溶解的HCl的质量。
根据题目,气相中HCl的分压为101.325kPa。
步骤 2:确定苯的饱和蒸气压
题目中给出20℃时苯的饱和蒸气压为10.0kPa。
步骤 3:计算HCl在溶液中的摩尔分数
题目中给出当气相中HCl的分压为101.325kPa时,溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。
步骤 4:计算HCl和苯蒸气的总压
题目中给出20℃时HCl和苯蒸气总压为101.325kPa。
步骤 5:计算苯的摩尔分数
由于HCl和苯蒸气总压为101.325kPa,而HCl的分压为101.325kPa,因此苯的分压为0kPa。但是,苯的饱和蒸气压为10.0kPa,因此苯的摩尔分数为1-0.0425=0.9575。
步骤 6:计算100g苯中溶解的HCl的质量
设100g苯中溶解的HCl的摩尔数为x,苯的摩尔数为y。根据摩尔分数的定义,有:
\[ \frac{x}{x+y} = 0.0425 \]
\[ \frac{y}{x+y} = 0.9575 \]
由于苯的摩尔质量为78g/mol,因此100g苯的摩尔数为:
\[ y = \frac{100}{78} \]
将y的值代入上述方程,可以求出x的值,进而求出100g苯中溶解的HCl的质量。