题目
6 今有 20 °C 的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的 200 cm 3 容器中,直至压力达 101.325 kPa ,测得容器中混合气体的质量为 0.3897 g 。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
6 今有 20 °C 的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的 200 cm 3 容器中,直至压力达 101.325 kPa ,测得容器中混合气体的质量为 0.3897 g 。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
题目解答
答案
解:将乙烷 (M w =30g/mol,y 1 ), 丁烷 (M w =58g/mol,y 2 ) 看成是理想气体 : PV=nRT n=PV/RT=8.3147 ́ 10 -3 mol (y 1 ́ 30+(1-y 1 ) ́ 58) ́ 8.3147 ́ 10 -3 =0.3897 y 1 =0.401 P 1 =40.63kPa y 2 =0.599 P 2 =60.69kPa
解析
步骤 1：确定混合气体的总摩尔数
根据理想气体状态方程 PV = nRT，可以计算出混合气体的总摩尔数 n。其中，P 为压力，V 为体积，R 为理想气体常数，T 为温度。
步骤 2：计算混合气体的总摩尔质量
混合气体的总摩尔质量等于混合气体的质量除以总摩尔数。
步骤 3：建立方程求解摩尔分数
设乙烷的摩尔分数为 y1，丁烷的摩尔分数为 y2，则 y1 + y2 = 1。根据摩尔分数的定义，可以建立方程求解 y1 和 y2。
步骤 4：计算分压力
根据道尔顿分压定律，混合气体中各组分的分压力等于该组分的摩尔分数乘以总压力。
根据理想气体状态方程 PV = nRT，可以计算出混合气体的总摩尔数 n。其中，P 为压力，V 为体积，R 为理想气体常数，T 为温度。
步骤 2：计算混合气体的总摩尔质量
混合气体的总摩尔质量等于混合气体的质量除以总摩尔数。
步骤 3：建立方程求解摩尔分数
设乙烷的摩尔分数为 y1，丁烷的摩尔分数为 y2，则 y1 + y2 = 1。根据摩尔分数的定义，可以建立方程求解 y1 和 y2。
步骤 4：计算分压力
根据道尔顿分压定律，混合气体中各组分的分压力等于该组分的摩尔分数乘以总压力。