题目
甲醇(A. -乙醇(B. 溶液(可视为理想溶液)在温度20℃下达到气液平衡,若液相中甲醇和乙醇各为100g,试计算气相中甲醇与乙醇的分压以及总压,并计算气相组成。 已知20℃时甲醇的饱和蒸气压为11.83kPa,乙醇为5.93kPa。
甲醇(
- A. -乙醇(
- B. 溶液(可视为理想溶液)在温度20℃下达到气液平衡,若液相中甲醇和乙醇各为100g,试计算气相中甲醇与乙醇的分压以及总压,并计算气相组成。 已知20℃时甲醇的饱和蒸气压为11.83kPa,乙醇为5.93kPa。
题目解答
答案
6.98kPa,2.43kPa.9.41kPa;0.742
解析
步骤 1:计算液相中甲醇和乙醇的摩尔分数
- 甲醇的摩尔质量为32.04 g/mol,乙醇的摩尔质量为46.07 g/mol。
- 液相中甲醇的摩尔数为100g / 32.04 g/mol = 3.12 mol。
- 液相中乙醇的摩尔数为100g / 46.07 g/mol = 2.17 mol。
- 液相中甲醇的摩尔分数为3.12 mol / (3.12 mol + 2.17 mol) = 0.59。
- 液相中乙醇的摩尔分数为2.17 mol / (3.12 mol + 2.17 mol) = 0.41。
步骤 2:计算气相中甲醇和乙醇的分压
- 根据拉乌尔定律,气相中甲醇的分压为液相中甲醇的摩尔分数乘以甲醇的饱和蒸气压,即0.59 * 11.83 kPa = 6.98 kPa。
- 气相中乙醇的分压为液相中乙醇的摩尔分数乘以乙醇的饱和蒸气压,即0.41 * 5.93 kPa = 2.43 kPa。
步骤 3:计算气相的总压和气相组成
- 气相的总压为气相中甲醇和乙醇的分压之和,即6.98 kPa + 2.43 kPa = 9.41 kPa。
- 气相中甲醇的摩尔分数为气相中甲醇的分压除以气相的总压,即6.98 kPa / 9.41 kPa = 0.742。
- 气相中乙醇的摩尔分数为气相中乙醇的分压除以气相的总压,即2.43 kPa / 9.41 kPa = 0.258。
- 甲醇的摩尔质量为32.04 g/mol,乙醇的摩尔质量为46.07 g/mol。
- 液相中甲醇的摩尔数为100g / 32.04 g/mol = 3.12 mol。
- 液相中乙醇的摩尔数为100g / 46.07 g/mol = 2.17 mol。
- 液相中甲醇的摩尔分数为3.12 mol / (3.12 mol + 2.17 mol) = 0.59。
- 液相中乙醇的摩尔分数为2.17 mol / (3.12 mol + 2.17 mol) = 0.41。
步骤 2:计算气相中甲醇和乙醇的分压
- 根据拉乌尔定律,气相中甲醇的分压为液相中甲醇的摩尔分数乘以甲醇的饱和蒸气压,即0.59 * 11.83 kPa = 6.98 kPa。
- 气相中乙醇的分压为液相中乙醇的摩尔分数乘以乙醇的饱和蒸气压,即0.41 * 5.93 kPa = 2.43 kPa。
步骤 3:计算气相的总压和气相组成
- 气相的总压为气相中甲醇和乙醇的分压之和,即6.98 kPa + 2.43 kPa = 9.41 kPa。
- 气相中甲醇的摩尔分数为气相中甲醇的分压除以气相的总压,即6.98 kPa / 9.41 kPa = 0.742。
- 气相中乙醇的摩尔分数为气相中乙醇的分压除以气相的总压,即2.43 kPa / 9.41 kPa = 0.258。