物理化学习题答案(2)-相平衡

三. 计算题

2、固态氨的饱和蒸气压为 ln(p/kPa)21.01 ln(p/kPa)17.473754， 液态氨的饱和蒸气压为 T/K3065 试求（1）三相点的温度、压力；（2）三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。 T/K37543063解：（1）三相点的T，p：21.01， T = 1952 K 17.47T/KT/K3754ln(p/kPa)21.011.778， p = 592 kPa

195.2H（2） 把lnpC,与蒸气压式比较得

RTsubHmmol1 = 31.21 kJ·mol1 3754K subHm = 3754  8314 J·

RvapHm= 3063  8314 J·mol1 = 25.47 kJ·mol1 fuH=mol1 smsubHm－ vapHm = 5.74 kJ·

3、已知甲苯和苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12kPa，两者可形成理想液态混合物。取200.0g甲苯和200.0g苯于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃的液态混合物。在恒温90℃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？

(2)压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？ 解：以A代表甲苯，B代表苯，系统总组成为： m/MA200/92xA,0A0.4588 n(总)mA/MAmB/MB200/92200/784.7380mol n(总)4.7380xB,00.5412(1) 刚开始产生气相时, 可认为平衡液相的组成与系统总组成相等 p(总)pAxApBxB (54.220.4588136.120.5412)kPa98.54kPayApAxA/p(总)54.220.4588/98.540.2524, yB0.7476 (2) 只剩最后一滴液相时, 可认为平衡气相组成与系统总组成相等 yAxA,00.4588pAxA/(pAxApBxB)解得 xA0.6803, xB0.3197对应总压 p(总)pAxApBxB80.40kPa 5、已知100kPa下，纯苯（A）的标准沸点和蒸发焓分别为353.3K和30762J·mol1，纯甲苯（B）的标准沸点和蒸发焓分别为383.7K和31999J·mol1。苯和甲苯形成理想液态混合物，若有该种液态混合物在100kPa，373.1K沸腾，计算混合物的液相组成。 解：在373.1K苯的饱和蒸气压为p*A,2p*3076211A,2 ，则ln*0.5557 p8.314373.1353.3A,15*p*A,21.743310Pa 在373.1K甲苯的饱和蒸气压为pB,2， p*3199911B,2*50.2850则ln* pB,20.752010Pa p8.314373.1383.7B,1****在液态混合物沸腾时（100kPa下）：ppA,2xApB,2xBpA,2xApB,21xA xA0.25 xB0.75

1

1353p11.957 6、固体CO2的饱和蒸气压与温度的关系为：lgPaTK已知其熔化焓fusHm8326Jmol1，三相点温度为 -56.6℃。

(1) 求三相点的压力；

(2) 在100kPa下CO2能否以液态存在?

(3) 找出液体CO2的饱和蒸气压与温度的关系式。

５

解：(1) lg ( p* / Pa) = -1353 /( 273.15-56.6)+11.957=5.709，三相点的压力为5.13×10Pa

(2) 不能;

*-1Hsubm(3) =2.303×1353×8.314 J mol；

***-1VaPHm=subHm-fusHm=17.58 kJ mol;

*５VaPHm/R=2113.95，K=ln(5.13×10)+2113.95/216.6=22.91,

ln (p/Pa)= -2113.95 /(T/K)+22.91。

* 2