四、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题13分 )

?101.325kPa??vapHm?????R解：ln?75.487kPa?=

??11???373.2K365.2K????

??101.325kPa?11?vapHm???????p*?水???373.2K368.9K???=?? R ln?解出：95.7?C时p?(水)=86.5 kPa ； p?(溴苯) =(103.325-86.65) kPa=14.68 kPa ， （5分） 86.5?18.02g?mol-1p(水)m(水)M(水)-1 m(溴苯)= p(溴苯)?M(溴苯)= 14.68?157.0g?mol

m (水) ：m (溴苯) =1.68：1 。 （10分）

五、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题8分 )

解： 由该液态混合物可视为理想液态混合物，各组分均符合拉乌尔定律，故

*** p=pA?pB=pA+ (pB－pA)xB

*p?pA** xB=pB?pA xA=1－ xB=0.220 （3分）

?(101.3?46.0)kPa?0.780(116.9?46.0)kPa

*pBxBpB116.9kPa?0.780????0.900pp101.3kPa气相组成，由式 yB

yA=1－ yB=0.100 （8分）

六、(本小题12分) 解：

（1）如图(a)所示，K点代表的总组成x(CH3OH)=0.33时，系统为气、液两相平衡, L点为平衡液相, x(CH3OH)=0.15，G点为平衡气相，y(CH3OH)=0.52； (3分)

（2）由图(b)可知，馏出液组成yB,1=0.52，残液组成xB,1=0.15。经过简单蒸馏，馏出液中甲醇含量比原液高，而残液比原液低，通过一次简单蒸馏，不能使甲醇与水完全分开； (6分)

（3）若将(2)所得的馏出液再重新加热到78℃，则所得馏出液组成yB,2=0.67，与(2)所得馏出液相比，甲醇含量又高了； (7分)

（4）若将(2)中所得残液再加热到91℃，则所得的残液组成xB,2=0.07，与(2)中所得的残相比，甲醇含量又减少了； (9分) （5）欲将甲醇水溶液完全分离，可将原液进行多次反复蒸馏或精馏。 (12分)

七、(本小题9分)

49

解：(1)t2=400?C时，平衡系统是两相平衡。此时是液-气两相平衡。各平衡相的组成，如下图所示，为 xB(l) =0.88 , yB=0.50

n(l)GK0.8?0.50 n(g)=KL=0.88?0.8

n(g)+n(l)=5 mol

解得：n(l)= 4.0mol；n(g)=1.0 mol （6分） (2) t1=200 ?C时，处于液相； t 3 =600 ?C时，处于气相。 （9分）

八、问答题。

( 本 大 题9分 )

解：必须选定溶液的组成在含CaCl2 约为 w(CaCl2)= 0.60~0.80 之间。今假定选组成为a 之溶液，从a冷却下来与FD 线相交，当越过FD线后便有固相CaF2? CaCl2析出，溶液组成沿FD 线改变，待温度降到GDH（即三相点温度）线以上一点点时，将固体从溶液中分离，即可得到纯粹的CaF2? CaCl2 结晶。 （9分）

九、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题10分 )

解：(1) K1=p(CO2)/p(CO)

K2=p(CO2)/p(CO)

全部物质存在于反应平衡系统中，由必然有K1= K2，此时之温度就为所要求的温度。 ln K1=

?O?rHm,1RTO?rHm,2+C1

?RT+C2 ln K2=

将数据代入上式，分别求得：

C1=－4.29 ? rH,1 =－31 573 J-mol-1

C2=+4.91 ? rH,2=35 136 J-mol-1 （4分）

?O?rHm,1RT＋C1=

?O?rHm,2RT＋C2

OO?rHm,2??rHm,1则 T=

=872 K （6分）

p(CO)= K= K 2 (2) 在872 K时 p(CO)12

故算出K1或K2(在872 K)，得

p(CO)=1.071 （10分） 2 p(CO)R(C2?C1)相平衡练习题

1. 在定压下，NaCl晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度F?：答a；

(a) C=3， F?=1 (b) C=3， F?=2 (c) C=4， F?=2 (d) C=4， F?=3 注意：如果上述题目改为：在定压下，NaCl晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时，相律还是否适用？

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