甲苯 蒸发焓
1)
ln p*苯(363K)/ p*苯(353.3K)=30.7*10^3/8.314 *( 1/353.3-1/363)
p*苯(353.3K)=100 kPa
则:p*苯(363K)=132kPa
ln p*甲苯(363K)/ p*甲苯(383.2K)=32*10^3/8.314 *( 1/383.2-1/363)
p*甲苯(383.2K)=100 kPa
则:p*甲苯(363K)=57.2kPa
P= p*苯*x 苯 + p*甲苯*x甲苯
= p*苯*(1-x 甲苯) + p*甲苯*x甲苯
100=132*((1-x甲苯)+ 57.2*x甲苯
x甲苯= 0.43
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将容积10L的抽成真空的密闭容器置于350K的恒温槽中.
往该玻璃瓶中注入9.0g水,瓶中压力将变为多大
若只注入0.90g水,则瓶内压力又多大
(水的摩尔蒸发焓ΔHm=40.67kJ/mol)
ln p*水(350K)/ p*水(373.2K)=40.67*10^3/8.314 *( 1/350373.2-1/350)
p*水(373.2K)=100 kPa
p*水(350K)=42 kPa
PV= n RT
42*10= n *8.314*350 n=0.144mol
由于9g水的物质的量=0.5mol>0.144mol
因此瓶中压力=100kPa
若只注入0.90g水,0.9g水的物质的量=0.05mol
根据克劳修斯-克拉配龙方程
ln(P2/P1)=-ΔH/R(1/T2-1/T1),P2为373K的饱和蒸气压,T2为373K
对苯和甲苯分别使用此公式,可得
ln(P苯2/100)=-30.72*1000/8.3145(1/373-1/353)
可以算出在373K时,笨得饱和蒸汽压为P苯=175.3kpa
同理,可以计算出在373K时,甲笨得饱和蒸汽压为P甲笨=76.4kpa
要使混合液体的沸点为373k,根据拉乌尔定律(理想液体)
P=P苯*x苯+P甲苯*(1-x苯)=100
175.3x+76.4(1-x)=100
x=0.239
所以液相组成为x苯=0.239,x甲苯=0.761
w=0
Q=ΔU=ΔH-Δ(pV)
压力变化不大时,压力对凝聚系统的焓、熵影响不大,所以ΔH1=0、ΔS1=0。
又理想气体恒温ΔH3=0 ,所以
ΔH=ΔH1+ ΔH2+ ΔH3=ΔH2= nΔvapHm
则Q=n ΔvapHm - pΔ(Vg-Vl)= nΔvapHm - pΔVg ≈ n ΔvapHm - nRT= 1×30770 J - 1mol×8.3145 J·K-1·mol-1 ×353K= 27835J
B.ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3=ΔS2+ΔS3= (ΔH2/T)+ nRln(p1/p2 )
= (30770J/353K)+1×8.3145J·K-1×ln(101.325kPa/100kPa)= 87.28J·K-1
ΔG=ΔH - T ΔS = 30770J - 353K×87.28J·K-1= -39.84J
C. 环境熵变 :ΔS环= -Q系/T环= -27835J/353K = -78.85 J·K-1
D . 可用熵判据判断过程的性质,此过程
ΔS隔=ΔS系+ΔS环= 87.28J·K-1+(-78.85J·K-1)= 8.43J·K-1 >0
故为不可逆过程。
平均摩尔蒸发焓公式:ln(p2/p1)=-ΔvapHm/R·(1/T2-1/T1)。
其中a、b是依赖于液体的参数。例如,1摩尔的水,在50℃汽化,汽化热为42780焦耳,而在100℃汽化,汽化热为40680焦耳。1摩尔物质的汽化热称为摩尔汽化热。在国际单位制中,汽化热的单位是焦耳/千克(曾用的还有卡/克;千卡/千克)。
性质
1、标准摩尔生成焓在使用时必须注明温度,通常为298.15K。
2、一个化合物的标准摩尔生成焓并不是这个化合物的焓的绝对值,它是相对于合成它的单质的相对焓变。最稳定的单质的标准摩尔生成焓为零。
3、除了NO、NO2、C2H2(g)等少数物质以外,绝大多数常见化合物的标准摩尔生成焓都是负值。这反映一个事实,即由单质生成化合物时一般都是放热的,而化合物分解成单质时通常是吸热的。