二元恒沸混合物的组成和沸腾温度表

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恒沸精馏

工业酒精的精馏方案设计
项目内容物料分析技术选择工艺流程
项目内容：
工业酒精的精馏方案设计本设计的题目是用50%工业酒精（质量分数，下同）精制提纯纯度大于99.99% 的无水乙醇，已知条件如下：乙醇-水-形成二元恒沸物，恒沸点78.15℃。苯-乙醇水-形成三元非均相恒沸物，恒沸点64.85℃。常温下，非均相恒沸物会分为轻重两相。各物料组分含量见下表。
工艺流程
3. 苯-乙醇-水形成三元非均相恒沸物，恒沸点64.85℃ 水的沸点100℃，乙醇的沸点78.3℃，苯的沸点 80.10℃ 苯-乙醇-水的混合液,由于两两组分溶解度不同,会出现分层现象.混合液的上层为含有少量乙醇和水的苯液,下层为含有少量苯的乙醇-水溶液。对于上层苯液中主要含有苯、少量乙醇和水只要除去里面的少量乙醇和水就可以得到纯度较高的苯.由于苯在水中的溶解度为0.175g,乙醇含有一个亲水性基团-OH,可以与水任意比例混溶,且苯、乙醇、水三组分混合后不会发生化学反应,用水作溶剂,通过少量水多次萃取,就可以除去溶液里的乙醇.萃取分离乙醇后的苯液含有少量的水，通过干燥剂处理便可以除去里面的水.
生产无水乙醇的方法或直接加入干燥剂来制取纯度较高的、萃取剂比挟带剂易于选择。
2、萃取剂在精馏过程中基本上不汽化，萃取精馏的耗能量较恒沸精馏少。
3、萃取精馏过程中，萃取剂加入量的变动范围较大，在恒沸精
馏中适宜的挟带剂量多为一定。所以萃取精馏操作较灵活，易控制。
恒沸精馏
原理：
若在两组分恒沸液中加入第三组分（称为挟带
剂），该组分能与原料液中的一个或两个组分形
成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法
予以分离。恒沸精馏流程取决于挟带剂与原组分形成的恒沸液的性质。

一些二元恒沸物的组成及沸点

98.1
63.5
36.5
水
异丁酸甲酯
100.0
92.3
77.7
6.8
93.2
水
异丁酸乙酯
100.0
110.1
85.2
15.2
84.8
水
异丁酸正丙酯
100.0
133.9
92.2
30.8
69.2
水
异丁酸异丁酯
100.0
147.3
95.5
39.4
60.6
水
异丁酸异戊酯
100.0
168.9
97.4
56.0
44.0
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
混合物(Mixture)
Ⅰ
Ⅱ
水
乙醇
100.0
78.4
78.1
4.5
95.5
水
正丙醇
100.0
97.2
87.7
28.3
71.7
水
异丙醇
100.0
82.5
8.04
12.1
87.9
水
正丁醇
100.0
117.8
92.4
38.0
62.0
水
异丁醇
100.0
108.0
90.0
33.2
66.8
水
仲丁醇
100.0
122.9
89.0
25.0
75.0
水
甲酸(最大值)
100.0
100.8
107.3
22.5
77.5
水
乙酸
100.0
118.1
无(no)
无(no)
无(no)

物理化学考试题库及答案(5)

物理化学试题及答案一、选择题：1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为（）(A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=42. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确（）A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ====3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为（）(A) 0 (B) 1 (C) 24. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是（）(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 35. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为（）(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 46. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为（）(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 37. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （）(A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1(C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =18. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存（）(A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1(C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =19. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液：（）(A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差(C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是：（）(A) y A = 0.5 (B) y A < 0.5(C)y A > 0.5 (D) 无法确定11. 二组分理想溶液的沸点的论述正确的是：（）(A) 沸点与溶液组成无关(B)沸点在两纯组分的沸点之间(C) 小于任一纯组分的沸点(D) 大于任一纯组分的沸点12. 由A及B二种液体组成理想溶液，A、B的饱和蒸气压分别为p*A、p*B，x为液相组成，y为气相组成，若p*A > p*B( *表示纯态)，则：（）(A) x A > x B(B) x A > y A(C) 无法确定(D)x A < y A13. 液体A与B混合形成非理想混合物，当A与B分子之间作用力大于同种分子之间作用力时，该混合物对拉乌尔定律而言：（）(A) 产生正偏差(B)产生负偏差(C) 不产生偏差(D) 无法确定14. H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是：（）(A) K = 3 (B) K = 5(C)K = 4 (D) K = 215. 压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化：（）(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D)不一定16. 硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种：（）(A) 1 种(B) 2 种(C) 3 种(D) 0 种17. 两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：（）(A) 恒大于任一纯组分的蒸气压(B) 恒小于任一纯组分的蒸气压(C)介于两个纯组分的蒸气压之间(D) 与溶液组成无关18.具有最低恒沸温度的某两组分体系，在其T-x相图最低点有（）(A)f=0; x g=x l(B) f=1; x g = x l(C) f=0; x g > x l(D) f=1; x g > x l19. 一定温度下,二元理想液态混合物中若纯B的饱和蒸汽压大于纯A的饱和蒸汽压（p B*>p A*),则当x B增大汽液两相达平衡时，系统压力（）(A) 不变(B) 减少(C)增大(D) 不一定20. 由A、B二组分组成一理想液态混合物。

常见的共沸混合物的组成及共沸点

共沸物，又称恒沸物，是指两组分或多组分的液体混合物，在恒定压力下沸腾时，其组分与沸点均保持不变。

这实际是表明，此时沸腾产生的蒸汽与液体本身有着完全相同的组成。

共沸物是不可能通过常规的蒸馏或分馏手段加以分离的。

并非所有的二元液体混合物都可形成共沸物，科学堂在下列表格列出了一些常用的共沸物组成及其共沸点。

这类混合物的温度-组分相图有着显著的特征，即，其气相线(气液混合物和气态的交界)与液相线(液态和气液混合物的交界)有着共同的最高点或最低点。

如此点为最高点，则称为正共沸物；如此点为最低点，则称为负共沸物。

大多数共沸物都是负共沸物，即有最低沸点。

值得注意的是：任一共沸物都是针对某一特定外压而言。

对于不同压力，其共沸组分和沸点都将有所不同；实践证明，沸点相差大于30K的两个组分很难形成共（恒）沸物（如水与丙酮就不会形成共沸物）。

（a）与水形成的二元共沸物（水沸点100℃）（b）常见有机溶剂间的共沸混合物常见的共沸物共沸物组分的沸点（度）组成(w/w) 共沸点（度）水－－乙醇 100－－78.5 5－－95 78.15水－－正丙醇－－97.2 28.8－－71.2 87.7水－－异丙醇－－82.4 12.1－－87.9 80.4水－－正丁醇－－117.7 37.5－－62.5 92.2水－－异丁醇－－108.4 30.2－－69.8 89.9水－－叔丁醇－－82.5 11.8－－88.2 79.9水－－异戊醇－－131.0 49.6－－50.4 95.1水－－正戊醇－－138.3 44.7－－55.3 95.4水－－氯乙醇－－129.0 59.0－－41.0 97.8水－－乙醚－－35 1.0－－99.0 34水－－乙腈－－81.5 14.2－－85.8 76水－－丙烯腈－－78.0 13.0－－87 70.0水－－甲酸－－101 26－－74 107水－－丙酸－－141.4 82.2－－17.8 99.1水－－乙酸乙酯－－78 9.0－－91 70水－－二氧六环－－101.3 18－－82 87.8水－－氯仿－－61.2 2.5－－97.5 56.1水－－四氯化碳－－77.0 4.0－－96 66.0水－－二氯乙烷－－83.7 19.5－－80.5 72.0水－－苯－－80.4 8.8－－91.2 69.2水－－甲苯－－110.5 20－－80 85.0水－－二甲苯－－137－140.5 37.5－－62.5 92.0水－－吡啶－－115.5 42－－58 94.0水－－二硫化碳－－46 2.0－－98.0 44甲醇－－二氯甲烷 64.7－－41 7.3－－92.7 37.8甲醇－－氯仿－－56.2 12－－88 55.5甲醇－－四氯化碳－－77.0 21－－79 55.7甲醇－－丙酮－－56.2 12－－88 55.5甲醇－－苯－－80.6 39.1－－60.9 57.6甲醇/甲酸甲酯/环己烷 17.8/48.6/33.6 50.8乙醇－－乙酸乙酯 78.3－－78.0 30－－70 72.0乙醇－－苯－－80.6 32－－68 68.2乙醇－－氯仿－－61.2 7－－93 59.4乙醇－－四氯化碳－－77.0 16－－84 65.1乙醇/苯/水78.3/80.6/100 19/74/7 64.9 乙酸乙酯－－四氯化碳78.0－－77.0 43－－57 75.0乙酸乙酯－－环己烷 46－－54 71.6 乙酸甲酯－－环己烷83－－17 54.9 氯仿－－丙酮 61.2－－56.4 80－－20 64.7 甲苯－－乙酸 101.5－－118.5 72－－28 105.4。

二元恒沸混合物的组成

第四章相平衡1. 二元恒沸混合物的组成(A）固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案：C2. 一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个(B) 4个(C) 5个(D) 6个答案：B。

F＝C－P＋2＝3－1＋2＝43．通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4答案：D。

F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。

当F＝0时P＝4。

4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0答案：B。

此为可逆过程故ΔG＝0。

5. 以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物(B) 漂白粉(C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案：C。

6. NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3答案：B。

F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。

7. 如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4答案：C。

F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。

7. 对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统(B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变(D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案：B8. 关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点(B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变(D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案：D9. 用相律和Clapeyron•方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1(B) 在每个单相区, 自由度F=2(C) 在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D) 在水的沸点曲线上任一点, 压力随温度的变化率都小于零答案：D10. 二组分系统的最大自由度是(A) F=1 (B) F=2 (C) F=3 (D) F=4答案：C。

恒沸精馏

恒沸物恒沸物，又称共沸物，是指两组分或多组分的液体混合物，在恒定压力下沸腾时，其组分与沸点均保持不变。

这实际是表明，此时沸腾产生的蒸汽与液体本身有着完全相同的组成。

恒沸物是不可能通过常规的蒸馏或分馏手段加以分离的。

并非所有的二元液体混合物都可形成恒沸物，一些例子列在了下面。

这类混合物的温度-组分相图有着显著的特征，即，其气相线(气液混合物和气态的交界)与液相线(液态和气液混合物的交界)有着共同的最高点或最低点。

如此点为最高点，则称为正恒沸物；如此点为最低点，则称为负恒沸物。

大多数恒沸物都是负恒沸物，即有最低沸点。

值得注意的是，任一恒沸物都是针对某一特定外压而言。

对于不同压力，其恒沸组分和沸点都将有所不同。

常见恒沸物硝酸 (68.4%) / 水, 沸点122°C高氯酸 (28.4%) / 水, 沸点203°C (负恒沸物)氢氟酸 (35.6%) / 水, 沸点111.35°C (负恒沸物)乙醇 (95%) / 水, 沸点78.2°C (负恒沸物)硫酸 (98.3%) /水, 沸点330°C苯(18.5%) / 乙醇(74%) / 水组成一个三元共沸物，沸点64.9°C (负恒沸物) 恒沸精馏（1）三组分恒沸精馏在A 、B 双组分恒沸溶液或相对挥发度很小的双组分溶液中加入称为挟带剂的第三组分C ，此挟带剂C 与原溶液中一个或两个组分形成新的恒沸物（AC 或ABC ），新的恒沸物的沸点比纯组分B （或A ）或原恒沸物（AB ）的沸点低得多，使溶液变成“恒沸物—纯组分”的精馏，其相对挥发度大而易于分离。

例如：乙醇-水恒沸物+苯（挟带剂）→乙醇-水-苯三元恒沸物+纯乙醇A+B （AB ）+C →（ABC ）+A（ABC ）组成：A （乙醇）0.228，B （水）0.233，C （苯）0.539（ABC ）中水对乙醇摩尔比x x >>=='022.1228.0233.0，故只要有足量的苯作为挟带剂，在精馏时水将全部集中于三元恒沸物（ABC ）中从Ⅰ塔塔顶带出，而I 塔塔底产品为无水酒精，其流程见图，Ⅱ塔用于回收苯，Ⅲ塔用于回收乙醇。

双液系的气液平衡相图

一、目的要求1．用沸点仪测定在一大气压下乙醇及环己烷双液系的气液平衡时气相与液相的组成及平衡温度，绘制温度-组成图，并找出恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。

2．学会阿贝折光仪的使用。

二、原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系，两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系。

若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互溶双液系。

双液系的气液平衡相图T-x图可分为三类，见图5-1。

例如图x，液相组成点x。

无水乙醇(ml)1234环己烷(ml)43213．用阿贝折光仪测标准溶液以及纯乙醇、纯环己烷的折射率。

4．测定体系的沸点及气液两相的折射率。

测定方法如下：将一配制好的样品注入沸点仪中，液体量应盖过加热丝，处在温度计水银球的中部，旋开冷凝水，接通电源，电压不能超过规定电压，否则会烧断加热丝。

当液体沸腾、温度稳定后，记下沸腾温度及环境温度，并停止加热。

分别用滴管吸取气相及液相的液体用阿贝折光仪测其折射率，每份样品读数二次取平均值。

测定完之后，将沸点仪中的溶液倒回原试剂瓶中，换另一种样品按上述操作进行测定。

五、注意事项1．沸点仪中没有装人溶液之前绝对不能通电加热，如果没有溶液，通电加热丝后沸点仪会炸裂。

2．一定要在停止通电加热之后，方可取样进行分析。

3．使用阿贝折光仪时，棱镜上不能触及硬物（滴管），用擦镜纸擦镜面。

六、数据处理1．将标准溶液的体积百分数按式(5-1)换算成重量百分数，然后以重量百分数对折射作图。

W%=×100%(5-1)式中V1、D1分别代表乙醇的体积及比重，乙醇的比重在20℃为0.7893；V2、D2分别代表环己烷的体积及比重，环己烷的比重在20℃时为0.7791。

2．沸点校正，由于温度计的水银柱未全部浸人待测温度的区域内而须进行露茎校正。

校正公式D t露＝K·n·（t测一t环） (5-2)式中K=0.00016，n为露出于被测体系之外的水银柱长度，t测为测量温度计上的读数，t环为环境温度。

物理化学《相平衡》习题及答案

物理化学《相平衡》习题及答案选择题1．二元恒沸混合物的组成(A）固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案：C2．一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个答案：B。

F＝C－P＋2＝3－1＋2＝43．通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 答案：D。

F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。

当F＝0时P＝4。

4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 答案：B。

此为可逆过程故ΔG＝0。

5．以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案：C。

6．NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3 答案：B。

F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。

7．如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4答案：C。

F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。

8．对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案：B9．关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案：D10．用相律和Clapeyron•方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2(C)在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D)在水的沸点曲线上任一点,压力随温度的变化率都小于零。

物理化学习题答案(二)-相平衡

物理化学习题答案（二）一. 选择题1. 当克劳修斯_克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则：( C )(A) p 必随T 之升高而降低 (B) p 必不随T 而变(C) p 必随T 之升高而变大 (D) p 随T 之升高可变大或减少2. 水的三相点，其蒸发热和熔化热分别为和·mol-1。

则在三相点冰的升华热约为： ( B )(A) kJ•mol-1 (B) kJ•mol-1(C) kJ•mol-1 (D) kJ•mol-13. 已知苯一乙醇双液体系中，苯的沸点是，乙醇的沸点是，两者的共沸组成为：含乙醇%(摩尔分数)，沸点为。

今有含乙醇%的苯溶液，在达到气、液平衡后，气相中含乙醇为y2，液相中含乙醇为x2。

问：下列结论何者正确(C )(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能确定4. 如上题，若将上述溶液精馏，则能得到：(D )(A) 纯苯 (B) 纯乙醇 (C) 纯苯和恒沸混合物 (D)纯乙醇和恒沸混合物5. 绝热条件下，的NaCl加入的碎冰中，体系的温度将如何变化（B ）(A) 不变 (B) 降低 (C) 升高 (D)不能确定6. 体系中含有H2O、H2SO4•4H2O、H2SO4•2H2O、H2SO4•H2O、H2SO4，其组分数C为： ( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)47. 在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)，此平衡体系的自由度为：(A )(A) 0 (B) 1 (C) 2(D) 38. 在通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为：(D )(A) 1 (B) 2 (C) 3(D) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为： (B )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D)510. 由CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、 BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其自由度为： ( C)(A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0(D) f = 311. N2的临界温度是124K，室温下想要液化N2, 就必须：( D)(A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力(C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度12. 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体，通过下列哪种作图法可获得一直线： (C)(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T(D) 1/p 对lg(T/K)13. 在相图上，当体系处于下列哪一点时存在二个相：(A )(A) 恒沸点(B) 三相点(C) 临界点(D) 最低共熔点14. 在相图上，当体系处于下列哪一点时存在一个相：(C )(A) 恒沸点(B)熔点(C) 临界点(D) 最低共熔点15. 将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起(A )(A) 沸点升高 (B) 熔点升高 (C) 蒸气压升高(D) 都不对16. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述其中正确的是 ( C)(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B)所有依数性都与溶剂的性质无关(C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比 (D)所有依数性都与溶质的性质有关17. 两只各装有1kg水的烧杯，一只溶蔗糖，另一只溶有，按同样速度降温，则： (A）(A)溶有蔗糖的杯子先结冰 (B)两杯同时结冰(C)溶有NaCl的杯子先结冰 (D)视外压而定18. 下列气体溶于水溶剂中，哪个气体不能用亨利定律（C ）。

二元混合物相图

液态完全互溶系统 p-x、t-x 图
正偏差
负偏差
液态部分互溶系统t-x图
液态完全不互溶系统 t-x图
15.1 理想的完全互溶的双液系统
一个液体二元混合物可以按任意比例互溶，则称为完全互溶体。根据“相似相溶”原则，两种结构很相似的化合物都能以任意的比例混合，并形成理想溶液，如苯和甲苯、正己烷和正庚烷等。
15.2 非理想的完全互溶的双液系统
形成恒沸混合物的系统的分馏： xB=0-x1 范围内，得纯A和最低恒沸物 xB=x1-1范围内，得纯B和最低恒 T 沸物
lg lg l x1 xB l g
例：p下，H2O-CH3CH2OH体系，
Tb最低= 78.13 0C，恒沸物组成：x 乙醇 = 95.57% 若想将恒沸物中A、B分开，可通过改变外压条件来蒸馏。
15.1 理想的完全互溶的双液系统
3.T-x图
亦称为沸点-组成图。外压为大气压力，当溶液的蒸气压等于外压时，溶液沸腾，这时的温度称为沸点。某组成的蒸气压越高，其沸点越低，反之亦然。
T-x图在讨论蒸馏时
十分有用，因为蒸馏通常在等压下进行。 T-x图可以从实验数据直接绘制。也可以从已知的p-x图求得。
T TB* D l B x1 xA x2 xA C g E
A的量
（ l n g）x A nl x1 n g x 2 n （ x A x1 n g x 2 x A nl ）（） l CD n g CE n 此等式称杠杆规则
TA*
p p
L
T
G
G
A xB B
L
xB B A
xB （c） T-x-y图 B
A
（a） p-x图

二元恒沸混合物的组成

二元恒沸混合物的组成一、引言二元恒沸混合物是指由两种成分组成的混合物，在特定温度下，其蒸汽与液体处于平衡状态，且具有相同的沸点。

本文将介绍二元恒沸混合物的组成及其相关知识。

二、二元恒沸混合物的概念二元恒沸混合物是指由两种成分组成的混合物，在一定温度下，其蒸汽与液体处于平衡状态，且具有相同的沸点。

这种混合物的组成可以是不同的，但其蒸汽和液体的组成比例是恒定的。

三、二元恒沸混合物的组成1. 组成比例二元恒沸混合物的组成比例是指其蒸汽和液体中两种成分的比例关系。

在恒沸混合物中，两种成分的比例保持不变，无论是在蒸汽相还是在液体相中，其成分比例都保持一致。

2. 成分的选择二元恒沸混合物的成分选择主要取决于两种物质之间的化学性质和物理性质。

通常情况下，选择的两种成分具有相似的化学性质和物理性质，这样才能在特定温度下形成恒沸混合物。

3. 形成条件二元恒沸混合物的形成需要满足一定的条件。

首先，选择的两种成分之间必须具有相似的化学性质和物理性质，这样才能在特定温度下形成恒沸混合物。

其次，需要选择适当的温度，使得两种成分的蒸汽和液体能够达到平衡状态。

四、二元恒沸混合物的应用1. 蒸馏分离二元恒沸混合物的应用之一是在蒸馏分离中。

由于恒沸混合物的蒸汽和液体成分比例恒定，可以通过蒸馏的方式将两种成分有效地分离出来。

这在化工工艺中具有重要的应用价值。

2. 溶剂提取二元恒沸混合物的应用之二是在溶剂提取中。

由于恒沸混合物的蒸汽和液体成分比例恒定，可以利用这一特性进行溶剂的提取。

通过选择适当的溶剂和调节温度，可以实现对特定成分的有效提取。

3. 质量分析二元恒沸混合物的应用之三是在质量分析中。

由于恒沸混合物的组成比例恒定，可以通过测量蒸汽和液体中两种成分的比例来确定样品中特定成分的含量。

这在化学分析和质量检测中具有重要的意义。

五、总结二元恒沸混合物是由两种成分组成的混合物，在特定温度下，其蒸汽和液体处于平衡状态，且具有相同的沸点。

二元液相系图

物理化学实验报告实验名称：完全互溶双液系统气液平衡相图的绘制专业班级：生物工程112班学生姓名：钟坤学号：1108110391实验时间：2103年5月14日8:00~10:00指导老师：刘定富老师一．实验目的1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点－组成相图。

2．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。

3．掌握阿贝折射仪的使用方法。

二．实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。

根据两组分间溶解度的不同，可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。

两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时，如果该两组分的蒸气压不同，则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。

当压力保持一定，混合物沸点与两组分的相对含量有关。

恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（T －x ），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：（1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯－苯体系，如图2.7(a)所示。

（2）最大负偏差：存在一个最小蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都小，混合物存在着最高沸点，如盐酸—水体系，如图2.7(b)所示。

（3）最大正偏差：存在一个最大蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压t A t A tAtB t B t Bt / o C t / o C t / o C x B x Bx B A B A A B B(a)(b)(c)x 'x '都大，混合物存在着最低沸点如图2.7(c)）所示。

图2.7 二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x图）后两种情况为具有恒沸点的双液系相图。

它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成相同，因而不能象第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分相互分离，而只能采取精馏等方法分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。

为了测定双液系的T－x相图，需在气－液平衡后，同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。

本实验以环己烷－乙醇为体系，该体系属于上述第三种类型，在沸点仪（如图2.8）中蒸馏不同组成的混合物，测定其沸点及相应的气、液二相的组成，即可作出T－x相图。

考研物理化学相平衡历年真题试卷汇编2_真题(含答案与解析)-交互

考研物理化学（相平衡）历年真题试卷汇编2(总分46, 做题时间90分钟)1. 填空题填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。

1.二元合金处于低共熔温度时，体系的自由度F=______。

(2012年北京科技大学)SSS_TEXT_QUSTI该题您未回答:х该问题分值: 2答案:正确答案：0解析：二元合金处于低共熔温度时，F=C—P+1，P=3，则F=0。

2.在三相点附近的温度范围内，TaBr3固体和液体的蒸气压方程分别为lgp／Pa=14．691—5 650／T和lgp／Pa=10．291—3 265／T，则TaBr3三相点的温度为______。

(2011年陕西师范大学)SSS_TEXT_QUSTI该题您未回答:х该问题分值: 2答案:正确答案：542．05 K解析：在三相点 p1 =ps即解得 T=542．05 K2. 单项选择题单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。

1.在二组分同液相图中(见图6一1)，当系统从物系点P冷却到点L时，系统将出现( )(2015年西北大学)SSS_SINGLE_SELA A(s)，E(l)，C(s)三相共存B B(s)，D(l)，C(s)三相共存C C(l)D C(s)该题您未回答:х该问题分值: 2答案:D解析：基本相图中的竖直线段都表示一个纯物质，P点对应于稳定化合物c的组成，故冷却时产生C(S)。

2.水的三相点处自由度数为( )(2013年西北大学)SSS_SINGLE_SELA 1B 2C 3D 0该题您未回答:х该问题分值: 2答案:D解析：相律表达式为F=C—P+2。

水是单组分体系，故C=1，三相点处P=3，所以F=0。

3.某体系存在C(s)、H2 O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质，相互建立了下述三个平衡： H2 O(g)+C(s)<=>H2(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)<=>H2O(g)+CO(g) CO2(g)+C(g)<=>2CO(g) 则该系统的独立组分数为( )(2011年北京科技大学)SSS_SINGLE_SELA 4B 3C 2D 1该题您未回答:х该问题分值: 2答案:B解析：系统的独立组分数可表示为C=S—R—R'。

3-2-1恒沸物喝恒沸组成的计算

1）相图
3.2
恒沸精馏
一、恒沸物和恒沸组成的计算 2 恒沸物的特征和恒沸组成的计算（1）二元系
① 二元均相恒沸物
在恒沸点下气相组成和液相组成相等. 当系统的压力不高,气相可看做理想气体时 0 y1 p1 g 1 K1 x1 P 因 y1=x1 ，故 g 1 P 0 （A） p1 同理得： g 2 P 0 （B） p2
（2）三元系
A 相图
图3-13 甲乙酮-甲苯-正庚烷系统的气液平衡相图
恒沸物：指具有恒沸现象的液体混合物在一定条件下所生成的产物恒沸点：恒沸时的温度。
一、恒沸物和恒沸组成的计算 1 恒沸现象与恒沸物恒沸物又分为最高恒沸物与最低恒沸物两种若溶液的蒸气压对理想溶液产生最大正偏差，即g >1，则形成最低恒沸物；若溶液的蒸气压对理想溶液产生最大负偏差，即γ<1，则形成最高恒沸物。
一、恒沸物和恒沸组成的计算 1 恒沸现象与恒沸物 d. 对最低恒沸物, 在恒沸点左侧, y>x, a >1; 在恒沸点右侧，y<x，a < 1。 e. 同一物系的恒沸温度与组成随压力的不同而异,对某些系统可采用变压精馏的方法分离
一、恒沸物和恒沸组成的计算 2 恒沸物的特征和恒沸组成的计算（1）二元系 ① 二元均相恒沸物 1）相图二元恒沸物的性质：混合物的蒸汽压组成曲线上之极值点相当于汽、液平衡相的组成相等。且温度的极大(或极小)值总是相当于压力的极小(或极大)值——科诺瓦洛夫定律。
② 二元非均相恒沸物
二元系在三相共存时： f C - 2 1 （C 2 ）当P或T不变时，f 0
即压力（或温度）一经确定，则平衡的气相和两个液相的组成就是一定的。

二元恒沸混合物的组成和沸腾温度表

5.08 3.17 8.39 68 9.39 02 5.67 6.17 2.29 58 4.69 9 5.95 14 2.3 64 77 69 5.59 7.89 88 7.19 4.08 1.19 02 9 9.27 01 71 52 46 5.16 5.27 4.05 64 3.88 9.76 8.66 26 9.78 7.17 5.59 Ⅱ
)ssaM( %/ 比分百量质
5.78 2.711 001 2.09 2.621 001 4.77 19 001 4.28 6.101 001 4.07 1.77 001 2.99 3.202 001 7.98 9.321 001 6.19 231 001 4.08 4.89 001 8.38 8.601 001 9.17 9.08 001 7.99 532 001 5.59 9.351 001 3.79 4.071 001 3.99 3.952 001 4.79 6.271 001 6.88 2.221 001 5.95 6.36 001 2.26 4.86 001 2.43 5.43 001 87 8.69 001 27 7.38 001 1.48 8.011 001 3.96 2.08 001 5.89 4.961 001 9.99 2.502 001 2.88 79 001 4.99 2.591 001 7.89 2.671 001 8.79 9.751 001 7.19 4.511 001 5.29 3.911 001 4.78 3.201 001 2.59 4.131 001 69 8.731 001 9.97 8.28 001 5.88 5.99 001 09 801 001 4.29 8.711 001 40.8 5.28 001 7.78 2.79 001 1.87 4.87 001 ) eru tx iM ( Ⅱ Ⅰ 物合混 ) tni op gn ilioB ( ℃/ 点沸

二元恒沸混合物的组成和沸腾温度表

24.9 96.1 90 77 67.8 51.5 88.5 78.5 63.6 47 54 36.5 93.2 84.8 69.2 60.6 44 80.8 69.8 54.8 44.2 25.9 46 4.5 20.8 16 9.1 6 7.4 4.4 8.7 78 80 75 77.5 no) 无(no) 17.7 18.4 21 68 71.6 37 20.24 47.5 57 89 80.5 75.7 65.2 12.7 94 35 57 81.3
沸点 /℃ (Boiling point) Ⅱ 78.4 97.2 82.5 117.8 108 99.5 82.8 137.8 131.4 102.3 119.3 115.4 157.9 176.2 195.2 97 205.2 169.4 80.2 110.8 83.7 96.8 34.5 68.4 63.6 122.2 172.6 259.3 170.4 153.9 235 80.9 106.8 98.4 132 123.9 202.3 77.1 101.6 91 126.2 117.2 148.8 142.1 214.9 混合物 (Mixture) 78.1 87.7 8.04 92.4 90 88.5 79.9 96 95.2 87.4 92.5 91.7 97.8 98.7 99.4 88.2 99.9 98.5 69.3 84.1 72 78 34.2 62.2 59.5 88.6 97.4 99.3 97.3 95.5 99.7 71.9 83.8 80.4 91.6 89.7 99.2 70.4 82.4 77.4 90.2 87.5 95.2 93.8 99.6
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153