統測
109年
[化工群] 專業科目(2)
第 14 題
在 40℃ 定溫的密閉容器內，將正庚烷(C₇H₁₆)與正辛烷(C₈H₁₈)兩種純液體混合可以形成理想溶液，當溶液與其蒸氣達到氣液平衡時，已知溶液中有正庚烷 400 公克與正辛烷 684 公克。下列有關此平衡系統的氣液相組成和壓力的敘述，何者正確？(原子量 H=1，C=12；純正庚烷與純正辛烷在 40℃ 時的飽和蒸氣壓分別為 92 mmHg 與 31 mmHg)
①正辛烷在溶液中的莫耳分率為 0.60
②正庚烷在氣相中的分壓為 18.6 mmHg
③氣相總壓為 123 mmHg
④正辛烷在氣相中的莫耳分率為 0.336
①正辛烷在溶液中的莫耳分率為 0.60
②正庚烷在氣相中的分壓為 18.6 mmHg
③氣相總壓為 123 mmHg
④正辛烷在氣相中的莫耳分率為 0.336
- A ①④
- B ②③
- C ①③
- D ②④
思路引導 VIP
若要判斷混合溶液上方蒸氣中各成分的比例，除了知道液體中各物質的莫耳數比例外，為什麼我們還必須考慮該物質在『純態時的蒸氣壓』？這兩個變數是如何共同決定氣體分壓，進而影響氣相組成的呢？
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專業輔導評語
- 大力肯定：太棒了！這題考驗拉午耳定律與道耳吞分壓定律的綜合運用，你能精準算出分壓並判斷氣相組成，代表你的物理化學計算基礎非常紮實！
- 觀念驗證：
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理想溶液與拉午耳定律
💡 理想溶液的蒸氣分壓與其液相莫耳分率及純質蒸氣壓成正比。
🔗 蒸氣壓組成計算四步驟
- 1 莫耳換算 — 將各成分質量除以其分子量
- 2 液相分率 — 計算各成分在液體中的莫耳比例
- 3 分壓與總壓 — 利用拉午耳定律求分壓並加總得到總壓
- 4 氣相分率 — 以成分分壓除以總壓得出氣相組成
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🔄 延伸學習：延伸學習：判斷混合後體積是否具有加成性（理想溶液 ΔV=0）。
