单选题
1252、氨水的摩尔分率为20%,而它的比摩尔分率应是( )%。
A
15
B
20
C
25
D
30
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
本题考查的是化工原理或物理化学中**摩尔分率**(Mole Fraction,通常用 $x$ 表示)与**比摩尔分率**(Mole Ratio,通常用 $X$ 表示,也称摩尔比)之间的换算关系。
### 1. 概念定义
* **摩尔分率 ($x$)**:指某组分的物质的量占总物质的量的比例。
$$ x_A = \frac{n_A}{n_A + n_B} $$
* **比摩尔分率 ($X$)**:指某组分的物质的量与另一组分(通常指溶剂或惰性组分)物质的量的比值。在二元混合物中,若 A 为溶质,B 为溶剂,则:
$$ X_A = \frac{n_A}{n_B} $$
### 2. 换算公式推导
由摩尔分率的定义可知:
$$ x_A = \frac{n_A}{n_A + n_B} $$
我们要将其转化为比摩尔分率 $X_A = \frac{n_A}{n_B}$。
对 $x_A$ 的表达式进行变形:
$$ \frac{1}{x_A} = \frac{n_A + n_B}{n_A} = 1 + \frac{n_B}{n_A} $$
$$ \frac{n_B}{n_A} = \frac{1}{x_A} - 1 = \frac{1 - x_A}{x_A} $$
取倒数得:
$$ \frac{n_A}{n_B} = \frac{x_A}{1 - x_A} $$
即比摩尔分率与摩尔分率的换算公式为:
$$ X = \frac{x}{1 - x} $$
### 3. 计算过程
已知氨水的摩尔分率 $x = 20\% = 0.2$。
代入公式计算比摩尔分率 $X$:
$$ X = \frac{0.2}{1 - 0.2} = \frac{0.2}{0.8} = 0.25 $$
将结果转换为百分数形式:
$$ 0.25 = 25\% $$
### 4. 结论
氨水的比摩尔分率为 25%。
故正确答案为 **C**。
相关知识点:
氨水比摩分率,是摩尔分率的 1.25 倍
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