判断题
133、理想气体混合物中,某分子的摩尔分率、体积分率、压力分率都相等。
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
该说法是**正确**的。以下是基于理想气体状态方程和道尔顿分压定律、阿马加分体积定律的详细推导:
### 1. 定义回顾
设理想气体混合物中组分 $i$ 的物质的量为 $n_i$,混合气体的总物质的量为 $n_{total}$。
* **摩尔分率 ($y_i$)**:组分 $i$ 的物质的量与总物质的量之比。
$$ y_i = \frac{n_i}{n_{total}} $$
### 2. 压力分率与摩尔分率的关系(道尔顿分压定律)
根据理想气体状态方程 $PV = nRT$:
* 组分 $i$ 的分压 $P_i$ 为:$P_i V_{total} = n_i RT \Rightarrow P_i = \frac{n_i RT}{V_{total}}$
* 混合气体的总压 $P_{total}$ 为:$P_{total} V_{total} = n_{total} RT \Rightarrow P_{total} = \frac{n_{total} RT}{V_{total}}$
计算**压力分率**(即分压与总压之比):
$$ \frac{P_i}{P_{total}} = \frac{\frac{n_i RT}{V_{total}}}{\frac{n_{total} RT}{V_{total}}} = \frac{n_i}{n_{total}} = y_i $$
**结论 1**:对于理想气体,压力分率等于摩尔分率。
### 3. 体积分率与摩尔分率的关系(阿马加分体积定律)
在相同的温度 $T$ 和总压 $P_{total}$ 下:
* 组分 $i$ 的分体积 $V_i$(假设该组分单独存在且处于混合物的 $T, P_{total}$ 条件下)为:$P_{total} V_i = n_i RT \Rightarrow V_i = \frac{n_i RT}{P_{total}}$
* 混合气体的总体积 $V_{total}$ 为:$P_{total} V_{total} = n_{total} RT \Rightarrow V_{total} = \frac{n_{total} RT}{P_{total}}$
计算**体积分率**(即分体积与总体积之比):
$$ \frac{V_i}{V_{total}} = \frac{\frac{n_i RT}{P_{total}}}{\frac{n_{total} RT}{P_{total}}} = \frac{n_i}{n_{total}} = y_i $$
**结论 2**:对于理想气体,体积分率等于摩尔分率。
### 4. 总结
综合上述推导,对于理想气体混合物,任意组分 $i$ 均满足:
$$ \text{摩尔分率 } (y_i) = \text{压力分率 } \left(\frac{P_i}{P_{total}}\right) = \text{体积分率 } \left(\frac{V_i}{V_{total}}\right) $$
因此,题目中的陈述是正确的。
相关知识点:
理想气中部分率相等
题目纠错
化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
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