一大氣壓100℃時，苯－甲苯系中，於液相苯的莫耳分率為0.2，已知100℃苯－甲苯的相對揮發度為2.4，則於氣相中，苯的分壓為

化工 · 乙級 · 單元操作 · Q286

152 mmHg

456 mmHg

190 mmHg

285 mmHg

難易度分析

4 / 5

本題屬於需要多步驟計算的應用題，考查相對揮發度與氣液平衡的定量關係。解題過程需先透過特定公式推導出氣相組成，再結合總壓進行換算，且選項中包含了多個基於常見概念誤區的干擾項，增加了分析複雜度。

正確答案：④285 mmHg

④ 285 mmHg:285 mmHg 為正確答案。利用相對揮發度公式 y_苯 = α·x_苯 / [1 + (α-1)·x_苯] = 2.4×0.2 / [1 + 1.4×0.2] = 0.375，再乘以總壓 760 mmHg，得苯的氣相分壓為 0.375 × 760 = 285 mmHg。

錯誤選項解析

① 152 mmHg:152 mmHg 是將液相莫耳分率直接乘以總壓（0.2 × 760）所得之錯誤結果，此算法完全忽略了相對揮發度對氣液平衡的影響，未使用正確的气液平衡關係式。
② 456 mmHg:456 mmHg 可能誤將甲苯的氣相分壓當作苯的分壓，或計算時混淆了兩組分的角色；苯為較易揮發成分，其分壓應低於此值。
③ 190 mmHg:190 mmHg 可能誤用拉烏爾定律（Raoult's Law）直接以液相組成乘以純苯飽和蒸氣壓估算，但在給定相對揮發度的條件下，應使用相對揮發度氣液平衡方程式 y = αx / [1 + (α-1)x] 進行計算。

Learning Tip

"本題核心考點為相對揮發度與氣液平衡組成之關係。常見陷阱是直接使用拉烏爾定律或將液相分率等同氣相分率。對於苯－甲苯二元系統，當題目給定相對揮發度 α 時，必須使用公式 y = αx / [1 + (α-1)x] 求氣相組成，再乘以總壓得分壓。實務上，苯的揮發度大於甲苯（α > 1），故氣相中苯的莫耳分率必大於液相中的值。"