化工熱力學(xué)階段2練習(xí)題——溶液熱力學(xué)及相平衡部分一、基本概念題對水的三相點的敘述，下列哪種說法是錯誤的。三相點的溫度是273.15K (B)自由度為零(C)三相點由水的本性決定 (D)三相點不受地理位置的影響在描述恒沸混合物時，下列各點中哪一條是不正確的。恒沸點的F=0，是一個無變量點 (B)不具有確定的組成(C)平衡時氣相和液相組成相同 (D)其沸點隨外壓的改變而改變液態(tài)SO2(l)的摩爾蒸發(fā)熱為(A)27.30kJmol-1 (B)3.283kJmol-1(C)0.3950kJmol-1 (D)7.561kJmol-1A、兩液體混合物在圖上出現(xiàn)最高點，則該混合物對Lewis-Randall生正偏差 (B)負偏差(C)無偏差 (D)無規(guī)則固溶體是兩個固相混合物(C)溶液與純固體(D)低共熔混合物的另一名稱定溫下水、苯甲酸、苯平衡系統(tǒng)中可以共存的最大相數(shù)為(A)6 (B)5 (C)4 (D)3三組分系統(tǒng)的最大自由度Fmax和平衡共存的最大相數(shù)max分別為Fmax=3，max=3 (B)Fmax(C)Fmax=4，max=5 (D)Fmax=4，max=4由混合物的逸度的表達式Gi

GigRTlnfi

知，Gig的狀態(tài)為：i系統(tǒng)溫度，p=1的純組分i的理想氣體狀態(tài)系統(tǒng)溫度，系統(tǒng)壓力的純組分i的理想氣體狀態(tài)系統(tǒng)溫度，p=1的純組分i系統(tǒng)溫度，系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)組成的溫度的理想混合物m 1 1 2 2 1 二元混合物的焓的表達式為H xHxH xxm 1 1 2 2 1 H1H

Hx2 ;H1 1 Hx2 ;H

H x22 2H x21H1

1 1Hx21 2

2 ;H H2

1x21H1

Hx21 2

;H H2

x22為常數(shù)，請決定每一組的可接受性。1

x;1

x21

1x;2 2

1x1ln1

x2

;ln2

x1ln1

x2;ln2

x21二元氣體混合物的摩爾分數(shù)=0.Tp下1

0.9381,2

0.8812，則此時混合物的逸度系數(shù)為 。(A)0.9097 (B)0.89827 (C)0.8979 (D)0.9092汽液平衡關(guān)系?V?L的適用的條件 。i i無限制條件 (B)低壓條件下的非理想液(C)理想氣體和理想溶液理想溶液和非理想氣體i i i汽液平衡關(guān)系Vy Li i i

的適用的條件 。無限制條件 (B)低壓條件下的非理想液(C)理想氣體和理想溶液 (D)理想溶液和非理想氣體iPyi

PSi

x的適用的條件 。i 無限制條件 (B)低壓條件下的非理想液(C)理想氣體和理想溶液 (D)i iPyi

PSi

x的適用的條件 。i 無限制條件 (B)低壓條件下的非理想液(C)理想氣體和理想溶液 (D)i 二、是非題在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分數(shù)成正比。理想氣體混合物就是一種理想溶液。對于理想溶液，所有的混合過程性質(zhì)變化均為零。對于理想溶液所有的過量性質(zhì)均為零。理想溶液中所有組分的活度系數(shù)為零。系統(tǒng)混合過程的性質(zhì)變化與該系統(tǒng)相應(yīng)的過量性質(zhì)是相同的。對于理想溶液的某一容量性質(zhì)M，則M M 。i i理想氣體有f=p，而理想溶液有i

。i溫度和壓力相同的兩種理想氣體混合后，則溫度和壓力不變，總體積為原來熵之和。 焓、熱力學(xué)能、Gibbs函數(shù)的值不變。因為GE(或活度系數(shù))模型是溫度和組成的函數(shù)，故理論上 與壓力無關(guān)。i10cm3的液體水與20cm3的液體甲醇混合后，其總體積為30cm3。純流體的汽液平衡準(zhǔn)則為fV=f。?V?L,fVfL,fVfL。i i i i均相混合物的總性質(zhì)與純組分性質(zhì)之間的關(guān)系總是有Mt

nM。i i 2符合Henry濃度范圍內(nèi)組分1符合Lewis-Randall規(guī)則。理想溶液一定符合Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則。符合Lewis-Randall規(guī)則或Henry規(guī)則的溶液一定是理想溶液。 二元溶液的Henry常數(shù)只與TpHenry數(shù)則與Tp、組成都有關(guān)。 在一定溫度T(但T<Tc)Antoine壓方程求得，而不能從已知常數(shù)的狀態(tài)方程(如PR方程)有三個未知數(shù)(p、V、T)中，只給定了溫度T，不可能唯一地確定p和V。 液相。在一定壓力下，組成相同的混合物的露點溫度和泡點溫度不可能相同。一定壓力下，純物質(zhì)的泡點溫度和露點溫度是相同的，且等于沸點。由(1)、(2)T、p下達到汽液平衡，液相和xy，若系統(tǒng)加入10mol的組分(1)，在相同T、p下使系統(tǒng)1 1x'y'x'

和y'y。1 1 1 1 1 1在(1)-(2)(1)(2)y1

x，1y x。2 2在(1)-(2)的系統(tǒng)的汽液平衡中，若(1)是輕組分，(2)是重組分，若溫度一定，x1

的增大而增大。純物質(zhì)的汽液平衡常數(shù)K等于1。理想系統(tǒng)的汽液平衡Ki等于1。 EOSEOS＋計算。virialZ1的模型。

Bp結(jié)合一定的混合法則后，也能作為EOS法計算汽液平衡RT對于理想系統(tǒng)，汽液平衡常數(shù)Ki(=yi/xi)，只與T、p有關(guān)，而與組成無關(guān)。二元共沸物的自由度為1。對于負偏差系統(tǒng)，液相的活度系數(shù)總是小于1。能滿足熱力學(xué)一致性的汽液平衡數(shù)據(jù)就是高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。EOS法既可以計算混合物的汽液平衡，也能計算純物質(zhì)的汽液平衡。EOS＋法既可以計算混合物的汽液平衡，也能計算純物質(zhì)的汽液平衡。pSazpSaz

az。三、計算和分析題

A B B A298.15K，若干NaCl(B)溶解于1kg 水(A)中形成的溶液總體積關(guān)系為V1001.3816.625nt

1.773nB

320.119nB

2cm3)nB

0.5mol時，水和NaCl的偏摩爾體積V 、V 。A BPR2026.5kPa344.05K的下列丙烯(1)-異丁烷(2)系統(tǒng)的摩爾體(a)x1

0.5的液相y1

0.6553的氣相(設(shè)k12

0)。常壓下三元氣體混合物的ln0.2yy 0.3yy 0.15y y 求等摩爾混合1 2 1 3 2 3物的f?、f?、f?1 2 30.25，0.30.456.858MPa348K下的各組分的逸度系數(shù)分別是0.72，0.65和0.91，求混合物的逸度。已知環(huán)己烷(1)-苯(2)系統(tǒng)在40℃時的過量Gibbs 函數(shù)

GE0.458xx 和RT 12pS24.6kPa

24.3kPa求(a)

，?L，?L(b) H ，H (c)*，1 2 *2

2 1 2

1,2 2,1 1Lewis-RandallHenry定律為基準(zhǔn)的活度系數(shù)之1rr11 r1

和rr11 r11

x11已知苯(1)-環(huán)己烷(2)液體混合物在303K 和101.3kPa 下的摩爾體積是V109.416.8x2.64x2cm3mol-1，試求此條件下的(a)V，V

；(b)V；1 1 1 2(c)VE，VE*(以Henry定律為基準(zhǔn))。b用PRp1.554MPa時的Tb

VSVVSLlnSVlnSLH、SVAP，并與飽和熱力學(xué)性質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)進行比較。(1)(2)(3)的混合氣體，y1

0.7，y2

0.2，y 0.1303最小操作壓力為多少？25x1

0.059的異丙醇(1)-苯(2)溶液的汽相分壓(異丙醇的)1720Pa25586613252Pa(a)（Lewis-Randall規(guī)則為基準(zhǔn)(b求該溶液的GE。苯(1)-甲苯(2)(a)90℃時，與x1

=0.3的液相成平衡的汽相組成和泡點壓力90℃和101.325kPa時的平衡汽、液相組成多? (c)x1

=0.55和y1

=0.75的平衡系統(tǒng)的溫度和壓力各是多?(d) y1

=0.3的混合物氣體在101.325kPa下被冷卻到100℃時，混合物的冷凝率多少?用Wilson方程，計算甲醇(1)－水(2)(假設(shè)氣相是理想氣體)。(a)p=101325Pa，y1

=0.582(實驗值T=81.48x1

=0.2)；(b)T=67.83℃，y =0.914(實驗值p=101325Pa，x1

=0.8)。已知Wilson 參數(shù) 12

1085.13Jmol-1和 21 22

1631.04Jmol-1測定了異丁醛(1)－水(2)系統(tǒng)在30℃時的液液平衡數(shù)據(jù)是1

0.893