第4章,复习解答

1、枣庄学院 化学化工系本章的知识点与重点本章的知识点与重点化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系423222245.2377.5898.4246.3236.58Vxxxx21VV、一、在一、在293.2K、0.103Mpa时，乙醇（时，乙醇（1）与）与H2O（2）所形成的溶液其体积可用下式表示：）所形成的溶液其体积可用下式表示：试将乙醇和水的偏摩尔体积试将乙醇和水的偏摩尔体积 表示为浓度表示为浓度x2的函数。的函数。 42322222423222132222235.7034.21129.21996.8590.25V35.7054.11798.4236.58V80.9331.17696.8546

2、.32ddVxxxxxxxxxxx化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系ikx ,P,Tkkik , ijxMxMM221dxdMxMM112dxdMxMM二元体系二元体系或或121dxdMxMM212dxdMxMM或或已知溶液的性质求偏摩尔性质已知溶液的性质求偏摩尔性质化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系21111b)ab(aV-Vxx 22222b)ab(aV-Vxx 21VV、二、有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压二、有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系得偏摩尔体积。下简单二元体系得偏摩尔体积。式中式中 是纯组分的偏摩尔体积，是纯组分的偏摩尔体积，a，b只是只是T、

3、P的函数。试从热力学角度分析这些方程是的函数。试从热力学角度分析这些方程是否合理？否合理？ 化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系21111b)ab(aV-Vxx 22222b)ab(aV-Vxx 0,PTiiMdx二元系等温、等压条件下二元系等温、等压条件下02211MdxMdx222122111dxMdxdxMdxdxMdx2221112babV2babVxdxdxdxd化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系2121E)8 . 15 . 1(RTGxxxx 21lnln、三、在一定三、在一定T、P下，某二元混合溶液的超额自由下，某二元混合溶液的超额自由焓模型为焓模型为式中式中X为摩尔分

4、数，试求：为摩尔分数，试求：（1）ln1及及ln2的表达式；的表达式；（2）的值的值 化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系22221,118x. 1x6x. 0/ln2nPTEnRTnG5 . 1ln 8 . 1ln212122221nn8 . 1n5n. 1/RTnGE21221,22x6x. 05x. 1/ln1nPTEnRTnG2121E)8 . 15 . 1(RTGxxxx 的极限情况，是10ln211xx化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系四、已知两个组分分子体积相差不大，化学上没四、已知两个组分分子体积相差不大，化学上没有太大区别的二元液体溶液在定温定压条件下的有太大区别的

5、二元液体溶液在定温定压条件下的超额自由焓能表达成组成的函数超额自由焓能表达成组成的函数21EARTGxx式中式中A与与x无关，其标准态以无关，其标准态以Lewis-Randall定定则为基准。试导出则为基准。试导出ln1及及ln2的表达式。的表达式。 21222121AlnA)1 (Alnxxxx化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系五、已知在五、已知在298K时，乙醇（时，乙醇（1）与甲基叔丁基醚）与甲基叔丁基醚（2）二元体系得超额体积为）二元体系得超额体积为132121Emolcm)(22. 0026. 1Vxxxx纯物质的体积纯物质的体积V1=58.63cm m3mol-1，V2=11

6、8.46cm m3mol-1，试问当，试问当1000ml3的乙醇与的乙醇与500ml3的甲基叔丁基醚在的甲基叔丁基醚在298K下混合时的体下混合时的体积为多少？积为多少？ 化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系132121Emolcm)(22. 0026. 1Vxxxx2121212121E1.264806. 0 )(22. 0)026(. 1Vxxxxxxxxxxn1=17.056moln2=4.221moln=21.227molx1=0.802x2=0.198142. 0VE021. 3nVE97.1496nVVVEidtt化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系六、说明基团贡献法的出发

7、点、优点及局限性？六、说明基团贡献法的出发点、优点及局限性？ 基团贡献法是假定每个基团在不同分子中对某一物性具有同一贡献值，例如临界体积，只要由各个基团的临界体积贡献值之和加上某一常数即可。优点：更大的通用性及不需要临界参数局限性：分子交互作用难于校正发展：目前加上基团交互作用项，但愈来愈复杂，减少通用性化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系七、判断，并说明理由七、判断，并说明理由1、二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数2、无论以无论以Henry 定律为基准，还是以定律为基准，还是以Lewis-Randall 规则为基准定义活度，活度和逸度的值

8、不变。规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。 二阶舍项维里方程可以适用于压力不高的气体的pVT 关系计算，由于逸度系数的计算需要使用相应条件下的状态方程，因此二阶舍项维里方程可以用于压力不高（小于1.5MPa）情况下的纯物质逸度系数的计算。化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系七、判断，并说明理由七、判断，并说明理由1、二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数2、无论以无论以Henry 定律为基准，还是以定律为基准，还是以Lewis-Randall 规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。 以Henry 定

9、律为基准和以Lewis-Randall 规则为基准定义的活度选用的逸度标准态不同，因此相应的活度和活度系数值会发生相应的变化，但是逸度值不变。化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系八、请写出剩余性质及超额性质、混合性质八、请写出剩余性质及超额性质、混合性质的定义及定义式。的定义及定义式。写出混合物中写出混合物中i 组元逸度和逸度系数、活度与组元逸度和逸度系数、活度与活度系数的定义式。活度系数的定义式。 化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系21ERTGxx*2*1ff 、九、某二元溶液，九、某二元溶液，Lewis-Randall Lewis-Randall 规则标准规则标准态的超额态的超额

10、Gibbs Gibbs 自由能可由下式给出：自由能可由下式给出：式中：式中： 为常数，两纯组元逸度分别为为常数，两纯组元逸度分别为单位为单位为Pa，GE : J mol-1，T ：K, 求：求：（1） 以以Lewis-Randall 规则为标准态的活度系规则为标准态的活度系数数1 与与2的表达式。的表达式。（2） 以以Henry 定律为标准态的活度系数定律为标准态的活度系数1 与与2的表达式。的表达式。化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系化工热力学化工热力学枣庄学院 化学

11、化工系化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系十一、判断，并说明理由十一、判断，并说明理由1、对于理想溶液，所有的混合过程性质、对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为变化均为02、对于理想溶液，所有的超额性质均为、对于理想溶液，所有的超额性质均为03、系统混合过程的性质变化与该系统相、系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。应的超额性质是相同的。 1错，2错、3错化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系根据定义或者摩尔量与偏摩尔量的关系化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系 39C、2MPa下二元溶液中的组分下二元溶液中的组分1的逸度为

12、的逸度为确定在该温度、压力状态下确定在该温度、压力状态下 (1) 纯组分纯组分1的逸度与逸度系数；的逸度与逸度系数； (2) 组分组分1的亨利系数的亨利系数k1；(3) 1与与x1的关系式（若组分的关系式（若组分1的标准状态是以的标准状态是以Lewis-Randall定则为基础）。定则为基础）。MPaxxxf312111496解 (1) x1 = 1 f1=6-9+4=1MPa 502111.Pf化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系(2)11011xflimkx MPaxxxxlimkx6496131211011(3)1111fxf若组分1的标准状态是以Lewis-Randall定则为基础21113121111114961496xxxxxxfxf化工热力学化工热力学枣庄学院 化学化工系作业思考题作业思考题1、变组成体系热力学性质的关系式（基本，微分）？、变组成体系热力学性质的关系式（基本，微分）？2、化学位，偏摩尔量的定义，意义，下标的区别？、化学位，偏摩尔量的定义，意义，下标的区别？3