化工热力学阶段2练习题

化工热力学阶段2练习题——溶液热力学及相平衡部分一、基本概念题对水的三相点的叙述，下列哪种说法是错误的。三相点的温度是273.15K (B)自由度为零(C)三相点由水的本性决定 (D)三相点不受地理位置的影响在描述恒沸混合物时，下列各点中哪一条是不正确的。恒沸点的F=0，是一个无变量点 (B)不具有确定的组成(C)平衡时气相和液相组成相同 (D)其沸点随外压的改变而改变液态SO2(l)的摩尔蒸发热为(A)27.30kJmol-1 (B)3.283kJmol-1(C)0.3950kJmol-1 (D)7.561kJmol-1A、两液体混合物在图上出现最高点，则该混合物对Lewis-Randall生正偏差 (B)负偏差(C)无偏差 (D)无规则固溶体是两个固相混合物(C)溶液与纯固体(D)低共熔混合物的另一名称定温下水、苯甲酸、苯平衡系统中可以共存的最大相数为(A)6 (B)5 (C)4 (D)3三组分系统的最大自由度Fmax和平衡共存的最大相数max分别为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达式Gi

GigRTlnfi

知，Gig的状态为：i系统温度，p=1的纯组分i的理想气体状态系统温度，系统压力的纯组分i的理想气体状态系统温度，p=1的纯组分i系统温度，系统压力，系统组成的温度的理想混合物m 1 1 2 2 1 二元混合物的焓的表达式为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为常数，请决定每一组的可接受性。1

x;1

x21

1x;2 2

1x1ln1

x2

;ln2

x1ln1

x2;ln2

x21二元气体混合物的摩尔分数=0.Tp下1

0.9381,2

0.8812，则此时混合物的逸度系数为 。(A)0.9097 (B)0.89827 (C)0.8979 (D)0.9092汽液平衡关系ˆVˆL的适用的条件 。i i无限制条件 (B)低压条件下的非理想液(C)理想气体和理想溶液理想溶液和非理想气体i i i汽液平衡关系Vy Li i i

的适用的条件 。无限制条件 (B)低压条件下的非理想液(C)理想气体和理想溶液 (D)理想溶液和非理想气体iPyi

PSi

x的适用的条件 。i 无限制条件 (B)低压条件下的非理想液(C)理想气体和理想溶液 (D)i iPyi

PSi

x的适用的条件 。i 无限制条件 (B)低压条件下的非理想液(C)理想气体和理想溶液 (D)i 二、是非题在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。理想气体混合物就是一种理想溶液。对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。对于理想溶液所有的过量性质均为零。理想溶液中所有组分的活度系数为零。系统混合过程的性质变化与该系统相应的过量性质是相同的。对于理想溶液的某一容量性质M，则M M 。i i理想气体有f=p，而理想溶液有i

。i温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来熵之和。 焓、热力学能、Gibbs函数的值不变。因为GE(或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上 与压力无关。i10cm3的液体水与20cm3的液体甲醇混合后，其总体积为30cm3。纯流体的汽液平衡准则为fV=f。ˆVˆL,fVfL,fVfL。i i i i均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有Mt

nM。i i 2符合Henry浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。 二元溶液的Henry常数只与TpHenry数则与Tp、组成都有关。 在一定温度T(但T<Tc)Antoine压方程求得，而不能从已知常数的状态方程(如PR方程)有三个未知数(p、V、T)中，只给定了温度T，不可能唯一地确定p和V。 液相。在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。由(1)、(2)T、p下达到汽液平衡，液相和xy，若系统加入10mol的组分(1)，在相同T、p下使系统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)的系统的汽液平衡中，若(1)是轻组分，(2)是重组分，若温度一定，x1

的增大而增大。纯物质的汽液平衡常数K等于1。理想系统的汽液平衡Ki等于1。 EOSEOS＋计算。virialZ1的模型。

Bp结合一定的混合法则后，也能作为EOS法计算汽液平衡RT对于理想系统，汽液平衡常数Ki(=yi/xi)，只与T、p有关，而与组成无关。二元共沸物的自由度为1。对于负偏差系统，液相的活度系数总是小于1。能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。EOS法既可以计算混合物的汽液平衡，也能计算纯物质的汽液平衡。EOS＋法既可以计算混合物的汽液平衡，也能计算纯物质的汽液平衡。pSazpSaz

az。三、计算和分析题

A B B A298.15K，若干NaCl(B)溶解于1kg 水(A)中形成的溶液总体积关系为V1001.3816.625nt

1.773nB

320.119nB

2cm3)nB

0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔体积V 、V 。A BPR2026.5kPa344.05K的下列丙烯(1)-异丁烷(2)系统的摩尔体(a)x1

0.5的液相y1

0.6553的气相(设k12

0)。常压下三元气体混合物的ln0.2yy 0.3yy 0.15y y 求等摩尔混合1 2 1 3 2 3物的fˆ、fˆ、fˆ1 2 30.25，0.30.456.858MPa348K下的各组分的逸度系数分别是0.72，0.65和0.91，求混合物的逸度。已知环己烷(1)-苯(2)系统在40℃时的过量Gibbs 函数

GE0.458xx 和RT 12pS24.6kPa

24.3kPa求(a)

，ˆL，ˆL(b) H ，H (c)*，1 2 *2

2 1 2

1,2 2,1 1Lewis-RandallHenry定律为基准的活度系数之1rr11 r1

和rr11 r11

x11已知苯(1)-环己烷(2)液体混合物在303K 和101.3kPa 下的摩尔体积是V109.416.8x2.64x2cm3mol-1，试求此条件下的(a)V，V

；(b)V；1 1 1 2(c)VE，VE*(以Henry定律为基准)。b用PRp1.554MPa时的Tb

VSVVSLlnSVlnSLH、SVAP，并与饱和热力学性质的有关数据进行比较。(1)(2)(3)的混合气体，y1

0.7，y2

0.2，y 0.1303最小操作压力为多少？25x1

0.059的异丙醇(1)-苯(2)溶液的汽相分压(异丙醇的)1720Pa25586613252Pa(a)（Lewis-Randall规则为基准(b求该溶液的GE。苯(1)-甲苯(2)(a)90℃时，与x1

=0.3的液相成平衡的汽相组成和泡点压力90℃和101.325kPa时的平衡汽、液相组成多? (c)x1

=0.55和y1

=0.75的平衡系统的温度和压力各是多?(d) y1

=0.3的混合物气体在101.325kPa下被冷却到100℃时，混合物的冷凝率多少?用Wilson方程，计算甲醇(1)－水(2)(假设气相是理想气体)。(a)p=101325Pa，y1

=0.582(实验值T=81.48x1

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

=0.8)。已知Wilson 参数 12

1085.13Jmol-1和 21 22

1631.04Jmol-1测定了异丁醛(1)－水(2)系统在30℃时的液液平衡数据是1

0.893