2026年气液平衡相图测试题及答案

2026年气液平衡相图测试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.对理想二元溶液，若纯A饱和蒸气压为pA，纯B为pB，且pA>pB，则其T-x-y相图上泡点线随xB增大而A.单调升高B.单调降低C.先升后降D.水平不变2.在p-x-y图中出现正偏差时，体系总压相对于拉乌尔定律计算值A.偏高B.偏低C.相等D.无法确定3.最低恒沸物在相图上出现的必要条件是A.正偏差极大B.负偏差极大C.理想行为D.临界溶解4.杠杆规则可用于计算A.汽相组成B.液相组成C.两相相对量D.活度系数5.对完全互溶系统，若增加外压，则恒沸点温度将A.升高B.降低C.不变D.先升后降6.在T-x图中，露点线位于泡点线的A.上方B.下方C.重合D.左右两侧7.若某组分活度系数γi>1，则该组分在液相中的逸度A.大于理想值B.小于理想值C.等于理想值D.为零8.对二元部分互溶系统，增加温度通常使互溶区A.扩大B.缩小C.不变D.先扩后缩9.在共沸点处，相对挥发度αAB的数值为A.0B.1C.∞D.负值10.采用范拉尔方程关联活度系数时，所需最少实验数据为A.1个B.2个C.3个D.4个二、填空题（每空2分，共20分）11.理想溶液的混合吉布斯自由能ΔGmix=________。12.当液相组成xB=0.4，汽相组成yB=0.6，则相对挥发度αAB=________。13.在正偏差体系中，若形成恒沸物，其沸点温度比任一纯组分沸点都________。14.对二元系统，吉布斯相律自由度F=________。15.若pA=60kPa，pB=40kPa，xA=0.5，按拉乌尔定律计算总压为________kPa。16.当温度高于最高会溶温度时，液-液平衡曲线呈________形。17.在共沸点，汽相与液相的________相等。18.对威尔逊方程，其参数Λij与________有关。19.若γA=1.2，xA=0.3，则A的分压为________×pA。20.恒沸精馏中，加入挟带剂的作用是形成新的________。三、判断题（每题2分，共20分）21.理想溶液的混合焓ΔHmix一定为零。22.负偏差体系不可能出现最低恒沸点。23.在T-x图中，两相区面积随压力升高而扩大。24.活度系数模型越复杂，其外推能力一定越强。25.对完全互溶系统，露点线永远在泡点线之上。26.若αAB>1，则B在汽相中富集。27.液-液平衡与气液平衡可同时存在于同一相图。28.恒沸组成随外压变化而变化。29.范拉尔方程适用于强关联体系。30.采用萃取精馏时，挟带剂应与原组分形成正偏差。四、简答题（每题5分，共20分）31.简述正偏差体系在p-x图上出现最大压力恒沸物的热力学原因。32.说明如何利用T-x-y实验数据计算无限稀释活度系数γA∞。33.写出由露点温度T、总压p、液相组成xA求汽相组成yA的完整迭代步骤。34.解释为何部分互溶系统升温至会溶点后，液-液平衡线消失。五、讨论题（每题5分，共20分）35.比较威尔逊、NRTL与UNIQUAC三种活度系数模型在预测醇-水体系气液平衡时的优劣，并指出工业精馏模拟中的选型策略。36.某厂采用变压精馏分离甲乙酮-水恒沸物，试讨论压力变化对恒沸组成及塔序配置的影响，并给出节能流程方案。37.结合吉布斯-柯诺瓦洛夫定理，讨论为何在共沸点处相对挥发度等于1，并说明其对精馏边界的影响。38.针对CO2-甲醇体系高压气液平衡，探讨超临界区域传统活度系数模型的局限，并提出改进思路。答案与解析一、1B2A3A4C5A6A7A8A9B10B二、11.RTΣxilnxi12.2.3313.低14.4-φ15.5016.闭合椭圆17.组成18.分子体积比与交互作用能19.0.3620.恒沸物三、21√22√23×24×25√26×27√28√29×30√四、31.正偏差使活度系数大于1，液相逸度升高，总压高于拉乌尔定律值；当偏差足够大，p-x曲线出现极大值，对应温度出现极小值，形成最低恒沸物。32.采用稀释法测T-x-y，在xA→0处作yA/xA对xA图外推得截距即为γA∞；也可用无限稀释色谱直接测得。33.假设T，计算pA、pB；设yA初值，由Σyi=1得yB；用p=Σxiγipi校总压；比较计算p与给定p，调整T迭代至收敛；最终yA=xAγApA/p。34.升温降低混合吉布斯自由能，使∂²G/∂x²>0条件被破坏，两相界面张力趋于零，液-液曲线收缩至临界点而消失。五、35.威尔逊无法描述液液分层，NRTL可兼顾客-液液平衡，UNIQUAC参数少且适用于聚合物。醇-水有强氢键，NRTL经二元交互参数回归后偏差最小，Aspen默认选NRTL；若含盐或高压，改用ELECNRTL或PSRK。36.甲乙酮-水恒沸物随压力升高而向水侧移动；高压塔打破恒沸后，低压塔只需提浓，双塔变压流程比单塔变压节省蒸汽20%；热集成将高压塔冷凝器与低压塔再沸器耦合，节能30%。37.吉布斯-柯诺瓦洛夫定理指出，若平衡两相组成相同，则(∂T/∂x)p=0，即出现极值；此时αAB=(yA/xA)/(yB/x