化工热力学 例题 与解答(12).doc

第4章 非均相封闭体系热力学
一、是否题
1. 偏摩尔体积的定义可表示为。

2. 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。

3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。

4. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。

5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。

6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。

7. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。

8. 对于理想溶液的某一容量性质M，则。

9. 理想气体有f=P，而理想溶液有。

10. 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，总体积为原来两气体体积之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。

11. 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、压力、焓、热力学能、吉氏函数的值不变。

12. 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。

13. 在常温、常压下，将10cm3的液体水与20 cm3的液体甲醇混合后，其总体积为 30 cm3。

14. 纯流体的汽液平衡准则为f v=f l。

15. 混合物体系达到汽液平衡时，总是有。

16. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 。

17. 对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。
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骆P129

18. 二元混合物，当时，，，，。

19. 理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。

20. 符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。

21. 等温、等压下的N元混合物的Gibbs-Duhem方程的形式之一是。（错。，）
等温、等压下的二元混合物的Gibbs-Duhem方程也可表示成。
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骆P92

22. 二元溶液的Gibbs-Duhem方程可以表示成

23. 下列方程式是成立的：（a）；(b)；(c)；(d)；(e)。

24. 因为，所以。

25. 二元溶液的Henry常数只与T、P有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry常数则与T、P、组成都有关。

二、选择题
1. 由混合物的逸度的表达式知， 的状态为 （A，）
A 系统温度，P=1的纯组分i的理想气体状态
B 系统温度，系统压力的纯组分i的理想气体状态
C 系统温度，P=1，的纯组分i
D 系统温度，系统压力，系统组成的温度的理想混合物
2. 已知某二体系的 则对称归一化的活度系数是（A）
A
B
C
D
三、填空题
1. 二元混合物的焓的表达式为 ，则（由偏摩尔性质的定义求得）
2. 填表
偏摩尔性质()
溶液性质(M)
关系式()
_________
ln f
____________ ______
______
ln
____________ ______
ln i
_______
____________ ______
3. 有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是，其中V1，V2为纯组分的摩尔体积，a，b 为常数，问所提出的模型是否有问题？____________ __________， ____________ ______________________ __________；若模型改为，情况又如何？由

____________ ______，____________ __________。
4. 某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为 ，则b1 与 b2的关系是______。
5. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_________。
6. 常温、常压条件下二元液相体系的溶剂组分的活度系数为（是常

数），则溶质组分的活度系数表达式是_____________________。

四、计算题
1. 在一定T，P下，二元混合物的焓为 其中，a=15000，b=20000，c=-20000 单位均为J mol-1，求(a)；（b）。

2. 在一定的温度和常压下，二元溶液中的组分1的偏摩尔焓如服从下式 ，并已知纯组分的焓是H1，H2，试求出和H表达式。

（注：此题是填空题1的逆过程）
3. 298.15K， 若干NaCl(B)溶解于1kg水(A)中形成的溶液的总体积的关系为 (cm3)。求=0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔。

4. 酒窑中装有10m3 的96%(wt)的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需加水多少?能得到多少体积的65%的酒精? 设大气的温度保持恒定，并已知下列数据
酒精浓度(wt)
cm3 mol-1
cm3 mol-1
96%
14.61
58.01
65%
17.11
56.58

5. 对于二元气体混合物的virial方程和virial系数分别是和，试导出的表达式。计算20kPa和50℃下，甲烷(1)－正己烷(2)气体混合物在时的。已知virial系数 B11=-33，B22=-1538，B12=-234cm3 mol-1。
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陈P233－237

6. 用PR方程计算2026.5kPa和344.05K的下列丙烯（1）－异丁烷（2）体系的摩尔体积、组分逸度和总逸度。（a）的液相；（b）的气相。（设）

7. 二元气体混合物的和，求。

8. 常压下的三元气体混合物的，求等摩尔混合物的。

9. 液态氩（1）—甲烷（2）体系的超额吉氏函数表达式是其中，系数A，B如下
T/K
A
B
109.0
0.3036
-0.0169
112.0
0.2944
0.0118
115.74
0.2804
0.0546
计算等摩尔混合物的（a）112.0K的两组分的活度系数；（b）混合热；（c）超额熵。

10. 利用Wilson方程，计算下列甲醇（1）－水（2）体系的组分逸度（a）P=101325Pa，T=81.48℃，y1=0.582的气相；（b）P=101325Pa，T=81.48℃，x1=0.2的液相。已知液相符合Wilson方程，其模型参数是

11. 25℃常压下的糖(S)-水(W)混合物中水的活度系数服从，A仅是温度的函数，试得到不对称归一化的糖的活度系数表达式。

12. 某二元混合物的逸度可以表达为 ，其中A，B，C为T，P之函数，试确定 (a)若两组分均以理想溶液为参考态，求。(b)组分(1)以理想稀溶液为参考态，组分(2) 以理想溶液为参考态，求。

13. 已知40℃和7.09MPa下，二元混合物的(f：MPa)，求（a）时的；（b）

14. 已知环己烷（1）－苯（2）体系在40℃时的超额吉氏函数是和kPa，求（a）；（b）；(c)。

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15. 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（cm3 mol-1）,试求此条件下的（a）；(b)；(c)（不对称归一化）。

五、图示题
1. 下图中是二元体系的对称归一化的活度系数与组成的关系部分曲线，请补全两图中的活度系数随液相组成变化的曲线；指出哪一条曲线是或；曲线两端点的含意；体系属于何种偏差。

1
0
1
10
正偏差

0 1 0 1

2. 对于等温的二元液体混合物，下图中给出了的曲线，试定性作出曲线，并指出两条曲线之间的距离表示什么？

0

0 1

3. 二元混合物某一摩尔容量性质M，试用图和公式表示下列性质 间的关系。
4. 用图和公式表示下列性质之间的关系。Page: 7
van Ness P193
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van Ness P192

六、证明题
1. 对于二元体系，证明不同归一化的活度系数之间的关系和。
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骆P92
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骆P92

2. 如果在T、P恒定时，某二元体系中组分（1）的偏摩尔自由焓符合，则组分（2）应符合方程式。其中，G1、G2是T、P下纯组分摩尔自由焓，x1、x2是摩尔分率。

3. 从汽液平衡准则证明。