山东理工大学化工热力学第4章习题与解答课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,*,第四章 习题与解答,主讲教师: 崔洪友,山东理工大学化工学院,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,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。,=1,7.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。,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,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，总内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、内能、Gibbs焓的值不变。,12.因为G,E,(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。,理论上是,T，P，,组成的函数。只有对低压下的液体，才近似为,T,和组成的函数,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,13.在常温、常压下，将10cm,3,的液体水与20 cm,3,的液体甲醇混合后，其总体积为 30 cm,3,。,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.对于二元混合体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。,19.理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,20.符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。,如非理想稀溶液。,21.等温、等压下的,N,元混合物的Gibbs-Duhem方程的形式之一是,22.等温、等压下的二元混合物的Gibbs-Duhem方程也可表示为,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,24.二元溶液的Gibbs-Duhem方程可以表示成,25.下列方程式是成立的：,26.二元溶液的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。,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,二、选择题,1.由混合物的逸度的表达式,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,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,三、填空题,1.二元混合物的焓的表达式为,2.填表,偏摩尔性质( ),溶液性质(,M,),关系式,ln,f,ln,ln,i,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,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,V,1,，,V,2,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Gibbs-Duhem方程得，,a,b不可能是常数，故提出的模型有问题,_,由Gibbs-Duhem方程得，,故提出的模型有一定的合理性。,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,4.某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为,则,b,1,与,b,2,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,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,四、计算题,1. 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,求n,B,=0.5 mol时，水和NaCl的偏摩尔体积,解：,当n,B,=0.5 mol时，,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,2.在一定,T，P,下，二元混合物的焓为,其中，,a,=15000，,b,=20000，,c,=-20000,求：,（1）,（2）,解：（a),山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,(b),山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,3.常压下的三元气体混合物的,求等摩尔混合物的,解：,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,4.三元混合物的各组分摩尔分数分别0.25，0.3和0.45，在6.585MPa和348K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。,解：,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,5。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,H,1,，,H,2,，试求出,和,H,表达式。,解：,从x,2,=1, 即x,1,=0时，积分到x,1,=x,1,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,6.已知环己烷（1）苯（2）体系在40时的超额吉氏函数是,和,求（a）,（b),(亨利系数）,（c),(以亨利规则为基准态的活度系数）,解：,（a),山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,（c),山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,(b),山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,7.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,试求此条件下的,（a）,(b),(c),山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,解：,（a),(b),山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,（c),所以,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,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 ；曲线两端点的含意；体系属于何种偏差。,1,0,1,10,1,1,0,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,解：,1,0,负偏差,0,1,1,10,正偏差,1,0,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,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？,0,1,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,解：,对于等温的二元液体混合物，,近似为一常数，故,为两形态相似，相距为 的两条曲线，,如图所示的虚线。,0,1,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,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,证明：,对于二元溶液，,仅与T，P有关，,时的极限得到该常数,由于是与浓度无关的常数，可取,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,代入上式得,Note: 也可以取时的x,1,1,极限来得到该常数，此时,代入上式得,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,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，,G,1,、,G,2,是,T、P,下纯组分摩尔自由焓，,x,1,、,x,2,是摩尔分率。,证明：,在,T，P,一定的条件下，由Gibbs-Duhem方程知,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,山东理工大学化工热力学第4章习题与解答,