流体混合物的热力学性质学案.doc

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PAGE  PAGE 43 第4章 流体混合物的热力学性质 一、是否题 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。 (对。即) 理想气体混合物就是一种理想溶液。 (对) 对于理想溶液,所有的混合过程性质变化均为零。 (错。V,H,U,CP,CV的混合过程性质变化等于零,对S,G,A则不等于零) 对于理想溶液所有的超额性质均为零。 (对。因) 理想溶液中所有组分的活度系数为零。 (错。理想溶液的活度系数为1) 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。 (错。V,H,U,CP,CV的混合过程性质变化与该体系相应的超额性质是相同的,对S,G,A则不相同) 对于理想溶液的某一容量性质M,则。 (错,对于V,H,U,CP,CV 有,对于S,G,A则) 理想气体有f=P,而理想溶液有。 (对。因) 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。 (错。总熵不等于原来两气体的熵之和) 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。 (错。吉氏函数的值要发生变化) 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。 (错。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) 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。 (错。混合过程的体积变化不等于零) 纯流体的汽液平衡准则为f v=f l。 (对) 混合物体系达到汽液平衡时,总是有。 (错。两相中组分的逸度、总体逸度均不一定相等) 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 。 (错。应该用偏摩尔性质来表示) 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。 (对。) 理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。 (对。) 符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。 (错,如非理想稀溶液。) 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。 (对,因,因为,二元体系,组成已定) 二、选择题 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iD 系统温度,系统压力,系统组成的温度的理想混合物二元混合物的焓的表达式为 ,则(C 由偏摩尔性质的定义求得) A B C D 三、填空题 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。 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系。 四、计算题 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)。 解: (a) (b) 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。 解: 得 同样有 所以 (注:此题是填空题1的逆过程) 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。 解: 当mol时,18.62cm3 mol-1 且,1010.35cm3 由于,mol 所以, 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-196%14.6158.0165%17.1156.58解: 设加入W克水,最终体积Vcm3;原来有nW和nE摩尔的水和乙醇,则有 解方程组得结果: 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。 解: 由于virial方程可以表达成为以V(或Z)为显函数,则采用下列公式推导组分逸度系数表达则更方便, (T,x为一定数) 因为 ,或 所以 代入逸度系数表达式得 对于二元体系,有 所以 得 同样 混合物总体的逸度系数为 (有两种方法得到) 代入有关数据,得到计

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