第4章,復(fù)習(xí)解答

化工熱力學(xué)

ChemicalEngineeringthermodynamics叢興順

棗莊學(xué)院2008.9

第四章流體混合物的熱力學(xué)性質(zhì)棗莊學(xué)院化學(xué)化工系本章的知識點(diǎn)與重點(diǎn)1、掌握變組成體系熱力學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系2、理解化學(xué)位、偏摩爾量、混合物的逸度及逸度系數(shù)

理想溶液、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、活度與活度系數(shù)、超額性質(zhì)3、熟悉混合過程的性質(zhì)變化4、熟悉活度系數(shù)與組成的關(guān)聯(lián)復(fù)習(xí)課一、在293.2K、0.103Mpa時(shí)，乙醇（1）與H2O（2）所形成的溶液其體積可用下式表示：試將乙醇和水的偏摩爾體積

表示為濃度x2的函數(shù)。

4.2化學(xué)位和偏摩爾性質(zhì)二元體系或或已知溶液的性質(zhì)求偏摩爾性質(zhì)復(fù)習(xí)課二、有人提出用下列方程組來表示恒溫、恒壓下簡單二元體系得偏摩爾體積。式中是純組分的偏摩爾體積，a，b只是T、P的函數(shù)。試從熱力學(xué)角度分析這些方程是否合理？

復(fù)習(xí)課二元系等溫、等壓條件下復(fù)習(xí)課三、在一定T、P下，某二元混合溶液的超額自由焓模型為式中X為摩爾分?jǐn)?shù)，試求：（1）lnγ1及l(fā)nγ2的表達(dá)式；（2）的值

復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課四、已知兩個(gè)組分分子體積相差不大，化學(xué)上沒有太大區(qū)別的二元液體溶液在定溫定壓條件下的超額自由焓能表達(dá)成組成的函數(shù)式中A與x無關(guān)，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)以Lewis-Randall定則為基準(zhǔn)。試導(dǎo)出lnγ1及l(fā)nγ2的表達(dá)式。

復(fù)習(xí)課五、已知在298K時(shí)，乙醇（1）與甲基叔丁基醚（2）二元體系得超額體積為純物質(zhì)的體積V1=58.63cm3·mol-1，V2=118.46cm3·mol-1，試問當(dāng)1000ml3的乙醇與500ml3的甲基叔丁基醚在298K下混合時(shí)的體積為多少？

復(fù)習(xí)課n1=17.056moln2=4.221moln=21.227molx1=0.802x2=0.198復(fù)習(xí)課六、說明基團(tuán)貢獻(xiàn)法的出發(fā)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)及局限性？

基團(tuán)貢獻(xiàn)法是假定每個(gè)基團(tuán)在不同分子中對某一物性具有同一貢獻(xiàn)值，例如臨界體積，只要由各個(gè)基團(tuán)的臨界體積貢獻(xiàn)值之和加上某一常數(shù)即可。優(yōu)點(diǎn)：更大的通用性及不需要臨界參數(shù)局限性：分子交互作用難于校正發(fā)展：目前加上基團(tuán)交互作用項(xiàng)，但愈來愈復(fù)雜，減少通用性復(fù)習(xí)課七、判斷，并說明理由1、二階舍項(xiàng)維里方程可用于計(jì)算純物質(zhì)的逸度系數(shù)2、無論以Henry定律為基準(zhǔn)，還是以Lewis-Randall規(guī)則為基準(zhǔn)定義活度，活度和逸度的值不變。

二階舍項(xiàng)維里方程可以適用于壓力不高的氣體的pVT

關(guān)系計(jì)算，由于逸度系數(shù)的計(jì)算需要使用相應(yīng)條件下的狀態(tài)方程，因此二階舍項(xiàng)維里方程可以用于壓力不高（小于1.5MPa）情況下的純物質(zhì)逸度系數(shù)的計(jì)算。復(fù)習(xí)課七、判斷，并說明理由1、二階舍項(xiàng)維里方程可用于計(jì)算純物質(zhì)的逸度系數(shù)2、無論以Henry定律為基準(zhǔn)，還是以Lewis-Randall規(guī)則為基準(zhǔn)定義活度，活度和逸度的值不變。

以Henry定律為基準(zhǔn)和以Lewis-Randall規(guī)則為基準(zhǔn)定義的活度選用的逸度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不同，因此相應(yīng)的活度和活度系數(shù)值會發(fā)生相應(yīng)的變化，但是逸度值不變。復(fù)習(xí)課八、請寫出剩余性質(zhì)及超額性質(zhì)、混合性質(zhì)的定義及定義式。寫出混合物中i組元逸度和逸度系數(shù)、活度與活度系數(shù)的定義式。

復(fù)習(xí)課九、某二元溶液，Lewis-Randall規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的超額Gibbs自由能可由下式給出：式中：β為常數(shù)，兩純組元逸度分別為單位為Pa，GE:J·mol-1，T：K,求：（1）以Lewis-Randall規(guī)則為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度系數(shù)γ1

與γ2的表達(dá)式。（2）以Henry定律為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度系數(shù)γ1

與γ2的表達(dá)式。復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課十一、判斷，并說明理由1、對于理想溶液，所有的混合過程性質(zhì)變化均為02、對于理想溶液，所有的超額性質(zhì)均為03、系統(tǒng)混合過程的性質(zhì)變化與該系統(tǒng)相應(yīng)的超額性質(zhì)是相同的。

1錯(cuò)，2錯(cuò)、3錯(cuò)復(fù)習(xí)課根據(jù)定義或者摩爾量與偏摩爾量的關(guān)系例4-6

39C°、2MPa下二元溶液中的組分1的逸度為確定在該溫度、壓力狀態(tài)下(1)純組分1的逸度與逸度系數(shù)；(2)組分1的亨利系數(shù)k1；(3)γ1與x1的關(guān)系式（若組分1的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是以Lewis-Randall定則為基礎(chǔ)）。解(1)x1=1f1=6-9+4=1MPa復(fù)習(xí)課(2)(3)若組分1的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是以Lewis-Randall定則為基礎(chǔ)復(fù)習(xí)課作業(yè)思考題1、變組成體系熱力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系式（基本，微分）？2、化學(xué)位，偏摩爾量的定義，意義