化工热力学-第4章练习题(3)

A. SE=ΔS B. SE <ΔS C. SE>ΔS D. 不能确定 7. 对理想溶液来说，HE=（ ）。

A. 0 B. 1 C. 2 D. 不确定 8. 下列关于G 关系式正确的是（ ）。

EEG?RTxlnxG?RT?xilni ?iiA. B. EEG?RTxln?G?ii D. ?R?xilnxi C.

E7. 苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成x1?0.9溶液。此条件下

V1?89.96cm3mol，V2?109.4cm3mol，V1?89.99cm3mol，V2?111.54cm3mol，

3Ecmmol。 V?则超额体积（ ）

A. 0.24 B. 0 C. -0.24 D. 0.55 9. 对正偏差溶液，正确的是（ ）。

A. GE?0 B. GE?0 C. GE?0 D. 无法确定 三、填空题

7. 等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程x1dlnγ1+________=0。

5. 对于混合物系统来说，ln?的偏摩尔性质是 。 5. 对于混合物系统来说，ln?的偏摩尔性质是 。 5. 对于混合物系统来说，GE/RT的偏摩尔性质是 。 3. 在表格空格处填入合理的性质和关系 Mi M M??xiMi Hi lnf 3. 在表格空格处填入合理的性质和关系

Mi M ln? M??xiMi ?Mi 3. 在表格空格处填入合理的性质和关系 Mi

M 11

M??xiMi

ln?i V 1. 超额性质的定义及作用。

2. 等温条件下，二元溶液组分活度系数与组成关系（1）ln?1?ax2,ln?2?bx1（2）

?1?ax1,?2?bx2设a，b为温度的函数，γi以与体系同温同压条件下的纯态为标准态，问上述两组方程是否成立？

4-18. 对于一个二组分体系，组分1的活度系数为：ln?1?a?1?bx1x2?试求该二元体

2系的超额Gibbs自由能。 4.6.3活度系数模型

8. Wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程，但它不使用于液液部分互溶系统。（ ）

4. Wilson方程是工程设计中应用最广泛的方程，以下说法不正确的是（ ）。 A. 引入了局部组成的概念以及温度对γi的影响，因此精度高。 B. 适用于极性以及缔合体系。

C. 用二元体系的参数可以推算多元系。 D. 适用于液液部分互溶体系。

7. 对无热溶液，下列各式能成立的是（ ）。 A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0 C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE=-TSE 8. 下列方程式中以正规溶液模型为基础的是 。 A. NRTL方程 B. Wilson方程 C. Margules方程 D. .Flory-Huggins方程

6. Wilson方程是在 溶液模型和 概念基础上建立的关于活度系数与组分组成

xi的关系式。

5. 写出局部组成的概念，并说明Wilson方程和NRTL方程的适用条件。 四、计算题

（一）偏摩尔性质与摩尔性质的关系

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2. 实验室配制20-3m3作为防冻剂，（质量分数）的甲醇水溶液2×需要多少体积的20℃的甲醇与水混合？ 物质 甲醇（1） 水（2） 20℃20%（质量分数）的甲醇水溶液中Vi/cm3·mol-1 37.8 18.0 3mol-1 Vi/cm·40.46 18.04 2. 酒窑中装有10m3 的96%（wt）的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问 （1）需加水多少?

（2）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） V水 cm3 mol-1

96% 65%

14.61 17.11

V乙醇 cm mol

3

-1

58.01 56.58

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

3/22（cm）。求nB=0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔Vt?1001.38?16.625nB?1.773nB?0.119nB3

VA,VB。

（二）偏摩尔性质、过量性质、超额性质

2. 在25℃，1atm以下，含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示：H=90x1+50x2+x1x2（6x1+9x2），式中H单位为cal/kmol，x1，x2分别为组分1，2的摩尔分数，求

（1）用x1表示的偏摩尔焓H1和H2的表达式； （2）组分1与2在纯状态时的H1、H2；

（3）组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓H1?、H2?； （4）ΔH的表达式；

（5）x1=0.5的溶液中的H1和H2值及溶液的ΔH值

1. （8分）P下，a=15000，b=20000，在一定T，二元混合物的焓为H?ax1?bx2?cx1x2，其中，c=-20000 单位均为J mol-1，求：

（1）组分1与组分2在纯态时的焓值H1、H2；

（2）组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓H1、H2和无限稀释时的偏摩尔焓H1?、H2?。 1. （8分）在298K和0.1Mpa下二元系焓变?H?20.9x1x2(2x1?x2)，已知H1?418J/mol，

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H2?627J/mol，x为摩尔分数，以T，p 下纯组分焓为基准求：

（1）?H1，?H2；

???H?H12（2）无限稀释偏摩尔值，；

（3）H1，H2。

1. 25℃，0.1MPa下，组分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔焓为式中x1为组分1的摩尔分数，标准态按Lewis-RandallH?600?180x1?200x13(J/mol)。

定则计算，求（1）H1,H2（2）H1,H2（3）H1,H2（4）?H（5）HE。 2. 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（1）V1,V2；（2）?V；（3）V?109.4?16.8x1?2.64x12（cm3 mol-1）

????VE。

2. 25℃，0.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：

V?40?12x1?10x12(cm3/mol)，式中x1为组分1的摩尔分数，V为溶液的摩尔体积。

求（1）V1,V2（2）V1,V2（3）V1,V2（4）?V（5）VE，Lewis—Randall规则。 （三）逸度、活度系数、超额性质

GE2. 已知环己烷（1）－苯（2）体系在40℃时的超额吉氏函数是?0.458x1x2和

RTss**?l?l（b）H1,2,H2,1；（c）?1。 P,?21?24.6,P2?24.3kPa，求（a）?1,?2,f1,f2,f；

??GE2. 已知环己烷（1）－苯（2）体系在40℃时的超额吉氏函数是?0.458x1x2和

RTsP1?24.6,P2s**（2）f,f2l,f；（3）?1； ?24.3kPa，求（1）r1,r2,r,r；,?2?1?2?l1???40x?60x2?30x3，求： 1. （8分）二元溶液中组元1的逸度f?1为f1111（1）纯组元1的逸度f1?；

（2）组元1在溶液中的Henry常数H1，2；

（3）用x1表示的?1表达式（基于Lewis-Randell规则）；

?表达式（基于Henry定律）（4）用x1表示的?1。

3. 已知40℃和7.09MPa下，二元混合物的lnf?1.96?0.235x1（f：MPa），求 （a）x1?0.2时的f?1,f?2；（b）f1,f2

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