第5章解答.pdf
优质文档相信能就一定能第 5 章 非均相体系热力学性质计算一、是否题1.在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。（错，在共沸点时相同）2.在（ 1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分， （2）是重组分，则11xy，22xy。（错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况）3.纯物质的汽液平衡常数K等于 1。 （对，因为111yx）4.在（ 1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分， （2）是重组分，若温度一定，则体系的压力，随着1x 的增大而增大。 （错，理由同6）5.下列汽液平衡关系是错误的iiSolventiviixHPy*,?。 （错，若 i组分采用不对称归一化，该式为正确）6.对于理想体系，汽液平衡常数Ki(=yi/xi)，只与 T、P有关，而与组成无关。 （对，可以从理想体系的汽液平衡关系证明）7.对于负偏差体系，液相的活度系数总是小于1。 （对）8.能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。（错）9.逸度系数也有归一化问题。（错）10.EOS法既可以计算混合物的汽液平衡，也能计算纯物质的汽液平衡。（错）二、选择题1.欲找到活度系数与组成的关系，已有下列二元体系的活度系数表达式，,为常数，请决定每一组的可接受性。 （D）A 2211;xxB 12211;1xxC 1221ln;lnxxD 212221ln;lnxx2.二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3，在一定的 T，P下，8812.0?,9381.0?21，则此时混合物的逸度系数为。 （C）A 0.9097 B 0.89827 C 0.8979 D 0.9092 三、填空题1.说出下列汽液平衡关系适用的条件(1)liviff?_无限制条件 _；(2)iliivixy?_无限制条件 _；(3)iisiixPPy_低压条件下的非理想液相_。优质文档相信能就一定能2.丙酮 (1)-甲醇 (2)二元体系在 98.66KPa时，恒沸组成 x1=y1=0.796，恒沸温度为 327.6K，已知此温度下的06.65,39.9521ssPPkPa则 van Laar 方程常数是A12=_0.587_，A21=_0.717_ (已知 van Laar 方程为221112212112xAxAxxAARTGE) 3.组 成 为 x1=0.2 ， x2=0.8 ， 温 度 为 300K 的 二 元 液 体 的 泡 点 组 成 y1的 为 ( 已 知 液 相 的3733,1866),/(75212121ssEtPPnnnnGPa) _0.334_。4.若用 EOS法来处理300K时的甲烷（1）正戊烷（2）体系的汽液平衡时，主要困难是MPaPs4.251饱和蒸气压太高，不易简化；（ EOS+法对于高压体系需矫正）。5.EOS法则计算混合物的汽液平衡时，需要输入的主要物性数据是ijCiCiCikPT,，通常如何得到相互作用参数的值？_从混合物的实验数据拟合得到。6.由Wilson 方程计算常数减压下的汽液平衡时，需要输入的数据是Antoine 常数 Ai,Bi,Ci; Rackett方程常数 ， ；能量参数),2, 1,)(Njiiiij，Wilson方程的能量参数是如何得到的？能从混合物的有关数据（如相平衡）得到。四、计算题1.在常压和 25时，测得059.01x的异丙醇 (1)-苯(2)溶液的汽相分压（异丙醇的）是1720Pa。已知25时异丙醇和苯的饱和蒸汽压分别是5866和13252Pa。(a)求液相异丙醇的活度系数（对称归一化） ；(b)求该溶液的EG。解：由1111xPPys得55866059.017205866059.010132511111yxPPys同样有：813252059.0117201013252222xPPys28ln941.05ln059.0lnln2211xxRTGE16 .495715.298314.82molJGE2.苯(1)-甲苯 (2)可以作为理想体系。(a)求90时，与 x1=0.3 的液相成平衡的汽相组成和泡点压力；(b) 90和 101.325kPa时的平衡汽、液相组成多少? (c)对于 x1=0.55和y1=0.75的平衡体系的温度和压力各是多少? (d)y1=0.3的混合物气体在101.325KPa下被冷却到 100时，混合物的冷凝率多少? 优质文档相信能就一定能解：查出Antoine方程常数物质A B C 苯(1) 6.9419 2769.42 -53.26 甲苯 (2) 7.0580 3076.65 -54.65 K)(15.36315.27390T，由 Antoine 方程得（a）kPa136,995.126.5315.36342.27699419.6ln11ssPP同样得kPa2.542sP由理想体系的汽液平衡关系得52.074.783 .0136kPa74.787 .02.543 .01361112211PxPyxPxPPsss(b) 由576. 012.54136325.1011112211xxxxPxPPss773. 0325.101576.0136111PxPys(c)由222111,xPPyxPPyss得122121122121lnlnlnxyxyPPxyxyPPssss即K64.36955.025.045.075.0ln65.5465.30760580.726.5342.27699419.6TTT所以kPa6.66,4 .16321ssPPkPa84.1192211xPxPPss（d）K)(15.37315.273100T，由 Antoine方程得kPa1.74,.18021ssPP743.0,257.011 .74180325.1012111xxxx544. 0,456.0325.101257. 018021yy设最初混合物汽相有10mol，即苯 3mol，甲苯 7mol。冷凝后汽、液相分别为(10-a)和amol，则：mol839.7257.0456.03456.010456.0)10(257.03aaa优质文档相信能就一定能冷凝率：%39.7810839.710a五、图示题描述下列二元yxT图中的变化过程DCBA：这是一个等压定 （总） 组成的降温过程。 A 处于汽相区，降温到B 点时，即为露点，开始有液滴冷凝，随着温度的继续下降，产生的液相量增加，而汽相量减少，当达到C 点，即泡点时，汽相消失，此时，液相的组成与原始汽相组成相同。继续降温到达D 点。描述下列二元yxP图中的变化过程DCBA：这是一等温等压的变组成过程。从 A到 B，是液相中轻组分1 的含量增加， B 点为泡点，即开始有汽泡出现。B 至 C 的过程中，系统中的轻组分增加，汽相相对于液相的量也在不断的增加，C 点为露点， C 点到 D 点是汽相中轻组分的含量不断增加。将下列T-x-y 图的变化过程ABCDE 和 P-x-y 图上的变化过程FGHIJ 表示在P-T图（组成 =0.4）上。P 11,yxA B C D T A B C D P=常数T=常数优质文档相信能就一定能5 4 P/MPa 3 2 1 100 120 140 160 180 T/x1=y1=0.4 0 0.4 1x1, y154P/MPa 3210 0.4 1x1, y1180160140T/120100FGHIJT=140P=3MPaABCDEE D C B A F G H I J
