什么是相和相平衡？
答：在系统中，具有相同的物理性质和化学性质的均一溶液叫相。在一定的温度和压力下，如果系统中存在量个以上的相，物料中各相中的浓度不随时间变化称相平衡，平衡状态下气相中的溶质分压称为平衡分压或饱和分压，液相中溶质浓度称为平衡浓度或饱和浓度。
《化工热力学》综合复习资料 一、乙腈(1)和乙醛(2)在87.0kPa ，80℃时混合形成等分子蒸汽混合物，已知B 11= - 2.619m 3/kmol ， B 22=- 0.633m 3/kmol ，δ12= - 4.060m 3/kmol ，请计算混合物中组分1和2的逸度1?f 和2 ?f 。 二、在某T , p 下，测得某二元体系的活度系数值可用下列方程表示：122ln (20.5) x x γ=+，211ln (20.5) x x γ=+，i γ为基于Lewis －Randall 规则标准状态下的活度系数。试问，这两个方程式是否符合热力学一致性？ 三、在一定温度和压力下，某二元液体混合物的活度系数如用下式表达： )(ln 221bx a x +=γ )(ln 112bx a x +=γ 式中a 和b 仅为温度和压力的函数，γi 为基于Lewis-Randall 规则标准态下的活度系数。请问，这两个表达式是否满足Gibbs-Duhem 方程？ 四、苯(1)-环己烷(2)恒沸混合物的组成x 1=0.525，其在常压下(101.325 kPa)的沸点为77.4℃，如果气相可视为理想气体，液相服从Van Laar 方程。并已知纯组分在77.4℃下的饱和蒸气压分别为： s p 1=93.2 kPa ， s p 2=91.6 kPa 。试求(1) Van Laar 方程的方程参数。(2) 在77.4℃下与x 1=0.7成平衡的气相 组成y 1。 五、甲醇(1)和甲乙酮(2)在337.3K 和1.013×105Pa 下形成恒沸物，其恒沸组成x 1为0.842，并已知在337.3K 时甲醇和甲乙酮的饱和蒸气压分别为Pa p s 4110826.9?=，Pa p s 4 210078.6?=。如气相可视为理想气体，液相服从Van Laar 方程。试计算(1) Van Laar 方程的方程参数。(2)由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值。 六、在98.66kPa ，327.6K 时丙酮(1)-甲醇(2)形成796.01=x 的恒沸物。并已知327.6K 时纯组分的饱和蒸汽压为：39.951=s p kPa ，06.652=s p kPa 。试用Van Laar 方程求该溶液在x 1=0.5时的活度系数γ1和γ2。 七、已知某二元恒沸混合物的组成x 1=0.75，其在常压下(101.325 kPa)的沸点为95℃，如果气相可 视为理想气体，液相服从Van Laar 方程。并已知纯组分在95℃下的饱和蒸汽压分别为：s p 1=88 kPa ， s p 2=60 kPa 。试求(1) Van Laar 方程的方程参数。(2)由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值。
化工热力学名词解释 1、(5分)偏离函数：* M M M R -= 指气体真实状态下的热力学性质M 与同一T ，P 下当气体 处于理想状态下热力学性质M* 之间的差额。 2、(5分)偏心因子： 000 .1)lg(7.0--==r T s r P ω 表示分子与简单的球形流体（氩，氪、氙） 分子在形状和极性方面的偏心度。 3、(5分)广度性质 4、(5分)R-K 方程(Redlich -Kwong 方程) 5、(5分)偏摩尔性质：偏摩尔性质 i j n P T i i n nM M ≠??=,,]) ([ 在T 、P 和其它组分量n j 均不变情况下，向无限多的溶液中加入1mol 的组分i 所引起的一系列热力学性质的变化。 6、(5分)超额性质：超额性质的定义是 M E = M -M id ，表示相同温度、压力和组成下，真实 溶液与理想溶液性质的偏差。ΔM E 与M E 意义相同。其中G E 是一种重要的超额性质，它与活度系数 7、(5分)理想溶液：理想溶液有二种模型（标准态）：^ f i id = X i f i （LR ） 和 ^ f i id = X i k i （HL ） 有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体 积变化为零，熵变大于零，自由焓变化小于零。 8、(5分)活度： 化工热力学简答题 1、(8分)简述偏离函数的定义和作用。 偏离函数定义， * M M M R -= 指气体真实状态下的热力学性质M 与同一T ，P 下当气体处于理想状态下热力学性质M* 之间的差额。如果求得同一T ，P 下M R ，则可由理想气体的M* 计算真实气体的M 或ΔM 。 2、(8分)甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。
第四章相平衡 物质在温度、压力、成分变化时，其状态可以发生改变。相图就是表示物质的状态和温度、压力、成分之间的关系的简明图解，即相图是研究一个多组分(或单组分)多相体系的平衡状态随温度、压力、组分浓度等的变化而改变的规律。利用相图，我们可以知道在热力学平衡条件下，各种成分的物质在不同温度、压力下的相组成、各种相的成分、相的相对量。因为相图表示的是物质在热力学平衡条件下的情况，所以又称之为平衡相图。由于我们涉及到的材料一般都是凝聚态的，压力的影响极小，所以通常的相图是指在恒压下(一个大气压)物质的状态与温度、成分之间的关系图。 材料的性质除了与化学组成有关外，还取决于其显微结构，即其中所包含的每一相(晶相、玻璃相及气孔)的组成、数量和分布。研究材料显微结构的形成，需要综合考虑热力学和动力学这二方面的因素。相图为我们从热力学平衡角度判断系统在一定的热力学条件下所趋向的最终状态，提供了十分有用的工具。所以对材料的研究与生产来说，相图可以帮助我们正确选择配料方案及工艺制度，合理分析生产过程中的质量问题以及帮助我们进行新材料的研制。 第一节相图的基本知识 1876年吉布斯以严谨的热力学为工具，推导了多相图体系的普遍规律——相律。经过长期实践的检验，相律被证明是自然界最普遍的规律之一。材料系统的相图当然也不会例外。但由于材料是一种固体材料，材料系统的相图与以气、液相为主的一般化工生产中所涉及的平衡体系相比，具有自己的特殊性。简要地讨论一下这个问题，对我们今后正确理解和实际应用材料相图是有帮助的。 相图又称平衡状态图。顾名思义，相图上所表示的体系所处的状态是一种热力学平衡态，即一个不再随时间而发生变化的状态。体系在一定热力学条件下从原先的非平衡态变化到该条件下的平衡态，需要通过相与相之间的物质传递，因而需要一定的时间。但这个时间可长可短，依系统的性质而定。从0℃的水中结晶出冰，显然比从高温SiO2熔体中结晶出方石英要快得多。这是由相变过程的动力学因素所决定的。然而，这种动力学因素在相图中完全不能反映，相图仅指出在一定条件下体系所处的平衡状态（即其中所包含的相数，各相的形态、组成和数量），而不管达到这个平衡状态所需要的时间，这是相图的热力学属性。无机非金属材料体系的高温物理化学过程要达到一定条件下的热力学平衡状态，所需要的时间往往比较长，由于动力学原因，热力学非平衡态，即介稳态，经常出现于无机非金属材料系统中，因此实际进行的过程不一定达到相图上所指示的平衡状态。但相图所指示的平衡状态表示了在一定条件下系统所进行的物理化学变化的本质、方向和限度，因而它对于我们从事科学研究以及解决实际问题仍然具有重要的指导意义。 下面来讨论相图中的组分、相及相律，根据吉布斯相律： c f =p 2 - + 式中：f——自由度数，即在温度、压力、组分浓度等可能影响系统平衡状态的变量中，可以在一定范围内任意改变而不会引起旧相消失或新相产生的独立变量的数 目； c——独立组分数，即构成平衡物系所有各相组成所需要的最少组分数； p——相数； 2——指温度和压力这二个影响系统平衡的外界因素。
物理化学习题三 《相平衡、化学势与化学平衡》部分 一 判断题 1、二组分完全互溶双液系理想溶液，若P A *> P B * 则Y A
第5章 干燥的习题解答 1．已知湿空气的总压强为50Pa,温度为60℃,相对湿度为40%,试求: (1)湿空气中水汽的分压; (2)湿度; (3)湿空气的密度。 解：（1）湿空气的水汽分压，V S p P ?= 由附录查得60C 时水的饱和蒸汽压19.92S p KPa = 0.419.927.97V p KPa =?= (2) 湿度 0.6220.6227.970.118/507.97V V P H kg kg p P ?= ==--绝干气 （1） 密度 55 3 273 1.0131027360 1.01310(0.772 1.244)(0.772 1.2440.118)2732735010H t v H P +?+?=+??=+??? ? 32.27m =湿空气/kg 绝干气 密度 3110.118 0.493/2.27 H H H kg m v ρ++= =湿空气 2．在总压101.33KPa 下,已知湿空气的某些参数,利用湿空气的H-I 图查出本题附表中空格内的数值,并给出序号4中各数值的求解过程示意图。 习题2附表
解： 上表中括号内的数据为已知，其余值由图H I -查得。 分题4的求解示意图如附图所示，其中A 为状态点。 3.干球温度为20℃、湿度为0.009kg 水/kg 绝干气的温空气通过预热器加热到50℃后,再送至常压干燥器中,离开干燥器时空气的相对温度为80%,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程,试求: (1)1m 3原温空气在预热过程中始的变化; (2)1m 3原温空气在干燥器中获得的水分量。 解：（1）31m 原湿空气在预热器中焓的变化 当0020,0.009/t C H kg kg ==绝干气时，由H I -图查出043/I KJ kg =绝干气。 当01050,0.009/t C H H kg kg ==＝绝干气时，由H I -图查出
物理化学习题二 《相平衡、化学势与化学平衡》部分 一 判断题 1、二组分完全互溶双液系理想溶液，若P A *> P B * 则Y A
第五章 例题 一、填空题 1. 指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点 0 ，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡 状态 1 ，(3)甲醇和水的二元汽液平衡状态 2 ，(4)戊醇和水的二元汽-液-液三相平衡状态 1 。 2. 说出下列汽液平衡关系适用的条件 (1) l i v i f f ??= ______无限制条件__________； (2)i l i i v i x y ?? ??= ______无限制条件____________； (3)i i s i i x P Py γ= _________低压条件下的非理想液相__________。 3. 丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa 时，恒沸组成x 1=y 1=0.796，恒沸温度为327.6K ，已 知此温度下的06.65,39.9521==s s P P kPa 则 van Laar 方程常数是 A 12=______0.587_____，A 21=____0.717____ (已知van Laar 方程为 2 21112212112x A x A x x A A RT G E +=) 4. 在101.3kPa 下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x 1=0.613和64.95℃，该温度下两组分 的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa ，恒沸体系中液相的活度系数 693.1,38.121==γγ。 1. 组成为x 1=0.2，x 2=0.8，温度为300K 的二元液体的泡点组成y 1的为(已知液相的 3733,1866),/(75212121==+=s s E t P P n n n n G Pa) ___0.334____________。 2. 若用EOS ＋γ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MPa P s 4.251=饱和蒸气压太高，不易简化；（ EOS+γ法对于高压体系需矫正）。 3. 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ij Ci Ci Ci k P T ,,,ω，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。 4. 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A i ,B i ,C i ; Rackett 方程常数α，β；能量参数),2,1,)((N j i ii ij =-λλ，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。
物理化学《相平衡》习题及答案 2-3 选择题 1、水煤气发生炉中共有)()()()(22g CO g CO g O H s C 、、、及)(2g H 5种物质，它们能发生下述反应：)(2)()(2g CO s C g CO ?+，)()()()(222g O H g CO g H g CO +?+，)()()()(22g CO g H s C g O H +?+，则此体系的组分数、自由度为（ C ） A.5、3 B.4、3 C.3、3 D.2、2 2、物质A 与B 可形成低共沸混合物E ，已知纯A 的沸点小于纯B 的沸点，若将任意比例的A+B 混合在一个精馏塔中精馏，则塔顶的馏出物是（ C ） A.纯A B.纯B C.低共沸混合物 D.都有可能 3、克拉贝隆-克劳修斯方程适用于（ C ） A.)()(22g I s I ? B.)()(金刚石石墨C C ? C.),,(),,(222112p T g I p T g I ? D.)()(22l I s I ? 4、将一透明容器抽成真空，放入固体碘，当温度为50℃时，可见到明显的碘升华现象，有紫色气体出现。若温度维持不变，向容器中充入氧气使之压力达到100kPa 时，将看到容器中（ C ） A.紫色变深 B.紫色变浅 C.颜色不变 D.有液态碘出现 5、在一定温度下，水在其饱和蒸汽压下汽化，下列各函数增量中那一项为零（ D ） A.U ? B.H ? C.S ? D.G ? 6、在一定外压下，多组分体系的沸点（ D ） A.有恒定值 B.随组分而变化 C.随浓度而变化 D.随组分及浓度而变化 7、压力升高时，单组份体系的沸点将（ A ） A.升高 B.降低 C.不变 D.不一定 8、进行水蒸气蒸馏的必要条件是（ A ） A.两种液体互不相容 B.两种液体蒸汽压都较大 C.外压小于101kPa D.两种液体的沸点相近 9、液体A 与液体B 不相混溶。在一定温度T ，当有B 存在时，液体A 的蒸汽压为（ B ） A.与体系中A 的摩尔分数成比例
第4章相平衡选择填空1-2 （1） 1. NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有： (A) C=2，Φ=2，f=2 (B) C=1，Φ=2，f=1 (C) C=2，Φ=3，f=2 (D) C=3，Φ=2，f=3 2．将固体 NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到 400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 体系的组分数 C 和自由度数 f 为： (A) C= 2， f= 1 (B) C= 2， f= 2 (C) C= 1， f= 0 (D) C= 3， f= 2 3. 某体系存在 C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡：H2O(g) + C(s) === H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) === H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) === 2CO(g) 则该体系的独立组分数 C 为： (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4 4. 某一水溶液中有 n种溶质，其摩尔分数分别是 x1,x2,...,xn,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为 p w,溶液面上外压为 p s，则该体系的自由度数为： ( ) (A) f=n (B) f=n+1 (C) f=n+2 (D) f=n+3 5. NaCl 水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时，该体系的自由度是： ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在 101 325 Pa 的压力下，I2在液态水和 CCl4中达到分配平衡 (无固态碘存在)，则该体系的自由度数为： (A) f*= 1 (B) f*= 2 (C) f*= 0 (D) f*= 3 7. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为： ( ) (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 8. CuSO4与水可生成CuSO4﹒H2O,CuSO4﹒3H2O,CuSO4﹒5H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为： ( ) (A)3种 (B)2种 (C)1种 (D)不可能有共存的含水盐 9. 由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由度为： ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C) f=0 (D) f=3 10. 三相点是： ( ) (A) 某一温度,超过此温度,液相就不能存在 (B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度 (C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度 (D)固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力 11. 某一物质 X在三相点时的温度是20℃,压力是2个标准大气压。下列哪一种说法是正确的： ( ) (A) 在2个标准大气压，20℃以上 X 能以液体存在 (B)在2个标准大气压，20℃以下 X 能以固体存在 (C) 在25℃,标准大气压下液体 X 是稳定的 (D) 在25℃时, 标准大气压下液体 X 和固体 X 具有相同的蒸气压
《相平衡、化学势与化学平衡》习题 一、判断题 1、二组分完全互溶双液系理想溶液，若P A *> P B * 则Y A
第六章 相平衡 1. 在室温和标准压力且无催化剂存在时，氮气和氢气可视为不起反应的。今在一容器中 充入任意量的2()N g 、2()H g 和3()NH g 三种气体，则该体系中物种数S 和组分数C 将是：答案：C （A ）S=3 ，C ＝1 （B ） S=3 ，C ＝2 （C ） S=3 ，C ＝3 （D ） S=2 ，C ＝3 2. 在抽空的容器中，加热固体4()NH Cl s ，有一部分分解成3()NH g 和()HCl g 。当体系 建立平衡时，其组分数C 和自由度数f 是：答案：A （A ） C = 1，f = 1 （B ） C = 2，f = 2 （C ） C = 3，f = 3 （D ）C = 2，f =1 3. 水煤气发生炉中有()C s 、2()H O g 、()CO g 、2()CO g 及2()H g 五种物质，其间能 发生化学反应：)g (CO 2)s (C )g (CO 2=+； )g (CO )g (H )s (C )g (O H 22+=+； 在这样的平衡体系中，组分数为：答案：C （A ） 5 （B ） 4 （C ） 3 （D ） 2 4. 碳酸钠和水可以形成232Na CO H O ?、2327Na CO H O ?、23210Na CO H O ?三种水合 物。当在标准压力下，该体系中共存的相数最多为：答案：C （A ） 3 （B ） 4 （C ） 2 （D ） 5 5. 如右图所示，体系处于容器内，容器中间的半透膜AB 只允许O 2（g ）通过，当体系建立平衡时，则体系中存在的相为：答案： D （A ）气相1，固相1 （B ） 气相1，固相2 （C ）气相1，固相3 （D ） 气相2，固相2 6. 二元恒沸混合物的组成：答案： C )g (CO )g (O H )g (H )g (CO 222+= +
第4章相平衡 一、填空题 1.碳酸钠和水可形成三种化合物：(s), (s), (s)。在100kPa下，能与碳酸钠水溶液、 冰平衡共存的含水盐有 种，这种（或这些）含水盐是。 (1, (s)) 2.碳在高温下还原氧化锌达到平衡后，体系中有ZnO(s)，C(s)，Zn(g)，CO(g)和CO2(g) 五种物质存在，已知存在如下两个独立的化学反应： ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g) 2CO(g)=CO2(g)+C(s) 则Zn(g)，CO(g)和CO2(g)的平衡压力P Zn(g)，P CO(g)和P CO2(g)之间的关系为 ,组分数 ,相数，自由度数，举出独立变量如下。 (P Zn(g)＝P CO(g)＋2P CO2(g)，C=2, P=3, f=1) 3．将固体NH4Cl(s)放入真空容器中，在某温度下达到分解平衡时 NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) 体系的组分数为 ,相数为，自由度数为。 (1,2,0) 4．盐AB(s)与H2O可以形成以下几种稳定水合物: (s)，(s)， (s)和(s)，这个盐水体系的组分数为( )，有( )个 低共熔点，最多可有( )相同时共存。 (2, 5,3) 5．有完全互溶的双液系统A－B的沸点－组成图如下： (1) 当深度为X1的溶液在封闭系统中恒压加热是，溶液的泡点（开始沸腾）的温 度为，露点（液相完全消失）的温度 为。 (2)指出：当系统分别处于Q点和Q’点所示的状态时， 系统的状态的相同之处是，不同之处 是。 (3) M点的自由度数f= 。 ((1) T M, T N; (2) 所处的T，P相同；气液两相的组成y B，x B不相同；达两相平衡时，汽液相的相对量不同；(3) f=1) 6．有理想气体反应： A(g) +2B(g) → C(g) 在等温和总压不变的条件下进行，若原料气体中A与B的物质的量之比为1：2， 达平衡时系统的组分数C＝，自由度数f＝。当温度一定 时，增大压力则k0（填增大、减小或不变），平衡将移动（填向左、向右或不）。 7．含有K2SO4和NaNO3的水溶液，其组分数C= ; 若在温度和压力一定的条件下，此系统最多能有相共存。
1 相平衡 热力学原理对平衡系相统的应用 本章任务 (1) 相平衡系统的普遍规律 (2) 各种系统的具体相平衡情况 重点：二组分系统的相平衡情况 第一节 一、 相的概念 相： 在系统中物理性质和化学性质完全均匀的部分。 相间有界面 越过相界面有些性质发生突变。 注意： 由于气体能无限混合，所以，一个系统中无论有多少种气体，只能形成一个气相。 一个系统可以有一个液相或两个液相，一般不会超过三个液相存在。 如果系统中所含的不同种固体达到了分子程度的均匀混合，就形成固溶体，一种固 溶体是一个固相。 二、物种数和组分数 系统中所含的化学物质数称为系统的物种数，用符号S 表示。注意：不同聚集态的同一种化学物质不能算两个物种，如水喝水蒸气其物种数S=1不是2。 足以表示系统中各相组成所需要的最少独立物种数称为系统的组分数，用符号C 表示。 无化学变化 组分数=物种数 有化学变化 有浓度关系限制 组分数=物种数- 独立化学平衡数- 独立浓度关系 注意：一个系统的物种数可以随人们考虑问题的不同而不同，但平衡系统中的组分数却是确定不变的。 三、自由度（degree of freedom ） 确定平衡系统的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母 f 表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。 如果已指定某个强度变量，除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度，用 表示。 例如：指定了压力 指定了压力和温度 四、多相系统平衡的一般条件 (1) 热平衡 (2) 力学平衡 (3) 相平衡 (4) 化学平衡 §5.3 相 律 某平衡系统中有 S 个相，需要多少强度变量才能确定系统的状态？ 表示每一个相的组成需要的浓度变量为 表示所有各相组成需要的浓度变量为 加上温度和压力两个变量，则变量总数为 根据化学势相等导出联系浓度变量的方程式数为 根据自由度的定义 *1f f =-**2f f =-1S -(1)S -Φ(1)2S -+Φ(1)S -Φ{}{} (1)2(1)f S S ΦΦ=-+--
习 题 一、是否题 1、偏摩尔体积的定义可表示为{}{}i i x P T i n P T i i x V n nV V ≠≠? ??? ????=???? ???=,,,,?。(错。因对于一 个均相敞开系统，n 是一个变数，即(){}0 ,,≠??≠i n P T i n n ) 2、 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。（错。V ，H ， U ，C P ，C V 的混合过程性质变化等于零，对S ，G ，A 则不等于零） 3、对于理想溶液所有的超额性质均为零。（对。因is E M M M -=） 2、 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。同于4） 5、理想气体有f=P ，而理想溶液有i i ??=?。（对。因 i i i i i i is i is i P f Px x f Px f ?? ====??） 2、 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） 3、 因为G E (或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上i γ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） 4、 纯流体的汽液平衡准则为f v =f l 。（对）
5、 混合物体系达到汽液平衡时，总是有l i v i l v l i v i f f f f f f ===,,??。（错。 两相中组分的逸度、总体逸度均不一定相等） 理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。（对。） 二、选择题 1、由混合物的逸度的表达式i ig i i f RT G G ?ln +=知， ig i G 的状态为 （A ， () 1,?ln ),(),,(0 0==+=P f f f RT P T G x P T G ig i ig i i ig i i i 因为） 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 2、 已知某二体系的 21 2121211221A x A x A A x x RT G E += 则对称归一化的活度系数1ln γ是 （A ） A 2 2211 1222112??? ? ??+x A x A x A A B 2 2211 121 1221? ??? ??+x A x A x A A C 2 1 2112x A A
第五章 习题解答 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11x y >，22x y <。 （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111==y x ） 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，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况） 5. 下列汽液平衡关系是错误的i i Solvent i v i i x H Py *,?γ?=。（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K i (=y i /x i )，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 ＋γ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，βα,为常数， 请决定每一组的可接受性 。（D ） A 2211;x x βγαγ== B 12211;1x x βγαγ+=+= C 1221ln ;ln x x βγαγ== D 2 1 2221ln ;ln x x βγαγ== 2. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=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) l i v i f f ??= ______无限制条件__________； (2)i l i i v i x y ?? ??= ______无限制条件____________； (3)i i s i i x P Py γ= _________低压条件下的非理想液相__________。
《化工热力学理论及应用》课程作业题目：液液相平衡在单一脂肪酸甲酯体系中的应用研究 院（系）：化学化工学院 专业：化学工程 学号：0000000000 姓名：000000 指导教师：00000000000000
液液相平衡在单一脂肪酸甲酯体系中的应用研究 摘要：生物柴油是一种重要的可再生能源,引起人们的广泛研究,但研究大多集中于原料,新型催化剂开发,反应工艺条件的优化等方面。生物柴油相关体系的液液相平衡数据对于生产工艺中反应器及分离装置的设计非常重要,但仅见少量文献报道。目前需要积累大量准确有效的相平衡数据,获取有效的相关热力学模型参数,尽量做到以最少量的相平衡实验数据,为今后的计算模拟及装置设计提供依据。 关键词：生物柴油;单一脂肪酸甲酯;液液相平衡 1引言 目前,对于生物柴油的研究得到了越来越多的关注,逐渐从实验室制备研究转变到工厂生产工艺研究。这一转变极大的增加了对生物柴油相关体系基础数据的需求。 相平衡数据是设计合适的分离设备所必须的。故多组分相平衡数据在设计或者优化生产过程中具有基础性的重要性。此外技术的进步和精炼的过程设计需要高质量的实验数据。但因为体系的种类很多,并且过程设计需要考虑实际意义,实验数据的数量远远不够。所以预测混合性质的技术成为了工业计算机模拟中非常重要的一部分。故需要尽量提供准确大量的数据,丰富相平衡数据库,为进一步的计算和模拟提供数据基础。 目前,对生物柴油的相关研究主要集中于原料、制备工艺的开发和优化、新型催化刑的开发和应用等方面,相关体系相平衡数据在文献中出现较少,应用模型回归和关联实验数据的研究也较少。本文选取了一系列的生物柴油相关体系,进行了不同温度条件下的相平衡数据的测定,在一定程度上弥补了这方面的空缺。 2液液相平衡的研究进展 液液相平衡研究的是达到平衡时,系统的温度、压力、各相的体积、各相的组成以及其他热力学性质间的函数关系。它是分离技术及分离设备进行开发设计的理论基础。 按照参与相平衡的相的不同,相平衡可以分为气液相平衡(VLE),液液相平衡(LLE),固液相平衡(SLE),它们是化工生产中精馆、吸收、吸附、萃取、结晶等传统分离技术的基础。为了认识其中某些过程的实质,需要测定或计算在给定条件下的平衡组成或达到一定分离条件要求下的操作条件。 一个体系中各相的性质和组成在一定压力、温度下不随时间而变化,此时认为体系中各相间达到平衡。一般说来,达到相平衡的条件是指由N个组分组成,达到P个相的相平衡时, 各个相中,各组分的化学势或逸度义相等,即 在分析和解决传质分离设备的设计、操作和控制过程中,在开发新的传质分离过程时,往往都离不开平衡数据的测定。人们进行广泛的相平衡基础数据和计算方法的深入研究,也促使了相平衡理论的发展。另外,不断涌现的新过程、新产品和新技术都要求提供新系统和新条件下的相平衡数据[1]。 2.1液液相平衡数据 在化工过程开发、装置技术改造中,基础数据的测定和积累日益突显出其重要性和必要性。测定基础数据是十分艰巨、细致、要求十分严格的工作。国内外对此都进行了大量的研究工作。 由于石油工业、石化工业的发展,蒸馆技术的普遍应用,目前VLE数据的积累是最多的。LLE数据的积累量比VLE较少,发展至今,LLE数据虽有一定的积累,并且以各种简便的形式为用户服务,但从总体来讲还是很匮乏。 表2.1为西德Dortmund大学的数据库(Dortmund Data Bank)的现状。
化工热力学第3阶段 练习题
江南大学现代远程教育第三阶段练习题 考试科目:《化工热力学》第五章至第六章（总分100分） 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共5小题，每小题2分，共10分） ，而与具体的1、稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T 变化途径无关。（） A．正确 B．错误 2、要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。（） A．正确 B．错误 3、能量是由有效能和无效能两部分组成。（） A．正确 B．错误 4、有一机械能大小为1000KJ，另有一恒温热源其热量大小为1000KJ，则恒温热源的热有效能（）机械能的有效能。 A．大于 B．小于 C．等于 D．不能确定 5、乙醇-水在101.3KPa下共沸体系，其自由度为（） A．0 B．1 C．2 D．3 二、判断题（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1、系统熵增加的过程必为不可逆过程。（） 2、绝热过程必是定熵过程。（） 3、不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。（） 4、功可以全部转变成热，但热一定不能全部转化为功。（） 5、无论流体的温度高于或低于环境温度，其有效能均为正（） 三、简答题（本题共5小题，每小题6分，共30分） 1、写出稳定流动系统热力学第一定律的一般形式，并对流经换热器的系统进行适当的简化。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢3 2、写出封闭系统的热力学第一定律。 3、写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义。 4、请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。 5、汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么？ 四、计算题（本题共1小题，共10分） 某厂有输送90℃的管道，由于保温不良，到使用单位时水温已降至65℃。试求水温降低过程的热损失与损耗功。大气温度为25℃。 五、计算题（本题共1小题，共20分） 乙醇(1)-甲苯(2)体系的有关的平衡数据如下 T =318K 、P =24.4kPa 、 x 1=0.300、y 1=0.634，已知318K 的两组饱和蒸汽压为 05.10,06.2321==s s P P kPa ，并测得液相的混合热是一个仅与温度有关的常数437.0=RT H ?，令气相是理想气体，求 (a)液相各组分的活度系数；(b)液相的G ?和G E 。 六、计算题（本题共1小题，共20分） 试比较如下几种水蒸汽，水和冰的有效能大小。设环境温度为298K 。 0.15MPa ，160℃，过热蒸汽； 0.3MPa ， 160℃，过热蒸汽； 0.07MPa ，100℃，过冷蒸汽； 100℃，饱和蒸汽； 0.1MPa ，100℃，饱和水； 0.1MPa ，0℃，冰。 附：参考答案： 一、单项选择题：（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1、A. 2、A. 3、A. 4、B. 5、A. 二、判断题：（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1、× 2、× 3、× 4、× 5、√ 三、简答题：（本题共5小题，每小题6分，共30分）