三元体系汽液平衡数据的热力学一致性逐点检验
化工热力学习题集(附答案)2.
模拟题一1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ ）A. 饱和蒸汽B. 超临界流体C. 过热蒸汽2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ ）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ ）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 纯物质的第二virial 系数B （ ）A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ ）A. 第三virial 系数B. 第二virial 系数C. 无穷项D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ ）A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷B. 甲烷、乙烷C. 正己烷7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ）A. 饱和液摩尔体积B. 饱和汽摩尔体积C. 无物理意义8. 偏心因子的定义式（ ）A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==-9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ）A. 1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ D. 1y Z x Z y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ ）A. *R M M M =+B. *2R M M M =-C. *R M M M =-D. *R M M M =+11. 下面的说法中不正确的是 ( )（A ）纯物质无偏摩尔量 。
(完整word版)化工热力学试卷
化工热力学期末试卷一选择题（1×25）1．关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（）A. 可以判断新工艺、新方法的可行性。
B. 预测反应的速率。
C. 优化工艺过程。
D. 通过热力学模型，用易测、少量数据推算难测、大量有用数据。
2. 范德华方程与RK方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的实根是（）。
A.饱和液体体积B.饱和蒸汽体积C.无物理意义D.饱和液体与饱和蒸汽的混合体积3．纯物质临界点时，其对比压力P r（）。
A．= 1 B．= 0 C．> 0 D．< 04．露点的轨迹称为（）。
A. 饱和汽相线B. 饱和液相线C. 等温线D. 三相线5. 混合物质的第二virial系数B（）。
A.仅为温度的函数B.仅为压力的函数C.为温度和组成的函数D.为温度和压力的函数6. 饱和汽相线、饱和液相线与三相线所包围的区域称为（）。
A. 饱和液相区B. 汽液共存区C. 过热蒸汽区D. 超临界区7．一定组成的单位质量均相非流动体系有（ ）。
A. dU = -VdP - TdSB. dU = VdP + SdTC. dU = -VdP - SdTD. dU = -PdV + TdS8．关于理想溶液的性质，下列表达正确的是 （ ） A. 0>∆V B. 0>∆H C. 0>∆G D. 0>∆S9. 饱和汽相线、饱和液相线与三相线所包围的区域称为（ ）。
A. 饱和液相区 B. 汽液共存区 C. 过热蒸汽区 D. 超临界区10. 纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（ ） A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽11．苯（1）和环已烷（2）在303K,0.1013MPa 下形成X 1 =0.3的溶液，此条件下V 1=89.96cm 3/mol,V 2=109.4cm 3/mol,V 1=91.25cm 3/mol,V 2=109.64cm 3/mol,溶液超额体积为（ ）cm 3/mol 。
化工热力学部分答案
1.什么是混合规则？其主要用途是什么？答：用纯物质的参数和混合物的组成来表示混合物参数的数学关系式称为混合规则。
一个EOS 可以使用不同的混合规则，一个混合规则也可以用于不同的EOS 。
（1）常用的混合规则常用的混合规则是二次型混合规则：其中，Q m 表示混合物的物性参数；y i 、y j 分别表示混合物中 i 组分和 j 组分的摩尔分数；Q ij 当下标相同时表示纯组分的物性参数，当下标不相同时表示相互作用项（或交叉项）。
二次型混合规则一般应用于非极性和弱极性混合物。
（2）混合物的第二Virial 系数 当用二项Virial EOS 计算真实流体混合物的PVT 性质时混合物的第二Virial 系数B m 用下面的混合规则进行计算其中y 表示混合物中各组分的摩尔分数。
B ij 表示i 和j 之间的相互作用，i 和j 相同，表示同类分子作用，i 和j 不同表示异类分子作用。
（3）具有两个参数a 和b 的Cubic EOSvan der Waals EOS ，RK EOS ，SRK EOS ，PR EOS 用于混合物时，混合物的参数am 和bm 可用下式计算 其中，交叉系数计算公式为或式中,δij 是两组分相互作用参数2.什么是混合规则？它在处理真实流体混合物时起到什么作用？ 同上回答3.写出稳流体系的熵平衡方程，并举例说明该方程的具体应用。
并说明如何用熵产生S G 判断过程的自发性。
答：稳流体系的熵平衡方程 具体应用见课本例题 热力学第二定律可知： S G >0--不可逆过程 S G =0--可逆过程可判断过程进行的方向S G <0--不可能过程3.在T-S 图上画出流体经节流膨胀和对外做功绝热膨胀时的状态变化，并比较两种膨胀的降温程度大小。
∑∑=i j ijj i m Q y y Q ∑∑=i jij j i m B y y B RT PB 1Z m +=ij i j j i m a x x a ∑∑=i i i m b x b ∑=jjii ij ij a a )1(a δ-=j j ii ij ij a a a δ=Gjjσ,jS TQ S =-∆∑节流膨胀与做外功的绝热膨胀的比较如下。
第八章 气液相平衡ppt课件
.
8.1.1 相平衡判据
i d n i id n i 0
dni dni
(ii)dn i0
d
n
i
0
i i
同理，对于多相（相）多组分（N组分）体系的相平 衡判据为：
i i ...i ...( i 1 ,2 ...N )
.
8.1.1 相平衡判据
4、逸度判据
did G iR T dlnf i
第八章 流体相平衡
课时：4学时 要求： 1、掌握相平衡的判据，了解相平衡处理方法； 2、二元系组分活度系数与组成间的关系； 3、掌握简单相平衡计算方法 内容： 8.1 相平衡的判据和处理方法 8.2 二元系组分活度系数与组成间的关系 8.3 汽液平衡 8.4由汽液相平衡数据计算活度系数 8.5 汽液相平衡数据热力学一.致性检验
1、简单的液体混合物模型已能满
活
足要求。
度 系 数
2、温度的影响主要反映在标准态 逸度上，而不是活度系数上。
法 3、对于许多类型的混合物，包括 聚
合物、电解质的体系都能应用。
缺点
1、没有一个状态方程能完全适用于 所 有的流体密度区间。
2、受混合规则影响很大。 3、对于含极性物质，大分子化合物
和电解质的体系难于应用。
.
ijk
8.2.2 伍尔（Wohl）型方程
说明：
（1）Zi：混合物中组分i的有效体积分数
Z i
qi xi qi xi
Zi 1
x i 混合物中组分i的摩尔分数 q i 混合物中组分i的有效分子体积
（2） a ij , a ijk 不同组分分子间的相互作用力
aij aji aii 0 aijj 0 aiii 0
二、相平衡的处理方法
化工热力学考试题目三
化工热力学考试题目3一、选择题1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ ）A 可以判断新工艺、新方法的可行性；B 。
优化工艺过程；C 。
预测反应的速率；D 。
通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据,用少量实验数据推算大量有用数据； E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。
2、纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（ )。
A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D 。
过热蒸汽3、超临界流体是下列（ ）条件下存在的物质. A.高于T c 和高于P c B 。
临界温度和临界压力下 C.低于T c 和高于P c D 。
高于T c 和低于P c4、对单原子气体和甲烷,其偏心因子ω，近似等于（ ）. A 。
0 B 。
1 C 。
2 D. 35、关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是( ） A 、研究体系为实际状态。
B 、解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。
C 、处理方法为以理想态为标准态加上校正。
D 、获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型.E 、应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。
6、关于化工热力学研究内容,下列说法中不正确的是（ )A 。
判断新工艺的可行性。
B.化工过程能量分析. C 。
反应速率预测。
D 。
相平衡研究7、（1.5分)0。
1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为（ ）A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.263m 8、下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是（ )AK kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833 B 1。
987cal/kmol K C 82。
05 K atm cm /3⋅ D 8。
314K kmol J ⋅/9、纯物质 PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（ ）。
A 。
-1 B. 0 C.1 D 。
不能确定 10、对理想气体有（ ）。
0)/.(<∂∂T P H A 0)/.(>∂∂T P H B 0)/.(=∂∂T P H C 0)/.(=∂∂P T H D11、对单位质量,定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（ ）。
矿大(北京)化工热力学05第五章11
s i
5.2.3 方法的比较
方法 状态方程法
不需要标准态 只需要选择EOS，不需要相平 衡数据 易采用对比态原理 可用于临界区和近临界区 EOS同时用于汽液两相，难度 大 缺点 需要混合规则 极性物质、大分子化合物和电 解质体系难于应用 适用范围 中、高压汽液平衡 偏摩尔体积求解困难 要确定标准态 对含有超临界组分的体系不适用， 临界区使用困难。 中、低压汽液平衡
5.2 互溶系统的汽液平衡关系式
VLE常用分逸度来作为判据，即
汽液两相平衡方程 为 ：
V L ˆ ˆ f i f i ( i 1, 2 , , C )
从基本的判据可以得到VLE计算的理论基础式，一种是基 于逸度定义的基础式，另一种是基于活度定义的基础式。
①基于逸度定义的基础式
逸度系数的定义为：
y i xi
v i l i
^
^
活度系数法
y i ˆ iV p i x i f i
活度系数方程和相应的系数较全 温度的影响主要反应在对 f i l上， 对 i 的影响不大 适用于多种类型的化合物，包括 聚合物、电解质体系
优点
5.3 中、低压下汽液平衡
5.3.1 中、低压下二元汽液平衡相图
^
^ V i
ˆ l γl x f θ f i i i i
f i l il xi pຫໍສະໝຸດ l i yi p xi p
v i
^
^
iv yi il xi
• 通常用于高压汽液平衡的计算。
^
^
5.2.2 活度系数法
用逸度系数来表示汽相逸度
第6章_ 相平衡
相平衡热力学性质计算包括两个部分： 1、确定平衡状态； 2、计算互成平衡状态下各个相的性质
6.1 相平衡基础
相平衡准则 非均相封闭系统是由若干个均相敞开系统组成， 当系统未达到平衡状态时，各敞开系统之间进行着 物质和能量的传递；当系统达到相平衡状态时，各 敞开系统间的物质和能量的传递达到了动态平衡， 此时，任何一个相都可以认为是均相封闭系统。
在对混合物相平衡进行计算时，需将混合物的相平 衡准则与反映混合物特征的模型(状态方程+混合规则或 活度系数模型)结合起来。 Gibbs-Duhem方程反映了混合物中各组分的偏摩尔性质 的约束关系，它不仅在检验偏摩尔性质模型时非常有用， ˆ i ，ln i 等，与混合物的相 而且因某些偏摩尔性质，例如 ln 平衡紧密联系，在相平衡数据的检验和推算中也有非常重 要的应用。
6.3 中、低压下的气液平衡
6.3.1 中低压下二元气液平衡相图
混合物的汽液相图中，由于增加了组 成变量，故需要复杂一些。考察系统相 变的过程时，采用相图可直观地表示系 统的温度，压力以及个相组成的关系。 常用的有p-t图，p-x-y图，t-x-y图， y-x图。
P
如图所示，AC1，BC2是纯组分1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
C2 C L
与2的蒸汽压的曲线C1，C2分别
为纯组分1，2的临界点，环行 曲线MLCWN表示一定组成的二元 混合物的p-t关系。MLC线是泡 点线，NWC是露点线。如果混合
T B M N A
C
C1
Z
W
物的组成改变，环行曲线的位
置，形状将会改变。
T
图6-2a 纯物质的p-t图
b 二元系统的p-t图
可见，单组分与二元系统的p-t图是不同的，差异如下表所示
醋酸-醋酸乙烯脂-水液液平衡数据的测定
三元液液平衡数据测定一、实验目的：1. 了解三元系统液--液平衡数据测定方法，测定醋酸–水–醋酸乙烯酯在 25℃下的液液平衡数据。
2.掌握中和滴定法实验技能，学会计算醋酸分别在水相和油相的质量分数。
二、实验原理：三元液液平衡数据的测定，有直接和间接两种方法。
直接法是配制一定组成的三元混合物，在恒温下充分搅拌接触，达到两相平衡。
静置分层后，分别测定两相的溶液组成，并据此标绘平衡结线。
此法可以直接获得相平衡数据，但对分析方法要求比较高。
间接法是先用浊点测出三元体系的溶解度曲线，并确定溶解度曲线上各点的组成与某一可检测量的关系，然后再测定相同温度下平衡结线数据，这时只需根据溶解度曲线决定两相的组成。
本实验采用间接法测定醋酸、水、醋酸乙烯酯这个特定的三元系的液--液平衡数据。
三、实验装置基本情况：1.实验用三元系包括醋酸、醋酸乙烯酯及去离子水，其物理常数如表1、表2。
表1 实验物系的物理常数品名沸点（℃）密度（kg/m3）醋酸118 1049醋酸乙烯酯72.5 931.2水100 997.0表2 HAc-H2O-V AC三元系液液平衡溶解度数据表（298K）序号Hac H2O VAC1 0.05 0.017 0.9332 0.10 0.034 0.8663 0.15 0.055 0.7954 0.20 0.081 0.7195 0.25 0.121 0.6296 0.30 0.185 0.5157 0.35 0.504 0.1468 0.30 0.605 0.0959 0.25 0.680 0.07010 0.20 0.747 0.05311 0.15 0.806 0.04412 0.10 0.863 0.037图1 HAC-H2O-V AC（298K）三元相图2.实验装置流程示意图见图2、实验装置面板图见图3图2 三元液液实验装置示意图1-温度传感器； 2-风扇； 3-磁力搅拌器； 4-搅拌电机；5-测试瓶； 6- 恒温箱 7-电加热器图3 实验装置面板图四、实验操作方法：本实验所需的醋酸、水、醋酸乙烯酯三元体系如表2，实验内容主要是测定平衡结线，首先，根据相图配制一个组成位于部分互溶区的三元溶液约30g，配制时量取各组分的质量，用密度估计其体积，然后，取一干硅橡胶塞住，用分析天平称取其质量，加入醋酸、水、醋酸乙烯酯后分别称重,数据记录如表3、表4，计算出三元溶液的浓度。