甲基肼-水二元体系汽液平衡数据的测定及回归

天津大学《物理化学》第四版习题及解答

天津大学《物理化学》第四版习题及解答目录第一章气体的pVT性质 (2)第二章热力学第一定律 (6)第三章热力学第二定律 (24)第四章多组分系统热力学 (51)第五章化学平衡 (66)第六章相平衡 (76)第七章电化学 (85)第八章量子力学基础 (107)第九章统计热力学初步 (111)第十一章化学动力学 (118)第一章气体的pVT性质1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。

解：根据理想气体方程1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。

若将其中的一个球加热到100 °C，另一个球则维持0 °C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。

标准状态：因此，1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。

（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。

（2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后即在上述条件下混合，系统的压力认为。

（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？（3）根据分体积的定义对于分压1.11 室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。

重复三次。

求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。

解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。

设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。

重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为，因此。

1.13 今有0 °C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。

乙二醇_1_2_丁二醇二元体系汽液平衡数据的测定及关联

热和保温控制。为了保证实验数据的可靠性，用该装置测定了常压下乙醇水体系的汽液平衡数据，求出相对偏差大小。即将实验所得实验数据与有关文［711 ］ y 图，做 x汽相摩尔分数 y 最大偏差为献数据 0． 034 ，吻合较好。同时为了保证该装置在高温下的适用性，用该装置测量纯乙二醇的沸点如表 1 所示，也与文献值吻合度较高，说明装置测量可信。
朱连天等
1， 2乙二醇丁二醇二元体系汽液平衡数据的测定及关联
· 35·
PDO）和 1 ， 22BDO ）将影响产物乙二醇丁二醇（ 1 ，［2 ］ 2的品质，其中 1，丁二醇与乙二醇沸点最为接分离难度最大。汽液平衡数据是后续乙二醇提近，纯工艺设计和精馏塔设计必备的热力学基础数据。从目前看，对于此 2 种物质，只有纯物质在低压条件［3 ］ 1， 2下饱和蒸汽压的测定，并没有乙二醇丁二醇二元体系的汽液平衡数据的相关报道。汽液平衡数据的测定主要有静态法和动态法，［4 ］ 1， 2 动态法又分为循环法和流动法。由于乙二醇丁二醇体系沸点比较高，静态法测量的相对误差比较大，在各种方法比较了之后，选择了动态循环法。本文用改进的 Ellis 平衡釜测定了常压下乙二 1， 2 丁二醇二元体系的汽液平衡数据，醇并利用 Aspen Plus 实验数据进行了关联，得到了相应的 Wilson 和 NRTL 模型参数，并比较了 2 种模型计算值与实验值的符合程度。 1 1． 1 实验实验试剂
1212 收稿日期： 2011Email： ltzhu2009@ 作者简介：朱连天（ 1987 —），女，硕士研究生，主要从事草酸酯加氢制备乙二醇产物分离方面的研究，电话： 15216713568 ， hotmail． com；肖文德， mail： wdxiao@ sjtu． edu． cn。通信联系人，电话：（ 021 ） 34203788 ，E-

二氯甲烷-甲醇-丙酮-水体系汽液平衡测定和关联

邵少花，顾正桂，
（．南京师范大学江苏省萃取分离工程技术研究中心，江苏南京２０９；１１０７２．江苏沿江化工资源开发研究院，江苏南京２０９）１０７
摘要：二氯甲烷一甲醇一丙酮－四元体系常见于化工、水医药等行业生产的废液中，该体系分离回收的前提是进行汽液平衡数据的测定。现利用单级循环汽液平衡釜测定了二氯甲烷、甲醇、丙酮、混合液中的６组二元体系在常压下水
ｍｅｈｎｌａｅｏｅｎｗａｅｗｅｅｅｅｍｉｅｗｉｓｎｌｓａｅａｏ－ｉｕｄｑｉｉｒｕｍｓｉｌｔｔｓｈｒｃｔａｏ，ｃｔｎａｄｔｒｒｄｔｒｎｄｔｈｉｇｅｔｇｖｐｒｌｑｉｅｕｌｉｂｔｌａａｍｏｐｅｉｐｅｓｒｒｓｕｅ．Ｔｅｕｔｓｏｈｔｔｅｔｅｏｙａｃｃｎｓｓｅｃｆｔｅｅｐｒｍｅｔｌｄｔｓｓｔｓｅｙｍｅｎｓｏｈｅｒｓｌｈｗｓｔａｈｈｒｄｎｍｉｏｉｔｎｙｏｈｘｅｍｉｎａａａｉａｉｆｄｂａｆｉ
ｃｍｍｎｙｅｉｅｅｌｕｄｗｓ．ｔｓｅｓｎｉｆｈａｏ—ｑｉｅｕｌｒｍ（Ｌ）ｄｔｒｔｉｓｓｍｔｏｏｌｘｓｄｉｔｑｉａｔＩｉｓｅｔｌｅｖｐｒｉｕｄｑｉｂｉＶＥａｆｓｙｔｔｎｈｉｅａｏｔｌｉｕａｏｈｅｏ
ＳＨＡＯａｏｈｕａＧＵｅ－ｕＳｈ－．Ｚｈｎｇｇｉ’
（．ｘｒｃｏｎｉｅｒｇＴｃｎｌｇａＲｓａｃｅｔｒｆｉｇｒｖｃ，ａｊｇＮｒｌｎｅｓｙ１ＥｔｔｎＥｇｅｎｅｈｏｉｌｅｅｒｈＣｎｅａｓＰｏｉｅＮｎｉｏｍａＵｉｒｉ，ａｉｎｉｏｃｏＪｎｕｎｎｖｔＮｎｉｇ１０７Ｊｎｓｒｖｃ，ｈｎ；．ｅｅｒｎｔｕｅｏｅｅｏｍｅｔｆｈｍｃｌｅｏｒｅａｊ０９，ｉｇｕＰｏｉｅＣｉａ２ＲｓａｃＩｓｔｔｆｖｌｎ２ａｎｈｉＤｐｎｅｉｓｕｃｓｏＣａＲ

化工原理实验思考题答案[1]

实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定⑴ 在求理论板数时，本实验为何用图解法，而不用逐板计算法？答：相对挥发度未知，而两相的平衡组成已知。

⑵ 求解q 线方程时，C p ，m ，γm 需用何温度？答：需用定性温度求解，即：2)(b F t t t +=⑶ 在实验过程中，发生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何处理？答；① 初始加热速度过快，出现过冷液体和过热液体交汇，釜内料液受热不均匀② 在开始阶段要缓慢加热,直到料液沸腾，再缓慢加大加热电压。

③ 出现瀑沸后，先关闭加热电压，让料液回到釜内，续满所需料液，在重新开始加热。

⑷ 取样分析时，应注意什么？答：取样时，塔顶、塔底同步进行。

分析时，要先分析塔顶，后分析塔底，避免塔顶乙醇大量挥发，带来偶然误差。

⑸ 写出本实验开始时的操作步骤。

答：①预热开始后，要及时开启塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大。

②记下室温值，接上电源，按下装置上总电压开关，开始加热。

③缓慢加热，开始升温电压约为40～50伏，加热至釜内料液沸腾，此后每隔5～10min 升电压5V 左右，待每块塔板上均建立液层后，转入正常操作。

当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时，开启塔身保温电压，开至150 V ，整个实验过程保持保温电压不变。

④等各块塔板上鼓泡均匀，保持加热电压不变，在全回流情况下稳定操作20min 左右，用注射器在塔顶，塔底同时取样，分别取两到三次样，分析结果。

⑹ 实验过程中，如何判断操作已经稳定，可以取样分析？答：判断操作稳定的条件是：塔顶温度恒定。

温度恒定，则塔顶组成恒定。

⑺ 分析样品时，进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列？答:折光率由高到底的顺序是：塔底，进料，塔顶。

⑻ 在操作过程中，如果塔釜分析时取不到样品，是何原因？答：可能的原因是：釜内料液高度不够，没有对取样口形成液封。

⑼ 若分析塔顶馏出液时，折光率持续下降，试分析原因？答：可能的原因是：塔顶没有产品馏出，造成全回流操作。

异丙醇—水—乙酸钾体系汽液平衡数据的测定及关联

异丙醇—水—乙酸钾体系汽液平衡数据的测定及关联
异丙醇—水—乙酸钾体系汽液平衡数据的测定及关联
武文良;张雅明
【期刊名称】《石油化工》
【年(卷),期】1997(026)009
【摘要】用改进的Ｏｔｈｍｅｒ汽液平衡釜测定了０．１０１３ＭＰａ下异丙醇－水－乙酸钾体系在恒盐摩尔分率下的汽液平衡数据，用Ｆｕｒｔｅｒ方程Ｍｉｔｓｕｈｏ方程，修正的Ｆｕｒｔｅｒ方程溶剂化模型对实测数据进行了关联，其中修正的Ｆｊｒｔｅｒ方程关联结果较好，汽相组成平均偏差为０．０１０２。

【总页数】4页(610-613)
【关键词】异丙醇;乙酸钾;汽液平衡;测定;加盐精馏
【作者】武文良;张雅明
【作者单位】南京化工大学化学工程系;南京化工大学化学工程系
【正文语种】英文
【中图分类】TQ223.123
【相关文献】
1.正丙醇—水—乙酸钾体系汽液平衡数据的测定及关联 [J], 武文良; 张雅明
2.乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系中部分组分之间汽液平衡数据的测定及关联[J], 顾正桂; 姚虎卿; 职慧珍; 林军
3.乙酸乙酯-乙醇-水-乙二醇体系的汽液平衡数据测定及关联[C], 顾正桂; 林军; 毛梅芳; 职慧珍
4.吗啉-异丙醇二元体系的汽液平衡数据测定及关联 [J], 张秋荣; 许前会。

物理化学实验讲座

物理化学实验讲座第一篇：物理化学实验讲座物理化学实验讲座一、物理化学实验的目的要求和安全防护（一）物理化学实验的目的和要求1、物理化学实验的目的物理化学实验是化学实验学科的一个重要分支，它是借助于物理学的原理、技术和仪器，借助于数学运算工具来研究物系的物理性质、化学性质和化学反应规律的一门科学。

2、化学和物理学之间具有紧密的联系。

化学过程包含或是伴有物理过程。

例如化学反应时常伴有物理变化，如体积变化、压力的变化、热效应、电效应、光效应等，同时温度、压力、浓度的变化、光的照射、电磁场等物理因素的作用也都可能引起化学变化或影响化学变化的进行。

另一方面，分子中电子的运动、原子的转动、振动，分子中原子相互间的作用力等微观物理运动形态，则直接决定了物质的性质及化学反应能力。

物理化学实验就是根据物质的物理现象和化学现象联系入手来探求化学变化基本规律的一门科学，在实验方法上也主要是采用物理学中的方法。

比如说：燃烧热测定，它用的就是物理学的量热方法，而精确测定物质的燃烧热就可以求得化学反应的反应热。

可逆电池电动势的测定原理是对消法，仪器是电位差计，都是物理学原理、物理学仪器，而测定不同温度下电池的电动势（以E～T作￠图，就可以求得可逆电池的温度系数。

）从标准电动势E就可以求反应的平衡常数￠K由温度系数就可以求得一系列热力学函数（二）、地位和作用物理化学实验是继无机化学、有机化学实验后，在学生进入专业课程学习和做毕业论文之前的一门基础实验课程。

这一特定的地位，使它起着承前启后的桥梁作用。

所谓承前就是学生在学习了先行教材中大量的感性认识的实验材料之后，需要在认识上有个飞跃，上升到理性认识的高度；所谓启后就是进一步严格的、定量的实验，研究物质的物理性质、化学性质和化学反应规律。

使学生即具备坚实的实验基础，又要具有初步的科研能力，实现学生由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变。

化学是一门实验科学，但化学发展到今天，已经不仅仅是实验科学，在很多方面已经上升到理论高度，只有上升到理论才能真正算到一门科学。

乙醇-水体系汽液平衡数据的测定与关联

厂生产，质量分数（纯度）９．＞７９７％，试剂为分析纯并经色谱检查无杂峰。
１２乙醇一水体系汽液平衡相图的绘制－
实验采用鼓泡平衡釜，沸点用热电偶测温仪，其精度为０１℃。加入所要测定的溶液，打开冷凝水，接通电源，用调．压变压器调节电压，将液体缓缓加热，当液体沸腾后，在持续段时间，到温度稳定为止。录读数。断电源停止加热，直记切分别收集气相冷凝样品与液相样品，迅速转移到阿贝折射仪上进行测定，将得到的气相和液相样品的折光率数据，从折光率对组成的工作曲线图中查得相应的组成，由工作曲线查得的将溶液组成及沸点温度的数据，绘制出乙醇一水系统的汽液平衡相图。实验所测数据分别如表１所示，绘制乙醇一水体系的汽液平衡相图如图１所示。
．
ｏｖｐｒｏｏｉｏｓａ一１６ｍｏ）Ｆｒｅｍｏｅｔｅｎｕｎｅｏｌｅｔｔｅｔｃｏｆｔａｏ・ｔｒＬｓｍｓｓｉｕｓｄｆａｏｍｐｓｉｓ０４（１ｕｔｒｒ，ｆｅｃｆｏｎｈｘｒｔｎｏｅｎｌｅＥｓｔｓｓｅｃｔｎｗｈｈｉｌｓｖｗｉａｉｈｗａＶｙｅｗａｄｃ
ＡｂｔａｔｈＬｄｔｆｔａｏ — ｔｒｙｔｍｅｅｍｅｓｒｄｂｓｎｕｂｅｅｕｌｒｍ，ｔｌＴｈａａｗｅｅｃｒｅａｅｙＷｉｏｑａｉｎＴｈｅｒｓｌｓｓｒｃ：ＴｅＶＥａａｏｈｎｌｗａｅｓｅｗｒａｕｅｙｕｉｇａｂｂｌ —ｑｉｂｉｅｓｉｕｓｉｅｄｔｒｏｒｌｔｄｂｌｎｅｕｔｌｓｏｅｕｔ

甲基肼和偏二甲肼水含量标准物质的研制及不确定度评定

第42卷第12期赵坦等：甲基肼和偏二甲肼水含量标准物质的研制及不确定度评定1469 DOI：10.13822/j.c n k i.h x s j.20200077350•«X K K X X灸、标准物质与标准品丨化学试剂，2020，42 (12 )，1469 〜1474甲基肼和偏二甲肼水含量标准物质的研制及不确定度评定赵坦钟秋'，徐林楠\侯倩倩2,李俊、方涛1(1.北京航天试验技术研究所，北京1〇〇〇74;2.中国兵器工业集团第五三研究所，山东济南250031)摘要：建立了甲基肼（M M H)和偏二甲肼（U D M H)水含量标准物质制备方法及不确定度评定模型。

采用预先测定的低水含量M M H和UDM H为原料，并通过向其中加入纯水的方式，制备出符合拟研制标准物质技术指标要求的标物样品。

改进了现有气相色谱法，采用液体水分标准物质校正法作为定值方法，解决了配制标准物质的溯源性问题。

均匀性和稳定性考察结果表明，所制备的标准物质均匀性良好，有效期12个月。

联合8家实验室开展标物赋值，结合定值、均匀性和稳定性考察结果进行不确定度评估，扩展不确定度均不超过0.04%。

该标准物质可用于M M H和UDM H水含量的准确快速定值及专用测试设备的性能检验。

关键词：甲基肼；偏二甲肼；水含量；标准物质；不确定度中图分类号：0657.7 文献标识码：A文章编号：0258-3283 (2020) 12-1469-06Preparation of Reference Material of Water Content in Methylhydrazine and Unsymmetrical Dimethylhydrazine and Evaluation for Uncertainty ZHAO T a n'1.ZHONG Q iu1,X U Lin-nan yH0U Qian-qian2 ,L1 Jun ,FANG T a o\ 1.Beijing Institute of Aerospace Testing Technology，Beijing 100074，China;2.Institute 53 of China Ordnance Industry Group，Jinan 250031，China), Huaxue Shiji,2020,42( 12) ,1469- 1474Abstract：The preparation method and uncertainty evaluation model of reference material of water content in methylhydrazine (M M H)and unsymmetrical dimethylhydrazine (U D M H)were established. Using the pre-determined low water content of M M H and U D M H as raw materials,and by adding pure water to,prepare a standard sample that meets the technical requirements of the proposed standard substance.The existing gas chromatography method was improved, and the liquid moisture standard substance correction method was used as the setting method to solve the traceability problem of the prepared standard substance.The inspection results of uniformity and stability showed that the prepared standard material had good uniformity and was valid for 12 months.Eight certification labs were performed the water content in M M H and U D M H.T h e uncertainty was evaluated by the results of value assignment,homogeneity and stability.The result showed the expanded uncertainty value didn't exceed 0.04%.The reference material can be used for accurate and rapid determination of the water content of M M H and U D M H and the performance test of special test equipment.Key words ：M M H；U D M H；water content ；reference material ；uncertainty甲基肼（M M H)和偏二甲肼（U D M H)为可贮存液体火箭推进剂，是常用的肼类燃料，被广泛应用于多种火箭和武器系统中[1]。

16个实验

实验一静态法测定纯液体饱和蒸气压一、实验目的1. 明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸汽压和温度的关系—Clausius-Clapeyron （克劳修斯-克拉贝龙）方程式；2. 用等压计测定不同温度下乙醇饱和蒸气压，初步掌握真空实验技术；3. 学会用图解法来求解被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热与正常沸点。

二、基本原理在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为该温度下的饱和蒸汽压。

这里的平衡状态是指动态平衡。

在某一温度下，被测液体处于密闭、真空容器，液体分子从液面逃逸成为蒸气，同时蒸气分子因与液面碰撞而凝结成液相。

当两者的速度相等时，就达到了动态平衡，此时气相中蒸气的密度不再改变，因此就具有一定的饱和蒸气压。

由相律f =C (1)-Φ(2)+2=1可知，纯液体的饱和蒸气压随温度改变而改变。

当纯液体的蒸汽压与外界压力相等时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点；当外压为101.325kPa 时，液体的沸点称正常沸点。

纯液体饱和蒸气压与液体的本性（分子大小，结构、形状）、温度及外压等因素有关。

纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系可以用Clausius-Clapeyron 方程式来表示：)11()/ln(d 2--∆=* RT H dT p p m vap θ式中，p *为温度为T 时纯液体的饱和蒸气压；T 为热力学温度；∆vap H m 液体摩尔气化热；R气体常数。

当温度的变化范围不大时，∆vap H m 可视为常数，于是将（Ⅱ-1-1）式积分，有)21()/(--+∆-=* I RT H p p Ln mvap θ式中，I 为积分常数。

在一定温度范围内，测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，以ln p *对1/T 作图，可得到一条直线。

由该直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热。

测定饱和蒸气压常用的方法有动态法、静态法、饱和气流法。

本实验采用静态法，即将被测物质放在一个密闭体系中，在不同的温度下直接测量其饱和蒸气压，此方法适用于蒸气压比较大的液体。

物理化学简明教程习题答案

第一章气体的pVT性质1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。

解：根据理想气体方程1.2 0℃，101.325kPa的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度。

解：将甲烷(Mw =16.042g/mol)看成理想气体： PV=nRT , PV =mRT/ Mw甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PMw/RT=10116.042/8.314515(kg/m3)=0.716 kg/m31.3 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g充以4℃水之后，总质量为125.0000g。

若改充以25℃，13.33 kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为 25.0163g。

试估算该气体的摩尔质量。

水的密度1g·cm3计算。

解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ MwMw= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6)M w =30.31(g/mol)1.4 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。

若将其中的一个球加热到 100℃，另一个球则维持 0℃，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。

标准状态：因此，1.5 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。

试作p p-ρ图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。

1.6 今有20℃的乙烷－丁烷混合气体，充入一抽成真空的200 cm3容器中，直至压力达101.325 kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。

试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。

解：将乙烷(M w=30g/mol,y1),丁烷(M w=58g/mol,y2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147⨯10-3mol(y1⨯30+(1-y1) ⨯58)⨯8.3147⨯10-3=0.3897y1=0.401 P1=40.63kPay2=0.599 P2=60.69kPa1.7 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。