溶液的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算

1、化工熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)三課程名稱：化工熱力學(xué) 課程編號(hào)：01033080 適用專業(yè)：化工工藝、應(yīng)用化學(xué) 課程章次：4、溶液的熱力學(xué)性質(zhì) 共7頁專業(yè)班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)：評(píng)分：均相混合物的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算方法有二：一是將混合物作為均相封閉系統(tǒng)(即定組成混合物)；二是將混合物看作是均相敞開系統(tǒng)(即變組成混合物)。這兩種方法本質(zhì)上是一樣的，所得結(jié)果是也應(yīng)是等同的，但在實(shí)際使用中有所不同，前者依據(jù)的模型是狀態(tài)方程(EOS)，用于氣、液相時(shí)表達(dá)了混合物性質(zhì)隨著溫度、壓力和組成的變化；后者采用的模型為液相溶液模型，表達(dá)液相在等溫、等壓下混合物性質(zhì)與組成的變化關(guān)系。非均相系統(tǒng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的均相系統(tǒng)組成，在達(dá)

2、到相平衡狀態(tài)之前，每個(gè)相都是均相敞開系統(tǒng)，通過相之間的物質(zhì)和能量傳遞，使系統(tǒng)達(dá)到平衡。均相敞開系統(tǒng)的熱力學(xué)關(guān)系，不僅描述了系統(tǒng)性質(zhì)隨狀態(tài)、組成變化，而且也是研究相平衡熱力學(xué)的基礎(chǔ)。1 本章學(xué)習(xí)要求本章要求學(xué)生掌握均相敞開系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程、偏摩爾量和化學(xué)位基本概念、偏摩爾量與總量或摩爾量的關(guān)系、Gibbs-Duhem方程及其應(yīng)用、溶液混合性質(zhì)的變化和計(jì)算方法、理想溶液、過量函數(shù)與活度的概念及活度系數(shù)模型等。2 重點(diǎn)與難點(diǎn)(1) 敞開系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程(2) 化學(xué)位與偏摩爾量裝訂線(3) Gibbs-Duhem方程(4) 混合物中組分的逸度和逸度系數(shù)(5) 理想溶液(6) 溶液的過量性質(zhì)、活

3、度與活度系數(shù)一、是否題（正確劃號(hào)，錯(cuò)誤劃×號(hào)，并寫清正確與錯(cuò)誤的原因）1、偏摩爾體積的定義可表示為。答：2、對(duì)于理想溶液，所有的混合過程性質(zhì)變化均為零。答：3、對(duì)于理想溶液所有的超額性質(zhì)均為零。答：4、系統(tǒng)混合過程的性質(zhì)變化與該系統(tǒng)相應(yīng)的超額性質(zhì)是相同的。答：5、理想氣體有f =p，而理想溶液有。答：6、溫度和壓力相同的兩種理想氣體混合后，則溫度和壓力不變，總體積為原來兩氣體體積之和，總內(nèi)能為原兩氣體熱力學(xué)能之和，總熵為原來兩氣體熵之和。答：7、因?yàn)镚E（或活度系數(shù)）模型是溫度和組成的函數(shù)，故理論上與壓力無關(guān)。答：8、純流體的汽液平衡準(zhǔn)則為。答：9、混合物系統(tǒng)達(dá)到汽液平衡時(shí)，總是有，

4、。答：10、理想溶液一定符合Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則。4-10、理想溶液一定符合Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則。答：11、符合Lewis-Randall規(guī)則的溶液稱為理想稀溶液。答：12、符合Henry規(guī)則的溶液稱為理想溶液。答：二、填空題1、已知某二元系統(tǒng)的則對(duì)稱歸一化的活度系數(shù)是_。2、由混合物的逸度的表達(dá)式知，的狀態(tài)為系統(tǒng)溫度、p=_的純組分i的理想氣體狀態(tài)。3、常溫、常壓下二元液相系統(tǒng)的溶劑組分的活度系數(shù)為（，是常數(shù)），則溶質(zhì)組分的活度系數(shù)表達(dá)式是_。4*、偏摩爾性質(zhì)的定義式為_，其含義為_。5、若溶液性質(zhì)(M)為lnf，則其偏摩爾性質(zhì)()為_，二

5、者間的關(guān)系式為_。6、若溶液性質(zhì)(M)為ln，則其偏摩爾性質(zhì)()為_，二者間的關(guān)系式為_。7、若溶液性質(zhì)(M)為GE/RT，則其偏摩爾性質(zhì)()為_，二者間的關(guān)系式為_。8、超額性質(zhì)的定義是_。9、當(dāng)M=V，U，H，Cv，Cp時(shí)，Mig=_。10、當(dāng)M=S時(shí)，Mig=_。11、當(dāng)M=A，G時(shí)，Mig=_。12、在溫度、壓力一定時(shí)，二元混合物的偏摩爾性質(zhì)可以用摩爾性質(zhì)來表達(dá)，分別是=_；=_。三、計(jì)算題1、298.15K，若干NaCl（B）溶解于1kg水（A）中形成的溶液的總體積的關(guān)系為Vt=1001.38+16.625nB+1.773nB3/2+0.119nB2(cm3)。求nB=0.5mol時(shí)

6、，水和NaCl的偏摩爾體積。解：2、常壓下的三元?dú)怏w混合物的，求等摩爾混合物的。解：3、三元混合物的各組分的摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.25，0.3和0.45，在6.585MPa和348K下的各組分的逸度系數(shù)分別是0.72，0.65和0.91，求混合物的逸度。解：4、采用合適的方法和合理的假設(shè)計(jì)算下列甲醇(1)水(2)系統(tǒng)的組分逸度（a）p=10325Pa，T=81.48，y1=0.582的汽相；（b）p=10325Pa，T=81.48，x1=0.2的液相。已知Antoine方程lnps=AB/(C+T)，甲醇的常數(shù)為A=9.4138，B=3477.90，C=40.53；水的常數(shù)為A=9.3876，B=

7、3826.36，C=45.47。液相符合Wilson方程，其模型參數(shù)是12=0.43738，21=1.11598。解：5、采用合適的方法和合理的假設(shè)計(jì)算p=16.39kPa，T=308.15K時(shí)下列甲醇(1)水(2)系統(tǒng)的組分逸度（a）y1=0.7559的氣體混合物；（b）x1=0.3603的液體混合物。已知Antoine方程lnps=AB/(C+T)，甲醇的常數(shù)為A=9.4138，B=3477.90，C=40.53；水的常數(shù)為A=9.3876，B=3826.36，C=45.47。液相符合Wilson方程，其模型參數(shù)是12=0.43738，21=1.11598。解：6、已知環(huán)己烷(1)-苯(2)系統(tǒng)在40時(shí)的超額吉氏函數(shù)是GE/RT=0.458x1x2和p1s=24.6，p2s=24.3kPa，求1，2，。解：7、在T、P為常數(shù)時(shí)，曾有人推薦用下面一對(duì)方程來表示二元系偏摩爾體積數(shù)據(jù)：式中：a、b只是溫度和壓力的函數(shù)，試問從熱力學(xué)角度考慮，上述方程是否合理？解： 8、在293.2K，0.1013MPa時(shí)，乙醇(1)-水(2)所形成的溶液，其體積可以用下式表示：將乙醇和水的偏摩爾體積 表示為濃度 x2的函數(shù)，純乙醇，純