化工热力学第5章 作业答案.docx

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1、化工热力学第5章 作业答案第5章 相平衡和化学平衡 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。 2. 由，两组分组成的二元混合物，在一定T、P下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为x1,y1，若体系加入10 mol 的组分，在相同T、P下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为x1,y1，则x1x1和y1y1。 3. 在-的体系的汽液平衡中，若是轻组分，是重组分，若温度一定，则体系的压力，随着x1的增大而增大。 4. 对于负偏差体系，液相的活度系数总是小于1。 一般负偏差系统、最小负偏差系统） 5. EOS法只能用于高压相平衡计算，EOSg法只能用于

2、常减压下的汽液平衡计算。 6. 理想系统的汽液平衡Ki等于1。 7. 化学平衡常数在低压下可以视为一个仅与温度有关的常数；而在高压下，T和p应该对化学平衡常数均有影响。 -DGoRT8. 初始时系统内存在的CH4、H2O、CO和H2分别是2mol、1mol、1mol和4mol，当发生了e(0)反应进度的气相反应CH4+H2OCO+3H2后，则系统内物质的量不会变化。 二、选择题 1. 在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是。 V=(A).f1=(C).fL；fV=f1；f=fLV=f；f=ff(B)ffL=fV(f为混合物的逸度）f sPy=Pixi的适用的条件 2. 汽液平衡关系iA

3、 无限制条件 B 低压条件下的非理想液相 C 理想气体和理想溶液 D 理想溶液和非理想气体 书168页公式5-17，当汽液平衡系统为完全理想系统时。 3 戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度F=。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 书158页例题5-1- 三、计算题 1. 乙醇(1)-甲苯(2)体系的有关的平衡数据如下 T=318K、P=24.4kPa、x1=0.300、y1=0.634，已知318K的两组饱和蒸汽压为 ssP1=23.06,P2=10.05kPa，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；(c)该溶液是正偏差还是负偏差？ sP1sx1解

4、：由Py1=P1x1g1得Py24.4(1-0.634)g2=s2=1.270.710.05P2x2 同样有： Eg1=Py1=24.40.634=2.240.323.06 书168页公式5-18 (b)GE=x1lng1+x2lng2=0.3ln2.24+0.7ln1.27=0.41GE=1084.0Jmol-1RT 书135页公式4-104 E (c)由于i1 (G0)，故为正偏差溶液。 书165-166页 2. A-B混合物在80的汽液平衡数据表明，在0xB0.02的范围内，B组分符合Henry规则，且B的分压可表示为 pB=66.66xB (kPa)。另已知两组分的饱和蒸汽压为 PA=

5、133.32,PB=33.33 (kPa)，求80和xB=0.01时的平衡压力和汽相组成；若该液相是理想溶液，汽相是理想气体，再求80和xB=0.01时的平衡压力和汽相组成。 解：(1)0xB0.010.02，B组分符合Henry规则 书128页 (kPa) 由题PB=66.66xB=66.660.01=0.6666 因为B组分符合Henry规则，xA1，可认为A符合Lewis-Randall规则，且A1 s(kPa) 书168页公式5-17 PA=PAxA=133.32(1-0.01)=131.9868ssP=PA+PB=0.6666+131.9868=132.65(kPa) 公式5-18

6、vvAB=j=1，所以 低压下，jp0.6666 yB=B=0.00,5yA=1-yB=0.99 5 p132.65(2) P=PASxA+PBSxB=133.32(1-0.01)+33.330.01=132.32kPaPyA=PASxAyA=PASxA/P=133.320.99=0.997132.32 yB=1-yA=0.003 3设初始时某体系中H2S与H2O的摩尔比为1：3，并进行以下气相反应： H2S+2H2O=3H2+SO2 试推导用反应进度表示的组分摩尔分数的普遍关系式。 解：用下标1表示H2S，2表示H2O，3表示H2，4表示SO2，反应式为 H2S+2H2O=3H2+SO2 ，u2=-2，u3=3，u4=1。 由此可知化学计量数u1=-1，n2=3，n3=n4=0， 由题中所给条件知体系初始时，e=0，n1=1由：ni=nio+nie n1=1-e 同理，可得n2=3-2e，n3=3e，n4=e。总摩尔数为反应进度表示的组分摩尔分数的普遍关系式为 y1=(1-e)/(4+e)，y2=(3-2e)/(4+e) y3=3e/(4+e)，y4=e/(4+e) 解法二： dni=uide n1n=ni=4+ei，因此用e1 1积分得dn=-de0n1=1-e