四川大学化工复试资料 附加习题

第2章属于亚稳定状态的有。（B和C）过热蒸汽过热液体过冷蒸汽偏心因子是从下列定义的（B。参考定义式。）分子的对称性蒸汽压性质分子的极性试根据下列蒸汽压数据估计冰的升华焓、汽化焓和熔焓状态T（C）P（mmHg）冰-43.28-23.88水25.29446.101解，由Clausius-Clapeyron方程知同样由于和所以第3章对于vdW方程，；；对某一流体服从vdW方程，在Tr=1.5,Pr=3时，Vr=1，V=Vc,，T=1.5Tc，P=3Pc。（由对比态的vdW方程知）已知如下的水蒸汽性质，试估计水在600C和0.8MPa时的等压热容和Joule-Thomson系数。T（C）V（m3kg-1）H(kJkg-1)5000.44333480.66000.50183699.47000.56013924.2解：同样得到 由水蒸汽性质表查得100C和0.101325MPa时水的有关性质如下，试计算该条件下汽、液相的摩尔吉氏函数值，本题说明了什么问题？解：于得和即有这下是纯物质的汽液平衡准则。因为100C和0.101325MPa时水处于汽液平衡状态，故符合汽液平衡准则。证明vdW方程的对比态形式为。证明：将方程式应用于临界点并结果临界点的导数条件得由后两个方程得代入第一个方程式中得将这些关系式代入vdW方程中得，并经过数学整理后可以得到即可以写成对比态的形式将纯流体的循环1-3-4-4’-5-1转化在lnP-H图上，其中2-3-4-4’是等压过程，4’-5是等焓过程。解：(RT/P-V)m3mol-1P=8MPaP=00.001093从下图中300C的等温线下方的面积计算是0.001(RT/P-V)m3mol-1P=8MPaP=00.001093解：由题意和图形可知， 由逸度公式得及逸度系数已知冰在-5C时的蒸汽压是0.4kPa，比重是0.915。由此计算冰在-5C和100MPa时的逸度。解：-5C和0.4kPa的水蒸汽可以认为是理想气体，其逸度为f=P=0.4kPa。 由等温条件下逸度随着压力的变化关系，考虑到冰的摩尔体系随着压力的变化很小，可以认为是一个常数，即Vs=18.015/0.915=19.69cm3mol-1从-5C和0.4kPa致-5C和100MPa积分上式，得可见，对于凝聚态物质，逸度随着压力的变化不是很大。第4章二、选择题Henry规则（A，C）A适用于理想溶液的溶质和溶剂B仅适用于溶质组分C适用稀溶液的溶质组分D阶段适用于稀溶液液的溶剂二元非理想溶液在极小浓度的条件下，其它溶质组和溶剂组分分别遵守（B）AHenry规则和Henry规则BHenry规则和Lewis-Randll规则CLewis-Randll规则和Lewis-Randll规则D均不适合已知二元混合物的摩尔吉氏函数为，由纯物质的性质来表达。解： 由得由超额性质的定义得和再活度系数与GE之间的关系得和和已知关系式，和。求，，和40C时的的表达式。解：由给定式得 由HE和GE就可以得到SE40C时的活度系数表达式为由液体状态方程（Tait方程）得到压缩液体的逸度与饱和液体的逸度关系式为；压缩液体的逸度系数与饱和液体的逸系数之间的关系式为。(由公式从饱和液体至压缩液体积分，得到逸度关系式，再由逸度系数的定义得到逸度系数关系式。)第5章苯（1）-环己烷（2）在常压下的共沸组成为0.525，沸点是77.6C，若该混合物符合vanLaar方程。已知两组分在该温度下的饱和蒸汽压分别是0.993和0.980bar。则两组分的活度系数模型为和。（由汽液平衡准则和共沸点的条件得，再得到vanLaar方程常数）由下戊烷（1）-正己烷（2）-正庚烷（3）组成的液体混合物在（已知纯组分的蒸汽压分别是2.721，1.024，0.389bar）在69C和常压的汽液平衡常数分别为（由于压力较小，故汽相可以作理想气体处理。以因为是烃类混合物，液相近视为理想溶液，理想系统的汽平衡常数为）由沸点仪测得40C时正戊烷（1）-正丙醛（2）体系的，由此求取vanLaar方程系数为1.3476；1.3810。（vanLaar方程有和）正辛醇（1）-水（2）组成液液平衡系统。在25C时，测得水相中正辛醇的摩尔分数为0.00007，而醇相中水的摩尔分数为0.26。试估计水在两相中的活度系数。解：由液液平衡准则，对于组分水有因为所以，又因为所以乙醇（1）-水（2）在150.2K形成最低共熔点，该点的组成为x1=0.7961。已知两组分的熔化焓为6116.6和6008.2Jmol-1，熔点为158.7和273.2K，求最低共熔点的液体混合物中两组分的活度系数为0.9663和0.5621。（由式5-34和5-35计算）已知醋酸甲酯（1）-甲醇（2）系统的Wilson方程模型参数为Antoine方程为其中，P的单位为kPa，T的单位为K。确定该系统是否有共沸点存在。系统属于是何种偏差？解：当T=327K时，Wilson模型参数为由Wislon模型参数与无限稀活度系数之间的关系得再由Antoine方程得T=327K时下的纯组分的蒸汽压引入相对挥发度的概念。在随着组成的变化过程中，共沸点，而共沸点两边的相对挥发度一个大于是，一个小于是。由于所以有其沸点存在又由于，所以，在其沸点也有时，所以，是下偏差体系，故为最高压力共沸点，T=327K也是系统是最低共沸温度。证明二元共沸有(1)，（2）讨论该式在共沸系统的应用。证明：对于二元系统有对于共沸点，自由度为1又因为共沸点有对T求导数，得变形得由于，故符号取决于和的符号。 对于正偏差系统，是最大值；为最小值。因此，故与是异号。 对于正偏差系统，是最小值；为最大值。因此，故与是同号。20C时固体萘（2）在正己烷（1）中的溶解度为x2=0.09，试估40C时萘在正己烷中的溶解度为多大。已知萘的熔化热和熔点分别为1922.8Jmol-1和80.2C。该溶液的活度系数模型为。解：由式5-34，得20C时的萘的活度系数由此可得到活度系数模型参数对于40C时，由式5-34得迭代求解得40C时的溶解度为已知环