1.1mol N2在0℃时体积为70.3cm3,计算其压力,并与实验值40.5MPa比较:(1)用理想气体状态方程;
(2)用范德华方程;a=0.141Pa m6 mol-2;b= 0.0391×10-3m3mol-1 (3)用压缩因子图
2.某一热机的低温热源温度为40℃,若高温热源温度为:(1)100℃,(2)265℃;分别计算卡诺循环的热机效率。
3.在0.1Mp下,1mol气态NH3由-25℃变为0℃,计算此过程中NH3
的熵变。已知
NH3
?的CpJ K-1mol-1) ,m/(
=24.77+37.49×10-3(T/K)
若热源的温度为0℃,判断此过程的可逆性。
4.12gO2从20℃被冷却到-40℃,同时压力从0.1MPa变为6MPa,
-1-1?求其熵变。设可作为理想气体,Cp,m=29.16 J Kmol。
5.2 mol液态O2在正常沸点(-182.97℃)时蒸发为101325Pa的气体,求其熵变。已知此时液态O2的摩尔蒸发焓为6.820 kJ mol-1。
6.确定下列系统的组分数、相数和自由度数。
(1)CHCL3和水的部分互溶溶液及其蒸气达到相平衡。 (2)气态的N2、O2溶于水中且达到相平衡。
(3)气态的N2、O2溶于CHCL3和水组成的部分互溶溶液中且达到相平衡。
7.试用相率证明在单组分体统中,不可能有四个相并存。 8.某气态纯物质的状态方程为 p(Vm-b)=RT,求其逸度系数的表达式。
9.A-B的二元溶液,在28.15℃时,xA=0.713,蒸气总压为29.40
kPa ,气相组成为yA=0.818。在该温度时,纯B的饱和蒸气压为 29.57kPa。求溶液中B的活度及活度系数(以纯液体为参考状态)。假定蒸气服从理想气体状态方程。(aB=0.181,rB=0.631)
10.物质的量都为n两份同一种液体,温度分别为T1,T2。证明在等压绝热下混合的熵变为?S?2nCp,mlnT1?T22T1T2。当T1,T2不
相等时,?S>0(Cp,m为液体的摩尔等压热容,假定它与温度无关)
11.在一定的T,P下,二元混合物的焓为H=ax1+bx2+cx1x2,其中,a=15000,b=20000,c=-20000,单位均为Jmol-1,求H1,H2,
H1, H2, H1, H2。
??12.在一定的温度和常压下,二元溶液的组分1的偏摩尔焓如果服从H1= H1+ax22,并已知纯组分的焓是H1,H2,求出H2和H的表达式。
13.二元气体混合物的ln?1?0.18(1?2y1) ln?2?0.1,求ln? 14.正辛醇(1)和水(2)组成液液平衡系统。25℃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。 15.
16.实验测得乙醇(1)-甲苯(2)二元体系的气液平衡数据为:t=45℃, p=0.244×105Pa,x1=0.300,y1=0.634。已知45℃时组分的饱和蒸气压P1S=0.230×105Pa ,P2S=0.101×105Pa,假设此体系服从低压下气液平衡关系,求:(1)液相活度系数 ?1 ,?2
??(2.242,1.263)
(2)液相的GE/RT,说明此溶液与理想溶液相比,属于正偏差还是负偏差 (0.4057,正)
(3)液相的ΔG/RT,注意此数值的符号,说明什么?(-0.2051) 17.完全互溶体系苯(1)-三氯甲烷(2),在343K和101.3kPa时相对挥发度?为0.549,液化分率为L=0.155,气液相中苯的总含量为0.4(摩尔分率),求此时气液相的平衡组成。() 18.在常压和25℃时,测得x1=0.059的异丙醇(1)-苯(2)溶液中,异丙醇的气相分压为1720 Pa。已知25℃时异丙醇和苯的饱和蒸气压分别为5866和13252 Pa。求(1)液相异丙醇的活度系数;(2)求该溶液的GE
19.一个2L的刚瓶,抽空后充入甲烷,充气量是0.1mol,然后升温至1000K。此时测得平衡压力是702KPa,假定甲烷按下列反应离解:CH4(g)?C(s)?2H2(g),设气相为理想气体,求此反应在1000 K下的平衡常数。(x=0.06887,Ka=25.34)
20.确定丙酮(1)-水(2)二元体系在温度为30℃,液相组成x1为0.30时的气液平衡常数与相对挥发度。已知30℃时
p1S?0.380?105Pa;V1?78.886cm3?mol?1
Sp2?0.042?105Pa;V2?18.036cm3?mol?1
piS为组分i的饱和蒸气压,V1为组分i的摩尔体积。该体系用
Wilson方程作为活度系数关联式,查得Wilson方程的二元相互作用能量项g12?g11??611.37J?mol?1
g21?g22?6447.57J?mol?1
?12?21??(提示:lnr1??ln(x1??12x2)?x2??? x1??12x2x2??21x1????12??21lnr2??ln(x2??21x1)?x1???
?x1??12x2x2??21x1??12?V2exp[(?g12?g11)/RT] V1V1?21?exp[(?g21?g22)/RT])
V2答案: