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1、 1 第1章 绪言 一、是否题 3. 封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则 两个相都等价于均相封闭体系。（对） 4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 第2章关系和状态方程 一、是否题 2. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 3. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界 流体。） 4. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所 以，理
2、想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z B. B. Tc TU C. H=U D. 不能确定 2. 一气体符合P=RT/(V-b)的状态方程从V1等温可逆膨胀至V2，则体系的S为（C。 B. 0 A. ） C. D. 3. 对于一均相体系， 等于（D。 ） A. 零 B. C P/CV C. R D. 4. 等于（D。因为 ） 7 A. B. C. D. 5. 吉氏函数变化与P-V-T关系为 ，则 的状态应该为（C。因为 ） A. T和P下纯理想气体 B. T和零压的纯理想气体 C. T和单位压力的纯理想气体 三、 填空题 1. 状态方程 的偏离焓和偏离熵分别是 和 ；若要计算和 还需要
3、什么性质？ ；其计算式分别是 和 2. 由vdW方程P=RT/(V-b)-a/V2计算,从(T,P 1 )压缩至(T,P 2 。 )的焓变为。 8 , g ；其中偏离焓是 。 3. 对于混合物体系，偏离函数中参考态是与研究态同温同组成的理想气体混合物。 四、计算题 5. 试由饱和液体水的性质估算(a)100，2.5MPa和(b)100，20MPa下水的焓和熵，已知100下水的有关 性质如下 MPa，Jg-1，J g-1K-1 cm3 g-1, 解：体系有关状态点如图所示 cm3 g-1 K-1 所要计算的点与已知的饱和点是在同一条等温线上，由 3 -1 cm 得 K-1 9 。 1 又 cm3
4、 g-1 得 当P=2.5MPa时，S=1.305 Jg-1 K-1；H= 420.83J g-1； 当P=20MPa时，S= 1.291Jg-1 K-1；H=433.86J g-1 7. 压力是3MPa的饱和蒸汽置于1000cm3的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝?(可忽视液体 水的体积) 解：等容过程， 初态：查P=3MPa的饱和水蒸汽的 cm3g-1；Jg-1 水的总质量g 则J 冷凝的水量为g 终态：是汽液共存体系，若不计液体水的体 积，则终态的汽相质量体积是 cm3g-1， 并由此查得 Jmol-1 J 移出的 热量是 五、图示题 2. 将下列纯物质经历的过程表示在P-V
5、，lnP-H，T-S图上 (a)过热蒸汽等温冷凝为过冷液体； (b)过冷液体等压加热成过热蒸汽； (c)饱和蒸汽可逆绝热膨胀； (d)饱和液体恒容加热； (e)在临界点进行的恒温膨胀. 解： 六、证明题 2. 分别是压缩系数和膨胀系数，其定义为 ，试证明 ；对于通常状态下的液体， 都是T和P的弱函数，在T，P变化范围不是很大的 条件，可以近似处理成常数。证 10 明液体从（T ，P 1 V2。则 。 证明：因为 另外 ）变化到（T2 ，P ）过程中，其体积从V 2 1变化到 11 7. 证明状态方程 表达的流体的（a）C 对于液体， 近似常数，故上式从 至 积分得 5. 试证明 ，并说明 。
6、解：由定义； 右边=左边。 代入理 想气体状态方程，可以得到 与压力无关；(b)在一个等焓变化过程中，温度是随 P 压力的下降而上升。 证明：（a）由式3-30 ,并代入状态方程 ，即得 (b)由式3-85得， 8. 证明RK方程的偏离性质有 证明：将状态RK方程（式2-11）分别代入公式3-57和3-52 12 第4章 非均相封闭体系热力学 一、是否题 1. 偏摩尔体积的定义可表示为 。(错。因对于 一个均相敞开系统，n是一个变数，即 ) 2. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与 其摩尔分数成正比。（对。即 ） 3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。（对） 4. 对于理想溶液，所有的混
7、合过程性质变化均为 零。（错。V，H，U，C ，C P V 的混合过程性质变 化等于零，对S，G，A则不等于零） 5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。（对。 因） 13 6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。（错。 理想溶液的活度系数为1） 7. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额 性质是相同的。（错。同于4） 8. 对于理想溶液的某一容量性质M，则 。 14 （错，同于4） 9. 理想气体有f=P，而理想溶液有 。（对。因 ） 10. 温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温 度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和， 总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原 来两气体熵之和。
8、（错。总熵不等于原来两气体 的熵之和） 11. 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶 液，则混合过程的温度、压力、焓、热力学能、 吉氏函数的值不变。（错。吉氏函数的值要发生 变化） 12. 因为GE (或活度系数)模型是温度和组成的函 数，故理论上 与压力无关（错。理论上是T， P，组成的函数。只有对低压下的液体，才近似 为T和组成的函数） 13. 在常温、常压下，将10cm3的液体水与20 cm3 15 的液体甲醇混合后，其总体积为 30 cm3。（错。 混合过程的体积变化不等于零，或超额体积（对 称归一化的）不等于零） 14. 纯流体的汽液平衡准则为f v=f l。（对） 15. 混合物
9、体系达到汽液平衡时，总是有 16 。（错。两相中组分的逸度、 总体逸度均不一定相等） 16. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系 总是有 。（错。应该用偏摩尔性质来表 示） 17. 对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分 2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1 符合Lewis-Randall规则。（对。） 18. 二元混合物，当 时， ， 。（对。因为） 19. 理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规 则。（对。） 20. 符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定 是理想溶液。（错，如非理想稀溶液。） 21. 等温、等压下的N元混合物
10、的Gibbs-Duhem方程 的形式之一是。（错。， ） 17 22. 等温、等压下的二元混合物的Gibbs-Duhem方 程也可表示成。（对。因为： ） 23. 二元溶液的Gibbs-Duhem方程可以表示成 18 从x =0至x 1 （对。在等压或等温条件下， =1,对二元形式的Gibbs-Duhem方程积 1 分） 24. 下列方程式是成立的：（a）；(b) ；(c)；(d)；(e) 。（对。对于b， ,故正确；其余均正确） 25. 因为，所以。（错，后者错 误，原因同于7） 26. 二元溶液的Henry常数只与T、P有关，而与组成 无关，而多元溶液的Henry常数则与T、P、组成都 有
11、关。（对，因，因为，二元体 系，组成已定） 19 二、选择题 1. 由混合物的逸度的表达式知， 的 状 态为 （A， ） 20 A 系统温度，P=1的纯组分i的理想气体 状态 B 系统温度，系统压力的纯组分i的理 想气体状态 C 系统温度，P=1，的纯组分i D 系统温度，系统压力，系统组成的 温度的理想混合物 2. 已知某二体系的 则对称归一化的 活度系数是（A） A B C D 三、填空题 1. 二元混合物的焓的表达式为 ， 则 （由偏摩尔性质的定义求 得） 2. 填表 偏摩尔性质( ) 21 溶液性质 (M) ln f ln 关系式( ) 22 ln i 3. 有人提出了一定温度下二元液
12、体混合物的偏摩 尔体积的模型是，其中V ，V 为 1 2 纯组分的摩尔体积，a，b 为常数，问所提出的模 型是否有问题？由Gibbs-Duhem方程得， ， a,b不可能是常数，故提出的模型有问 题；若模型改为，情况又如何？ 由Gibbs-Duhem方程得， ，故提出的模型有 一定的合理性_。 4. 某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为 ，则b 1 与 b 的关系是。 2 5. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之 间的关系 。 6. 常温、常压条件下二元液相体系的溶剂组分的 活度系数为（ 是常数），则溶质组分 的活度系数表达式是 。 23 解： 由，得 从至任意的 积分，得 24 四、
13、计算题 3. 298.15K， 若干NaCl(B)溶解于1kg水(A)中形成的 溶液的总体积的关系为 (cm3)。求 =0.5mol时，水 和NaCl的偏摩尔。 解： 当 mol时， 18.62cm3 mol-1 且， 1010.35cm3 由于， mol 所以， 7. 二元气体混合物的和，求 。 解： 8. 常压下的三元气体混合物的， 求等摩尔混合物的。 解： 25 同样 得 组分逸度分别是 同样得 9. 三元混合物的各组分摩尔分数分别0.25，0.3和 0.45，在6.585MPa和348K下的各组分的逸度系数 分别是0.72，0.65和0.91，求混合物的逸度。 解： 15. 已知环己烷（1）苯（2）体系在40时的超 额吉氏函数是和 kPa，求（a） ；（b）；(c)。 解：（a）由于 是的偏摩尔性质，由偏摩尔性 质的定义知 26 同样得到 （b） 同样得 同理 由（c）的计算结果可得 (c)由 得到 16. 已知苯（1）环己烷（2）液体混合物在303K 和101.3kPa下的摩尔体积是 （cm3 mol-1）,试求此条件下的（a） ；(b) ； (c)（不对称归一化）。 解：（a） (b)由混合过程性质变化的定义，得 （c）由对称归一化超额性质的定义知 由不对称归一化的定义知 27 所以 五、图示题 28 1. 下图中是二元体系的对称归一化的活度系数 与组成的关系部分曲线
