化工热力学复习

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1、化工热力学复习题库一、选择题（共50题）1. T温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（）A. 饱和蒸汽B.超临界流体C.过热蒸汽 D.无法确定2. 纯物质的第二virial系数B （）A仅是T的函数B是T和P的函数 C是T和V的函数 D是任何两强度性质的函数3立方型状态方程计算V时如果出现三个根，则最大的根表示（）A.饱和液摩尔体积B.饱和汽摩尔体积 C.无物理意义 D.可能为饱和液摩尔体积4设Z为x, y的连续函数,，根据欧拉连锁式，有（）C.dx、dy丿（dZ丿ZX5.关于剩余性质Mr,理想性质M*,D.I dx(dZ(dZ丿XF列公式正确的是（）A. Mr =

2、 M + M*B. Mr = M 2M*C. Mr = M 一M*D. M* = M + Mr6.下面的说法中不正确的是（A纯物质无偏摩尔量。B任何偏摩尔性质都是T, P的函数。C偏摩尔性质是强度性质。D强度性质无偏摩尔量。7. 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV,下面的说法中准确的是（）A TdS是过程热B pdV是体积功 CTdS是可逆热D在可逆过程中，pdV等于体积功,TdS即为过程热8. 气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体恰值（）B.减少A.增加C.不变D.不确定9. 理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作膨胀A等温B等压C等恰D

3、等爛10. 下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？（）A. （dT/dV）s =（dV/dS）pB（dT/dp）S = （dV/dS）pC （dS/dV）T =（dp/dT）VD（dS/dp）T = -（dV/dT）p11. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ()A 逸度可称为“ 校正压力”B 逸度可称为“ 有效压力”C 逸度表达了真实气体对理想气体的偏差D 逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为 fv=nRTE逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。12. 二元溶液，T, P定时,GibbsDuhem方程的正确形式是().A. XdlnY /dX + XdlnY /dX = 0 B. Xdl

4、nY /dX + X dlnY /dX = 01 1 1 2 2 2 1 1 2 2 2 1C. XdlnY /dX + XdlnY /dX = 0 D. XdlnY /dX - X dlnY /dX = 01 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 113. 关于化学势的下列说法中不正确的是( )A. 系统的偏摩尔量就是化学势B. 化学势是系统的强度性质C. 系统中的任一物质都有化学势D. 化学势大小决定物质迁移的方向14. 关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ()A 活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度； B 理想溶液活度等于其浓度。C 活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。 D 任何

5、纯物质的活度均为1。E 丫是Ge RT 的偏摩尔量。i15. 等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，贝彷的偏摩尔体积将：()A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定16下列各式中，化学位的定义式是 ()d(nH)S(nG).,a u三b. u三厂 idn JP ,nS,n.厂 iQn JnV ,nS,ni j id(nA)Q(nU)_,c. U.三PTd u.三士二T SiQn P,T,njiQn T,nS,nj17.混合物中组分i的逸度的完整定义式是。A. dgRTdlnf lim f /(YP)=1B. d_i=RTdlnf lim f /P=1

6、pTOpTO人T人T 人C. dG.=RTdlnf, limf. =1；D. dG_.=RTdlnf., limf. =1iiiiiipTOpTO18关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是()A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关B.偏摩尔焓等于化学位C.偏摩尔性质是强度性质D.偏摩尔自由焓等于化学位19. 对单原子气体和甲烷，其偏心因子近似等于()。A. OB. 1 C. 2D. 320. 纯物质临界点时，对比温度Tr ()A. =O B. 1 C. M汽) d 无法确定23. 关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是( )A.可以判断新工艺、新方法的可行性；B.优化工艺过程；C.预测反应的速率

7、；D. 通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据，用少量实验数据推算大量有用数据；E. 相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。24. 纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，贝此物质的状态为( )A.饱和蒸汽 B.饱和液体C.过冷液体D.过热蒸汽25. 关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是(A 研究体系为实际状态。B 解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。C 处理方法为以理想态为标准态加上校正。D 获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。E 应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。26. 关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是( )A.判断新工艺的

8、可行性。B.化工过程能量分析。C.反应速率预测。D.相平衡研究 27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. 328. 在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是()。(A). f V = f L;f V = f L (B) f V = f v；/ L = f L1 J2 J2 1 丿 2 丿 1 丿 2(C). fL = f V；fV = fL(D) fL = f V (/为混合物的逸度)29. 对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为()。A. yi f =xipiSB.yip =YixiPiS C yi p =xi

9、PiSD.yip =xipiS30. 关于理想溶液，以下说法不正确的是()。A. 理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和H enr y规则。B. 符合Lewis-Randall规则或Henr y规则的溶液一定是理想溶液。C. 理想溶液中各组分的活度系数均为1。D. 理想溶液所有的超额性质均为0。31. 下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为()。A. GdG=Vdp-SdTi iB. i i iC. G =Q（nG）/QnD. G =Q（nG）/dniT,叫 iii T，nv，n#i32下列化学势由和偏摩尔性质关系式正确的是()A.出=H iB.占=V iC.由=G iD. gj= A

10、 i33.关于制冷循环，下列说法不正确的是( )。A 冬天，空调的室外机是蒸发器。 B 夏天，空调的室内机是蒸发器。C 冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的。D 冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。34. 同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率()。A.相同B.低C.高D.不一定35. 体系中物质i的偏摩尔体积V.的定义式为：()avA、B、 V 二总ian 八v ji-avC、D、 V 二总,nj知ian 八 p nj 占i36. 朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以（ ）A、提高初压 B、提高初温 C、降低排汽压力 D、采用回热37流体（TP1）经节

11、流膨胀后，流体的温度必（）A、不变 B、下降 C、增加 D、前三者都可能。38冬天要给-10C房间供热取暖，消耗500W的功率给房间供热，采用可逆热泵循环、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？（）A.前者 B.两者相等C.后者 D.没法比较。39. 高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个不可逆过程的工质焓变为50KJ/kg，而另一个可逆过程的工质焓 KJ/kg。A、大于50 B、小于50 C、等于50 D、不能确定。40. 在相同的初态（To, Po）和膨胀压力（P）的条件下，等熵膨胀与节流膨胀两种方案相比,哪种方案的降温大？。A、前者B、后者C、

12、两者相同 D、两者没有可比性41. Pitzer提出的由偏心因子计算第二维里系数的普遍化关系式是（）A. B = BowBiB. B = Bo w + BiC BPJ （RTC） = Bo +wBiD B = Bo + wB42. 汽液平衡关系Pyi = Pi 丫 4的适用的条件（）A 无限制条件B 理想气体和非理想溶液C 理想气体和理想溶液D 非理想气体和理想溶液43. 泡点的轨迹称为（），露点的轨迹称为（ ），饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为（ ）。A. 饱和汽相线，饱和液相线，汽液共存区B. 汽液共存线，饱和汽相线，饱和液相区C. 饱和液相线，饱和汽相线，汽液共存区44.乙醇冰在1

13、01.3KPa下共沸体系，其自由度为（A0B1C2D345在T-S图上，绝热可逆过程工质的状态总是沿着.进行的。A.等焓线;B.等熵线;C.等干度线；D.等压线。46.常压下某液体沸腾时，保持不变的热力学性质是（A.摩尔体积B.摩尔熵C.摩尔自由焓） D摩尔内能47混合物的逸度f与组分逸度f之间的关系是iA. f=工 x fiiB. f= Y fiC. f=Y x ln fii48. 理想功实现的条件为A.完全不可逆Dlnf= Y x ln f / xi（B.完全可逆C.部分可逆D49. 三参数普遍化方法中的普压法的应用条件是A. Vr2B. VrO,AS =0=0,AS部分不可逆（）体系环境

14、C.AS体系环境=0C.Vr=2 rD.Tr4 rB.AS =0，AS0体系环境D.AS 0，AS0(体系环境二、填空题（共 20 题）1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于，数学上可以表示为和。2根据Pitzer提出的三参数对应态原理，计算给定T, P下纯流体的压缩因子Z时，可查表得到、，并根据公 ，计算出Z。如果无法查表，也可根据截BP 断的Virial公式Z = 1 +，利用Bo, Bi仅为对比温度的函数，计算出B。，B1，根据公式RT，计算出B，从而得到Z的数值。3热力学第一定律的公式表述（用微分形式）：。热力学第二定律的公式表述（即熵差与可逆热之间的关系，用微分形式）：。

15、4. 几个重要的定义公式：焓H=;自由能A=；自由焓G=。5. 几个热力学基本关系式：dU=； dH=；dA=； dG=。心S、（合S6. 写出下列 Maxwell关系式： =； =。3）TlaP JT7. 逸度的标准态有两类，1）以为规则，2）以为规则&麦克斯韦关系式的主要作用是。9. 能量平衡时以热力学为基础，有效能平衡时以热力学为基础。10. 汽液相平衡的计算方法有和两种方法，前者适用于低中压体系，后者适用于高压体系。11. 在门窗紧闭房间有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱大门就有一股凉气扑面， 使人感到凉爽。通过敞开冰箱大门，则房间的温度将会。12. 在相区，压力和温度对其容积性质的影响

16、很小。13. 高温热源（温度为 T1） 与低温热源（温度为 T2） 构成的热机的最大热机效率耳=。14. 检验汽液平衡数据可靠性的基本公式为方程。15. 稳流体系熵方程中熵产生是体系内部所引起的。16. 理想功是指体系的状态变化在一定的环境条件下，按过程进行时所产生的最大功或必须消耗的最小功。17. 在相同始态与相同终态压力下，等熵膨胀引起的温度降低比等焓膨胀的引起的温度降低要。18. 在真实气体混合物P0时，组分i的逸度系数$等于。i19. 第二维里系数B是物性及的函数。20等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关三、判断题（共 50 题）1. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在

17、。（）2. 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，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子ZV1。（）3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高 而减小。（）4. 任何真实气体的性质可用同温同压下 ,该气体的剩余性质和理想气体性质的总和计算。 （）()5. 对不可逆绝热循环过程，由于其不可逆性，孤立体系的总熵变大于0。6理想功Wid是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时，理论上 可能产生的最大功或者必须消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同时也是川的负值。（）7冬天，使室温

18、由10C升至20C，空调比电加热器更省电。（）8. 损失功与孤立体系的总熵变有关，总熵变越大，损失功越大，因此应该尽量减少体系的不可逆性。 （）9. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。 （）10热力学来源于实践一一生产实践及科研实践，但它同时又高于实践，热力学的一致性原则，常可考查（验）出科研或实践中引出的错误认识并加以纠正。（ ）11逸度是一种热力学性质，溶液中组分i分逸度与溶液逸度的关系f = xf。（）m i ii12. 只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质总是等于化学位。（）13. 符合Lewis-Randall规则的溶液为理想溶液。（）14. 要对化工过程进行节能改进，就

19、必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学 分析。（ ）15. 一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。 （）16. 二元共沸物的自由度为2。 （）17. 理想溶液各组分的活度系数丫和活度为1。（）18计算逸度系数的公式ln申=丄JP（V -竺）尸 仅适用于气体组份，而不能用于液i RT 0 i P相或固相组份。 （）19. 理想气体有f = P,而理想溶液有q =9i。（）20. 维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。（）21. 对于理想混合物，AH,AG,AV均为零。（）22. 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

20、分1符合Lewis-Randall规则。（）23. 混合物体系达到汽液平衡时，总是有fv = f1, fv = f1, fv = f1。（）iiii24. 普遍化三参数求取压缩因子z的方法有普维法和普压法两种，在Vr22时，应采用普压法。（）25流体流经透平时，所做的可逆轴功w = -i pdV。（）s26 体系熵增大的过程必为不可逆过程。（）27当压力趋近于零时，剩余焓AH =028.以 LewisRandall 定则为基础，其标准态逸度 fi0 为溶液温度和压力下所对应的纯祖分 i 的逸度 fi。（ ）i。29.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

21、能、吉氏函数的值不变。 （ ）30由三种不反应的化学物质组成的三相PVT体系，达平衡时，仅一个自由度。（）四、名词解释（共 6 题）1. 活度活度系数2. 偏心因子3. 广度性质4. 偏摩尔性质5. 理想溶液6. 损失功五、证明分析题（共 5 题）1.利用Maxwel 1关系式等，将纯流体的dS表示成T,P的函数。2已知某二元溶液的活度系数模型为 in丫 1 = Ax2并已知ln，i = A + B - C;ln f2 = A其 中 A,B,C 仅是 T,P 的函数。求iny2,GE /RT,inflnf2，ln f （均以 Lewis-Ra ndall 规则为标 准状态。 ）3. 请举两个例

22、子简单说明热力学第二定律在实际中的应用。4. 甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成 分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分 选择的依据。物质临界温度临界压力正常沸点燃烧值Tc,CPc，atmTb，CkJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.45.p200 （最下面证明）六、 计算题1

23、酒窑中装有10m3的96%(wt)的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需加水多少?能得到 多少体积的65%的酒精? 设大气的温度保持恒定，并已知下列数据酒精浓度(wt)V cm3 mol-1水Vcm3 mol-1乙醇96%14.6158.0165%17.1156.582.实验室需要配置20% (wt%)甲醇水溶液3X10-3m3作为防冻剂，问在20C时需要多少体积的甲醇(1)和水(2)混合，方能配制成作3X10-3m3的防冻剂溶液。1=40.46cm3 / mol ,纯水的 体积：已知20 C时20% ( wt% )甲醇溶液的偏摩尔体积：V二37.8cm3 / mol ,V二18.0cm3 / mol , 20 C时甲醇的体积为：2v = 18.02cm3 / mol。2以及所有的作业题例题