化工热力学试卷三套与答案

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1、一 选择题（每题2分,共10分).纯物质的第二vi系数B（ A )A 仅是温度的函数 B 是和P的函数 C 是T和V的函数 D 是任何两强度性质的函数2.T温度下的过冷纯液体的压力P（A。参照V图上的亚临界等温线。）A. B. C. =3. 二元气体混合物的摩尔分数=0.,在一定的T,P下,则此时混合物的逸度系数为 。(C） .9097 .8827C07 0.90924 某流体在稳流装置中经历了一种不可逆绝热过程，装置所产生的功为2kJ，则流体的熵变( A ）A.不小于零 B.不不小于零 C.等于零 D可正可负5.Hnry规则( )A仅合用于溶剂组分 B 仅合用于溶质组分C 合用于稀溶液的溶质

2、组分 D 阶段合用于稀溶液的溶剂二、 填空题(每题分，共1分)1. 液态水常压下从25加热至50，其等压平均热容为75.1J/mol,则此过程的焓变为（182.75)mol。2. 封闭体系中的1mol抱负气体(已知)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P2,则，等温过程的W=,Q=，U ，= 0 。3. 正丁烷的偏心因子0.13，临界压力为p=.P,则在Tr0.7时的蒸汽压为（ 02435 ）MPa。4. 温度为T的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递,其等于热容为p,则ExQ的计算式为( )。5. 指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点0 ,(2)液体水与水蒸汽处在汽液平衡状

3、态 1 三、 简答题:（共3分）1. 填表(6分)偏摩尔性质()溶液性质(M)关系式（)lnfln ln i2. 有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是，其中1，V2为纯组分的摩尔体积,a,b为常数，问所提出的模型与否有问题?(分)解:由Gibbs-uem方程得，, ,b不也许是常数，故提出的模型有问题。. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。(5分）答：封闭系统的热力学第一定律： 稳流系统的热力学第一定律：4.分析作外功的绝热膨胀后温度减少的因素,并在TS图中示意。（分)5. .写出稳流体系的熵平衡方程,并指出各项的含义。（分）答:四、试由饱和液体水的性质估算(a）1

4、00，.5Ma和（b）100,20MPa下水的焓和熵，已知100下水的有关性质如下（15分）Pa，Jg-1,Jg-11, cm3 g-1,c3 g-1 K-1解:体系有关状态点如图所示所要计算的点与已知的饱和点是在同一条等温线上,由 c3 g-1 K得又 m g-1得当P2.5a时,S1.305 g-1 -1;H=20.8J g-1；当P=MPa时，S=.9Jg1 K1；H=43.86 1。五、由气体状态方程p（Vb）=RT（其中b是与温度无关的常数)，推导剩余焓和剩余熵的体现式。(0分）解：六、通过viria方程计算每克CO在30K和0.1MPa时的体积。已知CO2的临界压力和临界温度分别为

5、7.76MP、34.2,偏心因子为0.。(0分)解：P=01/7370.08七、甲烷由8.0ka,30K压缩后冷却到667ka，30。若压缩过程耗功1026Jkg，求()冷却器中需要移走的热量；（2）压缩冷却过程的损失功;（3）压缩冷却过程的抱负功;（)压缩冷却过程的热力学效率。环境温度为T030,已知：（1分）98.06kP，30k时,1=953.74Jk,S1=771 kJkgK.67a,300k时，H2=886.76kkg，S24.7198 kJ/kgK解：(1)(2)(3)=-79.54 J/k（4)一、 单选题（每题1分，共30分)：本大题解答(用A或B或C或D）请填入下表:题号1

6、2 3 4 5 6 7 8 910答案BCCDDCDBCD题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20答案BDCBCDAAAB题号 21 22 23 24 252627 28 29 30答案ABCABCDABB1.有关化工热力学研究特点的下列说法中不对的的是（ ）A. 研究体系为实际状态。解释微观本质及其产生某种现象的内部因素。C. 解决措施为以抱负态为原则态加上校正。. 获取数据的措施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运用和平衡问题。2.Pitzr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 = B1 . = B0 + B1.B

7、P/（TC) B0 +B1 D.B 0 +B3下列有关GE 关系式对的的是（ )。.GE T XilX GE = T Xln a i.GE = Xiln i D. G = Xilni 4下列偏摩尔自由焓体现式中，错误的为（ ）。A. . ;. D 5.下述说法哪一种对的? 某物质在临界点的性质( )(A）与外界温度有关(B） 与外界压力有关 （C)与外界物质有关 (D）是该物质自身的特性。6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

8、存区7.有关逸度的下列说法中不对的的是( ）（A)逸度可称为“校正压力” 。 (B)逸度可称为“有效压力” 。 (C)逸度体现了真实气体对抱负气体的偏差 。 ()逸度可替代压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。(E)逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。.范德华方程与RK方程均是常用的立方型方程，对于摩尔体积V存在三个实根或者一种实根,当存在三个实根时,最大的V值是 。A、饱和液体体积 B、饱和蒸汽体积 C、无物理意义 D、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积9.可以通过测量直接得到数值的状态参数是 。 A、焓 B、内能 、温度 、 熵10对于流体混合物,下面式子错误的是 。A、 B、C、抱负溶

9、液的 D、抱负溶液的 1由纯组分形成抱负溶液时,其混合焓Hid 。A. 0； =0； 1； C. 1 ； D. = 。17.当潜水员深海作业时,若以高压空气作为呼吸介质，由于氮气溶入血液的浓度过大,会给人体带来致命影响（类似氮气麻醉现象）。根据下表中25下溶解在水中的多种气体的亨利常数H,你觉得以(）和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合?气体Hbr气体Har气体H/bar气体Hbar乙炔135一氧化碳5400氦气12660甲烷4180空气795乙烷3000氢气71600氮气8765二氧化碳1670乙烯1550硫化氢5氧气4430 氦气 二氧化碳 乙烷 D.甲烷1 在3315K和101325Pa下

10、水的化学位与水蒸气化学位的关系为 （A) (水)=（汽）（B) (水)0，G （) S=0，G0(C)0(D) 以上均不对在同一温度下，单组分体系TS图上各等压线随熵值的增大,压力将（ )A增大 B减小 C.不变 D不一定21偏摩尔性质是 ( ）A.强度性质 容量性质 C.超额性质 D.剩余性质2等温等压下，在A和B构成的均相体系中,若A的偏摩尔体积随A浓度的变化而增长，则B的偏摩尔体积将随A浓度的变化：( ）. 增长 B. 减小 C不变 D不一定3.运用麦克斯韦关系式，其目的是将难测的（ ）与易测的（ ）联系起来。.H，U,S,G； x, y 逸度系数,活度系数;、V、T C H,U,，；

11、P、T . 逸度系数，活度系数； x, y 24有关化学势的下列说法中不对的的是() . 系统的偏摩尔量就是化学势.化学势是系统的强度性质C系统中的任一物质均有化学势 D 化学势大小决定物质迁移的方向 25.对单位质量,定构成的均相流体体系，在非流动条件下,错误的热力学基本关系式是( )。AdH =S + Vp B.U= SdTpdVC dG = -SdT Vp D.dA dTpdV2. Vg和Vl 分别为饱和蒸汽和饱和液体的体积,x为湿蒸汽干度,则湿蒸汽的体积V为:A. =x(Vg- Vl） + Vg B. V=(g Vl） + .= x(Vg- Vl） l D. V=（）V+x Vl 2对

12、抱负溶液具有负偏差的体系中,各组分活度系数i（ )。A. B. = . = 1 . 1 28对1ml符合状态方程的气体, T应是（ ）A（V-b） B.R C -R/ D. R/.本课程学过多种状态方程如K方程、抱负气体方程、vdW方程、SRK方程，P方程,请为它们的计算精确度排序。.RKPRSRdW抱负气体方程； B.PRSRKRdW抱负气体方程;PRvd SRKRK抱负气体方程； DSRK R R vdW 抱负气体方程;30. 在P-V图上,从过热蒸气的状态点a出发，达到过冷液体的状态点d,可以是均相的途径(a d）,也可以是非均相的途径（b c d)。请指出相应对的的P-图为 . A.

13、. D题号1 2 3 4 5 6 7 8 910答案BCCDDCDBCD题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20答案BDCBCDAAAB题号 21 22 23 24 252627 28 29 30答案ABCABCDABB二、填充题（每空1分,共分）.纯物质 P-图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 _。2.剩余性质是指在相似的温度和压力下 真实气体与抱负气体 热力学性质之差。3. 超额性质是指真实溶液与抱负溶液 热力学性质之差。.溶液中组分i的活度系数的定义是 。5.某气体温度为T，其临界温度为TC，给气体加的压力P足够大，则气体能被液化的温度条件是 T . d=1

14、3、下述说法哪一种对的? 某物质在临界点的性质( ）(A）与外界温度有关(B） 与外界压力有关 (C)与外界物质有关 () 是该物质自身的特性。、下面的说法中不对的的是 ( )(）纯物质无偏摩尔量 。 (）任何偏摩尔性质都是,P的函数。(C）偏摩尔性质是强度性质。()强度性质无偏摩尔量 。 5、有关逸度的下列说法中不对的的是（ ）(A)逸度可称为“校正压力” 。 (）逸度可称为“有效压力” 。 ()逸度体现了真实气体对抱负气体的偏差。 (D)逸度可替代压力,使真实气体的状态方程变为fv=T 。()逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。6二元溶液，T, 一定期,GbbsDue方程的对的形式是 (

15、).1dln1/dX +2ndX2= 0 b. dln1/X2 X2 dl/dX= c.Xdln1dX + Xdn2/dX1 = dX1dln1dX dln2dX1 7. 在.5K和1032Pa下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（A) （水)(汽) （) （水)（汽) () （水)(汽） (D)无法拟定. 有关热力学基本方程dU=TSpV, 下面的说法中精确的是( ）(A)TdS是过程热 （B)dV是体积功 ()dS是可逆热() 在可逆过程中, dV等于体积功, T即为过程热9.有关化学势的下列说法中不对的的是( ) 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 . 系统中的任一物

16、质均有化学势D 化学势大小决定物质迁移的方向.有关活度和活度系数的下列说法中不对的的是 ( )()活度是相对逸度,校正浓度,有效浓度；(B) 抱负溶液活度等于其浓度。(C）活度系数表达实际溶液与抱负溶液的偏差。(D)任何纯物质的活度均为1。(E）的偏摩尔量。11.等温等压下,在A和构成的均相体系中,若A的偏摩尔体积随浓度的变化而增长,则的偏摩尔体积将:( )A.增长 B.减小 C. 不变 D 不一定麦克斯韦关系式的重要作用是（ )(A）简化热力学变量的计算;（)用某个热力学函数替代另一不易测定的热力学函数的偏微商； （）用易于测定的状态性质的偏微商替代不易测定的状态性质的偏微商;(D) 便于用

17、特性函数体现其他热力学函数3.下列四个关系式中哪一种不是麦克斯韦关系式？（ ）A(T/V)S (（V/S）p B.(（/p)S（VS)p C (/V) (（pT)V D.(S/p) -(V/T)p1.对1mo抱负气体,应是( ）（a） R/V；(b)R ;()-R/P；（d)R/T。15. 下列各式中,化学位的定义式是 （ ）二、下列判断题对的者用“”；不对的者用“”。(每题.5分，共分)1、热力学来源于实践生产实践及科研实践,但它同步又高于实践，热力学的一致性原则，常可考察（验)出科研或实践中引出的错误结识并加以纠正。( )2由三种不反映的化学物质构成的三相体系,达平衡时，仅一种自由度。 (

18、 ）.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抱负气体性质的总和计算。 ( ) 4.在T-S图上,空气和水蒸气同样,在两相区内，等压线和等温线是重叠的。 ( ） . 超额自由焓与活度系数间的关系有。 ( ).符合LewisRandal定则的溶液为抱负溶液。 ( )7只有偏摩尔自由焓与化学位相等,因此是最有用的( ）8当取同一原则态时，溶液的过量热力学性质有。 ( ) 9.抱负溶液中溶液的超额自由焓因此组分的活度系数。 ( ) 10当T、P一定期,溶液中组分的活度系数(为组分的分逸度,为纯组分逸度)。 ( ) 三、填充题（每空1分，共2分）:1.逸度的原则态有两类,1）以 为定则,2

19、)以 为定则，请举例阐明1） 2) 。2.写出热力学基本方程式_ ;_;_;_。3对抱负溶液,H=_,=_,S=_，G _。4.相应态原理是指 。 三参数相应态原理中三个参数为_。普遍化措施分为_和_ 两种措施;用普遍化措施可以计算_、_、_和_性质。5、活度的定义_ _ _；活度系数的定义 。6、剩余性质的定义 。7、混合性质变化的定义 。8、超额性质的定义 。、偏心因子的定义 。四、简答题(共2分）1.化工热力学的研究特点是什么?(4分）2.液化石油气的重要成分为丙烷、丁烷和少量的戊烷而不是甲烷、乙烷或正己烷，试用下表分析液化气成分选择的根据。（4分)物质c , Pc ,amTB , 燃烧

20、值，k/g甲烷-82624536-6145556乙烷32.08-.62丙烷96.594.9842.1550.5正丁烷1343-0.59.正戊烷964633.3230549正己烷23.29.806858.43从热力学角度解释，超临界萃取技术为什么常选CO作为萃取剂?(4分）4.简述纯物质PV图上点、线和区域的意义（用图阐明）,并写出临界等温的数学特性。(8分)五、计算题(共3分)：1、 已知50时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm3 g-1，求单位质量的、S和G函数各是多少?（10分）5时水的饱和汽、液相性质性质M饱和液相饱和汽相V / c3-11.0121102 / J g-12093224

21、435H / Jg-1209.33238.7S / Jg-1 -1.78807632. 25,0.Ma下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表达: =4 -12X1 10X1 (cm3 /ml） . 式中X1为组分1的摩尔分数, V为溶液的摩尔体积求, ewisRnall定 则. (0分) 、已知某二元溶液的活度系数模型为 , 其 中A,B,仅是T,的函数。求 （均以Lwis-Rnall定则为原则状态。) (15分）试题原则答案一.单选题1 2D D 4B 5D 6C 7A 8D A 1E 1B 12 1 14C 15A 二、判断题：1 3 4 7 8 9三、填充题:1Lewis-Rnl定则，Hnry定则2.dU=TdSPdV; dH =Td +Vd; dA =-PVSd; =VdPST3.0， 0， 四、简答题:略五、计算题:1、2、= -201+10 X12 =0+ 1 1 2 = 8 cm3 / = 5 c3 /ml V = 18 m /mol V 0 cm3 /mol V= 1X2 VE = 0X1X23.