化工熱力學(xué)2014年試卷3歡迎加入中南大學(xué)考試資料群：432726320

1、 歡迎加入中南大學(xué)考試資料群：432726320基本題型如下：選擇題：1.5分10=15分填空題：2分5=10分簡(jiǎn)答題：25分計(jì)算題：50分一、選擇題（1.5分10=15分） 1、關(guān)于化工熱力學(xué)研究?jī)?nèi)容，下列說(shuō)法中不正確的是（ C ）A.判斷新工藝的可行性。 B.化工過(guò)程能量分析。 C.反應(yīng)速率預(yù)測(cè)。 D.相平衡研究2、下列各式中，化學(xué)位的定義式是 A 3、對(duì)無(wú)熱溶液，下列各式能成立的是 D 。A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE4、在一定的溫度和壓力下二組分體系汽液平衡的條件是_A_。5、下列偏摩爾自由焓表達(dá)式中，錯(cuò)誤的

2、為 D 。 B. 6、二元非理想極稀溶液, 其溶質(zhì)和溶劑分別遵守 A A. Henry定律和Lewis-Randall規(guī)則. B. Lewis-Randall規(guī)則和Henry定律.C. Raoult規(guī)則和Lewis-Randall規(guī)則. D. Lewis-Randall規(guī)則和拉烏爾規(guī)則7、氣體經(jīng)過(guò)穩(wěn)流絕熱膨脹，對(duì)外作功，如忽略宏觀動(dòng)能，位能變化，無(wú)摩擦損失，則此過(guò)程氣體焓值 B 。 A. 增加 B. 減少 C. 不變 D.不確定8、關(guān)于制冷原理，以下說(shuō)法不正確的是( D ) A.任何氣體 ,經(jīng)等熵膨脹后 ,溫度都會(huì)下降 。B.只有當(dāng)，經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度才會(huì)降低。C. 在相同初態(tài)下，等熵膨脹

3、溫度降比節(jié)流膨脹溫度降大。D.任何氣體 ,經(jīng)節(jié)流膨脹后 ,溫度都會(huì)下降。9、不可逆過(guò)程中，孤立體系的（ D ）。A總熵增加，火用也增加。 B. 總熵減少，火用也減少。C總熵減少，但火用增加。 D總熵增加，但火用減少。10作為朗肯循環(huán)改進(jìn)的回?zé)嵫h(huán)是從汽輪機(jī)（即蒸汽透平機(jī)）中抽出部分蒸汽（ B ）A 鍋爐加熱鍋爐進(jìn)水 B回?zé)峒訜崞骷訜徨仩t進(jìn)水C. 冷凝器加熱冷凝水 D.過(guò)熱器再加熱二、填空題（每題2分,共10分）1.理想溶液的過(guò)量性質(zhì)等于_（0）2.熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)的原理是是依據(jù)_（吉布斯-杜亥姆方程）3.穩(wěn)流系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律為：_()4.化學(xué)分析法包括_、_、_（能量衡算法，熵分析法，火用

4、分析法）5.絕熱可逆膨脹的溫降比節(jié)流膨脹的溫降_（大、小、相等） 三、簡(jiǎn)答題(1題5分，2題8分，3題4題各6分：共25分)1、汽相和液相均用逸度系數(shù)計(jì)算的困難是什么？答：根據(jù)逸度系數(shù)的計(jì)算方程，需要選擇一個(gè)同時(shí)適用于汽相和液相的狀態(tài)方程，且計(jì)算精度相當(dāng)。這種方程的形式復(fù)雜，參數(shù)角度，計(jì)算比較困難（意思對(duì)即可）。2、有人提出用下列方程組來(lái)表示恒溫、恒壓下簡(jiǎn)單二元體系的偏摩爾體積式中：V1和V2是純組分的摩爾體積，、 只是T、P的函數(shù)。試從熱力學(xué)的角度分析這些方程是否合理？答： 根據(jù)Gibbs-Duhem方程 得恒溫、恒壓下或 （2分） 由本題所給的方程得到 即 （A） （2分）同樣可得 即 （

5、B） （2分）比較上述結(jié)果，式（A）=（B）得：整理此式得： 或 （2分）根據(jù)題意，所給出的方程組只有在時(shí)才滿足Gibbs-Duhem方程，方程才合理。3、寫(xiě)出局部組成的概念，并說(shuō)明Wilson方程和NRTL方程的適用條件。答：局部組成的概念：在某個(gè)中心分子i的近鄰，出現(xiàn)i分子和出現(xiàn)j分子的幾率不僅與分子的組成xi和x j有關(guān)，而且與分子間相互作用的強(qiáng)弱有關(guān) （2分）Wilson方程適用條件：可以準(zhǔn)確地描述極性和非極性混合物的活度系數(shù)（2分）NRTL方程適用條件：可以用于部分互溶體系，特別用于液-液分層物系的計(jì)算（2分）4、說(shuō)明基團(tuán)貢獻(xiàn)法的出發(fā)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)及局限性答：基團(tuán)貢獻(xiàn)法的基本假定是純化合物

6、或混合物的物性，等于構(gòu)成此化合物或混合物的各種集團(tuán)對(duì)此物性貢獻(xiàn)值的總和；即假定在任何體系中，同種基團(tuán)在不同分子中對(duì)某一物性具有同一貢獻(xiàn)值，例如臨界體積，只要由各個(gè)基團(tuán)的臨界體積貢獻(xiàn)值之和加上某一常數(shù)即可。 （4分）優(yōu)點(diǎn)：更大的通用性及不需要臨界參數(shù) （1分） 局限性：分子交互作用難于校正 （1分）四、計(jì)算題（共50分）1、(16分)25，0.1MPa下，組分1和2形成二元溶液，其溶液的摩爾焓為H=600180X120X13 (J/mol) . 式中X1 為組分1的摩爾分?jǐn)?shù),標(biāo)準(zhǔn)態(tài)按Lewis-Randall定則計(jì)算，求解：過(guò)程如下 （除第4小題每小題3分，第4題 4分）2、(14分)某動(dòng)力循環(huán)

7、的蒸汽透平機(jī)，進(jìn)入透平的過(guò)熱蒸汽為2.0MPa，400，排出的氣體為0.035MPa飽和蒸汽，若要求透平機(jī)產(chǎn)生3000kW功率，問(wèn)每小時(shí)通過(guò)透平機(jī)的蒸汽流量是多少？假設(shè)透平機(jī)的熱損失相當(dāng)于軸功的5%。（已知：飽和蒸汽的熵，飽和液體的熵，）解：進(jìn)出透平機(jī)的蒸汽狀態(tài)見(jiàn)下圖所示， （2分）焓、熵值從附錄水蒸汽表中查到，按穩(wěn)流系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律對(duì)透平機(jī)進(jìn)行能量衡算H=Q-Ws （3分） 則 蒸汽流量 （3分） 按本題意，等熵膨脹的空氣應(yīng)該是濕蒸汽，即為飽和蒸汽和飽和水的混合物，此時(shí)熵值，即為飽和蒸汽和飽和水的熵按比例混合，已知：飽和蒸汽的熵，飽和液體的熵， 設(shè)空氣中氣相重量百分含量為x,則 7.127

8、1=7.7153x+(1-x)0.9875 解得 x=0.9126 （3分）空氣的焓值 H=xHg+（1-x）Hl =0.91262631.4+(1-0.9126)304.25=2428.0kJkg-1 （3分）3、（20分）某二元溶液，Lewis-Randall 規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的超額Gibbs自由能可由下式給出： 式中：為常數(shù)，兩純組元逸度分別為和，單位為Pa, , T：K, 求：（1） 以Lewis-Randall 規(guī)則為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度系數(shù)與的表達(dá)式。（2） 以Henry定律為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度系數(shù)與的表達(dá)式。解：（1）由于 故：對(duì)于二元混合物，可以使用二元截矩公式計(jì)算活度系數(shù)二元截矩公式為： （4分）則： （4分）將代入上式，整理得： （2分）（2）由活度的