化工熱力學(xué)試卷三套與答案

選擇題（每題2分，共10分）純物質(zhì)的第二virial系數(shù)B（A）A僅是溫度的函數(shù)B是T和P的函數(shù)C是T和V的函數(shù)D是任何兩強(qiáng)度性質(zhì)的函數(shù)2。 丁溫度下的過(guò)冷純液體的壓力P（A.參考P-V圖上的亞臨界等溫線。）> B.< C.=3。 二元?dú)怏w混合物的摩爾分?jǐn)?shù)yi=0°3,在一定的T,P下，，則此時(shí)混合物的逸度系數(shù)為.（C）A0。9097 B0.89827 C0.8979 D0。9092某流體在穩(wěn)流裝置中經(jīng)歷了一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，裝置所產(chǎn)生的功為24kJ,則流體的熵變大于零 B。小于零Henry規(guī)則（C）A僅適用于溶劑組分C適用于稀溶液的溶質(zhì)組分二、填空題（每題2分，共10分）C.等于零D?？烧韶?fù)B僅適用于溶質(zhì)組分D階段適用于稀溶液的溶劑液態(tài)水常壓下從25°C加熱至50°C,其等壓平均熱容為75。31J/mol，則此過(guò)程的焓變?yōu)椋?882。75）J/mol。封閉體系中的1mol理想氣體（已知）,按下列途徑由T「P］和V］可逆地變化至P2,則，等溫過(guò)程的W=,Q=,U=0 ,H=0.正丁烷的偏心因子3=0.193，臨界壓力為pc=3。797MPa,則在Tr=0.7時(shí)的蒸汽壓為（0。2435）MPa。溫度為T的熱源與溫度為T0的環(huán)境之間進(jìn)行變溫?zé)崃總鬟f，其等于熱容為Cp，則ExQ的計(jì)算式為（）。指出下列物系的自由度數(shù)目（1）水的三相點(diǎn)0,（2）液體水與水蒸汽處于汽液平衡狀態(tài)1三、簡(jiǎn)答題：（共30分）摩爾體積,a，摩爾體積,a，b為常數(shù)，問所提出的模型是否有問題？（8分）1.2。解：由Gibbs-Duhem方程得，，a，b不可能是常數(shù)，故提出的模型有問題.3。寫出封閉系統(tǒng)和穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律。（5分）答：封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律:穩(wěn)流系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律:分析作外功的絕熱膨脹后溫度降低的原因，并在T—S圖中示意。（6分）5。。寫出穩(wěn)流體系的熵平衡方程，并指出各項(xiàng)的含義（5分）答：四、試由飽和液體水的性質(zhì)估算3）1001,2。5MPa和（b）100C20MPa下水的焓和熵，已知100°C下水的有關(guān)性質(zhì)如下（15分）MPa,Jg-1,Jg-1K-1,cm3g—1,cm3g—1K-1解：體系有關(guān)狀態(tài)點(diǎn)如圖所示所要計(jì)算的點(diǎn)與已知的飽和點(diǎn)是在同一條等溫線上，由cm3g-iK-1得又cm3g—i得當(dāng)P=2。5MPa時(shí)，S=1.305Jg-iK-i；H=420。83Jg—i;當(dāng)P=20MPa時(shí)，S=i。29iJg-iK—i;H=433。86Jg—i。五、 由氣體狀態(tài)方程p（V-b）=RT（其中b是與溫度無(wú)關(guān)的常魏，推導(dǎo)剩余焓和剩余熵的表達(dá)式。（i。分）解：六、 通過(guò)virial方程計(jì)算每克CO2在3i0K和0.8iMPa時(shí)的體積。已知CO2的臨界壓力和臨界溫度分別為7.376MPa、304.2K，偏心因子為0.23.（i0分）解：Pr=0。8i/7。376=0。i08七、 甲烷由98°06kPa,300K壓縮后冷卻到6.667kPa,300K。若壓縮過(guò)程耗功i02io6kJ/kg,求（】）冷卻器中需要移走的熱量；（2）壓縮冷卻過(guò)程的損失功；（3）壓縮冷卻過(guò)程的理想功;（4）壓縮冷卻過(guò)程的熱力學(xué)效率。環(huán)境溫度為T0=300k，已知：（i5分）98o06kPa,300k時(shí)，0=953。74kJ/kg,Si=7.07i5kJ/kg-K6.667kPa,300k時(shí)，H2=886.76kJ/kg,S2=4.7i98kJ/kg-K解：（i）（2）(3)

=-793。54kJ/kg（4）一、 單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分）：本大題解答（用入或8或￡或。）請(qǐng)?zhí)钊胂卤?題號(hào)12345678910答案BCCDDCDBCD題號(hào)11121314151617181920答案BDCBCDAAAB題號(hào)21222324252627282930答案ABCABCDABB關(guān)于化工熱力學(xué)研究特點(diǎn)的下列說(shuō)法中不正確的是（ ）A。 研究體系為實(shí)際狀態(tài).B。 解釋微觀本質(zhì)及其產(chǎn)生某種現(xiàn)象的內(nèi)部原因。C。 處理方法為以理想態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)加上校正。D。 獲取數(shù)據(jù)的方法為少量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ虴。 應(yīng)用領(lǐng)域是解決工廠中的能量利用和平衡問題2.Pitzer提出的由偏心因子3計(jì)算第二維里系數(shù)的普遍化關(guān)系式是（ ）。A.B=Bo3BiB.B=BA.B=Bo3BiC.BPC/(RTCC.BPC/(RTC)=Bo+wBiD.B=Bo+3Bi3.下列關(guān)于Ge關(guān)系式正確的是（).A。A。Ge=RTJXilnXiGe=RTJXilnaiC。GeC。Ge=RTJXilnyiD.Ge=RJXilnXi4.下列偏摩爾自由焓表達(dá)式中，錯(cuò)誤的為（）。A。B。；C。D.5.下述說(shuō)法哪一個(gè)正確？某物質(zhì)在臨界點(diǎn)的性質(zhì)（ ）（A）與外界溫度有關(guān)（B）與外界壓力有關(guān)（C）與外界物質(zhì)有關(guān)（D）是該物質(zhì)本身的特性。泡點(diǎn)的軌跡稱為（），露點(diǎn)的軌跡稱為（），飽和汽、液相線與三相線所包圍的區(qū)域稱為（）。A.飽和汽相線，飽和液相線，汽液共存區(qū) B。汽液共存線，飽和汽相線，飽和液相區(qū)C。飽和液相線，飽和汽相線，汽液共存區(qū)關(guān)于逸度的下列說(shuō)法中不正確的是（ ）（A）逸度可稱為"校正壓力"。（B）逸度可稱為"有效壓力".（C）逸度表達(dá)了真實(shí)氣體對(duì)理想氣體的偏差。（D）逸度可代替壓力，使真實(shí)氣體的狀態(tài)方程變?yōu)閒v=nRT。 （E）逸度就是物質(zhì)從系統(tǒng)中逃逸趨勢(shì)的量度..范德華方程與R-K方程均是常見的立方型方程，對(duì)于摩爾體積V存在三個(gè)實(shí)根或者一個(gè)實(shí)根，當(dāng)存在三個(gè)實(shí)根時(shí)，最大的▽值是。1飽和液體體積 日、飽和蒸汽體積C、無(wú)物理意義 。、飽和液體與飽和蒸汽的混合體積.可以通過(guò)測(cè)量直接得到數(shù)值的狀態(tài)參數(shù)是^。A、焓B、內(nèi)能。、溫度D、熵.對(duì)于流體混合物，下面式子錯(cuò)誤的。A、B、C、理想溶液的 D、理想溶液的由純組分形成理想溶液時(shí)，其混合焓AHi。A.>0; B.=0; C。<0; D。不確定。.體系中物質(zhì)i的偏摩爾體積的定義式為：。A。 B.C。 D。.混合氣體的第二維里系數(shù)A。T和P的函數(shù)B。僅為T的函數(shù)C。T和組成的函數(shù)D。P和組成的函數(shù).下列論述錯(cuò)誤的是。A.P—R方程能同時(shí)應(yīng)用于汽、液兩相計(jì)算，準(zhǔn)確度較高。R—K方程能同時(shí)應(yīng)用于汽、液兩相計(jì)算，準(zhǔn)確度較高。C。 活度系數(shù)可以大于1也可小于1。 D.壓縮因子可以大于1也可小于1。.混合物的逸度與純組分逸度之間的關(guān)系是。A。；B。；C.In;D。In.純物質(zhì)臨界點(diǎn)時(shí)，對(duì)比溫度T。A.=0; B?！?; C。＜1; D.=1..當(dāng)潛水員深海作業(yè)時(shí)，若以高壓空氣作為呼吸介質(zhì)，由于氮?dú)馊苋胙旱臐舛冗^(guò)大，會(huì)給人體帶來(lái)致命影響（類似氮?dú)饴樽憩F(xiàn)象）。根據(jù)下表中25°C下溶解在水中的各種氣體的亨利常數(shù)H,你認(rèn)為以（）和氧氣的混和氣體為呼吸介質(zhì)比較適合？氣體 H/bar氣體 H/bar 氣體 H/bar氣體H/bar乙炔1350一氧化碳5400 氦氣126600甲烷41850空氣72950乙烷30600氫氣71600氮?dú)?7650二氧化碳1670乙烯11550硫化氫550氧氣44380A氨氣 B二氧化碳 C.乙烷 D.甲烷18.在373.15K和101325Pa下水的化學(xué)位與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為（A）m水）二m汽）（B）^（水）＜m汽）（C）M水）＞^（汽） （D）無(wú)法確定19.298K下，將兩種液體恒溫恒壓混合形成理想液態(tài)混合物，則混合前后下列熱力學(xué)性質(zhì)的變化情況為：（A）AS）0,AG（0（B）AS=0,AG＜0 （C）AS（0,AG＞0（D）以上均不對(duì)20在同一溫度下，單組分體系T—S圖上各等壓線隨熵值的增大，壓力將（ ）-6-A.增大 B-減小 C.不變 D.不一定21.偏摩爾性質(zhì)是 （ ）A.強(qiáng)度性質(zhì) B.容量性質(zhì) C.超額性質(zhì) D.剩余性質(zhì)22等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨A濃度的改變而增加，則B的偏摩爾體積將隨A濃度的改變:（）A.增加B。減小C.不變D.不一定23..利用麥克斯韋關(guān)系式，其目的是將難測(cè)的（ ）與易測(cè)的（ ）聯(lián)系起來(lái)。A。H,U,S,G;x,y B。逸度系數(shù)，活度系數(shù)；P、V、TC。H,U,S,G;P、V、T D.逸度系數(shù)，活度系數(shù)；x,y24。 關(guān)于化學(xué)勢(shì)的下列說(shuō)法中不正確的是（）A.系統(tǒng)的偏摩爾量就是化學(xué)勢(shì) B。化學(xué)勢(shì)是系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)C.系統(tǒng)中的任一物質(zhì)都有化學(xué)勢(shì)D?；瘜W(xué)勢(shì)大小決定物質(zhì)遷移的方向25。 對(duì)單位質(zhì)量，定組成的均相流體體系，在非流動(dòng)條件下，錯(cuò)誤的熱力學(xué)基本關(guān)系式是（ ）。A.dH=TdS+Vdp B.dU=SdT-pdVC.dG=-SdT+Vdp D.dA=-SdT-pdV26。 Vg和V分別為飽和蒸汽和飽和液體的體積，x為濕蒸汽干度，則濕蒸汽的體積V為:A。V=x（Vg—乂）+Vg B.V=（Vg—V）+xVC.V=x（Vg-V）+乂 D.V=（1-x）Vg+xV27。 對(duì)理想溶液具有負(fù)偏差的體系中，各組分活度系數(shù)％（ ）。A.〉1B。=0C.=1D.<128。 對(duì)1mol符合狀態(tài)方程的氣體，T應(yīng)是（ ）A。R/（V-b） B.RC。-R/P D。R/T29。 本課程學(xué)過(guò)各種狀態(tài)方程如葉方程、理想氣體方程、vdW方程、SRK方程，PR方程，請(qǐng)為它們的計(jì)算準(zhǔn)確度排序。A.RK>PR>SRK>vdW>理想氣體方程； B.PR-SRK）RK>vdW〉理想氣體方程C.PR〉vdW〉SRK〉RK>理想氣體方程； D.SRK〉RK〉PR>vdW>理想氣體方程；30。在P—V圖上,從過(guò)熱蒸氣的狀態(tài)點(diǎn)a出發(fā)，達(dá)到過(guò)冷液體的狀態(tài)點(diǎn)d，可以是均相的途徑（a-b一c一d）,也可以是非均相的途徑（a一b’一c'一d）。請(qǐng)指出相應(yīng)正確的P—T圖為 。A. B. C. D.題號(hào)12345678910答案BCCDDCDBCD題號(hào)11121314151617181920答案BDCBCDAAAB題號(hào)21222324252627282930答案ABCABCDABB二填充題（每空1分，共25分）純物質(zhì)P—V圖臨界等溫線在臨界點(diǎn)處的斜率和曲率都等于0。剩余性質(zhì)是指在相同的溫度和壓力下真實(shí)氣體與理想氣體 熱力學(xué)性質(zhì)之差。超額性質(zhì)是指真實(shí)溶液與理想溶液 熱力學(xué)性質(zhì)之差..溶液中組分i的活度系數(shù)的定義是二。.某氣體溫度為TC,其臨界溫度為TC°C,給氣體加的壓力P足夠大，則氣體能被液化的溫度條件是T《TC_..檢驗(yàn)汽液平衡數(shù)據(jù)可靠性的基本公式為Gibbs—Duhem方程，其形式為。.在真實(shí)氣體混合物P-0時(shí)，組分的逸度系數(shù)等于1 。.三參數(shù)對(duì)比狀態(tài)原理中，三參數(shù)是指Tr,Pr,， .9。 混合法則描述的是混合物的虛擬參數(shù)與所含純組分以及組成之間的關(guān)系，它的提出是了解決混合物熱力學(xué)性質(zhì) 的計(jì)算問題。偏心因子的定義是，其物理意義是表示分子與簡(jiǎn)單的球形流體在形狀和極性方面的偏心度。。11。 體積膨脹系數(shù)的定義式為：那么，理想氣體的體積膨脹系數(shù)為1工。在下表空格處填入相應(yīng)的偏摩爾性質(zhì)或溶液性質(zhì)Ml^Yi13.逸度的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)有兩類1）以Lewis—Randall規(guī)則為定則，例如25X,1atm下&酸中的水；TOC\o"1-5"\h\z2）以Henry規(guī)則為定則，例如25昭,1atm下鹽酸中的HCl ;14?；旌闲再|(zhì)變化的定義 。三、判斷題（請(qǐng)?jiān)谡_的題后括號(hào)內(nèi)畫W",錯(cuò)誤的畫"x"）（10分）維里系數(shù)的物理意義是代表物質(zhì)極性的大小. （x）對(duì)于理想混合物，均為零。 （x）3.對(duì)于二元混合物體系當(dāng)在某濃度范圍內(nèi)組分2符合Henry規(guī)則，則在相同的濃度范圍內(nèi)組分1符合Lewis—Randall規(guī)則. （寸）理想溶液的混合性質(zhì)和超額性質(zhì)相同。 （x）混合物體系達(dá)到汽液平衡時(shí)，總是有。（x）化學(xué)位可表示成四個(gè)偏導(dǎo)數(shù)形式每個(gè)偏導(dǎo)數(shù)都是偏摩爾性質(zhì)。（x）對(duì)于理想溶液，所有超額性質(zhì)皆等于零. （V）在T-S圖上，空氣和水蒸氣一樣，在兩相區(qū)內(nèi)，等壓線和等溫線是重合的。（x）等溫、等壓下的N元混合物的Gibbs-Duhem方程的形式之一是。（x）溫度和壓力相同的兩種理想氣體混合后，則溫度和壓力不變總體積為原來(lái)兩氣體體積之和,總內(nèi)能為原兩氣體內(nèi)能之和，總熵為原來(lái)兩氣體熵之和。（x）四、計(jì)算題（共35分）（10分）已知0.03Mpa時(shí)測(cè)得某蒸汽的質(zhì)量體積為4183cm3°g-i,請(qǐng)求出單位質(zhì)量的H、S和G函數(shù)各是多少？0.03Mpa（50°C）時(shí)水的飽和汽、液相性質(zhì)性質(zhì)M飽和液相飽和汽相V/cm3。g-11.02235229H/J.g—1289.302625。4S/Jg—1K—10。94417。7695。（3分）（2分）（2分）（3分）.（10分）在298K和0。1MPa下二元系焓變已知 x為摩爾分?jǐn)?shù)以Lewis—Randall定則為基準(zhǔn)，求：（1）（4分；2）無(wú)限稀釋偏摩爾值，（3分；（3）,（3分）.（15分）已知某二元溶液的活度系數(shù)模型為 ，其中入,B,C僅是T,P的函數(shù)。求（均以Lewis—Randall定則為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。）（15分）（2分）解：（3分）(2分)(2分)(3分)(3分)一.選擇題(每題1分，共15分)：1、 對(duì)單原子氣體和甲烷，其偏心因子3,近似等于：( )a。0b。1c.2d。32、 純物質(zhì)臨界點(diǎn)時(shí)，對(duì)比溫度Tr()a.=0b.>1c。<1d.=13、 下述說(shuō)法哪一個(gè)正確？某物質(zhì)在臨界點(diǎn)的性質(zhì)()(A)與外界溫度有關(guān)(B)與外界壓力有關(guān)(C)與外界物質(zhì)有關(guān)(D)是該物質(zhì)本身的特性。TOC\o"1-5"\h\z4、 下面的說(shuō)法中不正確的是( )(A)純物質(zhì)無(wú)偏摩爾量. (B)任何偏摩爾性質(zhì)都是T,P的函數(shù)。偏摩爾性質(zhì)是強(qiáng)度性質(zhì).(D)強(qiáng)度性質(zhì)無(wú)偏摩爾量。5、 關(guān)于逸度的下列說(shuō)法中不正確的是( )(A)逸度可稱為"校正壓力".(B)逸度可稱為"有效壓力"。(C)逸度表達(dá)了真實(shí)氣體對(duì)理想氣體的偏差。(D)逸度可代替壓力，使真實(shí)氣體的狀態(tài)方程變?yōu)閒v=nRT。(E)逸度就是物質(zhì)從系統(tǒng)中逃逸趨勢(shì)的量度。6.二元溶液，T,P一定時(shí),Gibbs—Duhem方程的正確形式是( )。a.X1dlny1/dX1+X2dlny2/dX2=0b。X1dlny1/dX2+X2dlny2/dX1=0c。X1dlny1/dX1+X2dlny2/dX1=0d。X1dlny1/dX1-X2dlny2/dX1=0在373。15K和101325Pa下水的化學(xué)位與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為(A)p(水)二p(汽) (B)p(水)<M汽)(C)p(水)>p(汽) (D)無(wú)法確定關(guān)于熱力學(xué)基本方程dU=TdS-pdV,下面的說(shuō)法中準(zhǔn)確的是( )(A)TdS是過(guò)程熱 (B)pdV是體積功 (C)TdS是可逆熱在可逆過(guò)程中，pdV等于體積功，TdS即為過(guò)程熱關(guān)于化學(xué)勢(shì)的下列說(shuō)法中不正確的是()A。系統(tǒng)的偏摩爾量就是化學(xué)勢(shì) B.化學(xué)勢(shì)是系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)C.系統(tǒng)中的任一物質(zhì)都有化學(xué)勢(shì)D.化學(xué)勢(shì)大小決定物質(zhì)遷移的方向關(guān)于活度和活度系數(shù)的下列說(shuō)法中不正確的是( )(A)活度是相對(duì)逸度，校正濃度，有效濃度；(B)理想溶液活度等于其濃度。(C)活度系數(shù)表示實(shí)際溶液與理想溶液的偏差。(D)任何純物質(zhì)的活度均為1。的偏摩爾量。11。 等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨濃度的改變而增加，TOC\o"1-5"\h\z則B的偏摩爾體積將:（ ）A.增加B.減小C.不變D.不一定12。麥克斯韋關(guān)系式的主要作用是（ ）（A）簡(jiǎn)化熱力學(xué)變量的計(jì)算（B）用某個(gè)熱力學(xué)函數(shù)代替另一不易測(cè)定的熱力學(xué)函數(shù)的偏微商;（C）用易于測(cè)定的狀態(tài)性質(zhì)的偏微商代替不易測(cè)定的狀態(tài)性質(zhì)的偏微商（D）便于用特性函數(shù)表達(dá)其它熱力學(xué)函數(shù)13。 下列四個(gè)關(guān)系式中哪一個(gè)不是麥克斯韋關(guān)系式？（ ）a.（aT/aV）S= （aV/aS）p b （aT/ap）S=（aV/aS）pc（8S/w）t= （ap/aT）V d。。（aS/ap）T=-（aV/aT）p14。 對(duì)1mol理想氣體，應(yīng)是（ ） °（a）R/V；（b）R；（c）—R/P；（d）R/T。15。 下列各式中，化學(xué)位的定義式是（ ）二下列判斷題正確者用“寸；不正確者用歡”。（每題0.5分，共5分）熱力學(xué)來(lái)源于實(shí)踐——生產(chǎn)實(shí)踐及科研實(shí)踐，但它同時(shí)又高于實(shí)踐，熱力學(xué)的一致性原則，常可考查（驗(yàn)）出科研或?qū)嵺`中引出的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)并加以糾正（ ）由三種不反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)組成的三相PVT體系，達(dá)平衡時(shí)，僅一個(gè)自由度。（）任何真實(shí)氣體的性質(zhì)可用同溫同壓下,該氣體的剩余性質(zhì)和理想氣體性質(zhì)的總和計(jì)算。（）在T-S圖上,空氣和水蒸氣一樣在兩相區(qū)內(nèi),等壓線和等溫線是重合的。（）超額自由焓與活度系數(shù)間的關(guān)系有。（）符合Lewis—Randall定則的溶液為理想溶液。（）只有偏摩爾自由焓與化學(xué)位相等，所以是最有用的（）當(dāng)取同一標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí),溶液的過(guò)量熱力學(xué)性質(zhì)有. （）理想溶液中溶液的超額自由焓所以組分的活度系數(shù)。（）當(dāng)T、P一定時(shí)，溶液中組分i的活度系數(shù)（為組分的分逸度，為純組分逸度）.（）三、填宛題（每空1分，共25分）：1.逸度的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)有兩類，1）以為定則,2）以為定則，請(qǐng)舉例說(shuō)明1）2） 。2。寫出熱力學(xué)基本方程3.對(duì)理想溶液,AH=,AV=,AS=,AG=。對(duì)應(yīng)態(tài)原理是指.三參數(shù)對(duì)應(yīng)態(tài)原理中三個(gè)參數(shù)為 。普遍化方法分為 和 —兩種方法；用普遍化方法可以計(jì)算 和 性質(zhì).5、 活度的定義 —_；活度系數(shù)的定義6、 剩余性質(zhì)的定義。TOC\o"1-5"\h\z7、 混合性質(zhì)變化的定義 。8、 超額性質(zhì)的定義 。9、 偏心因子的定義 。、簡(jiǎn)答題（共20分）化工熱力學(xué)的研究特點(diǎn)是什么？（4分）2。 液化石油氣的主要成分為丙烷、丁烷和少量的戊烷而不是甲烷、乙烷或正己烷，試用下表分析液化氣成分選擇的依據(jù)。（4分）物質(zhì)Tc，°CPc，atmTb，°C燃燒值，kJ/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