化工热力学习题集

1、填空题1在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称 o2. 当T, P 一定时，非理想溶液混合性质变化 G=。3. 纯物质逸度的定义式为 、，均相混合物中组分逸度的定义式为、，逸度的物理意义是 o4. 体系由一状态到另一状态变化过程中以 方式进行时的功效应，称为此过程的理 想功。5. 假设T、T2分别为高温热源和低温冷源的温度，那么工作于高温热源和低温冷源之间的可逆机的效率为 ，逆向卡诺循环的制冷系数为 o6. 在表格空格处填入合理的性质和关系。7.M iMM =工 X M iIn fIn In y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8三参数对比状态

2、原理中，三参数是指 o9. 体积膨胀系数的定义式为：一：=丄 卫 那么，理想气体的体积膨胀系数为 v 5仏10 .剩余性质是指在相同的温度和压力下 热力学性质之差。超额性质是指 热力学性质之差。11. 假设Ti、T2分别为高温热源和低温冷源的温度，那么工作于高温热源和低温冷源之间的可逆机的效率为 ，逆向卡诺循环的制冷系数为 o12. 单位质量稳流体系能量平衡方程为 ，对流体通过换热器的过程，能量平衡方程可简化为 ，对流体通过泵、压缩机等设备的过程，能量平衡方程可简化为o13. 有一气相化学反应系统，含有 CO、CO2、H2、H2O和CH4，则该平衡体系的独立化学反应数为，自由度数为 。14.

3、溶液中组分i的活度系数的定义是i二 =o15. 逸度和活度的标准态有两类，1）以定则为标准态，2）以定则为标准态。如计算雪碧中CO2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用 定则为标准态；如计算溴水中水的逸度时应采用 定则为标准态。16. 剩余性质的定义是 MR=o17. 由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成溶液，它们的AH=，AV=o18. 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。能量平衡是反映系统中能量的 利用情况，有效能平衡是反映系统中能量的利用情况。19. 稳定流动体系物流的火用 Ex的基本计算式为： ; 一定状态下体系的火 用指体系由该状态

4、达到与 时，此过程理想功。20. 单位质量稳定流动体系能量平衡方程 ,对流体通过换热器的过程，能量平衡方程可简化为 o21 .写出理想溶液混合时的混合自由焓、混合体积、混合焓及混合熵的表达22.正规溶液之所以非理性的原因是;无热溶液之所以非理想性的原因23. 写出两种可以作为过程可逆与否标志的热力学性质 ，o24. 写出三种火用值就是其本身的能量 ，o25. 二元体系单相稳定性的判据为 ，o26. 对于理想气体反应体系，用摩份数表示的平衡常数 Ky与用压力表示的平衡常数 Kp之间的关系可表示成 o27. 有一气相化学反应系统，含有 NH3、NO、NO2、O2和出0，则该体系的独立化学反应数为，

5、自由度数为。28. 任意实际气体的状态方程都可以表示为 o29 .写出对比摩尔体积 V与对比密度之间的关系 o30.某三元组分混合物中含有0.20摩尔分率A , 0.35摩尔分率B和0.45摩尔分率C。在6.08 1033.混合物的逸度与其组分逸度之间的关系可表示为 ，混合物的逸度系数与其组分逸度系数之间的关系可表示为 o34 .写出理想溶液中组分i的偏摩尔自由焓、偏摩尔熵与组成之间的关系式，o二、判断题 维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。（） 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。（） 化学位可表示成

6、四个偏导数形式，每个偏导数都是偏摩尔性质。（） 凡是服从Lewis-Randall的溶液就称为理想溶液。（） 损失功可表示成 Wl =T/：S体系。（） 根据热力学第一定律，对某过程或系统的能量继续衡算，不仅能确定能量的数量利用率，而且能全面地评价能量质量利用情况。（）7. 能量是守恒的，因此在一切实际过程中火用也是守恒的 Pa和348K时A、B和C的组分逸度系数分别为 0.7、0.6和0.8，则该三元混合物的逸度系数为，逸度为o31将某种蛋白质在20C下溶于水，使界面张力下降2.8 10N/m，已知界面上每平方米蛋白质单分子膜含蛋白质7.5 10 g，则该蛋白质的相对分子质量为 o32 体系

7、存在界面时的平衡判据为平衡时 ， o8封闭体系是指体系与环境之间的界面即不允许传递物质也不允许传递能量。（）9. 熵状态函数。只要初，终态相同，八為逆八S不可逆。（）10. 只要反应体系中存在惰性气体就会对平衡时的反应进度产生影响。（）11. 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。（）nIn f =送为 In f?12. 逸度也是一种热力学性质，溶液中组分i的分逸度与溶液逸度的关系为i o（）13. 要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。（）14. 压力相同时，过热蒸汽的火用较饱和蒸汽大，因此其做功的本领也较大。（）15. 能量

8、是守恒的，因此在一切实际过程中火用也是守恒的。（）16. 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0o （）17. 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，同时也是的负值。（）18. 稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度To,而与具体的变化途径无关。（）19. 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。（）20. 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

9、来两气体体积之和，总内能为原两气体内能之和，总熵为原来两气体熵之和。（）21. 对于理想混合物，H , G, V均为零。（）22. 理想溶液的混合性质和超额性质相同。（）23. 混合物体系达到汽液平衡时，总是有？ h?1, =fl, f/Y o（）24. 化学位可表示成四个偏导数形式，每个偏导数都是偏摩尔性质。（）25. 对于理想溶液，所有超额性质皆等于零。（）26在T S图上,空气和水蒸气一样，在两相区内，等压线和等温线是重合的。（）27. 等温、等压下的N元混合物的Gibbs-Duhem方程的形式之一是 瓦勺=0。（）口 、dxi 丿28. 体系的超额性质和其混合性质是一致的29. 气体在

10、液体中的溶解度总是随温度的升高而降低。（）30. 体系的超额性质和其混合性质是一致的。（）31. 理想功和可逆功其实是对同一概念的不同说法。（）32. 封闭体系是指体系与环境之间的界面即不允许传递物质也不允许传递能量。（）33. 界面张力与界面自由焓是对同一事物分别从力学和热力学角度提出的物理量，具有不同的物理意义，但数学上是等效的。（）i组分的溶液中加入34. 偏摩尔性质的物理意义是在给定的温度、压力和组成下，向含有1 mol纯物质i所引起的一系列热力学性质的变化。（）35. 理想溶液中组分i的活度等于以质量份数表示的组分 i的浓度。（）36. 对于理想化的不可压缩流体，其熵、焓和内能均与压

11、力无关。（）37. 只要反应体系中存在惰性气体就会对平衡时的反应进度产生影响。（）36. 不可逆过程的损失功等于该过程损失的有效能。（）37. 理想功总是大于等于可逆功。（）38. 普通能量衡算的依据是热力学第一定律；而有效能衡算的依据是热力学第二定律。（）39. 体系存在界面时的平衡判据为：平衡时每一组分在各相中的化学位相等、温度相等、压力相等。（）40. 当p趋于零的极限情况下，气体的 乂比值趋于无穷，其中f是逸度。三、选择题1. 纯物质的第二virial系数B （）A仅是温度的函数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2. 二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3，在一定

12、的T，P下，?1 =0-9381, ?2 = 0.8812，则此时混合物的逸度系数为。（）A 0.9097 B . 0.89827 C . 0.8979 D . 0.90923. 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程，装置所产生的功为24kJ，则流体的熵15变（ ）A. 大于零B.小于零4. Henry 规则（）A仅适用于溶剂组分C适用于稀溶液的溶质组分C.等于零D.可正可负B仅适用于溶质组分D阶段适用于稀溶液的溶剂5.对单原子气体和甲烷，其偏心因子3,近似等于（）。B. 1D. 3A. 0C. 26. 下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，n mol溶液性质正确的是，nM=（ ）A. ni

13、MiB. x xi MiC. xiMiD. gMi7. 体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环境熵变存在（）。A . （AS环）可逆（AS）不可逆C. （AS环）可逆=（AS环）不可逆8不可逆过程中孤立体系的（）。A.总熵总是增加的，火 用也是增加的C.总熵是减少的，但火用是增加的。B. （AS）可逆（AS环）不可逆D . （AS环）可逆=0B. 总熵总是减少的，火 用也是减少的D.总熵是增加的，但火用是减少的。9.同一可逆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10.卡诺制冷循环的制冷系数与（）有关。A.

14、制冷剂的性质B.制冷剂的工作温度C.制冷剂的循环速率D.压缩机的功率11. Pitzer提出的由偏心因子w计算第二维里系数的普遍化关系式是 （）oA . B = B o wB1B . B = Bo w + BC. BPc/ ( RTc) = Bo + wB 1D . B = Bo + w12.下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（A.Gi二 B. d &= V： dP - dTC.G二122D.G二：nG:少J，P，n半:创JV,辱13.下述说法哪一个正确?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是该物质本身的特性14.对于流体混合物，下面式子错误的是（）A、

15、M i = lim M iXj-0c、理想溶液的Vi =y；Ui二5B、 H i =Ui PViD、理想溶液的Si二Si；Gi二Gi15.封闭体系经过一变化，体系从25 C恒温水浴吸收热量 8000KJ，体系熵增25KJ/K ,则此过程（）。A.可逆的B.不可逆的C.不可能的16. 理想气体从同一初态 V1作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积 V 2相比（）。A. V2 = V 2B. V2V 2C. V2 V 2D.不确定17. 混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是（）。AA. f = Xj f 匚;B. f fi ； C. ln f

16、= 人 In 丄;D. ln f = Xj Inf0Xi18 .在373.15K 和101325Pa下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（）。水）=口汽）By水） 汽）D无法确定19. 298K下，将两种液体恒温恒压混合，形成理想液态混合物，则混合前后下列热力学性质的变化情况为：A ?S0，?G0 B ?S=0，?G0 C ?S0 D 以上均不对20 .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A浓度的改变而增力口，贝y b的偏摩尔体积将随 a浓度的改变：（）A.增加 B.减小 C.不变 D.不一定21.关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（）C.偏摩尔性质是强度性质D .强度性

17、质无偏摩尔量22.纯流体在 定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（）。A .饱和蒸汽B.饱和液体C.过冷液体D.过热蒸汽23.超临界流体是下列（）条件下存在的物质（）。A .高于Tc和高于PcB .临界温度和临界压力下C.低于Tc和高于PcD .高于Tc和低于Pc24.当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于（）A .零B .无限大C.某一常数D. RTA .纯物质无偏摩尔量B . T, P一定，偏摩尔性质就一定25.理想气体从同一初态 Vi作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温 可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积 V 2相比（）。A.

18、 V2 V 2B. V2 = VC. V2 82.37kPa, p 37.31kPa，如果该体系存在衡沸点，试确定衡沸组成和衡沸压力。12在一定的T、p下，某二元混合溶液的超额自由焓模型为GeRT=(T.5XJ -1.8x2 )x1x2性质M饱和液相Mi饱和汽 相MgV /3-1cm .g1.02235229H / J.g-1289.302625.4S / J g-1K-10.94417.7695(A)式中x式；与式geRT= v(Xil nJ相结合，试证明可重新得到为摩尔分数，试求(1)ln 1及ln 2的表达ln,ln 2：值；(3)将(1)所求出的表达式式(A) o 3.在一定温度和压力下，某二元混合物的第一组分的偏摩尔体积可以用下示表示 v1 = v co h2o( 1)CO2 3H2 CH3OH H2O(2)如果各物质的初始量为 CO2 3mol、H2 5mol、H2O 2m