化工热力学期末模拟试卷

1、一 选择题（每题2分，共10分）1.纯物质的第二virial系数B （ A ）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.T温度下的过冷纯液体的压力P（A。参考PV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y1=0.3，在一定的T，P下，则此时混合物的逸度系数为 。（C）A 0.9097B 0.89827C 0.8979D 0.90924. 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，则流体的熵变（ A ）A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.可正可负5. Henry规则（

2、C ）A仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂二、 填空题（每题2分，共10分）1. 液态水常压下从25加热至50，其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的焓变为（1882.75）J/mol。2. 封闭体系中的1mol理想气体(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 ，H= 0 。3. 正丁烷的偏心因子0.193，临界压力为pc3.797MPa，则在Tr0.7时的蒸汽压为（ 0.2435 ）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Cp，则Ex

3、Q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)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态 1 三、 简答题：（共30分）1. 填表（6分）偏摩尔性质()溶液性质(M)关系式()ln fln 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V1，V2为纯组分的摩尔体积，a，b 为常数，问所提出的模型是否有问题？（8分）解：由Gibbs-Duhem方程得， ， a,b不可能是常数，故提出的模型有问题。3. 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降低

4、的原因，并在T-S图中示意。（6分）5. .写出稳流体系的熵平衡方程，并指出各项的含义。（5分）答：四、试由饱和液体水的性质估算(a)100，2.5MPa和(b)100，20MPa下水的焓和熵，已知100下水的有关性质如下（15分）MPa，Jg-1，J g-1K-1, cm3 g-1,cm3 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 cm3 g-1 K-1得又 cm3 g-1得当P=2.5MPa时，S=1.305 Jg-1 K-1；H= 420.83J g-1；当P=20MPa时，S= 1.291Jg-1 K-1；H=433.86J g-1。五、

5、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表达式。（10分）解：六、通过virial方程计算每克CO2在310K和0.81MPa时的体积。已知CO2的临界压力和临界温度分别为7.376MPa、304.2K，偏心因子为0.23。（10分）解：Pr0.81/7.376=0.108七、甲烷由98.06kPa，300K压缩后冷却到6.667kPa，300K。若压缩过程耗功1021.6kJ/kg，求（1）冷却器中需要移走的热量；（2）压缩冷却过程的损失功；（3）压缩冷却过程的理想功；（4）压缩冷却过程的热力学效率。环境温度为T0300k，已知：（15分）98.06kP

6、a，300k时，H1953.74kJ/kg，S1=7.0715 kJ/kgK6.667kPa，300k时，H2886.76kJ/kg，S2=4.7198 kJ/kgK解：（1）(2)(3)=-793.54 kJ/kg(4)一、 单项选择题（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：1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。2Pitzer提出的由偏心因子计算

7、第二维里系数的普遍化关系式是（ ）。AB = B0B1 BB = B0 + B1CBPC/（RTC）= B0 +B1 DB = B0 + B13下列关于GE 关系式正确的是（ ）。A. GE = RT Xiln Xi B. GE = RT Xiln a iC. GE = RT Xiln i D. GE = R Xiln Xi 4下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ ）。A. B. ；C. D. 5.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。6泡点的轨迹称为（ ），露点的轨迹称为（ ），饱和汽

8、、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7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=nRT 。 （E）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。8范德华方程与RK方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V存在三个实根或者一个实根，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

9、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 C、温度 D、 熵10对于流体混合物，下面式子错误的是 。A、 B、C、理想溶液的 D、理想溶液的 11由纯组分形成理想溶液时，其混合焓Hid 。A. >0； B. =0； C. <0 ； D. 不确定。12体系中物质i的偏摩尔体积的定义式为： 。A. B. C. D. 13混合气体的第二维里系数 A . T和P的函数 B. 仅为T的函数 C . T和组成的函数 D . P和组成的函数 14下列论述错误的是 。AP-R方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。B. R-K方程能同时应用于汽、液两相

10、计算，准确度较高。C.活度系数可以大于1也可小于1。 D. 压缩因子可以大于1也可小于1。 15混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 。A.； B. ； C. ln ； D. ln16纯物质临界点时，对比温度 Tr 。A. 0； B. > 1； C. < 1 ； D. = 1。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下溶解在水中的各种气体的亨利常数，你认为以（）和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合？气体H/bar气体H/bar气体H/bar气体H/bar乙炔1350一氧化碳5400氦气126

11、600甲烷41850空气72950乙烷30600氢气71600氮气87650二氧化碳1670乙烯11550硫化氢550氧气44380A 氦气 B二氧化碳 C乙烷 D甲烷18. 在373.15K和101325Pa下水的化学位与水蒸气化学位的关系为  (A) (水)(汽)      (B) (水)(汽) (C) (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) S>0，G<0 (

12、B) S=0，G<0 (C) S<0，G>0 (D) 以上均不对20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 B容量性质 C超额性质 D剩余性质22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浓度的改变而增加，则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23. .利用麦克斯韦关系式，其目的是将难测的（ ）与易测的（ ）联系起来。A. H，U，S，G； x, y B. 逸度系数，活度系数；P、V、T C. H，U，S，G； P、

13、V、T D. 逸度系数，活度系数； x, y 24.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 25.对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下，错误的热力学基本关系式是（ ）。A dH = TdS + Vdp BdU = SdTpdVC dG = -SdT + Vdp DdA = -SdTpdV26. Vg和Vl 分别为饱和蒸汽和饱和液体的体积

14、，x为湿蒸汽干度，则湿蒸汽的体积V为：A. V= x(Vg- Vl) + Vg B. V= (Vg- Vl) + x Vl C. V= x(Vg- Vl) +Vl D. V=(1-x)Vg+ x Vl 27.对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数i（ ）。A >1 B. = 0 C. = 1 D. < 1 28.对1mol符合状态方程的气体， T应是（ ）A. R/（V-b） B. R C. -R/P D. R/T29.本课程学过各种状态方程如RK方程、理想气体方程、vdW方程、SRK方程， PR方程，请为它们的计算准确度排序。ARK>PR>SRK>vdW&

15、gt;理想气体方程; BPRSRK>RK>vdW>理想气体方程;CPR>vdW> SRK>RK>理想气体方程; DSRK > RK > PR > vdW >理想气体方程;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(ab c d)，也可以是非均相的途径(a b c d)。请指出相应正确的P-T图为 . A. B. C 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

16、 22 23 24 252627 28 29 30答案ABCABCDABB 二、填充题（每空1分，共25分）1纯物质 P-V图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 _0_。2剩余性质是指在相同的温度和压力下 真实气体与理想气体 热力学性质之差。3. 超额性质是指真实溶液与理想溶液 热力学性质之差。4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< TC 。6检验汽液平衡数据可靠性的基本公式为 Gibbs-Duhem方程，其形式为。7在真实气体混合物P0时，组分的逸度系数等于 1 。8三参数对比状态原理中，三

17、参数是指Tr, Pr, 。9.混合法则描述的是混合物的虚拟参数与所含纯组分以及组成之间 的关系,它的提出是为了解决 混合物热力学性质 的计算问题。10.偏心因子的定义是 ， 其物理意义是 表示分子与简单的球形流体在形状和极性方面的偏心度。 。11.体积膨胀系数的定义式为：那么，理想气体的体积膨胀系数为 1/T 。12.在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质 M i13逸度的标准态有两类，1）以 Lewis-Randall规则 为定则，例如25,1atm下盐酸中的水； 2）以 Henry规则 为定则，例如 25,1atm下盐酸中的HCl ；14.混合性质变化的定义 。三、判断题（请在正确的题

18、后括号内画“”,错误的画“×”）（10分）1维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( × )2对于理想混合物，均为零。 ( × )3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。 ( )4. 理想溶液的混合性质和超额性质相同。 ( × )5混合物体系达到汽液平衡时，总是有。 ( × )6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。 （ × ）7对于理想溶液，所有超额性质皆等于零。 （ ）8.在TS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。 ( × ) 9.等温、等压下的N元混合物的Gibbs-Duhem方程的形式之一是。(× ) 10.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。(× ) 四、计算题（共35分）1（10分） 已知0.03Mpa时测得某蒸汽的质量体积为4183cm3 .g-1，请求出单位质量的H、S和G函数各是多少？ 0.03Mpa（50）时水的饱和汽、