2007-化工热力学期末考试闭卷A1及答案(DOC)

1、1南京工业大学化工热力学化工热力学试题（A）卷（闭）20062007年度第二学期使用班级化学工程与工艺专业04级2007.62007.6.班级学号姓名成绩题号三四五总分得分一一单项选择题（每题单项选择题（每题 1 1 分，共分，共 4040 分）分）本大题解答（用本大题解答（用A或或B或或C或或D）请填入下表请填入下表: :题号12345678910答案题11121314151617181920答题21222324252627282930答案题号31323334353637383940答案1.关于化工热力学应用的下列说法中不正确的是（）A.可以判断新工艺、新方法的可行性B.预测反应的速率C.通

2、过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据D.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础2.超临界流体是下列（）条件下存在的物质A.高于TC和高于PCB高于TC和低于PCC低于TC和高于PCD.TC和PC3.纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大， 饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小A.正确B.错误4在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。A.正确B.错误5.对应态原理认为，在相同的对比态下，所有物质表现出相同的性质。即（）A.若V,P相同，则 3 相同B.T,Z相同，则V相同rrrrrC.若P,3 相同，则V相同D.若T,P相同，则V

3、相同rrrrr6.关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是（）。A.可以解决由于实验的P-V-T数据有限无法全面了解流体P-V-T行为的问题。B可以解决实验的P-V-T数据精确度不高的问题。南京工业大学第2页，共 8 页2南京工业大学本卷第 1 页，共 8 页南京工业大学第 3 页，共 8 页3C.可以从容易获得的物性数据（P、V、T、X）来推算较难测定的数据（H,U,S,G）D.可以解决由于P-V-T数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的P-V-T的问题。7纯流体在一定温度下,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8.剩

4、余体积MR的概念是表示同温同压下（）的差别，其表达式为（）。A.真实溶液与理想溶液；MR=M-MidB.真实气体与理想气体；MR=M-M*C.真实气体与理想气体；MR=M-MidD.真实溶液与理想溶液；MR=M-M*9对lmol符合P=RT/（V-b状态方程的气体，s/QV）T应是（）A. R/（V-b）B.RC.-R/PD.R/Tl0.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+VdpB.dU=SdT- -pdVC.dG=-SdT+VdpD.dA=-SdT- -pdV11. V和V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

5、体积V为：glA.V=x（V-V）+VB.V=（V-V）+xVglggllC.V=x（V-V）+VD.V=（1-x）V+xVgllgl12.普遍化方法有普遍化压缩因子图法和普遍化维里系数法两种方法，它的用处非常广泛，可计算（），计算方便。这两种方法的对比温度、对比压力的使用范围是（）的。A.压缩因子、剩余焓和剩余熵、逸度系数;相同B压缩因子、剩余焓和剩余熵、活度系数;不同C.压缩因子、剩余焓和剩余熵、逸度系数;不同D.压缩因子、剩余焓和剩余熵、活度系数;相同13.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,yB.逸度系数，活度系数；P、V、TC.H，U

6、，S，G；P、V、TD.逸度系数，活度系数；x,y14.关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（）A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关B.偏摩尔焓等于化学位C.偏摩尔性质是强度性质D.偏摩尔自由焓等于化学位15.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔焓随A浓度的增加而增加，则B的偏摩尔焓将随B浓度的增加而（）A.增加B.减小C.不变D.不一定16.理想溶液组分i以及在真实气体混合物 P-0P-0 时组分i的逸度系数0分别等于（）iA.0，0B.1，1ii17.超额性质的定义式为（）A.ME=M-M*。B.ME=M-MidC.0，1D.00iiiC.ME=M-MRD.ME=M-M0南京

7、工业大学第4页，共 8 页218.关于理想溶液的各种表达中错误的是（）A.分子结构相似，大小一样；分子间的作用力相同；混合时没有热量和体积变化B.在全浓度范围内，每个组分均遵守Lewis-Randall定贝V。C.fid= =f0 xD.血血,AG,AV均为零；iii19.对理想溶液具有负偏差的体系中， 各组分活度系数Y（）。A1B.=0C.=1D.0，经节流膨胀后，气体温度才会降低JTC.在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大D.任何气体，经节流膨胀后,温度都会下降E.符合理想气体行为的气体不可用来做节流膨胀过程的制冷介质。南京工业大学第 3 页，共 8 页528如被冷物系要求达-1

8、5C，则制冷循环中氨的适宜蒸发温度为（）。A.-15C；B.-10C；C.-20C；D.-45C。南京工业大学第6页，共 8 页229._如当地冷却水温度为常年18C，则氨制冷循环的冷凝温度应。A.18C；B.8C；C.28C；D.48C。30.下列哪个条件不符合蒸汽压缩制冷循环制冷剂的选择要求（）。A.沸点低B.冷凝压力低C.汽化潜热大D.较低的临界温度31.同一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32.吸收式制冷循环中解吸器，换热器，吸收器和泵这一系统的作用相当于蒸汽压缩制冷循环的（）A节流阀B膨胀机C压缩机33.某气体的P-V-T行为符合PV=RT+6

9、.4x104P方程。在25C,30MPa时将该气体进行节流膨胀，膨34.冬天，同样使室温由10C 升至20C,与电加热器相比，空调不仅也能将消耗的电能转化为热量,而且能将空气中的热量传到室内，因此它比电加热器更省电。A.正确 B.错误35在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（）。A孑孑V=/=/L；fV=fLB孑孑V=fV V；fL L=fL L11221212221212CfLL=f2 2V V；fj j=f2 2L LDfL=fv( (f 为混合物的逸度为混合物的逸度) )36. Wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。以下说法不正确的是（）A.适用于极性以及

10、缔合体系B.不适用于液液部分互溶体系C.提出了局部摩尔分率的新概念D.它的超额自由焓模型是根据正规溶液为基础的37.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25C 下溶解在水中的各种气体的亨利常数 H,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126600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.乙烷请给出H2O(

11、l,100C,1atm)、H2O(g,100C,1atm)与也0(1,100C,2atm）的化学位“的大小顺序为（）A.H2O(l,100C,2atm)H2O(l,100C,1atm)H2O(g,100C,1atm)B.H2O(l,100C,2atm)H2O(l,100C,1atm)H2O(g,100C,1atm)C.H2O(l,100C,2atm)H2O(l,100C,1atm)=H2O(g,100C,1atm)胀后气体的温度（A上升；不能），因此（B下降）作为制冷介质。（提示不能C.上升；能(dTA=J-TdP丿丿HD.下降；能T- -V1 酬丿酬丿) )PCB. .38.根据相平衡判据以

12、及（聖）（聖）= =v,dpTi南京工业大学第7页，共 8 页239.根据 VantHoffVantHoff 等压方程式，对吸热反应，温度升高，反应平衡常数（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少40.对反应H2O OH H2+1/2O2，反应开始时有4mol水蒸气，如反应进行一段时间后，有1molO2生成，则反应进度和H2的摩尔分数分别是（）A.2，1/5B.1，2/5C.2，2/5D.1，1/5二填充题（本大题共二填充题（本大题共 2020 分，每格分，每格 1 1 分）分）1.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，请为它们的计算准确度排序。2.

13、体系由一状态到另一状态变化过程中以方式进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功称为此过程的理想功。3.Y Yi1的二元共沸物系,是具有压力共沸点的物系。4._单位质量稳定流动体系热力学第一定理：；1）对流体通过换热器的过程，该方程可简化为；2）对流体通过泵、压缩机等设备而且绝热的过程，该方程可简化为_；3）流体通过喷嘴获得高速气体（超音速），其速度表达式为。7真实气体混合物的PVT性质=纯气体的PVT关系式+规则。8._普通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。1（dV）9._体积膨胀系数的定义式为：0二V乔）那么，理想气体的体积膨胀系数为。丿

14、P10.在等温、等压下，若自由焓变化为时，化学反应过程将自动进行。811.利用方程，可以从某一组分的偏摩尔性质求另一组分的偏摩尔性质；并可检验实验测得的混合物热力学数据及建立的模型的正确性。12溶液中组分i的活度系数的定义是Yi=三计算题（本大题共40分）1.（10分）4.0MPa,500C 的过热蒸汽，在透平中经绝热膨胀到0.04MPa的饱和蒸汽状态，已知压力/MPa温度/K焓/kJ-kg-1熵/kJkg-1 K-1环境水0.1013298104.90.3674过热蒸汽4.07733445.37.0901饱和水0.04309.4151.50.5210饱和蒸汽0.04309.42567.48.

15、3304请回答：（1）该过程可逆否？为什么？（2）该过程的等熵效率？（3）该过程的w.d、w、wL、热力学效率n各是多少？id（facL（4）求膨胀前后蒸汽的变化 AEXX2.2.（10分）设有一制冷能力（冷冻量）为41800kJh的氨冷冻循环装置，蒸发温度-15C，冷凝温度25C,过冷度为5C。假设压缩机可逆绝热运行，膨胀为节流（等焓）过程。求：1）在T-S图上表示此循环过程；2）每小时制冷剂的循环量；3）压缩机功耗；4）循环制冷系数。（已知压缩机进出口处氨的焓分别为1644kJ/kg，1866kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是514.6kJ/kg.）3.3.（10 分）由实验数据得到25C

16、，1atm下一二元溶液的摩尔体积可用下式表示：V=300-90 x-10 x3oV 单位是m3,X1是组分1的摩尔分数。求该温度压力下，111（1）V,V；（2 2）V8,V8；（3）V，V；（4）混合过程焓变混合过程焓变AV；（5）超额焙超额焙VE；标准态按121212Lewis-Randall定则。4.4.（10分）纯液体A与B在90C 时蒸汽压力为Ps=1000mmHg，Ps=700mmHg，已知A与BABGe形成的二元溶液超额自由焓GE模型为=xx，汽相为理想气体，问：RTAB（1）lny,lny的组成函数表达式是什么？AB（2）与50（mol）A及50（mol）B的液相混合物平衡的蒸

17、汽总压为多少？（3）能否生成共沸物？如生成的话，恒沸点是最高点还是最低点？为什么？如已知In丫=8x2，导出lny的组成函数表达式。ABB13.纯物质T-S图的拱形曲线下部称.区。9化工热力学化工热力学试题答案（A卷）（20062007年度第二学期）使用班级化学工程与工艺专业04级单项选择题（每小题1分，共40分）题号12345678910答案BAABDBDBCB题号1112131415161718192010答案CCCBACBDDB题号21222324252627282930答案DCCCAADCCD题号31323334353637383940答案BCAAADADAC二.填空题（每空1分,共2

18、0分）1.SRKRKvdW理想气体方程2完全可逆3最高14.AH+-Au2+gAz=Q+W2s1）AH=Q；2）AH=；3）役役= =、2H-里里）5.1。6D利用利用丫丫8, ,丫丫8数据数据力利用某一浓度下的力利用某一浓度下的Y，Y数据数据 3）利用共沸点数据）利用共沸点数据12124）由一套实验由一套实验VLEVLE数据进行拟合数据进行拟合：7.混合。8.数量；质量9.1/T10. 0 是不可逆的。是不可逆的。2 分分)总体环总体环S= =SGx)+ +Sx2 lg1 页共 4 页S=S2 1Yii11x= =H2 S 一一 S7.0901 一一 0.52102 1= =S 一一 S8.

19、3304 一一 0.5210= =Hx)+ +Hxlg= =0.8251= =151.5x x0.1748+ +2567.4x x0.8251= =2144.84kJ/kgW”，H 一一 Hn= =s，透，透平平，不，不= =12S，透平透平一一 WH 一一 HS，透平透平，可可 123445.3 一一2567.43445.3 一一2144.8123) )W=( (H一一H) )- -T( (S-S) )id21021=(2567.4-3445.3)-298(8.3304-7.0901)=-12475k/kg( (分分W=AH一一Q=AH=(2567.4-3445.3)=-8779kJ/kg( (1 分分) )W=TAS=298x1.24=369.52kJ/kga 分分) )4E= =T( (S-S)-()-(H一一H) )x100101E=T( (S-S) )- -( (H- -Hx200202AE=EEx12x2叫叫= =T( (S-S) )- -( (H- -H) )- - T( (S-S) )- -( (H- -H) ) 0020200101= =W=-1247.5kJ/kg(2分分)2（10分1如左图（2分）2)m= =Q0/q0= =41800/(H1- -H5)=41800/(1644- -514.6)= =37Kg/h(3分分)3)P