化工热力学本科试卷A

1、泰山学院课程考试专用泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级3+2化学工程与工艺专业本科20072008学年第一学期化工热力学试卷A试卷共8页，答题时间120分钟）题号一一二三四总分统分人复核人得分得分阅卷人判断题（每小题 1 分，共 15 分。请将答案 填在下面的表格内）1、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质都等于化学位。2、对于确定的纯气体来说，其维里系数B、C、只是温度的函数。3、孤立体系的熵总是不变的。4、当过程不可逆时，体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。5、二元液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时，体系的自由度为 2。6、理想溶液中所有组分的活度系数均为 1。7、二元

2、混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相，露点线表示的是饱和液相。8、二元组分形成恒沸物时，在恒沸点体系的相对挥发度等于1。9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化AH0为负值。10、纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。11、在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。12、对于理想溶液的某一容量性质恒有Mo二M。ii13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低，相同数量的电能和热能来说，电能的做功能力大于热能。14、无论以 Henry 定律为基准，还是以 Lewis-Randall 规则为基准定义标准态 逸度，混合物中组分i的活度和逸度的值不

3、变。15、逸度与压力的单位是相同的。得分阅卷人二、填空题（1-5题每空1分，6-11题每空 2分得分阅卷人共 25 分）1、 在相同的初态下，节流膨胀的降温效果（大于/小于）等熵膨胀的降温效果。2、 恒温恒压下，吉布斯-杜亥姆方程为（以Mi 表示）。3、形成二元溶液时，当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时，形成正偏差溶液，正偏差较大的溶液具有最的沸点。4、 对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力（相同/不同 ） 的。5、 当过程的熵产生时，过程为自发过程。6、当化学反应的温度不发生变化时，对体积增大的气相反应，增大压力，反应进度，加入惰性气体反应进度。7、已知平衡压力和液

4、相组成，用完全理想体系下的汽液平衡准则计算泡点温度时，在假设的温度下算出工y 1，说明假设的温度，i应，重新计算，直到工y = 1。i8、正丁醇（1）和水（2）组成液液平衡系统，25C，测得水相中正丁醇的摩尔分数为 0.00007，而醇相中水的摩尔分数为 0.26，则水在水相中的活度系数为，水在醇相中的活度系数为。9、某换热器内， 冷热两种流 体 进 行换热， 热流 体 的 流 率为100kmol - h-1, c = 29kJ - kmol-1 - K-1,温度从 500K 降为 350K,冷流体的流率 p也是100kmol - h-1, C = 29kJ. kmol-1 K-1,温度从30

5、0K进入热交换器，该换 p热器表面的热损失Q = -87000kJ h-1，则冷流体的终态温度t2=K,该换热过程的损耗功WL =kJ/h。设T = 300K，冷热流体的压力变化可以忽略不计。Ti 热流体2冷流体t1扌Ti 热流体2冷流体t1t2 ？10、二元混合物的焓的表达式为H二xH + x H + axx，则H =i i 22 i 2i（用 x 表示）211、压缩机对某种气体进行压缩，该气体压缩前后的状态为：压缩前T=42C,p1=8.05MPa ； 压缩后 T2=124C , p2=15.78MPa。并已知 H r 二3640kJ kmol-1, H r = 11000kJ kmol-

6、1 及 c * 二 108kJ - kmol-1 - K-1。则该压2p缩过程气体的焓变讯缩过程气体的焓变讯为以 1kmol 为计算基准）。得分阅卷人得分阅卷人四、简答题（每题 6 分，共 12 分）1、写出纯组分 i 和混合物中 i 组分逸度和逸度系数的定义式，并写出混合物 中 i 组分逸度与混合物的逸度之间的关系式。2、请画出朗肯循环的 T-S 图，写出其主要热力学过程及每一过程对应的热力 学分析。得分阅卷人四、计算题（1题 8分，2、3、4、5题每题10 分 共 48 分）1、实验测得乙醇（1）-甲苯（2）的二元体系的汽液平衡数据为： t二45 c, P = 244 x 105卩&, t

7、二0.300,人=0.634 ,已知45时组分的饱和蒸汽 压为二0.230X105 Pa, P2二0.101 x 105Pa，假设此体系服从低压下汽液平衡 关系，求：（1）液相活度系数数1，2（2）液相的超额自由焓GE，并说明此溶液与理想溶液相比是正偏差还是负偏差？_（3）液相的混合过程性质变化AG和液相的偏摩尔超额自由焓GE，注意AG的 符号说明了什么？2、某蒸汽压缩装置，采用氨作制冷剂，制冷能力为2X105 kJ h-1,蒸发温度H 二 1891.2kJ kg-1，2，为-15C,冷凝温度为30C，设压缩机作绝热压缩， 其等熵效率为 0.75。试求：（1）制冷剂每小时的循 环量；（2）压缩

8、机的消耗功率；（3）冷凝器的热负 荷；（4）节流后制冷剂湿蒸汽干度xH 二 1891.2kJ kg-1，2，已知： H 二 1661kJkg-1， S 二9.02kJkg-1 K-111H 二 560.7kJ kg-1，4与状态1平衡的液相饱和焓H 二 560.7kJ kg-1，4L3、有一逆流式换热器，利用废气加热空气。空气从O.lOMPa、20t的状态被 加热到125C，空气的流量为1.5kg -S-1。而废气从O.lOMPa , 250C的状态冷 却到95C。空气的等压热容为04-kg-1 -K-1 ,废气的等压热容为 O.MkJ -kg-1 - K-1。假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计， 而且换热器与环境无热量交换，环境状态为O.lOMPa和20C。试求：(1)换 热器中不可逆传热的熄损失为多少(2)换热器中的总熄效率和目的熄效率分别 为多少？4、某二元体系，汽相可以看作理想气体，液相作为非理想溶液，溶液的超额 自由焓表达式为Ge/rt = Bxx?，该体系有一恒沸点，恒沸组成为X二0.8002， 恒沸压力是63.34kPa，该温度下的饱和蒸汽压Ps =58.5kPa, Ps =17.6kPa,1 2求该体系在此温度下，当X =0.5时的汽相组成与平衡压力。15、乙烯气相水合制乙醇的反应式为：CH (g) + HO (g ) = CH OH (g)，反2