热力学复习题.doc

1、当过程不可逆时, 孤立系统的△S总　>　0, 工质的△S产生　>　0。损失功WL >　0。
经历一个不可逆热机的循环过程，体系工质的熵 C 。
　　A、增大 B、减小 C、不变 D、可能增大，也可能减小
2、空气在封闭的气缸内经历一过程，相应其内能增加15kJ，对外界作功15kJ，则此过程中工质与外界交换热量Q= 30 kJ。
3、流体把2000KJ的热量传给周围温度为27℃的环境，如果流体的熵变为-5KJ/K，这整个过程 b 　　。a．可能发生且可逆；　 b. 可能发生但不可逆；　 c. 不可能发生。
4、系统从某一初态经不可逆与可逆两条途径膨胀到达同一终态，则工质 c 　　。
a．△S可>△S不 b. △S可<△S不 c. △S可=△S不 d.三者都可能。
5、某流体在稳流装置内经历一个可逆过程，对外做功为30，得到的热量为100。试问流体的熵变：（ A ） A. 为正； B. 为负； C. 可正、可负。
6、稳流过程能量平衡式：（ C ）
A. 仅适用于稳流可逆过程 B. 仅适用于稳流不可逆过程；C. 该稳流过程可逆、不可逆均可。
7、体系经一绝热可逆过程熵值不变。√
8、系统向环境放出热量，温度下降，因此熵产生小于零。×
9、Wid具有状态函数的特点，而普通的Ws则是过程函数。√
10、自然界一切实际过程的熵产生必大于零。√
11、分别以某一真实气体和理想气体为工质在两个恒温热源T1、T2之间进行卡诺理想循环，试比较这两个循环的热效率。B
A、前者大于后者　 B、两者相等　 C、前者小于后者 D、没法比较。
12、i<1的体系的恒沸点为最高温度恒沸点。√
13、二元完全理想体系中i组份的汽液平衡比Ki=Pis/P。√
14、汽液平衡数据热力学一致性检验的理论依据是Wilson方程。×
15、等温条件下,二元体系中超额自由焓函数与组分i的活度系数的关系为（） 活度系数的因次是（无因次）
16、形成共沸物的溶液，由于在共沸点处（），所以不能用简单精馏方法同时获得两纯组分。
17、工程上要解决的VLE计算三种类型_泡点_、_露点_、_闪蒸_。
18、高压下，理想混合气体的= Φi ，理想混合液体的γi= 1 。正偏差物系的特点是异类分子间作用力 （ 小于 ） 同类分子间的作用力 。
19、二元体系汽液平衡数据热力学一致性校验的依据是

20、在101.3kPa下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x1=0.613和64.95℃，该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa，恒沸体系中液相的活度系数。
1

21、下列二元混合物模型中，指出不对称归一化条件的活度系数。（B）
A B C D
22、由Wilson方程计算常数减压下的汽液平衡时，需要输入的数据是Antoine常数Ai,Bi,Ci; Rackett方程常数α，β；能量参数，Wilson方程的能量参数是如何得到的？能从混合物的有关数据（如相平衡）得到。
23、等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系。
24、A、B形成的共沸物，在共沸点时有。（A）
A．正确 B．错误
25、汽液平衡计算方程式yiP=γixiPiS适用于（ C ）
A．完全理想体系 B．化学体系
C．非理想体系 D．完全非理想体系
26、90℃，1atm下苯（1）-甲苯（2）汽液平衡系统可视为完全理想系。此条件下蒸汽压为：，则汽液平衡组成分别是 A 。
A. 0.576，0.773； B．0.773，0.576；
C. 0.424，0.227； D. 0.227，0.424。
27、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 。
A． ∆S>0，∆G<0 B．∆S=0，∆G<0 C．∆S<0，∆G>0 D．以上均不对
28、对于理想混合物，均为零。 × 不为零。
29、理想溶液中，组份i的偏摩尔性质和与溶液有相同T，P时纯i的摩尔性质相等的热力学性质有 (B、E)
A． B． C． D． E．
30、由纯组分形成理想溶液时，其混合熵ΔSid A 。
A．>0； B．=0； C．<0 ； D．不确定。
31、对于流体混合物，下面式子错误的是 D 。
A、 B、 C、理想溶液的 D、理想溶液的
32、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。√ 即
33、符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。×例如：真实稀溶液
二元非理想极稀溶液, 其溶质和溶剂分别遵守 A 。
A．Henry定律和Lewis--Randll规则. B．Lewis--Randll规则和Henry定律.
C．拉乌尔规则和Lewis--Randll规则. D．Lewis--Randll规则和拉乌尔规则.
34、关于理想溶液的各种表达中错误的是 （ D ）
A.分子结构相似，大小相同；分子间的作用力相同；混合时没有热量和体积变化。
B.在一定浓度范围内，每个组分的逸度与浓度呈正比。
C. D. 均为零。
35、对于一般负偏差的体系，液相的活度系数一定小于1。√
2

36、活度系数的数值取决于真实溶液的性质，与标准态的选择有关√
37、在溶液热力学性质的讨论中，引用活度的概念，活度表示真实溶液中组分i的 （有效浓度），因此活度表示了真实溶液对理想溶液的（偏差）。
38、对理想溶液具有负偏差的体系，各组分的活度系数 B .
A. >1 B. <1 C. =1 D. =0
39、对正偏差体系，lnγ1 大于 0，lnγ2大于0，当x1＝ 1 时，lnγ1＝0。
二元混合物，当时，，，。（A）
A．正确 B．错误
40、高压下影响气体混合物中组分逸度的因素有：a、b、c
a.温度 b.压力 c.气相组成 d.液相组成
41、一般认为影响液体混合物中组分活度系数的因素有： a、d
a.温度 b.压力 c.气相组成 d.液相组成
42、超额性质定义为在相同的温度、压力和组成条件下真实溶液性质与理想溶液性质之差，其表达式为ME=M-Mid。
43、对于理想溶液的性质，下列说法描述不正确的是 B 。
A、 B、
C、 D、常压下某液体沸腾时，44、保持不变的热力学性质是（ C ）
A．摩尔体积 B．摩尔熵 C．摩尔自由焓 D．摩尔内能
45、理想溶液HE=ΔH=0 √
因为，所以。×
46、在溶液热力学中，下列哪些关系式是成立的？ ( A、B、C、E )
A． B． C．A= D． E．ln=
47、已测得在一定温度、压力下的活度系数与组成的关系式，模型正确的是 a 　　。
a. b.

48、基于局部组成概念的两参数Wilson方程在工程设计上获得广泛应用，它突出的特点是：(A、B、D)
A．计算精度高 B．能反映温度对i的影响
C．能应用于部分互溶体系 D．可从二元体系推算多元体系
3

E．可用于i有最大值的体系
49、能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。×
50、由1-2构成的无恒沸点的体系，若1是轻组分，2是重组分，在一定的温度下，体系的压力随着x1的增大而增大。√
51、由1-2构成的无恒沸点的体系，若1是轻组分，2是重组分，则在一定的压力下，体系的泡点随着x1的增大而降低。√
52、p、V、T是流体的基本性质之一，通过它可以计算流体的逸度、活度以及在流动过程中体积功和轴功。×不能计算活度
53、当压力趋近于零时，剩余焓HR＝0 √
54、以Lewis-Randall规则为基础，其标准态逸度fi0为溶液温度和压力下所对应的纯祖分i的逸度fi。 √
55.i<1的体系的恒沸点为最高温度恒沸点。√
56、二元完全理想体系中i组份的汽液平衡比Ki=Pis/P。√
57、汽液平衡数据热力学一致性检验的理论依据是Wilson方程。×
58、多元汽液相平衡的条件是fV=fL ×
59、理想溶液混合过程的热力学能变化等于零。 ×
60等温条件下,二元体系中超额自由焓函数与组分i的活度系数的关系为（） 活度系数的因次是（无因次）
61、某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为 ，则b1 与 b2的关系是。
62、在真实气体混合物P→0时，组分的逸度系数等于 1 。
63、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。
64、形成共沸物的溶液，由于在共沸点处（），所以不能用简单精馏方法同时获得两纯组分。
65、计算流体的热力学性质时，所谓剩余性质，是气体在真实状态下的热力学性质与在相同的温度、压力下当气体处于理想状态时热力学性质之间的差值。
66、工程上要解决的VLE计算三种类型_泡点_、_露点_、_闪蒸_。
67、高压下，理想混合气体的= Φi ，理想混合液体的γi= 1 。正偏差物系的特点是异类分子间作用力 小于 同类分子间的作用力 。
68、二元体系汽液平衡数据热力学一致性校验的依据是
69、（二乙胺-水）的液液平衡体系中，水在胺相中的摩尔分率为0.35，胺在水相中为0.00009，水在胺相中的活度系数为 2.86 ，水在水相中的活度系数为 1 。
70、
71、说出下列汽液平衡关系适用的条件
4

(1) ______无限制条件__________；
(2) _____无限制条件____________；
(3) ____低压条件下的非理想液相__________。
72、在101.3kPa下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x1=0.613和64.95℃，该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa，恒沸体系中液相的活度系数。
73、下列说法正确的是 C 　　。
a．常温常压下，将10cm3液体水与20 cm3液体甲醇混合后，其总体积=30 cm3。
b.偏摩尔内能的定义可表示为
c．理想气体有f = P，而理想溶液有 。
d．理想溶液的混合性质△V=0、△H=0、△G>0、△S<0 。
e. 理想功就是可逆功。
74、下列二元混合物模型中，指出不对称归一化条件的活度系数。（B）

A
B
C
D

75、由Wilson方程计算常数减压下的汽液平衡时，需要输入的数据是Antoine常数Ai,Bi,Ci; Rackett方程常数α，β；能量参数，Wilson方程的能量参数是如何得到的？能从混合物的有关数据（如相平衡）得到。
76、等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系。。
77、由沸点仪测得40C时正戊烷（1）-正丙醛（2）体系的，由此求取van Laar方程系数为1.3476；1.3810。
78、已知某二体系的 则对称归一化的活度系数是（A）

A
B
C
D

79、B形成的共沸物，在共沸点时有。（A）
A．正确 B．错误
80、汽液平衡计算方程式yiP=γixiPiS适用于（ C ）
A．完全理想体系 B．化学体系 C．非理想体系 D．完全非理想体系
5

81、剩余性质MR的概念是表示什么差别的 B 。
A．真实溶液与理想溶液 B．理想气体与真实气体
C．浓度与活度 D．压力与逸度
82、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。 B
A．正确 B．错误
83、90℃，1atm下苯（1）-甲苯（2）汽液平衡系统可视为完全理想系。此条件下蒸汽压为：，则汽液平衡组成分别是 A 。
A. 0.576，0.773； B．0.773，0.576；
C. 0.424，0.227； D. 0.227，0.424。
84、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 。
A．∆S>0，∆G<0 B．∆S=0，∆G<0 C．∆S<0，∆G>0 D．以上均不对
85、基于局部组成概念的两参数Wilson方程在工程设计上获得广泛应用，以下不正确的描述为B
A．能反映温度对i的影响 B．能应用于部分互溶体系 C．可从二元体系推算多元体系
86、由3 mol A 和9 mol B 形成理想液态混合物，已知某温度下，，则平衡气相摩尔分数之比为 C
(A) 3:1 (B) 4:1 (C) 1:1 (D) 8:1
87、苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，=89.99cm3/mol，=111.54cm3/mol，则过量体积VE= cm3/mol。A
A．0.24 B．0 C．-0.24 D．0.55
88、在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为 B 。
A．μ(水)＝μ(汽) B．μ(汽)＞μ(水)
C．μ(水)＞μ(汽) D．无法确定
89、在101.3kPa下四氯化碳（1）-乙醇（2）体系的恒沸点是和64.95℃，该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa，恒沸体系中液相的活度系数为 A 。
A． B． C．
90、Wilson活度系数关联式基于 A 。
A．无热溶液理论 B．正规溶液理论 C．理想溶液理论 D．电解质溶液理论
91、根据剩余性质的概念，当P→0时，实际气体的GR为
√A、等于零 B、大于零 C、小于零
92、剩余性质MR的概念是表示同温同压下（ ）的差别，其表达式为（ B ） 。
A. 真实溶液与理想溶液；MR=M-Mid B. 真实气体与理想气体；MR =M-M*
93、Wilson方程是工程设计中应用广泛的描述活度系数的方程。以下说法不正确的是（ D ）
A．适用于极性以及缔合体系 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以正规溶液为基础的
94、组成一定的混合物的临界点是唯一的。在P-T相图上，临界点为泡点线和露点线的结合点，其右边为露点线，左边为泡点线。泡点线和露点线一起组成该混合物的相包线，相包线的内侧为气液两相区，外侧为单相区。在恒定的温度下，混合物压力降低时如果发生气-液相变，并不一定是液体汽化，也可能是气体液化。以上说法是：A
A. 正确 B.错误 C.不确定
6

95、在二元溶液A—B中，汽相为理想气体，液相的活度系数由下式表示：
lnγA=, 已知90℃时,=1.333105Pa，=9.333105Pa，试求：
当xA=0.2时，汽液平衡的总压是多少？
此溶液能否生成共沸物？为什么？
解：（1）∵ ∴（对称方程） （2分）
当组分1的摩尔组成为0.2时 （1分）
（3分）
（2）方法一：
∵ （3分）
假若能生成生成共沸物 ＝1 （3分）

＝1.473>1 （1分）
∴ 该体系不存在恒沸点。 （2分）
方法二：
∵ 3分）
7

端点1： （2分）
端点2： （2分）
是xA的连续系数，当xA=0时， xA=1时，中间不通过点，所以该体系不存在恒沸点。
模拟题一
一．单项选择题（每题1分，共20分）
本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表：
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案

题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案

1. T温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ ）
A. 饱和蒸汽
B. 超临界流体
C. 过热蒸汽
2. T温度下的过冷纯液体的压力P（ ）
A. >
B. <
C. =
3. T温度下的过热纯蒸汽的压力P（ ）
A. >
B. <
C. =
4. 纯物质的第二virial系数B（ ）
A 仅是T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
5. 能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到（ ）
A. 第三virial系数
B. 第二virial系数
C. 无穷项
D. 只需要理想气体方程
6. 液化石油气的主要成分是（ ）
A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷
B. 甲烷、乙烷
C. 正己烷
7. 立方型状态方程计算V时如果出现三个根，则最大的根表示（ ）
A. 饱和液摩尔体积
B. 饱和汽摩尔体积
C. 无物理意义
8. 偏心因子的定义式（ ）
A.
B.
C.
9. 设Z为x，y的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ）
8

A. B.
C. D.
10. 关于偏离函数MR，理想性质M*，下列公式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
11. 下面的说法中不正确的是 ( )
（A）纯物质无偏摩尔量 。 （B）任何偏摩尔性质都是T，P的函数。
（C）偏摩尔性质是强度性质。（D）强度性质无偏摩尔量 。
12. 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。
13. 二元溶液，T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是 ( ).
a. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX2 = 0 b. X1dlnγ1/dX 2+ X2 dlnγ2/dX1 = 0
c. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX1 = 0 d. X1dlnγ1/dX 1– X2 dlnγ2/dX1 = 0
14. 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
 15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( )
（A）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。
（C）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D）任何纯物质的活度均为1。
（E）的偏摩尔量。

16．等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将：( )
A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定
17．下列各式中，化学位的定义式是 ( )

18．混合物中组分i的逸度的完整定义式是 。
A. dG(___)i=RTdlnf(^)i, [f(^)i /(YiP)]=1 B. dG(___)i=RTdlnf(^)i, [f(^)i /P]=1
C. dGi=RTdlnf(^)i, fi =1 ； D. dG(___)i=RTdlnf(^)i, f(^)i =1
19．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
20．下列关于ΔG关系式正确的是（ ）
9

A. ΔG = RT ∑Xiln Xi B. ΔG = RT ∑Xiln i
C. ΔG = RT ∑Xiln γi D. ΔG = R ∑Xiln Xi
二、填空题
1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于__ ___，数学上可以表示为________________________和________________________。
2. 根据Pitzer提出的三参数对应态原理，计算给定T, P下纯流体的压缩因子Z时，可查表得到_______、_______，并根据公式____________，计算出Z。如果无法查表，也可根据截断的Virial公式，利用B0, B1仅为对比温度的函数，计算出B0, B1，根据公式___________________，计算出B，从而得到Z的数值。
3. 热力学第一定律的公式表述（用微分形式）：__________________。热力学第二定律的公式表述（即熵差与可逆热之间的关系，用微分形式）：__________________。
4. 几个重要的定义公式：焓H=__________________；自由能A=__________________；自由焓G=__________________。
5. 几个热力学基本关系式：dU=__________________；dH=__________________；dA=__________________；dG=__________________。
6. 写出下列Maxwell关系式： ____________；____________。
7. 对理想溶液，ΔH=_________，ΔV=___________，ΔS=____________，ΔG =____________。
8. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_________ + 。
9. 超额性质的定义为在相同温度、压力及组成条件下真实溶液性质和 溶液性质之差。
10. 二元混合物的焓的表达式为 ，则 ； 。
11. 填表
偏摩尔性质()
溶液性质(M)
关系式()

H

ln f

ln

ln i

ΔM

三、是非题
1. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（ ）

10

2. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。（ ）

3. 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。（ ）

4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（ ）

5. 若用x表示蒸汽的干度，则该蒸汽的焓。（ ）
6. 逸度是一种热力学性质，溶液中组分i分逸度与溶液逸度的关系。( )
7. 只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质总是等于化学位。 ( )
8. 对于由纯物质形成理想溶液时，体积和焓的混合性质变化等于0。 ( )
9. 理想溶液中溶液的超额吉氏函数，所以组分的活度系数。 ( )
10. 对二元溶液，当T、P一定时,公式 成立。 ( )
四、计算题
1. 利用Maxwell关系式等，将纯流体的表示成的函数。
2. 25℃，0.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V =40 －12X1 － 10X12 (cm3 /mol) . 式中X1 为组分1的摩尔分数, V为溶液的摩尔体积. 求，
组分服从Lewis—Randall定则. （10分）
3. 酒窑中装有10m3 的96%(wt)的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需加水多少?能得到多少体积的65%的酒精? 设大气的温度保持恒定，并已知下列数据
酒精浓度(wt)
cm3 mol-1
cm3 mol-1
96%
14.61
58.01
65%
17.11
56.58
4. 已知40℃和7.09MPa下，二元混合物的（f单位为MPa），求（a）时的；（b）
模拟题一
一．单项选择题（每题1分，共20分）
本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表：
11

题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
B
A
A
A
B
A
B
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
C
A
E
B
A
A
B
B

二、填空题
1．0，，
2．Z0, Z1, ,
3. ，

4． H=U+PV, A=U-TS, G=H-TS
5. dU=，dH=，dA=，dG=
6．；
7. 0, 0, ,
8. 9. 理想 10.
11.
偏摩尔性质()
溶液性质(M)
关系式()

H

ln f

ln

ln i

ΔM

三、是非题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
×
×
√
×
×
×
×
√
×
×

12

四、计算题
1． （即dS表示成dT和dP的函数）

，等压条件下，，所以，
由Maxwell方程可知，
因此，
2． = 28-20X1+10 X1 2 = 40 + 10 X1 2 = 28cm3 /mol = 50 cm3 /mol
V1 = 18 cm3 /mol V2 = 40 cm3 /mol， ΔV = 10X1 X2 VE = 10X1 X2
3． 设加入W克水，最终体积Vcm3；原来有nW和nE摩尔的水和乙醇，则有

解方程组得结果：
4．解：（a）
， 同样得
(b)，所以
同样得 ，所以

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13