化工热力学试卷三套与答案.doc

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. 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 .APR方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。B. RK方程能同时应用于汽、液两相计算,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。 0,G0 （B） S=0,G0 （C) S1 B。 = 0 C. = 1 D。 1 28。对1mol符合状态方程的气体, T应是（ )A. R/(Vb） 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.ARKPRSRKvdW理想气体方程； BPRSRKRKvdW理想气体方程；CPRvdW SRKRK理想气体方程； DSRK RK PR vdW 理想气体方程;30。 在PV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PT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 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LewisRandall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 。g1，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、液相性质性质M饱和液相饱和汽相V / cm3.g11.02235229H / J.g1289。302625.4S / J g1 K10。94417。7695 。(3分）(2分）（2分）(3分）2( 10分）在298K和0.1MPa下二元系焓变 已知 x为摩尔分数 以LewisRandall定则为基准，求：（1)，（4分）; 2)无限稀释偏摩尔值， （3分）； （3）,（3分)3（ 15分)已知某二元溶液的活度系数模型为 ， 其中A，B,C仅是T,P的函数。求 （均以LewisRa ndall定则为标准状态.) （15分）(2分)解：(3分）（2分）（2分)（3分)（3分）一选择题（每题1分，共15分）：1、对单原子气体和甲烷,其偏心因子，近似等于: （ ）a. 0 b。 1 c。 2 d。 3 2、纯物质临界点时，对比温度 Tr（ ）a. =0 b. 1 c. 1 d. =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.4、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 。 5、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。6二元溶液，T, P一定时，GibbsDuhem 方程的正确形式是 ( ).a. X1dln1/dX 1+ X2dln2/dX2 = 0 b. X1dln1/dX 2+ X2 dln2/dX1 = 0c。 X1dln1/dX 1+ X2dln2/dX1 = 0 d。 X1dln1/dX 1 X2 dln2/dX1 = 07。 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8。 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV， 下面的说法中准确的是（ )（A) TdS是过程热 （B)pdV是体积功 （C)TdS是可逆热(D） 在可逆过程中, pdV等于体积功, TdS即为过程热9.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 10.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。11. 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12. 麦克斯韦关系式的主要作用是( )（A)简化热力学变量的计算；(B）用某个热力学函数代替另一不易测定的热力学函数的偏微商； (C）用易于测定的状态性质的偏微商代替不易测定的状态性质的偏微商；(D) 便于用特性函数表达其它热力学函数13.下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？( ）A。（T/V）S = (V/S)p B。 (T/p）S =（V/S）p C。 （S/V)T = (（p/T）V D。 (（S/p)T = (V/T）p14.对1mol理想气体，应是( ）（a） R/V；(b）R ;（c）-R/P ；（d)R/T。15. 下列各式中，化学位的定义式是 （ ）二、下列判断题正确者用“”；不正确者用“”.（每题0。5分，共5分)1、热力学来源于实践生产实践及科研实践,但它同时又高于实践，热力学的一致性原则,常可考查（验)出科研或实践中引出的错误认识并加以纠正。（ ）2。由三种不反应的化学物质组成的三相PVT体系，达平衡时,仅一个自由度。 （ ）3.任何真实气体的性质可用同温同压下,该气体的剩余性质和理想气体性质的总和计算。 （ ） 4。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。 ( ） 5。 超额自由焓与活度系数间的关系有 . ( )6。符合Lewis-Randall定则的溶液为理想溶液。 ( ）7。 只有偏摩尔自由焓与化学位相等，所以是最有用的( )8。当取同一标准态时,溶液的过量热力学性质有 。 （ ) 9。理想溶液中溶液的超额自由焓所以组分的活度系数。 （ ） 10.当T、P一定时,溶液中组分i的活度系数（为组分的分逸度,为纯组分逸度）. ( ) 三、填充题（每空1分，共25分)：1逸度的标准态有两类,1)以 为定则，2）以 为定则，请举例说明1） 2） 。2.写出热力学基本方程式_ ;_;_；_.3对理想溶液,H=_,V=_，S=_，G =_.4.对应态原理是指 . 三参数对应态原理中三个参数为_。普遍化方法分为_和_ 两种方法;用普遍化方法可以计算_、_、_和_性质。5、活度的定义_ _ _；活度系数的定义 。6、剩余性质的定义 。7、混合性质变化的定义 。8、超额性质的定义 .9、偏心因子的定义 .四、简答题(共20分）1。化工热力学的研究特点是什么？（4分）2.液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷和少量的戊烷而不是甲烷、乙烷或正己烷,试用下表分析液化气成分选择的依据。（4分）物质Tc ， Pc ,atmTB ， 燃烧值，kJ/g甲烷82。6245.36161。4555.6乙烷32。1848。0888。6552.0丙烷96.5941。9842.1550.5正丁烷151.937。430。549.6正戊烷196。4633.3236。0549。1正己烷234。429。8068.7548。43.从热力学角度解释，超临界萃取技术为何常选CO2作为萃取剂？（4分）4.简述纯物质P-V图上点、线和区域的意义(用图说明)，并写出临界等温的数学特征。（8分)五、计算题（共35分）：1、 已知50时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm3 g-1，求单位质量的H、S和G函数各是多少?（10分）50时水的饱和汽、液相性质性质M饱和液相饱和汽相V / cm3。g-11.012112032U / J g-1209。322443.5H / J。g-1209。332382。7S / J g1 K-10.70388.07632. 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，LewisRandall定 则. （10分）3、已知某二元溶液的活度系数模型为 ， 其 中A，B，C仅是T,P的函数。求 （均以Lewis-Ra ndall定则为标准状态。） （15分)试题标准答案一。单项选择题1A 2D 3D 4B 5D 6C 7A 8D 9A 10E 11B 12C 13A 14C 15A 二、判断题：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10三、填充题：1.LewisRandall定则, Henry定则2dU=TdSPdV; dH =TdS + VdP; dA =PdVSdT; dG =VdPSdT3.0， 0， 四、简答题：略五、计算题：1、2、= 28-20X1+10 X1 2 = 40 + 10 X1 2 = 28 cm3 /mol = 50 cm3 /mol V1 = 18 cm3 /mol V2 = 40 cm3 /mol V = 10X1 X2 VE = 10X1 X23.- 10 -