化工热力学试卷三套与答案.docx

《化工热力学试卷三套与答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工热力学试卷三套与答案.docx（25页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、选择题(每届2分，共10分)1 .纯物质的其次Viria1.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 .TB度下的过冷纯液体的压力RA。参考尸一上图上的亚临界等温线(I)A.P(T)B.P*(T)C.=P(T)3 .二元气体混合物的摩尔分数y=03,在肯定的7,2下，,=0.9381.=0,8812,则此时混合物的逸度系数为。(C)A0.9097B0.89827C0.8979D0.90924 .某流体在模流装置中经验了一个不行逆绝热过程，装置所产生的功为24kJ,则流体的焙变(.大于零B.小于零C.等于零D.可正可负5 .Henry规则（C）A仅适

2、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25C加热至50,其等压平均热容为75.31Jmo1.,则此过程的焙变为(1882.75)Jmo1.o2 .封闭体系中的Imo1.志向气体(已知G),按下列途径由7；、内和匕可逆地变更至月，则，等温过程的dmn3rn*22小0,华003,正丁烷的偏心因子3=0.193,临界压力为p.=3.797MPa,则在Tr=0.7时的蒸汽压为（0.2435）MPao4,温度为T的热源与温度为T“的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp,则Ee的计算式为（/=（1-5。卬）。

3、5.指出下列物系的自由度数目，（1）水的三相点（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（M）溶液性质（.W关系式（W=ZKM）Inf1.n=J,1UA.)In电In1.ne=Zn0,IniGEiRTGERT=Z3i2 .有人提出了肯定温度下二元液体混合物的佩摩尔体积的模型是-V,（1.+r2）.Vi-V2（Ufer1）,其中匕，小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GibbsT）uhem方程得，=坐,a,b不行能是常数，故提rM出的模型有问题。写出封闭系统和稳定流淌系统的热力学第肯定律。（5分）答：封闭系统

4、的热力学第肯定律：AU=Q+W稳流系统的热力学第肯定律：/+g+身Z=Q+W,4.分析作外功的绝热膨胀后温度降低的缘由，并在TS图中示意。（6分)5.写出稳流体系的烯平衡方程，并指出各项的含义。(5分)答：Zg-ZMjS,+J华+S1=O四、试由饱和液体水的性质估算（八）1001,2.5鹤和0)100e,20MPa下水的焰和烯，已知100e下水的有关性质如下(15分)P=O.IO1325MPa,=4I9.(MJg5,=1.3()69JgK,Vu=1.0435C111.g解：体系有关状态点如图所示所要计算的点与己知的饱和点是在同一条等温线上，由修)得1.T哆卜城城晨K-得S-S1=-J0；B.=

5、0；C.1；C.（汽）（D）无法确定19.298K卜.，将两种液体恒温恒压源合，形成志向液态混合物，则混合前后下列热力学性质的变更状况为：（八）S0,6,0（B）S三0,M0（C）AS0（D）以上均不对20在同一温度下，单组分体系T-S图上各等压线随燧值的增大，压力将（）A.增大B.减小C.不变D.不肯定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浓度的变更而增加，则B的偏摩尔体积将随浓度的变更：()A.增加B.减小C.不变D.不肯定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。.H,

6、U,S,G；X,yB,逸度系数，活度系数；P、V、TC.H,U,S,G；P、V、TD.逸度系数，活度系数：X,y24 .关于化学势的下列说法中不正确的是().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.化学势大小确定物质迁移的方向25 .对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流淌条件下，错误的热力学基本关系式是(A.d1.1.=TdS+VdpB.(1U=SdT-pdVC. dG=-SdT+VdpD.dA=-SdT-pdV26. V,和分别为饱和蒸汽和饱和液体的体积，X为湿蒸汽干度，则湿蒸汽的体积V为：C.V=X(Vc-V)+V1.V=X(Vx-V,)+V

7、ItB.V=(VM-V,)+XV1D. V=(1.-)Vt+XV127 .对志向溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数YN）。.1B.=OC.=1D.RKvdg志向气体方程;C. PRvdWSRKRK志向气体方程;D. SRKRKPRVdW志向气体方程;30.在PT图上,从过热蒸气的状态点a动身，达到过冷液体的状态点d,可以是均相的途径（ad）,也可以是非均和的途径（a-d）。请指出相应正确的PTbA.图为B.C.D.鹿号12345678910答案BCCDDCDBCDSS号I1.121314151617181920答案BDCBCDAABSfi号21222324252627282930答案ABC

8、ABCDABB二、填充题（每空1分，共25分）1 .纯物质PT图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于O2 .剩余性质是指在相同的温度和压力下真实气体与志向气体热力学性质之差。3.超额性质是指真实溶液与志向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1=,-Z1Z-Z/5 .某气体温度为C,其临界温度为TJC,给气体加的压力P足够大，则气体能被液化的温度条件是_TRanda1.1.定则为基准，求:（1）氏，a（4分）：2）无限稀释偏摩尔值A用,7;（3分）：（3）H；,后；（3分）(IAHW=20.9xia(2xi+.r2)=2O,9(ai(1-i2)=20.9(1.-xf)+x1.

9、(-2x,)20.9(1-3x：)71.=+(1-,)=20.9(1.-3x1.,)+(1.-x1.)(20.9)(1.-Ir-)d1.=20.9(2x；-3j-+I)A瓦=W-X1=20.9(1.-.)-i(20.9)(I-3x12)=41.8.r1,瓦=IimAH1=20.9Imoi年=%+77,r=418+20.9=438.97/mo1.=Iim=41.8J/mo1.*H；=Hj+AH；=627+41.8=668.87/mo1.3. （15分）已知某二元溶液的活In7,Ax1A并已知/,J=A+8-C”.=A度系数模型为.，其中/I,B,Cf乂是T,P的函数。求h/.GE/.,Inji.

10、Inj2Jn/.（均以1.eWiS-Randa1.1.定则为标准状态。）（15分）(2分)根IBG-。方程x,d1.n,-x1.dIny1.+x,d1.n,=0解：（3分）（2分）（2分）（3分）IT11n，加（日皆卜乜弋（2”班；Iny2=AxjA：1.n1.=)=AxXJt攵CG夕；EW+夕/底Ax；+hx,+A+B-Cxifi：.hif2=x+Inx2+Inf,=Ax11.+hix,+A2Ax1.dx1.(3分)乐=E(Xi1.nri)=1a2+2I=XX2.,.hif-x1.h-+xjIii1.=A+Bxi-Cx；Xfx2三Ax1.x2+(7/-C)xf+4一.选择题（每题1分，共15

11、分），1、对单原子气体和甲烷，其偏心因子3,近似等于：（a.Ob.1c.2d.32、纯物质临界点时，对比温度T1（）a.=Ob.1c.(汽)(D)无法确定8 .关于热力学基本方程C1.U=TdS-PdV,下面的说法中精确的是()（八）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().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.化学势大小确定物质迁移的方向10 .关于活度和活度系数的卜列说法中不正确的是(（八）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度：(B)志向

12、溶液活度等于其浓度。(C)活度系数表示实际溶液与志向溶液的偏差。(D)任何纯物质的活度均为1。(E)Y；是GvRT的储摩尔量。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变更而增加，则B的偏摩尔体枳将：()A.增加B.减小C.不变D.不肯定12 .麦克斯韦关系式的主要作用是()（八）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.(17/110,=(In舛S-B3771IP)

13、S=(InnShC.(U57U0=(H7)rD.(U57V)r=-(UryH7),as14 .对ImO1.志向气体，环)，应是()（八）R/V；(b)R；(c)-R/P；(d)RT15 .下列各式中，化学位的定义式是().(nn.nG)1.!f.ns.ni瓦M卜枷.二，和脩幽隔正确者用.小干版确者用“x”(每题0.5分，共5分)1、热力学来源于实践一一生产实践与科研实践，但它同时又高于实践，热力学的一样性原则，常可考查(验)出科研或实践中引出的错误相识并加以订正。()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

14、余性质和志向气体性质的总和计算。()4 .在T-S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 .超额自由熔与活度系数间的关系有等；=RTnto()6 .符合1.ewis-Randa1.1.定则的溶液为志向溶液。()7 .只有偏摩尔F1.由给与化学位相等，所以M=I誓s”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o()9 .志向溶液中溶液的超额自由焰Gi=O所以组分的活度系数九=0。()10 .当T、P肯定时,溶液中组分i的活度系数%=%(6,为组分的分逸度，档为纯组分逸度)。()三、填充题(每空1分，共25分M1.逸度的标准态有两类，1)以为定则，2)

15、以为定则，请举例说明1)2) 2 .写出热力学基本方程式；3 .对志向溶液，AH=,V=,S=,AG=O4 .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O6、剩余性质的定义。7、混合性质变更的定义J8、超额性质的定义J9、偏心因子的定义一四、曾答题（共2阴）1.化工热力学的探讨特点是什么？（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1.,tPr,atmTK，r燃烧值,kj/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6

16、乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5正丁烷151.937.43-0.5-49.6正戊烷196.4633.3236.05-49.1正己烷234.429.8068.75-48.43 .从热力学角度说明，超临界萃取技术为何常选CO,作为萃取剂？（4分）4 .简述纯物质户T，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100OCmSg1.求单位质量的H、S和G函数各是多少？（10分）50C时水的饱和汽、液相性质性质F饱和汽相*V/cm.g11.012112032Ui

17、Jg209.322443.5H/J-g209.332382.7S/JK10.70388.07632.25C,O.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V=4012X1IOXf(cmmo1.).式中X为组分1的摩尔分数，V为溶巡的手尔体积.求:(1)匕，Va(2)匕，Vfz(3)V1,Vit(4)Vt(5)V1t1.eWiS-RandaI1.定则.(10分)3、已知某二元溶液的活度系5=A井已知IM=八+-C;In人=八其中儿耳(仅是T,P的函数。求1%,G-M1.n/,Inj1Jn/.(均以1.ewis-Kanda1.1.定则为标准状态。)(15分)试题标准答案一.单项选择题IA2

18、D3D4B5D6C7A8D9AIOEI1.B12C13A14C15A二、推断题：12X34x56x789x107三、填充题：1.1.ewis-Randa1.1定则，Henry定则2.dU=TdS-PdV.dH=TdS+VdP;dA=-PdVSdT;dG=VdP-SdT3.0,0,四、筒答题：略五、计算题：-KyXjnX.RTx1.1.nxVV,(1.-x)+V1.tXV-K1000-1.0121V-12032-1.01210.0803HH1.(1.-x)+Htx=209.33X0.91697+2592.2X0.08303=407.18JgTS=S41.-x)+S*x=0.7038x0.91697+8.0763x0.08303=1.3159TATG=H-TS=407.18-323.151.3159=-18.05372、R=28-20X+10X1v1.=28cmy-1)三x1x*x2xf-x1x2mo1.Vi=18cm,mo1.V=IOX1X3V,=IOX1XIV2=40+10X12Vf=50cm8no1.V1=40cm,mo1.