化工热力学期末考试A卷及答案.docx
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化工热力学期末考试A卷及答案
化工热力学期末试题（A）卷
2007〜2008年使用班级化学工程与工艺专业05级
班级学号姓名成绩
一•选择
1•纯物质在临界点处的状态，通常都是D。
D.气液不分状态
A.气体状态B.液体状态C.固体状态
2.关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是B。
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。
C.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。
从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混
3.虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质,
合物上。
.A。
A.正确B.错误
4.甲烷Pc=4.599MPa,处在Pr=0.6时，甲烷的压力为B
A.7.665MPaB.2.7594MPa;C.1.8396MPa
Z=1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子
6.对于极性物质，用C状态方程计算误差比较小，所以在工业上得到广泛应用。
A.vdW方程,SRK;B.RK,PR
C.PR,SRKD.SRK，维里方程7.正丁烷的偏心因子错误！
未找到引用源。
=0.193，临界压力Pc=3.797MPa贝恠Tr=0.7时的蒸汽
压为ps=pcio」-=0.2435MPa。
A
A.正确B.错误
&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
9.对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有_A。
A.dH=TdS+VdpB.dH=SdT+Vdp
C.dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp
10.对1mol符合VanderWaals状态方程的气体，有A。
A.（?
S/?
V）T=R/（v-b）B.（?
S/?
V）T=-R/（v-b）
C.（?
S/?
V）T=R/（v+b）D.（?
S/?
V）T=P/（b-v）
11.吉氏函数变化与P-V-T关系为GigT，P-Gx=RTInP，则Gx的状态应该为C
A.T和P下纯理想气体B.T和零压的纯理想气体C.T和单位压力的纯理想气体
12.关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是B。
A.纯物质无偏摩尔量B.T，P一定，偏摩尔性质就一定。
C.偏摩尔性质是强度性质D.强度性质无偏摩尔量。
14.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浓度的减小而减小，则B
的偏摩尔体积将随A浓度的减小而A。
A.增加B.减小C.不变D.不一定
15•苯
（1）和环己烷
（2）在303K,0.1013Mpa下形成X^o.9溶液。
此条件下Vi=89.96cm'/mol,
V2=109.4cm3/mol,M=89.99cm3/mol,=111.54cm3/mol，则过量体积VE=Acm3/mol。
17.二元非理想极稀溶液，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.
18.
能用于汽液平衡同时计算汽相和液相体积的状态方程是_A
19.
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_B
20.混合物的逸度f与组分逸度fi之间的关系是_D
Xifi
xilnfi
XiIn?
i/Xi
偏摩尔性质的表达式为
卩（nF）]
也nS）〔
A.
T,nV,nj学
-叭-
B.
T,P,n啡
1c（nH
）1
[可nP）[
!
致i
C.
-T,P,nj#：
[cni
D.
iT,P』j黑
22.不可逆过程中孤立体系的D。
A.总熵总是增加的，也是增加的。
B•总熵总是减少的，也是减少的。
C•总熵是减少的，但是增加的。
D•总熵是增加的，但是减少的。
23.—封闭体系经过一变化，体系从
25C恒温水浴吸收热量8000kJ，体系熵增25kJ/K，则此过程
24.体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程
环境熵变存在__A
25.在101.3kPa下四氯化碳
（1）-乙醇
（2）体系的恒沸点是Xi=0.613和64.95C，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.i=1.38,2=1.693B.i738,2=0.693C.1=1.83,2=1.369
26.某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变，比原冷凝压力下的饱和温度低了5度,
则制冷循环A。
A.冷量增加，功耗不变B.冷量不变，功耗减少
C.冷量减少，功耗减小D.冷量增加，功耗增加
27.气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值B。
A.增加B.减少C.不变D.不确定
28.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另一类制冷循环的C___
A.节流阀B.膨胀机C.压缩机
29.关于做功和加热本领的描述，不正确的是_C。
A.压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。
B.温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。
C.温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。
D.放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。
30.损失功也是过程可逆与否的标志，因此有__C。
A.WL=T*△S体B.WL=T*△S环C.WL=T*△S总D.WL=-T0*△S总
31.理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作_D膨胀
A.等温B.等压C.等焓D.等熵
32.相同的压力下，对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度A。
A.大B.小C.相同
33.制冷剂进入压缩机时的状态是C。
A.流体B.汽液混合状态C[.饱和蒸汽或过热蒸汽
34.评价蒸汽压缩制冷循环的技术经济指标是D
36.对同一朗肯循环装置，如果提高蒸汽的过热度，则其热效率C
A.有所提高，乏气干度下降B.不变，乏气干度增加
C.有所提高，乏气干度增加D.热效率和干度都不变
37.关于制冷原理，以下说法不正确的是__D。
A.任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降。
B.只有当・J」0,经节流膨胀后，气体温度才会降低。
C.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。
38.如当地冷却水温度为常年18C,则氨制冷循环的冷凝温度应选C
A.18C;B.8C;C.28C;D.48C。
39.同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率B。
A.相同B.低C.高D.不一定
41.稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度To,而与具体的变化途径无关。
A。
A.正确B.错误
42.Wilson活度系数关联式基于A
45.90°C,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
ss—
P1=1.343atm,p?
=0.535atm，则汽液平衡组成*和y分别是一A。
46.容积1m3的刚性封闭容器中盛有水与水蒸汽混合物，其压力p=4bar，质量为5kg，则干度x=
1
50.对于反应H2（g）O2（g）>2
为Amol。
A.0.4B.0.2C
从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小
B.80C的热水
H2O（l）当其中O2因反应消耗0.2mol时，反应度£
.0.5D.0.1
二.计算（12分）雾是由许多微小球形水滴组成的，其直径约为10_6m。
由于表面张力的作用，在水滴内的压力比其外压要大，其间的压差可用△p=2S/r表示，式中S代表水的表面张力，r为液滴的半径。
25时水的表面张力为0.0694N.m-1。
由于雾滴在大气中形成，水的逸度会因含有杂质而降低，问：
至少溶解多少杂质才能使雾滴在25C时不
消失？
（设其服从Lewis-Randall规则）（提示『nf]=V，织Inf）T=工.Ap，
[饰」RTRT
-f■idf=Inf：
：
lnf）
解：
△p=25岸2>0.0694/（0.510^）=277.6（kPa）
因为|空丄1=乞，则A（lnf片=工.也卩
:
即一TRTRT
如果液滴存在，则液相中fHO=扯0旳20
所以fH2O-fH2O=fH2O（1-Xh2O）=fH2O.X杂质
…V18"033
则x杂质.卩277.6103=2.01210
杂'RT8.314298.15
化工热力学试题（A）卷
2010~2011年度第一学期使用班级化学工程与工艺专业08级
2010.12
班级学号姓名成绩
题号
-一一
二二二
-三
四
五
总分
得分
资格考试（共60分）
1.单项选择题（每题1分，共20分）
1.虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。
.
A.正确B.错误
2.对理想气体有
A.；:
H/:
PT:
:
:
0B.汨/：
：
PT0C.：
旧/：
卩丁=0
3.熵产生厶Sg是由于而引起的。
A.体系与环境之间的热量交换B.体系与外界功的交换
C.体系内部的不可逆性D.体系与外界的物质交换
5.分离过程的有效能损失AEx,l
A.>0B.<0C.=0D.可正可负
6.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Pc
C.低于Tc和高于PcD.位于Tc和Pc点
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.对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数y。
A.>1B.=0C.=1D.<1
9.气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓
值。
10.对同一朗肯循环装置，在绝热条件下如果提高汽轮机入口蒸汽压力，而温度等其余条件不变,
则其热效率。
A.有所提高，乏气干度下降B.不变，乏气干度增加
C.有所提高，乏气干度增加D.热效率和干度都不变
12.
溴化锂-水吸收制冷循环过程的制冷剂是
13.蒸汽压缩制冷循环中，制冷剂的蒸发温度为200K,冷凝温度为250K，则理论上该制冷装置的
制冷系数£为。
A、2.8B、0.85C、4.0
14.作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机）中抽出部分蒸汽去。
A.锅炉加热锅炉进水B.回热加热器加热锅炉进水
C•冷凝器加热冷凝水D•过热器再加热
15.水处于饱和蒸气状态，其自由度为，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要个
独立状态参数的已知条件。
A、0,1B、1,1C、2,1D.1,2
16.对于某一温度压力下的流体混合物，下面式子错误的是。
a、Mj=limMjb、Hi=Uipvi
xto
C、理想溶液的Vi二ViUi二UiD、理想溶液的Si=SiGi=Gi
17.冬天要给-1OC房间供热取暖，消耗500W的功率给房间供热，采用可逆热泵循环（空调）、
电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？
。
A.热泵B.两者相等C.电热器D.没法比较。
18.二元气体混合物的摩尔分数比=0.3，在一定的T,P下，啤=°.9381,鹭=0.8812，则此
时混合物的逸度系数为。
A.0.9097B.0.9827C.0.8979D.0.9192
19.如当地冷却水温度为常年18C，则氨制冷循环的冷凝温度应选。
A.18C;B.8C;C.28C;D.48C。
20.90C,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：
ss
Pi=1.343atm,p?
=0.535atm，则汽液平衡组成捲和y分别是。
A.0.576,0.773B.0.773,0.576C.0.424,0.227D.0.227,0.424
2.填空题（每空1分，共20分）
1.普遍化三参数求取压缩因子Z的方法有和。
在Vr_2时应采
用。
2•稳定流动系统热力学第一定律可写成，它应用于绝热节流的简化形式
是，应用于换热器的简化形式是，应用于离心泵的简化形式
3.对理想溶液，△H=,AS=,AG=。
4.同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率。
5•在《二氧化碳PVT关系测定》实验中，当体系温度25C—般测得CO2的泡点压力稍露
点压力，而理论上CO2在该状态时泡点压力露点压力（＜或＞或=）。
7•在真实气体混合物i0时，组分i的逸度系数＜等于。
8.Gibbs-Duhem方程有多种形式，主要用途有：
（1）、检验实验测得的正确性；
（2）、检
验的正确性；（3）、从一个组元的偏摩尔量推算另一组元的（二元体系）。
9.说出下列汽液平衡关系适用的条件：
⑴豁引=树人；
⑵Pyi=PsYiXi
3.简答证明题（共20分）
P的湿蒸汽干
1.（5分）利用稳定流动体系热力学第一定律设计（画出）测量某管道内压力为
度示意图，标出需要测量的参数并讲述原理。
2.（5分）由水蒸汽性质表查得100C和0.101325MPa时水的有关性质如下，试计算该条件下
汽、液相的摩尔Gibbs自由焓。
本题计算结果说明了什么问题？
=419.06kJkg-1，
l11
S=1.3069kJkgK
v1v11
H=2676.0kJkg，S=7.3554kJkgK
4.（5分）右图为逆卡诺循环的T-S图，问该逆卡诺循环能否作为蒸汽压缩制冷循环并说明原
因？
如不能应作如何改进（同时在图上标出）？
指出蒸汽压缩制冷循环的构成。
答案
1.单项选择题（每题1分，共42分）本题解答（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
A
C
C
C
A
A
D
D
B
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
:
答案
B:
A
C
PB
B
D
A
C
C
A:
2•填空题（每空1分，共15分）
1•普遍化压缩因子图法，普遍化维里系数法，普遍化维里系数法
12
2.：
Hu2g：
Z=QWS,H=0,：
H二Q,.H二WS
2
3.0,-R'（Xjlnxj,RT'（Xjlnxj
4.低
5.
>,=
7.1
8.热力学数据，热力学函数关系或热力学模型，偏摩尔量
9.
无限制条件，低压条件下的非理想液相
的焓值H2,H^H2，再查出压力为P1时饱和蒸汽焓Hg和
饱和液体焓Hl，设湿蒸汽的干度为X,则有:
H-H
H^xHg（1-x）Hix1L
Hg-Hi
2.答：
解：
于G=H-TS得G1--68.61kJmol4和G^-68.67kJmol_1
即有G1二G"本题计算结果表明在100C和0.101325MPa条件下，水的汽液两相处于平衡状态。
3.证明:
g—se,竽牛SE
4.解：
不能。
改进方法：
1）把绝热可逆压缩过程1—2安排在过热蒸汽区，使湿蒸汽变为干气。
2）把原等熵膨胀过程改为4—5的等焓节流膨胀过程。
蒸汽压缩制冷循环由四步构成：
1'—2'低压蒸汽的压缩
2'—3高压蒸汽的冷凝
3—5高压液体的节流膨胀，P；,T；
5—1'低压液体的蒸发
化工热力学试题（A）卷
2011〜2012年度使用班级化学工程与工艺专业09级
班级学号姓名成绩
二、资格考试
1.单项选择题（每题1分，共40分）
1.Pitzer提出的由偏心因子••计算第二维里系数的普遍化关系式是（C）。
A.B=B0B1B.B=B0B1
c.聖=b°Lb1d.b二b0Lb1
RTc
2.关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（C）
A.判断新工艺的可行性。
B.化工过程能量分析。
C.反应速率预测。
D.相平衡研究
3.纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（B）。
A.-1B.0C.1d.不能确定
V存在三个实根或者一个实根,
4、范德华方程与R-K方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积当存在三个实根时，处于中间的实根是C。
B.
A.饱和液体体积
C.无物理意义
饱和蒸汽体积
D.饱和液体与饱和蒸汽的混合体积
5.某真实气体符合状态方程PRT5^,a、b为常数。
则当该气体进行绝热膨胀时,
V-bTV.（V+b）
膨胀后气体的温度_D。
A、升高B、降低C、不变D、不能确定
6.流体流过保温良好的换热器、反应器、混合器等设备时稳流体系热力学第一定律的
最简数学表达式为C
2
A.△H=-WsB.△H=QC.△H=0D.△H+1/2△u=Q
7.下列论述错误的是_B。
A.P-R方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。
B.R-K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。
&下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（D）。
10.关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（B）
A.纯物质无偏摩尔量。
B.T,P一定，偏摩尔性质就一定。
C.偏摩尔性质是强度性质。
D.偏摩尔自由焓等于化学位。
11.对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有A
A.dH二TdSVdpB.dH二SdTVdp
12.对1mol符合VanderWaals状态方程的气体，有B
B）。
D.yP=XiPs
13•对液相是非理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（
A.%f=xPsB.yP=YiXiRsC.yiP=X®iSRs
14.无论什么过程，根据热力学第二定律，孤立体系熵变（D）。
A.=0B.-0C.>0D.-0
15.冬天要给-10C房间供热取暖，消耗500W的功率给房间供热，采用可逆热泵循环（空调）、电热
器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？
A_
A.热泵B.两者相等C.电热器D.没法比较。
16•要加热50C的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（A）
A.60C的热水B.80C的热水C.100C的饱和蒸汽，D.120C的过热蒸汽
17.高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。
其中已知一个可逆过程
的工质熵变为20KJ/（kg.K）,另一个不可逆过程的工质熵变CKJ/（kg.K）。
A、大于20B、小于20C、等于20D、不能确定。
18.二元气体混合物的摩尔分数％=0.4，在一定的T,P下，先=0.9181,鹭=0.7812，则此时
混合物的逸度系数为B。
19.关于做功和加热本领的描述，不正确的是（C）
A.压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。
B.温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。
C.温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。
D.放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。
20.Wilson方程在工程设计上获得广泛应用，以下不正确的描述为_D
A.引入了局部组成的概念以及温度对活度系数的影响，因此精度高。
B.适用于极性以及缔合体系。
C用二元体系的参数可以推算多元系。
D.
适用于液液部分互溶体系。
EE
A.S=0,V=0
C.ge=0,ae=0
EE
B.S=0,A=0
D.HE=0,GE=
-tse
偏摩尔性质的表达式为
B
。
[E（nF）1
庞（nSfl
—
阿
弹n纠
A.」笳-
T,nV,丐#
'cni
B.」
T,P,nj去
'CXi
C.」
-T,P,nj
D-皿-「Pc学
对无热溶液，下列各式能成立的是
（
D
）.
23.
24.—封闭体系经过一变化，体系从25C恒温水浴吸收热量7000kJ,体系熵增25kJ/K，则此过程
是B。
A可逆的B.不可逆的C不可能的
25.体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程
环境熵变存在B。
A.（AS环）可逆＞（AS环）不可逆B.（AS环）可逆＜（AS环）不可逆
C.（AS环）可逆=（AS环）不可逆D.（AS环）可逆=0
26.对于蒸汽动力循环要提高热效率，可采取一系列措施，以下说法不正确的是J
A.同一Rankine循环动力装置，可提高蒸气过热温度和蒸汽压力
B.同一Rankine循环动力装置，可提高乏气压力。
C.对Rankine循环进行改进，采用再热循环。
D.对Rankine循环进行改进，采用回热循环。
27.二元非理想极稀溶液，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Le
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