化工热力学习题集锦文档格式.docx
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A
B1.987cal/kmolK
C82.05
D8.314
6、（1分）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．TC和PC
7、（1分）理想气体从同一初态V1作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积V’2相比。
A.V2>
V’2B.V2=V’2
C.V2<
V’2D.不确定
18、（1分）纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于__________。
9、（1分）当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于：
。
A.零B无限大
C.某一常数D.RT
10、（1分）0.1Mpa,400K的Ｎ2１kmol体积为。
A.3326LB.332.6L
C.3.326LD.33.26m3
11、（1分）不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？
A.能B.不可能C.还缺条件
12、（1分）混合气体的第二维里系数
A.仅为T的系数B.T和P的函数C.T和组成的函数D.P和组成的函数
13、（1分）Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是,
式中B0，B1可由Tr计算出。
A.B=B0B1ωB.B=B0+B1ωC.BPc/RTc=B0+B1ωD.B=B0ω+B1
14、（1分）Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是,
A.B=B0B1ωB.B=B0+B1ωC.BPc/RT=B0+B1ωD.B=B0ω+B1
15、（1分）纯物质临界点时，其对比温度Tr（）。
A=0B．<
0C．>
0D．=1
16、（1分）当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于:
a.零b.无限大
c.某一常数d.RT
17、（1分）混合气体的第二维里系数
二、填空题（共6小题，7分）
1、（1分）在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称。
2、（2分）纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率__________，曲率为__________。
3、（1分）纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于__________。
4、（1分）用状态方程EOS可以计算压缩因子z、等性质。
5、（1分）描述流体PVT关系的立方型状态方程是__________三次方的物态方程。
6、（1分）剩余性质的定义是
=________________________。
三、判断题（共2小题，2分）
1、（1分）一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。
（）
2、（1分）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。
（）
四、名词解释（共2小题，8分）
1、（5分）偏心因子
2、（3分）R-K方程（Redlich-Kwong方程）
五、简答题（共2小题，9分）
11、（5分）简述纯物质体系P-T图上特征点、线和区的含义。
2、（4分）甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。
试用下表分析液化气成分选择的依据。
（4分）
物质
临界温度
临界压力
正常沸点
燃烧值
Tc，℃
Pc，atm
TB，℃
kJ/g
甲烷
-82.62
45.36
-161.45
55.6
乙烷
32.18
48.08
-88.65
52.0
丙烷
96.59
41.98
-42.15
50.5
正丁烷
151.9
37.43
-0.5
49.6
正戊烷
196.46
33.32
36.05
49.1
正己烷
234.4
29.80
68.75
48.4
1、（1分）D2、（1分）A3、（1分）A4、（1分）D5、（1分）A6、（1分）A7、（1分）A8、（1分）零9、（1分）D10、（1分）D11、（1分）A12、（1分）C13、（1分）C14、（1分）C15、（1分）D16、（1分）ｄ17、（1分）C
1、（1分）三相点
2、（2分）0,0
3、（1分）零
4、（1分）逸度系数、剩余性质
5、（1分）体积
6、（1分）M-M'
（T,P一定）
1、（1分）√
2、（1分）×
1、（5分）
表示分子与简单的球形流体（氩，氪、氙）分子在形状和极性方面的偏心度。
2、（3分）无
1、（5分）无
2、（4分）
（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度，也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。
（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。
第三章流体的热力学性质
一、选择题（共7小题，7分）
1、（1分）对理想气体有（）。
2、（1分）对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（）。
A．dH=TdS+VdpB．dH=SdT+Vdp
C．dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp
3、（1分）对1mol符合
状态方程的气体，
应是（）
A.R/V；
B.R；
C.-R/P；
D.R/T。
4、（1分）对1molVanderWaals气体，有。
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）
5、（1分）对理想气体有
A.（∂H/∂P）T<
0B.（∂H/∂P）T>
0C.（∂H/∂P）T=0
6、（1分）对理想气体有（）。
7、（1分）对1mol理想气体
等于__________
B
C
D
二、填空题（共3小题，3分）
1、（1分）常用的8个热力学变量P、V、T、S、h、U、A、G可求出一阶偏导数336个，其中独立的偏导数共112个，但只有6个可通过实验直接测定，因此需要用将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来。
2、（1分）麦克斯韦关系式的主要作用是。
3、（1分）纯物质T-S图的拱形曲线下部称区。
三、名词解释（共2小题，8分）
1、（5分）剩余性质：
2、（3分）广度性质
四、简答题（共1小题，5分）
1、（5分）简述剩余性质的定义和作用。
（5分）
五、计算题（共1小题，12分）
1、（12分）（12分）在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和箭头方向），并说明过程特点：
如ΔG=0
（1）饱和液体节流膨胀；
（3分）
（2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；
（3）从临界点开始的等温压缩；
（4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。
1、（1分）C2、（1分）A3、（1分）C4、（1分）A5、（1分）C6、（1分）C7、（1分）B
1、（1分）Maxwell关系式
2、（1分）将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来.
3、（1分）气液平衡共存
指气体真实状态下的热力学性质M与同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。
1、（5分）剩余性质定义，
指气体真实状态下的热力学性质M与同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。
如果求得同一T，P下MR，则可由理想气体的M*计算真实气体的M或ΔM。
1、（12分）
（1）∆H=0
（2）∆S=0（3）∆T=0（4）∆P=0
第四章溶液的热力学性质
一、选择题（共21小题，21分）
1、（1分）下列各式中，化学位的定义式是（）
2、（1分）关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（）
（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。
3、（1分）关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（）
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。
4、（1分）在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（）。
5、（1分）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.增加B.减小C.不变D.不一定
6、（1分）对无热溶液，下列各式能成立的是（）.
A.SE=0，VE=0B.SE=0，AE=0
C.GE=0，AE=0D.HE=0，GE=-TSE
7、（1分）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，V（--）1=89.99cm3/mol，V（--）2=111.54cm3/mol，则过量体积VE=cm3/mol。
A.0.24B.0
C.-0.24
8、（1分）下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为。
B.
9、（1分）下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是nmol溶液性质，nM=。
10、（1分）在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（）
（A）μ（水）＝μ（汽）（B）μ（汽）＞μ（水）
（C）μ（水）＞μ（汽）（D）无法确定
11、（1分）关于理想溶液，以下说法不正确的是（）。
A.理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。
B.符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。
C.理想溶液中各组分的活度系数均为1。
D.理想溶液所有的超额性质均为0。
12、（1分）混合物中组分i的逸度的完整定义式是（）.
A.
C.
D.
13、（1分）二元非理想极稀溶液,其溶质和溶剂分别遵守
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.
14、（1分）下列化学位μi和偏摩尔性质关系式正确的是（）
A．μi=HiB.μi=Vi
C.μi=GiD.μi=Ai
15、（1分）下列化学位μi和偏摩尔性质关系式正确的是（）
A．μi=
iB.μi=
i
C.μi=
iD.μi=
i
16、（1分）Wilson方程是工程设计中应用最广泛的方程。
以下说法不正确的是（）。
A.引入了局部组成的概念以及温度对γi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。
17、（1分）对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（）。
．
18、（1分）.苯
（1）和环己烷
（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.3溶液。
此条件下V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，V（--）1=91.25cm3/mol，V（--）2=109.64cm3/mol，则过量体积VE=cm3/mol。
A.0.55；
B.0；
C.0.24D.-0.55
19、（1分）在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（）
20、（1分）下列关于GE关系式正确的是（）。
A.GE=RT∑XilnXiB.GE=RT∑Xilnai
C.GE=RT∑XilnγiD.GE=R∑XilnXi
21、（1分）对二元溶液T或P一定时，下列各式中，Gibbs--Duhem方程正确的形式是（）。
A．X1dlnγ1+X2dlnγ2=0B.X1dlnγ1-X2dlnγ2=0
C．X1dlnγ1/dX1-X2dlnγ2/dX1=0D.X1dlnγ1/dX1+X2dlnγ2/dX2=0
二、填空题（共11小题，27分）
1、（1分）理想溶液的过量性质ME等于。
2、（3分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成_____________溶液，它们的ΔH=_____________，ΔV=___________。
3、（4分）逸度和活度的标准态有两类，1）以定则为标准态，2）以定则为标准态。
如计算雪碧中CO2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用定则为标准态；
如计算乙醇-水中乙醇的逸度时应采用定则为标准态。
4、（4分）理想溶液的ΔH=______；
ΔV=_____；
ΔS=；
ΔG=________________。
5、（3分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成_____________溶液，它们的ΔH=_____________，ΔV=___________。
6、（1分）二元混合物容积表达式为V=X1V1+X2V2+αX1X2，如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有△V=。
7、（1分）当T,P一定时，非理想溶液混合性质变化△G=。
8、（2分）等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程X1dlnγ1+________=______。
9、（6分）在表格空格处填入合理的性质和关系（每格0.5分）
i
M
M=ΣXi
lnf
lnΦ
lnγi
10、（1分）溶液中组分i的活度系数的定义是γi=________________________。
11、（1分）Wilson方程是在溶液模型和概念基础上建立的关于活度系数与组分组成
的关系式。
三、判断题（共3小题，3分）
1、（1分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成理想溶液。
2、（1分）理想溶液各组分的活度系数
和活度为1。
3、（1分）逸度也是一种热力学性质,溶液中组分i的分逸度与溶液逸度的关系为
四、名词解释（共4小题，14分）
1、（3分）偏摩尔性质
2、（4分）过量性质（超额性质）
3、（4分）理想溶液
4、（3分）活度
五、简答题（共3小题，16分）
1、（6分）在表格空格处填入合理的性质和关系
M
㏑f
㏑Φ
㏑γi
2、（5分）简述活度的定义和物理意义。
3、（5分）偏摩尔性质定义及物理意义
六、计算题（共8小题，109分）
1、（15分）25℃，0.1MPa下，组分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔焓为H=600－180X1－20X13（J/mol）.式中X1为组分1的摩尔分数,标准态按Lewis-Randall定则计算，求
（15分）
2、（14分）（14分）25℃，0.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：
V=80－24X1－20X12
（cm3/mol）.式中X1为组分1的摩尔分数,V为溶液的摩尔体积.求，
（1）
（6分）
（2）
（2分）（3）V1,V2（2分）
（4）ΔV（2分）；
（5）VE.（2分）标准态按Lewis-Randall定则
3、（16分）由实验数据得到25℃，1atm下一二元溶液的摩尔焓可用下式表示：
H=150-45X1+10X12-15X13
H单位是J/mol，X1是组分的摩尔分数。
求该温度压力下，
（1）
和
（2）H1和H2（3）H1∞和H2∞（4）ΔH（5）HE
1、（1分）A2、（1分）B3、（1分）B4、（1分）A5、（1分）A6、（1分）D7、（1分）A8、（1分）D9、（1分）D10、（1分）B11、（1分）B12、（1分）A13、（1分）A14、（1分）C15、（1分）C16、（1分）D17、（1分）D18、（1分）A19、（1分）B20、（1分）C21、（1分）A
1、（1分）0
2、（3分）理想溶液，0，0
3、（4分）Lewis-Randall定则，Henry定则；
Henry定则，Lewis-Randall定则；
4、（4分）0，0,
5、（3分）理想溶液，0，0
6、（1分）∆V=αX1X2
7、（1分）∆G=RT∑xiln（γixi）
8、（2分）X2d㏑γ2,=0
9、（6分）
GE/RTGE/RT=∑xilnγi
10、（1分）ai/Xi
11、（1分）无热，局部组成
1、（1分）√2、（1分）×
3、（1分）×
1、（3分）偏摩尔性质
在T、P和其它组分量nj均不变情况下，向无限多的溶液中加入1mol的组分i所引起的一系列热力学性质的变化。
2、（4分）超额性质的定义是ME=M-Mid，表示相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想溶液性质的偏差。
ΔME与ME意义相同。
其中GE是一种重要的超额性质，它与活度系数相关。
3、（4分）理想溶液有二种模型（标准态）：
iid=Xifi（LR）和
iid=Xiki（HL）
有三个特点：
同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零，自由焓变化小于零。
4、（3分）无
1、（6分）
M
2、（5分）活度的定义是，
或
活度的物理意义是，活度是相对逸度，对理想溶液活度就是浓度，对非理想溶液活度
是校正浓度。
3、（5分）偏摩尔性质：
在给定的T，P和组成下，向含有组分i的无限多的溶液中加入1摩尔的组分i所引起一系列热力学性质的变化。
1、（15分）
2、（14分）
=56-40X1+20X12
=80+20X12
=56cm3/mol
=100cm3/mol
V1=36cm3/molV2=80cm3/mol
ΔV=20X1X2
VE=20X1X2
3、（16分）
（1）
=105+20X1-55X12+30X13，
=150-10X12+30X13
（2）H1=100J/mol，H2=150J/mol
（3）H1∞=105J/mol，H2∞=170J/mol
（４）ΔH=5X1+10X12-15X13
（5）HE=ΔH
第五章化工过程的能量分析
一、选择题（共46小题，48分）
1、（1分）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（）.
A.增加B．减少
C．不变D.不能确定
2、（1分）要加热50℃的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（）
A.60℃的热水B.80℃的热水C.100℃的饱和蒸汽，D.120℃的过热蒸汽
3、（1分）在431.15K与286.15K之间工作的热机的最大效率是（）
A.91.77%C.33.63%
4、（1分）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．（ΔS环）可逆<
（ΔS环）不可逆B.（ΔS环）可逆>
（ΔS环）不可逆
C．（ΔS环）可逆=（ΔS环）不可逆D．（ΔS环）可逆=0
5、（1分）按第二定律，无论什么过程体系的熵变。
A.≤0B.≥0
C.=0D.不确定
6、（1分）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。
A.增加B.减少
C.不变D.不确定
7、（1分）在158℃与13℃之间工作的热机的最大效率是（）
（A）91.77%（B）50.70%
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