完整word版化工热力学期末考试A卷及答案.docx
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完整word版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）
从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混
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。
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则在Tr=0.7时的蒸汽
压为PsPc1010.2435MPa。
A
A．正确B．错误8．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,PGxRTlnP，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X1=0.9溶液。
此条件下V1=89.96cm3/mol，
V2=109.4cm3/mol，V1=89.99cm3/mol，V2=111.54cm3/mol，则过量体积VE=Acm3/mol。
A．0.24
C．-0.24
和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为B
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
偏摩尔性质的表达式为
nF
nS
niA．
T,nV,nji
niB．
T,P,nji
nH
nP
xi
C．
T,P,nji
ni
D．
T,P,nji
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。
23．一封闭体系经过一变化，体系从
25℃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x10.613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为A。
A．11.38,21.693B．10.38,20.693C．11.83,21.369
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=T0*△S体B．WL=T0*△S环C．WL=T0*△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JT0，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18℃，则氨制冷循环的冷凝温度应选C
A．18℃；B．8℃；C．28℃；D．48℃。
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T0,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℃，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
p1s1.343atm,p2s0.535atm，则汽液平衡组成x1和y1分别是A。
A．0.576,0.773
B．0.773,0.576
C．0.424,0.227
D．0.227,0.424
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p4bar，质量为5kg，则干度x=
从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小
B．80℃的热水
H2O（l）当其中O2因反应消耗0.2mol时，反应度ε
．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=2δ/r表示，式中δ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25℃时不
消失？
（设其服从Lewis-Randall规则）（提示lnfV，（lnf）TV.p，pTRTTRT
fdflnflnf）
解：
△p=2δ/＝r2×0.0694/（0.510×-3）=277.6（kPa）
因为lnfV，则（lnf）TV.p
pTRTTRT
如果液滴存在，则液相中fHOfHO.xHO
所以fH2OfH2OfH2O（1xH2O）＝fH2O.x杂质
x杂质
fH2OfH2O
fH2O
（lnf）T
注意：
f
lnf
lnf）
V181033
则x杂质.p277.61032.012103
杂质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
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
D.H/TP0
A．H/PT0B.H/PT0C.H/PT0
3.熵产生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Ex,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γi。
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
11.
V1可逆膨胀至V2时，则体系的熵变
一气体符合PVRTb的状态方程，在等温下当气体从
ΔS为
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ε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、MilimMiB、HiUiPVi
ixi0i
C、理想溶液的ViViUiUiD、理想溶液的SiSiGiGi
17.冬天要给-10℃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y10.3，在一定的T,P下，?
10.9381,?
20.8812，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18℃，则氨制冷循环的冷凝温度应选。
A．18℃；B．8℃；C．28℃；D．48℃。
20.90℃，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：
ss
p1s1.343atm,p2s0.535atm，则汽液平衡组成x1和y1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Vr2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,ΔH=,ΔS=，ΔG=。
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25℃一般测得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P→0时，组分i的逸度系数i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：
（1）?
iyi?
ixi_；
（2）PyiPisixi_
3.简答证明题（共20分）
1.
P1的湿蒸汽干
（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100℃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？
Hl419.06kJkg1，
l11
Sl1.3069kJkg1K1
v1v11
Hv2676.0kJkg1，Sv7.3554kJkg1K1
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
B
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．Hu2gZQWS，H0，HQ，HWS
2
3．0，R（xilnxi），RT（xilnxi）
4．低
5．＞，=
饱和液体焓Hl，设湿蒸汽的干度为x，则有：
HH
H1xHg（1x）Hlx1l
1glHgHl
2.答：
解：
于GHTS得Gl68.61kJmol1和Gv68.67kJmol1
即有GlGv本题计算结果表明在100℃和0.101325MPa条件下，水的汽液两相处于平衡状态。
3.证明：
GEHE-TSE，GTHT-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.BB0B1B.BB0B1
C.BPcB0B1D.BB0B1
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PRT0.5a，a、b为常数。
则当该气体进行绝热膨胀时，
VbTV0.5Vb
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.ΔH=-WsB.ΔH=QC.ΔH=0D.ΔH＋1/2Δu2=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。
8．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.
dHTdSVdpB.dHSdTVdp
12．对1mol符合VanderWaals状态方程的气体，有B
B）。
D.yiPxiPis
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.yifxiPisB.yiPixiPisC.yiPxiisPis
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-10℃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50℃的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（A）
A.60℃的热水B.80℃的热水C.100℃的饱和蒸汽，D.120℃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y10.4，在一定的T,P下，?
10.9181,?
20.7812，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.SE=0，VE=0
C.GE=0，AE=0
EE
B.SE=0，AE=0
D.HE=0，GE=
-TSE
偏摩尔性质的表达式为
B
。
nF
nS
nH
nP
A．ni
T,nV,nji
ni
B．
T,P,nji
xi
C．
T,P,nji
D．niT,P,nji
对无热溶液，下列各式能成立的是
（
D
）.
23．
24．一封闭体系经过一变化，体系从25℃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．（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
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B,
A.同一Rank
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