化工热力学习题集锦.docx

1、化工热力学习题集锦第一章 绪论一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ ）A.可以判断新工艺、新方法的可行性。 B.优化工艺过程。C.预测反应的速率。D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据。E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。2、(1分)关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ ）（A）研究体系为实际状态。（B）解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。（C）处理方法为以理想态为标准态加上校正。（D）获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。（E）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。3

2、、(1分)关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ ）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.相平衡研究参考答案一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)C2、(1分)B3、(1分)C第二章 流体的PVT关系一、选择题(共17小题，17分)1、(1分)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（D ）。A饱和蒸汽 B.饱和液体C过冷液体 D.过热蒸汽2、(1分)超临界流体是下列 A 条件下存在的物质。A.高于Tc和高于Pc B.临界温度和临界压力下C.低于Tc和高于Pc D.高于Tc和低于Pc3、(1分)对单原子气体和甲烷，其偏心

3、因子，近似等于 。A. 0 B. 1C. 2 D. 34、(1分)0.1Mpa ,400K的1kmol体积约为_ A 3326L B 332.6L C 3.326L D 33.265、(1分)下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是_ A B 1.987cal/kmol K C 82.05 D 8.3141、(1分)D2、(1分)A3、(1分)A4、(1分)D5、(1分)A6、(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PC B高于TC 和低于PC C低于TC 和高于PC DTC 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

4、温可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积V2相比 。A. V2 V2 B. V2 = V2C. V2 V2 D.不确定1 8、(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2kmol体积为 。A. 3326L B. 332.6LC. 3.326L D. 33.26m3 6、(1分)A7、(1分)A8、(1分)零9、(1分)D10、(1分)D11、(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

5、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=B0B1 B. B=B0+B1 C. BPc/RTc=B0+B1 D. B=B0+B1 14、(1分)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 ,式中B0，B1可由Tr计算出。 A. B=B0B1 B. B=B0+B1 C. BPc/RT=B0+B1 D. B=B0+B1 15、(1分)纯物质临界点时，其对比温度Tr

6、（ ）。A = 0 B 0 D=1 11、(1分)A12、(1分)C13、(1分)C14、(1分)C15、(1分)D16、(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 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 16、(1分)17、(1分)C 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

7、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 =_。1、(1分)三相点2、(2分)0,03、(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)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。 ( ) 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(Redl

8、ich-Kwong 方程)五、简答题(共2小题，9分)1 1、(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，atmTB，kJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己

9、烷234.429.8068.7548.4参考答案一、选择题(共17小题，17分)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)17、(1分)C二、填空题(共6小题，7分)1、(1分)三相点2、(2分)0,03、(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)三、判断题(共2小题，2分)1、(1分)2、(1分)四、名词解释(共2小题，8分)1、(5分) 表示分子与简单

10、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)无五、简答题(共2小题，9分)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 + Vdp BdH = SdT + Vdp C dH = -SdT +

11、Vdp D. dH = -TdS -Vdp3、(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1molVan der Waals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)T0 C. (H/P)T=06、(1分)对理想气体有（ ）。 7、(1分)对1mol理想气体等于_ A 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、

12、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G=0 （1）饱和液体节流膨胀；（3分） （2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；（3分

13、） （3）从临界点开始的等温压缩；（3分） （4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。（3分）参考答案一、选择题(共7小题，7分)1、(1分)C2、(1分)A3、(1分)C4、(1分)A5、(1分)C6、(1分)C7、(1分)B二、填空题(共3小题，3分)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)气液平衡共存三、名词解释(共2小题，8分)1、(5分) 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。2、(3分)无四、简答题(共1小题，5分)1、(5分)剩余性质定义， 指

14、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M。五、计算题(共1小题，12分)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

15、 ( )A纯物质无偏摩尔量 。 BT，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=0 B. SE=0，AE=0C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE7、(1分)苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.

16、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. 0.24 B.0C. -0.24 D.0.558、(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n mol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) (水)(汽) (B) (汽)(水) (C) (水)(汽) (D) 无法确定11、(1分)关于理想溶液，以下说法不正确的是(

17、)。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. B. 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i和偏摩尔性

18、质关系式正确的是（ ）Ai= Hi B. i= Vi C. i= Gi D. i= Ai15、(1分)下列化学位i和偏摩尔性质关系式正确的是（ ）Ai= i B. i= i C. i=i D. i= i 10、(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)A16、(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i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

19、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. 0.24 D.-0.5519、(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) (水)(汽) (B) (汽)(水) (C) (水)(汽

20、) (D) 无法确定20、(1分)下列关于GE 关系式正确的是（ ）。A. GE = RT Xiln Xi B. GE = RT Xiln a iC. GE = RT Xiln i D. GE = R Xiln Xi 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（ ）。AX1dln1+ X2dln2= 0 B. X1dln1- X2dln2= 0CX1dln1/dX1 - X2dln2/dX1 = 0 D. X1dln1/dX1 + X2dln2/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

21、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H=_，V=_。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H=_；V=_；S= ；G =_。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H=_，V=_。6、(1分)二元混合物容积表达式为V=X1V1+X2V2+X1X2，如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有 V

22、= 。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 X1dln1+_ = _ 。9、(6分)在表格空格处填入合理的性质和关系（每格0.5分） iMM = Xi iln fln ln i10、(1分)溶液中组分i的活度系数的定义是 i =_。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

23、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 i2、(5分)简述活度的定义和物理意义。（5分）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 =600180X1 20X13 (J /mol) . 式中X1 为组分1的摩尔分数, 标 准 态 按

24、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）V（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 - 15 X13 H 单位是J/mol， X1 是组分的摩尔分数。求该

25、温度压力下，（1） 和（2）H1 和H2（3）H1 和H2（4）H （5）HE 参考答案一、选择题(共21小题，21分)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二、填空题(共11小题，27分)1、(1分)02、(3分)理想溶液，0，03、(4分)Lewis-Randall定则，Henry定则；Henry定则，Lewis-

26、Randall定则；4、(4分)0，0, ,5、(3分)理想溶液，0，06、(1分)V =X1X27、(1分)G=RTxiln（i xi ）8、(2分) X2 d2 , =09、(6分) GE/RT GE/RT=xilni10、(1分)ai/Xi11、(1分)无热， 局部组成三、判断题(共3小题，3分)1、(1分)2、(1分)3、(1分)四、名词解释(共4小题，14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

27、液性质的偏差。ME 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= Xi fi （LR） 和iid= Xi ki（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)无五、简答题(共3小题，16分)1、(6分) M i2、(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

28、学性质的变化。六、计算题(共8小题，109分)1、(15分) 2、(14分)= 56-40X1+20 X1 2 = 80 + 20 X1 2 = 56 cm3 /mol = 100 cm3 /mol V1 = 36 cm3 /mol V2 = 80 cm3 /mol V = 20X1 X2 VE = 20X1 X23、(16分)（1） = 105 + 20X1 - 55X12 + 30X13 ， = 150 -10X12 + 30X13 （2）H1 = 100 J/mol ，H2 = 150 J/mol （3）H1 = 105 J/mol ， H2 = 170 J/mol（）H = 5X1 + 10X12 -15X13 （5） HE = H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