天津大学化工热力学期末试卷(答案)

本科期末考试试卷统一格式(16份开放)；20 20学年第一学期期末试卷化工热力学 (A卷A或b页)(考试时间：20年)大学专业课等级编号的名称标题号一个二三四五六七八九十成就得分一、简答题(8道题，40分，每道5分)1.写下封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。答：封闭系统的热力学第一定律：稳流系统热力学第一定律；2.写出维里方程中维里系数B和C的物理意义，并写出申根维里方程的混合规则。答：二维李系数B代表两个分子之间的相互作用，三维李系数C代表三个分子之间的相互作用，B和C的值只与温度T有关；舍人方程的混合规则是：3.写出混合物中组分一逸度和逸度系数的定义。答：逸度定义：(t常数)逸度系数的定义：4.请写下剩余财产和超额财产的定义。答：剩余性质：指理想气体和实际流体在相同温度和压力下的摩尔宽度性质的差异，即：过剩性质：指实际混合物和理想混合物在相同温度、压力和组成下的摩尔宽度性质的差异，即：5.为什么K值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算？答：烃类混合物可近似视为理想混合物，所以在汽液平衡的基本表达式中，在低压条件下，积水系数约为1，所以汽液平衡的表达式简化为：从这个公式可以看出，K值只与温度和压力有关，而与成分无关。因此，烃类体系的汽液平衡可用永久K值法计算。6.计算气相和液相逸度系数有什么困难？答：根据逸度系数的计算公式，需要选择一个同时适用于气相和液相的状态方程，计算精度相当。这种方程形式复杂，参数多，计算困难。2.扣分(2道题，15分，其中第一道题8分，第二道题7分)1.请推导出汽液平衡的关系。(其中：液相用活度系数表示，基于刘易斯-兰德尔法则；汽相用逸度系数表示。)答：根据相平衡原理，有：其中，方程左边的项可以变形为：根据活度系数的定义，方程的正确项可以变形为：在相同的温度和压力下，标准组态为纯液体，因此，引入相平衡判据，得到：2.从汽液平衡的关系出发，通过适当的假设和简化，推导出拉乌尔定律。回答：1)压力远离临界区且接近临界区时的指数项。2)如果系统中的每个组分都是具有相似碳数的异构体、顺反异构体、旋光异构体或同系物，则气相和液相都可视为理想化合物。根据刘易斯-兰德尔规则，同时存在。3)在低压下，气相可视为理想气体，因此有：总而言之，如果汽液平衡系统满足1)、2)和3)，那么：就是拉乌尔定律。三、计算题(共4题，共45分，其中第一题15分，第二题15分，第三题5分，第四题10分)1.当气体为473 K和30105 Pa时，找出答案，Hm=？已知：pVm=RT 10-5p，其中：P单位Pa，Vm单位m3mol-1。Cpid=7.0 1.0 10-3 T (Jmol-1K-1).设置：在273 K时，该饱和液体的Hm=0 (Jmol-1)，其中安托尼常数A=20.7，B=2219.2，C=-31.13。(安图尼方程中压力P: Pa，T: K，压力用自然对数表示)(z=1)273K，pis，l473K，3兆帕，g273K，pis，ig473K，3兆帕，ig答：首先，路径是相关的。饱和蒸汽压为273 K的气体可视为理想气体。-2824kJmol-1kJmol-1Vm=RT/p 10-5Jmol-1kJmol-12.有些人建议用下面的方程来表示简单二元系的偏摩尔体积答：由于该方程涉及到一些参数，如偏摩尔性质、温度和压力，如果方程合理，必须满足吉布斯-迪昂方程。首先，测量在等温和等压压力下吉布斯-迪昂是否满足以下要求：即：对于二元系统，做平衡和其他变形，得到：从已知的：所以，有：所以，这个表达是不合理的。模仿问题3一、选择题1、下列关于化学热力学使用的陈述是不正确的()A.可以判断新流程和方法的可行性；b .优化流程；预测反应速度；(d)通过热力学模型，从容易测量的数据中计算困难数据，从少量实验数据中计算大量有用数据；e相平衡数据是分离技术和分离设备开发设计的理论基础。2、纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，这种物质的状态是()。A.饱和蒸汽b饱和液体c过冷液体d过热蒸汽3.超临界流体是在下列()条件下存在的物质。A.在临界温度和压力下，高于Tc，高于Pc BC.低于Tc，高于Pc D，高于Tc，低于Pc4，对于单原子气体和甲烷，其偏心因子，近似等于()。A.公元前0年至公元前2年至公元3年5、关于化学热力学研究特点的下列说法是不正确的()研究系统处于实际状态。解释一些现象的微观性质和内部原因。处理方法是对理想的标准配置进行修正。获取数据的方法是少量实验数据加半经验模型。(5)应用领域是解决工厂的能源利用和平衡问题。6、关于化学热力学的研究内容，下列说法是不正确的()A.判断新流程的可行性。化学过程的能量分析。反应速率的预测。d .相平衡研究7，(1.5分)0.1兆帕，40万千摩尔体积约为()A 3326L升B 332.6L升C 3.326L升D 33.268、下列气体的一般常数r值和单位，正确的是()1.987卡/公里C 82.05 D 8.3149.纯物质PV图在临界点的临界等温线的斜率和曲率等于()。A.-1b.0c.1d .不确定性10、对于理想气体()。11、对于单位质量、成分均匀的流体系统，在不流动的条件下有()。A.dH=TdS Vdp B.dH=SdT VdpC.dH=-SdT Vdp D. dH=-TdS -Vdp12、对于1摩尔符合状态方程的气体，应是()A.遥控潜水器；生物资源；应收账款；发展研究与技术.13、当压力趋于零时，1摩尔气体压力与体积积(PV)趋于()。A.零b无穷大交流恒定直流14.气体可以通过其他方式变成液体而不凝结吗？()A.能力b .不可能性c .缺乏条件15.对于1摩尔范德瓦尔斯气体，有()。A.(s/v)t=r/(v-b)b .(s/v)t=-r/(v-b)C.(s/v)t=r/(vbd .(s/v)t=p/(b-v)16、纯物质临界点，对比温度Tr()。A.=0 B. 0 C. 0 D.=117.当压力趋向于零时，1摩尔气体的压力和体积的乘积趋向于：a .零b .无穷大c.a常数d. RT18、下列几种，化学势的定义是()19、关于偏摩尔性质，下列说法是不正确的()纯物质的无偏摩尔量。(b)当t和p不变时，偏摩尔性质不变。偏摩尔性质是强度性质。强度性质的无偏摩尔量。20.对于非热解决方案，可以建立以下类型()。A.SE=0，VE=0，b，SE=0，AE=0，c，GE=0，AE=0，d，HE=0，GE=-TSE21、下列方程是基于正规解模型()。A.NRTL方程，威尔逊方程，玛格丽特方程，弗洛里-哈金斯方程22.戊醇与水形成的二元三相气液平衡态，其自由度F=().A.公元前0年至公元前2年至公元3年23.在一定的温度和压力下，双组分体系的汽液平衡条件为()。24、对于液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡方程可以简化为()。A.yi f=Xi PiS b . yi p=I Xi PiS c . yi p=XiPiS d . yi p=Xi PiS25、关于偏摩尔性质，下列说法是不正确的()A.纯物质的未平衡摩尔量。如果b.t，p是确定的，偏摩尔性质是确定的。C.偏摩尔性质是强度性质。部分摩尔吉尔函数等于化学势。26.关于理想的解决方案，下面的陈述是不正确的()。A.理想解必须符合刘易斯-兰德尔法则和亨利法则。B.符合刘易斯-兰德尔法则或亨利法则的解必定是理想解。理想溶液中各组分的活度系数为1。理想解的所有剩余性质都是0。27.在等温等静压下，在由甲和乙组成的均相体系中，如果甲的偏摩尔体积随着甲浓度的降低而减小，乙的偏摩尔体积将随着甲浓度的降低而减小()A.增加b减少c没有变化d不一定28.苯(1)和环己烷(2)在303K和0.1013兆帕下形成X1=0.9的溶液。在这些条件下，V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，=89.99cm3/mol，=111.54cm3/mol，过量体积VE=()cm3/mol。A.0.24 b . 0 c-0.24d . 0.5529、下列偏摩尔吉尔函数表达式，误差是()。B.30.在下列偏摩尔性质和溶液性质之间的关系中，正确的是n摩尔溶液性质，nM=()。31.混合物中组分逸度的完整定义是()。A.B.C.D.32、二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守()。A.亨利法则和刘易斯-兰德尔法则。刘易斯-兰德尔规则和亨利规则。c拉乌尔规则和。刘易斯-兰德尔法则。刘易斯-兰德尔法则和拉乌尔法则。33、下列化学势i与偏摩尔性质的关系是正确的()i=i B. i=i C. i=i D. i=i34.威尔逊方程是工程设计中应用最广泛的方程。以下语句不正确()。a引入了局部成分的概念和温度对i的影响，精度高。B.适用于极坐标和关联系统。C.多元系统可以用二元系统的参数来计算。D.它适用于液-液部分混溶系统。35.等温汽液平衡数据，如果与热力学一致，应满足下列条件()。A.充分的实验数据B. 1 ln(1/2)dX10C. (ln1)/PT，X0d(ln1)/TP，X036、气体通过稳流绝热膨胀，对外做功，如忽略宏观动能，势能变化，无摩擦损失，气体焓的过程。A.增加b .减少c .不变d .不确定性37.节流效应曲线图上的转换曲线是表达式的