(完整word版)化工热力学期末考试A卷及答案

1、南京工业大学第 页共6页南京工业大学第 页共6页化工热力学期末试题(A)卷20072008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纯物质在临界点处的状态，通常都是D。气体状态B.液体状态C.固体状态D.气液不分状态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。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)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

2、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。A.正确B.错误甲烷Pc=4.599MPa，处在Pr=0.6时，甲烷的压力为。7.665MPaB.2.7594MPa；C.1.8396MPa理想气体的压缩因子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C。A.小于1B.大于1C.可能小于1也可能大于1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,PRC.PR,SRKD.SRK，维里方程正丁烷的偏心因子错误/未找到引用源o=0.193,临界压力P=3.797MPa则在T=0.7时的蒸汽压crTOC o 1-5

3、h z为Ps=P10-1-=0.2435MPa。cA.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。dH=TdS+VdpB.dH=SdT+VdpC.dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp对1mol符合VanderWaals状态方程的气体，有。A.(dS/dV)T=R/(v-b)B.(dS/dV)T=-R/(v-b)C.(dS/dV)T=R/(v+b)D.(dS/dV)T=P/(b-v)吉氏函数变化与P-V-T关系为GigSP)-Gx=RTlnP，则Gx的状

4、态应该为o12AT和P下纯理想气体BT和零压的纯理想气体CT和单位压力的纯理想气体定。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C.偏摩尔性质是强度性质D.强度性质无偏摩尔量。13活度的表达式AA.fi/fioaaidB.f/fC.fi/fioC.iiD.fi/fid14.的偏摩尔体积将随A浓度的减小而.A.增加B.减小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,VV1=89.99cm3/mol,2=111.54cm3/mol,则过量体积Ve=AV2=109.4cm

5、3/mol，1=89.99cm3/mol，AC.0.24-0.24B.0D.0.5516在AC.373.15K和2atm卩（水）=卩（汽）M水）M汽）下水的化学位与水蒸气化学位的关系为Bb.M汽）M水）D.无法确定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丄。A.SRK方程B.PV=RTC.范德华方程D.截断维里方程19.立方型状态方程计算V时

6、如果出现三个根，则最大的根表示。A.饱和液相摩尔体积B.饱和汽相摩尔体积C.无物理意义20.混合物的逸度f与组分逸度i之间的关系DA.f=为X-fi工B.f=21.cm3/mol。c.f=工xJnfiD.lnf=xlnf/xiii偏摩尔性质的表达式为A.jHiC.5（nH）dxiT,P,njHiB.jHi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BA。C.不变南京工业大学第 页共6页南京工业大学第 页共6页南京工业大学第3页共6页TOC o 1-5 h z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

7、的，但【诉是增加的。D总熵是增加的，但【训是减少的。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，则此过程是C。A可逆的B.不可逆的C不可能的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。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在101.3kPa下四氯化碳（1）-乙醇（2）体系的恒沸点是x二0.613和64.95C，该温度下两组1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.Y二1.

8、3&丫二1.693B.Y二0.3&丫二0.693c.丫二1.83,丫二1.369121212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CA.节流阀B.膨胀机C.压缩机关于做功和加热本领的描述，不正确的C。压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。温度相同

9、，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。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。TOC o 1-5 h z损失功也是过程可逆与否的标志，因此有C。A.WL=T*ASB.WL=T*ASC.WL=T*SD.WL=-T*AS0体0环0总0总理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作膨胀A.等温B.等压C.等焓D.等熵相同的压力下，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评价蒸汽压缩制冷循环的技术经济指标是D。A.单位制冷量B.制冷剂每小时循环量C.压

10、缩机消耗功率D.制冷系数吸收式制冷是消耗B而实现制冷的目的A.功B.热能C.机械能对同一朗肯循环装置，如果提高蒸汽的过热度，则其热效率CA.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关于制冷原理，以下说法不正确的D。A.任何气体，经等熵膨胀后,温度都会下降。B.只有当M0，经节流膨胀后，气体温度才会降低。JT在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。任何气体,经节流膨胀后，温度都会下降。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CA.18C；B.8C；C.28C；D.48C。同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率B。A.相

11、同B.低C.高D.不一定卡诺制冷循环的制冷系数与B有关。A.制冷剂的性质B.制冷剂的工作温度C.制冷剂的循环速率D.压缩机的功率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。A.无热溶液理论B.正规溶液理论C.理想溶液理论D.电解质溶液理论下列二元系统的活度系数表达式,卩为常数），可接受的是_DA.Yx,yx1122C.Inyx,Iny=Bx1221B.y二1+ax,y二1+Bx1221D.lny=ax2,lnyx21221Henry规贝C。A.适用于理想溶液的溶质和溶剂；B.仅适用于溶质组分

12、;C.适用于稀溶液的溶质组分45.90C，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：p；=1.343atm，p2=0.535atm，则汽液平衡组成中叮1分别是AA.0.576,0.7730.773,0.5760.424,0.2270.227,0.42446容积lm3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=TOC o 1-5 h zC。A.0.569B.0.659C.0.431D.0.341二元气体混合物的摩尔分数y=0.3，在一定的T,P下，=0.9381,(p=0.8812，则此时112混合物的逸度系数为C。A.0

13、.9097B.0.9827C.0.8979D.0.9192由纯组分形成理想溶液时，其混合熵ASidA。A.0；B.=0；C.0；D.不确定。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AA.60C的热水B.80C的热水C.100C的饱和蒸汽，D.120C的过热蒸汽对于反应H(g)+-O(g)THO(l)当其中O2因反应消耗0.2mol时，反应度22222为Amol。A.0.4B.0.2C.0.5D.0.1VA(lnf)T=RT二.计算(12分)雾是由许多微小球形水滴组成的，其直径约为10fm。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=26/r表示，式中8

14、代表水的表面张力，r为液滴的半径。25C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)(提示沁=工dpRTT型qJdf=JInfInf)ff解：p=28/r=2x0.0694/(0.5x10-3)=277.6(kPa)因为VRTV则A(lnf)T=.APTRT如果液滴存在，则液相中f=f.xH2OH2OH2O所以fHO-fHO=fHO(1-XH广fH去用杂质x杂质=fHO-fHO7fQA(lnf)T(注意：斗牛=jln八fH2OH2O二Ap=RT18x10-38

15、.314x298.15X沁X103=叫X化工热力学试题（A）卷20102011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三四五总分得分一、资格考试（共60分）1.单项选择题（每题1分，共20分）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.错误对理想气体有A.（3H/QP）0C.（6H/QP）二0D.（SH/QT）二0TTTP熵产生AS是由于而引起的。gA.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4.以下4个偏导数中只有.tnU)ins,nv,nj

16、B._是偏摩尔性质。SnH）I6n丿(dnG)iT,P,njtnAinvTnj分离过程的有效能损失AE。x,LA.0B.1B.=0C.=1D.2时应采TOC o 1-5 h z用。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是。对理想溶液厶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（v或或=）GE6等温条件下,二元体系中超额自由焓函数与组分i的活度系数Y.的关系为。 HYPE

17、RLINK l bookmark14 o Current Document RT17.在真实气体混合物P0时，组分i的逸度系数$等于。i&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白（二元体系）。9.说出下列汽液平衡关系适用的条件：（1）Vyi=（P化；（2）Pyi=sixi。简答证明题（共20分）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P1的湿蒸汽干度示意图，标出需要测量的参数并讲述原理。南京工业大学第 页共6页南京工业大学第11页共6页南京工业大学第 页共6页

18、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？Hi二419.06kJ-kg-1，Hv二2676.0kJ-kg-1，Sv二7.3554kJ-kg-1-K-1，Si=1.3069kJ-kg-1-K-13.5分）已知：Ge=He-T-Se，qGE）证明（F）pAH（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:

19、题号12345678910答案ACCCAADDBA题号11121314151617181920答案BACBBDACCA2填空题（每空1分，共15分）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AH+Au2+gAZ=Q+W，AH二0，AH=Q，AH=WTOC o 1-5 h z2ss0，-R工（xInx），RT工（xInx） HYPERLINK l bookmark28 o Current Document iiii4低，=Ge=xInV+xInVRT1122 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1热力学数据，热力学函数关系或热力学模型，

20、偏摩尔量无限制条件，低压条件下的非理想液相简答证明题（共15分，其中3）、4）题请任选一题）4X1-1.答：采用节流装置测量湿蒸汽的干度。原理是当湿蒸汽充分.h节流后变为过热蒸汽，测得过热蒸汽的温度、压力后得知过热蒸汽和湿蒸汽的焓值，从而求得湿蒸汽的干度。测量过程为等焓过程，由水蒸汽表查得过热蒸汽在P2、t2时的焓值H2,H=H，再查出压力为P1时饱和蒸汽焓H和212g饱和液体焓H，设湿蒸汽的干度为X,则有：lH-HH=x-H+（1x）-Hx=1i-1giHHgi答：解：于G=H-TS得Gi=68.61kJ-moi-1和Gv=68.67kJ-moi-1即有G1=Gv本题计算结果表明在100r和

21、0.101325MPa条件下，水的汽液两相处于平衡状态。证明：GeHeGe=He-T-Se，=-SeTT(OSEHe1fSHefSSe-+-J=T2T&J冷T丿P,xP,xP,xHeAH=T2=T2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低压液体的蒸发南京工业大学第 页共6页南京工业大学第 页共6页化工热力学试题（A）卷20112012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

22、格考试单项选择题（每题1分，共40分）1Pitzer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=BoBiB.B=B0+BiBPCc=B0BidB=B0BiRTc2关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（C）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V存在三个实根或者一个实根,当存在三个实根时，处于中间的实根是。饱和液体体积B.饱和蒸汽体积C.无物理意义D.饱和液体与饱和蒸汽的混合体积R

23、Ta5.某真实气体符合状态方程P=yb-幵0.5（V+b），a、b为常数。则当该气体进行绝热膨胀时,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CA.AH=-WsB.AH=QC.AH=0D.AH+l/2Au2=Q7.下列论述错误的是B。AP-R方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。R-K方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。活度系数可以大于1也可小于1。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）。A.G.=卩iiCT忤.八i9.对于流体混合物，下面式子

24、错误的是Mg二limM.X.T0.A、B.D.dG=VdP-SdTiiiGJ如zL亦i八nvsB、Hi=U+PViiiC、理想溶液的V.=VU.=UD、理想溶液的S.=Siiiiii10关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（B）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AA.dH=TdS+VdpB.dH=SdT+VdpC.dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp12.对1mol符合VanderWaals状态方稈的气体，有BRV-bRV+b对液相是非理想溶液，汽相是理想

25、气体体系，汽液平衡关系式可简化为（B）。A.yf=xPs.yP=yxPsC.yP=x申sPsD.yP=xPs.无论什么过程，根据热力学第二定律，孤立体系熵变（D）。A.=0B.0D.015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？AA.热泵B.两者相等C.电热器D.没法比较。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

26、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。二元气体混合物的摩尔分数y=0.4，在一定的T,P下，（P=0.9181,（P=0.7812，则此时112混合物的逸度系数为BA0.9097B0.8333C0.7849D0.919219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。温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。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。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。适用于极性以及缔合体系。