0化工热力学B卷知识资料王佟玥编辑

千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑华东理工大学20-20学年第学期《化工热力学》课程模拟考试试卷B(答案)开课学院：化工学院，专业：化学工程与工艺考试形式：闭卷所需时光：120分钟（王佟玥编辑收拾，对错误的细节保留愿意学习更正的态度，未经允许不允许转发）一、是非题（共24分，每小题2分，对的打√，错的打×）1.纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液体。（×）纯物质可以直接从蒸汽变成固体，不用非得经过液体状态；纯物质从蒸汽变成液体，不一定要经过冷凝的相变化过程，可以通过超临界流体区发成此变化。2.纯物质逸度的残破定义是，在等温条件下，。（×）理想气体的逸度等于压力。逸度的物理意义：表征体系的逃逸趋势，矫正压力，单位与压力一毛一样。逸度的推导条件是等温条件。理想气体的逸度系数为1，实际气体逸度系数是温度、压力的函数，可以大于、小于、等于1。逸度和逸度系数分为三个层次，纯物质、混合物中一种组分、混合物。气液两相处于平衡时，饱和蒸汽的逸度和饱和液体的逸度相等。纯物质逸度的定义或者填一个条件——（P57-3.6的内容）3.符合热力学实验一致性校验的数据一定是可靠的。（×）热力学一致性也就是应满意热力学普遍性逻辑。热力学一致性检验主要应用于汽液平衡检验。实验测定残破的T、P、x、y汽液平衡数据时,产生的测定误差可能是多方面的,在一定程度上也是不可彻低避免的,这就要求测定者和使用者都要判断所测各组汽液平衡数据的可靠性。从热力学的角度分析,任一物系的T、P、x、y之间都不是彻低自立的,它们受相律的制约。活度系数最便于联系T、P、x、y值,需要用Jibbs—Duhem方程的活度系数形式来检验实验数据的质量,这种主意称为汽液平衡数据的热力学一致性检验。热力学一致性检验最常用的主意为积分检验法(面积检验法).4.对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。（×）真切气体——剩余性质；真切溶液——超额性质（过量性质）。以上三个状态函数中，过量性质和混合性质是一样的。与熵值有关的，G、S、A三个函数5.因(或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上与压力无关。(×)化学热力学中处理非理想溶液的一个重要物理量。理想溶液中某一组分i的化学势可以表示为μi=μi0+RTlnxi，其中μi0为纯液体组分i的化学势，xi为摩尔分数。对于普通的溶液中组分i的化学势，可以用类似形式的表示式，μi=μi0+RTlnai。其中ai称为组分i的活度。它是温度、压力和浓度的函数。对于理想溶液，显然ai=xi。对于非理想溶液，令ai=γixi，这里γi称为组分i的活度系数(activitycoefficient)，也与温度、压力及浓度有关。用活度系数表示，μi=(μi0+RTlnxi)+RTlnγi。括号中为理想溶液中i组分化学势，因此一切与理想性的偏差均在活度系数γi中显现。因为实际溶液与理想溶液行为有偏差，因而引进了活度的概念。活度可以当作实际溶液对理想溶液的校正浓度，所以活度偶尔也叫作有效浓度。实际溶液的浓度乘上一个校正项(称为活度系数)就得到活度。低压下，溶液的过量吉布斯自由能是温度和组成的函数。6.在二元系统的汽液平衡中，若组分1是轻组分，组分2是重组分，则，。 （×）7.在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的Gibbs函数相等。（√）8.对于理想溶液，i组分在溶液中的逸度系数和i纯组分的逸度系数相等。（√）9.能量平衡关系对任何系统、任何过程均适用。(×)10.可逆过程的有效能守恒。（√）有效能具有以下特性：按照热力学第一定律，在一切过程中，有效能和无效能的总量不变；②按照热力学第二定律，天然界中一切过程都是具有方向性和不可逆性的，同样有效能的变化也具有方向性和不可逆性：在可逆过程中，有效能守恒；在不可逆过程中，因为有效能向无效能转化，有效能不断减少。由过程不可逆性引起的有效能转化为无效能的损失，称为有效能损失。有效能效率也称热力学效率，是过程热力学完美程度的一种量度，因而也是过程用能好坏的重要评价指标。按照效率的普遍定义：有效能效率＝有效能效益／有效能消耗有效能消耗＝有效能效益＋有效能损失11.合理用能的总则是按质用能，按需供能。（√）12.化学反应的标准Gibbs自由焓变化可以用来判断反应举行的方向。(×)吉布斯自由能随温度和压强变化很大。为了求出非标准情况下的吉布斯自由能，可以使用范特霍夫等温公式：ΔG=ΔG0+RT·lnQ其中，ΔG0是同一温度、标准压强下的吉布斯自由能，R是气体常数，Q是反应熵。温度的变化在ΔG0的使用上表现出来，不同的温度使用不同的ΔG0。非标准情况的ΔG0需要通过定义式（即吉布斯等温公式）计算。压强或浓度的变化在Q的表达上表现出来。二、单项挑选题（共20分，每小题2分）1.下列方程中不是活度系数关联式为（D）。(A)VanLaar方程(B)Wilson方程(C)NRTL方程(D)理想气体状态方程P101-4.9活度系数模型一节看看标题2.从工程实际出发，合理用能分析的实质是（B）。(A)损耗功最小(B)过程是否最经济(C)能耗最小(D)理想功最小3.温度为T下的过热纯蒸汽的压力p（A）。(A)小于该温度下的饱和蒸汽压(B)大于该温度下的饱和蒸汽压(C)等于该温度下的饱和蒸汽压(D)以上说法都不对饱和蒸汽升温或者降压就变成了过热蒸汽4.Gibbs函数变化与p-V-T关系为，则的状态应该为（C）(A)T和p下纯理想气体(B)T和零压下的纯理想气体(C)T和单位压力下的纯理想气体(D)以上说法都不对5.一定T、p的二元等物质量的混合物，其组分逸度系数分离为，，已知，则混合物的逸度系数为（B）。(A)；(B)；(C)；(D)6.下列偏导数中，偏摩尔量的准确表达是：（A）(A)；(B)；(C)；(D)7.气液平衡计算关系式，(i=1,2,…,N)，当气体为理想气体，液相为非理想溶液时，上式可简化为（D）。(A)(B)(C)(D)8.某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，所产生的功为24kJ，试问流体的熵变（B）。(A)小于零(B)大于零(C)等于零(D)说不清晰可逆绝热Q=0,△S’=0，但本题是不可逆绝热，不可逆△S＞△S’，△S＞0某封闭体系经历一可逆过程。体系所做的功和排出的热量分离为15kJ和5kJ。过程是可逆过程，直接用可逆热除以温度就是熵变，该过程为放热，Q＜0，△S＜0某封闭体系经历一不可逆过程。体系所做的功和排出的热量分离为15kJ和5kJ。过程是不可逆过程，设△S为可逆状态下的熵变，可知△S’＞△S，但详细△S’正负不能决定，因为始末态未知某流体在稳流装置内经历一不可逆过程。加给装置的功为25kJ，从装置带走的热（即流体吸热）是10kJ。稳定流，吸热，不可逆，Q＞0，△S＞09.稳定流动系统的能量累积为零，熵的累积则（D）。(A)大于零；(B)不决定；(C)小于零(D)等于零10.容器中开始有物质的量为mol的水蒸气，当按反应分解成为氢气和氧气的反应进度为时，氧气的摩尔分数为(C)（已知：）(A)(B)(C)(D)三、计算题（共50分）1．（8分）用SRK方程计算3.76MPa、353K下氨的气相摩尔体积。已知：(1)SRK方程为，其中：。(2)可供参考的迭代计算式为：，初值可选用理想气体计算。(3)氨的临界参数为：，，解：取为初值，得，，，，，，，已收敛，即2．（8分）25℃和0.1MPa下组分1和组分2形成溶液，其体积可由下式表示：，式中为组分1的摩尔分数。试求：（1）的表达式；（2）的值。已知：二元系统的偏摩尔量和摩尔量之间的关系可写为：，。解：（1）按照（2）或：得：3．（12分）对于组分A、B组成的二元溶液，汽相可看作理想气体，液相为非理想溶液，溶液的过量Gibbs自由焓与组成的关系可表示为：。已知300K下。试求：该温度下当液相组成为xA=0.2时的汽相组成和压力。假设此系统符合低压下汽液平衡关系(i=1,2)。(已知：活度系数为的偏摩尔量，即满意关系式)。解：由又则：（12分）某换热器彻低保温，热流体的流量为，进出换热器时的温度分离为150℃、35℃，其恒压比热容为，冷流体进出时的温度分离为25℃、110℃，其恒压比热容为。试计算此换热器的损耗功。已知大气温度为25℃，气体按理想气体近似计算。已知：稳流过程的热力学第一定律；热力学第二定律；损耗功，理想气体的焓变和熵变计算式分离为：，。解：取换热器为系统，按照热力学第一定律知：因为，所以（彻低保温，而且无轴功输出）即：解得热流体：冷流体：按照热力学第二定律知：，∵Q=0，5、（10分）某蒸汽压缩制冷循环，制冷量，蒸发室温度为-10℃，若冷凝器用水冷却，冷却水进口温度为8℃，循环水量无限大，请设