化工热力学习题集及答案

模拟题一一．单项选择题（每题 1分，共20分）T温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽T温度下的过冷纯液体的压力 ）PPPTTTs s sPPPTTT> < =T温度下的过热纯蒸汽的压力 ）PPPTTTs s sPPPTTT> < =纯物质的第二 virial 系数）A仅是T的函数 B是T和P的函数 C是T和V的函数 D是任何两强度性质的函能表达流体在临界点的 P-V等温线的正确趋势的 virial 方程，必须至少用到（ ）第三virial 系数 第二virial 系数 无穷项 只需要理想气体方液化石油气的主要成分是（ ）丙烷、丁烷和少量的戊烷 甲烷、乙烷 正己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（ ）饱和液摩尔体积 饱和汽摩尔体积 无物理意偏心因子的定义式（ ）lg(Ps) 1 lg(Ps) 1 sr Tr

0.7

r Tr

0.8

lg(Pr

)

1.0设Z为x，y的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ）Z Z x 1 Z x y 1x x yx z

x y

y Z Z xZ x y 1 Z y y 1x y y Z Z x

x y

x Z Z x关于偏离函数 M，理想性质 M，下列公式正确的是（ ）MR

M M*

MR

M 2M*MR

M M*

M*

M MR下面的说法中不正确的是 ( )（A）纯物质无偏摩尔量 。 （B）任何偏摩尔性质都是 P的函数。偏摩尔性质是强度性质。（强度性质无偏摩尔量 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( )（逸度可称为“校正压力” 。 逸度可称为“有效压力” 。（逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT。（逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。二元溶液，T,P一定时,Gibbs—Duhem方程的正确形式是 ( ).a.X1dln γ1/dX1+X2dln γ2/dX2=0 b.X1dln γ1/dX2+X2dln γ2/dX1=0c.X1dln γ1/dX1+X2dln γ2/dX1=0 d.X1dln γ1/dX1–X2dln γ2/dX1=0关于化学势的下列说法中不正确的是 ()A.系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( )（A）活度是相对逸度，校正浓度 ,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。 （任何纯物质的活度均为 1。i（E）的i

是GE RT

偏摩尔量。等温等压下，在 A和B组成的均相体系中，若 A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则 B的偏摩尔积将：( )A.增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定下列各式中，化学位的定义式是 ( )i

[ (nH)]P,nS,n

i

[ (nG)]nV,nS,nnnj jnnji iji [ (nA)]P,T,n

i

[ (nU)]T,nS,ni

ji的逸度的完整定义式是

ni 。 ^ lim ^ ^ lim ^A.dGi=RTdlnfi,

p 0[f

i/(YiP)]=1 B.d Gi=RTdlnfi,

p 0

i/P]=1^ lim

^ lim^C.dGi=RTdlnf i,

p 0fi=1 ； D.d Gi=RTdlnfi,

p 0fi=1关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ ）A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B ．偏摩尔焓等于化学位偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学下列关于 ΔG关系式正确的是（ ）A.ΔG=RT∑XilnXi B. ΔG=RT∑XilnC.ΔG =RT∑Xiln γi D. ΔG=R∑Xiln二、填空题纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于 和 。

^ai，数学上可以表示为根据Pitzer 提出的三参数对应态原理，计算给定 T,P下纯流体的压缩因子 Z时，可查表得到 、Z 并根据公式 计算出Z如果无法查表，也可根据截断的 Virial 公式

1 BPRT利用B0,B1仅为对比温度的函数，计算出 B0,B1，根据公式 ，计算出从而得Z的数值。热力学第一定律的公式表述（用微分形式） ： 。热力学第二定律的公式表述（即熵差与可逆热之间的关系，用微分形式） ： 。几个重要的定义公式：焓 H= ；自由能A= ；自由G= 。几个热力学基本关系式： dU= ；dH= ；dA= dG= 。写出下列Maxwell关系式：

SV T ；

Sp T 。对理想溶液，ΔH= ，ΔV= ，ΔS= ，ΔG= 。等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系 +

dln 2 0。超额性质的定义为在相同温度、压力及组成条件下真实溶液性质和 溶液性质之差。二元混合物的焓的表达式为

H x1H1

x2H2

x2，则H1 ；H2 。填表偏摩尔性质(Mi) 溶液性质Hlnln

M xiMi)ln ΔM三、是非题当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 （ ）由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以理想气体的压缩因子 Z=1，实际气体的压缩因子 （ ）纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大， 饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。 （ 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。 （ ）x表示蒸汽的干度，则该蒸汽的焓 H

Hsv (1

Hsl

x（ ）xnxfm逸度是一种热力学性质，溶液中组分 i分逸度与溶液逸度的关系只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质总是等于化学位。 (

?i ii 。( )对于由纯物质形成理想溶液时，体积和焓的混合性质变化等于 。 ( )E理想溶液中溶液的超额吉氏函数 GE

0，所以组分的活度系数

i 0。 ( )对二元溶液，当 T、P一定时,公式 成立。 ( )模拟题一一．单项选择题（每题 1分，共20分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10CACABAAABABC11121314151617181920BDCAEBAABB二、填空题

pV2p 2V2p V T ， TZ0,Z1,

Z Z0

Z1dS

Bpc B0 B1RTcdQdU dQ dW， TH=U+PV,A=U-TS,G=H-TSdU=TdS pdV，dH=TdS Vdp，dA= SdT pdV，dG= SdT VdpSV T

p ST V； p TR ln

VT pRT

lnxixx22217.0,0, i , ixx22218. 11.

dln 1

9. 理想 10.

H1 H1

2 ;H H 2偏摩尔性质(Mi) 溶液性质(M)

M xiMi)Hi f?

H Hif?ln( i )

lnf

lnf

ix)xi i ilnln

ln i

ln?iiiEGE G x lniiEln iRT

RT iMi ΔM12312345678910××√××××√××答案

M Mi模拟题三、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；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；相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。、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（ 。饱和蒸汽 B. 饱和液体 C ．过冷液体 D. 过热蒸汽、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. 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Pc、对单原子气体和甲烷，其偏心因子 ω，近似等于（ A.0 B.1 C.2 D.3、关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ ）研究体系为实际状态。解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。处理方法为以理想态为标准态加上校正。获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。、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、(1.5分)0.1Mpa,400K 的N21kmol体积约为（ ）3A 3326L B332.6L C 3.326L D33.26 m、下列气体通用常数 R的数值和单位，正确的是（ ）A 8.314

103

m3/kmol K

B1.987cal/kmolKC82.05

cm3

atm/K

D 8.314

J/kmol K、纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（ 。A.-1 B.0 C.1 D. 不能确定、对理想气体有（ 。HC.(H

P)T 0P)T 0

H/D.(H

P)T 0T)P 0、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+Vdp B ．dH=SdT+VdpdH=-SdT+Vdp D.dH=-TdS-Vdp12、对1mol符合P

RT/(V

b)状态方程的气体，

( S)P

应是（ ）A.R/VB.R ；C.-R/P ；D.R/T。、当压力趋于零时， 1mol气体的压力与体积乘积（ 趋于（ 。A.零 B 无限大 C. 某一常数 D.RT、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 C. 还缺条件、对1molVanderWaals 气体，有（ 。A.(B.( C.(D.( 、纯物质临界点时，其对比温度 Tr（ 。=0 B ．<0 C ．>0 D ．=1、当压力趋于零时， 1mol气体的压力与体积乘积（ 趋于:零 b. 无限大 c. 某一常数 d.、下列各式中，化学势的定义式是 ( i

[ (nH)ni

P,nS,nj

i

[(nG)]ni

nV,nS,nji

[ (nA)]P,T,n

i

[ (nU),nS,nni j j、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）P一定，偏摩尔性质就一定。偏摩尔性质是强度性质。（强度性质无偏摩尔量 。、对无热溶液，下列各式能成立的是（ 。A.SE=0，VE=0 B.SE=0 ，AE=0 C.GE=0 ，AE=0 D.HE=0，GE=、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是（ 。A.NRTL方程 B.Wilson 方程 C.Margules 方程 D.Flory-Huggins 方程、戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度 。A.0 B.1 C.2 D.3、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ 。1(A). 1

?L (B)

1２２２１１２１(C). 1２２２１１２１

D）fL

fV(

f为混合物的逸度）２１（２、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（ 。２１（２yif=xipiS B.yip= γixipiS C ．yip=xi ΦpiS D.yip=xi、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( )纯物质无偏摩尔量 。 B ．T，P一定，偏摩尔性质就一定。偏摩尔性质是强度性质。 D. 偏摩尔吉氏函数等于化学势。26.关于理想溶液，以下说法不正确的是（ 。理想溶液一定符合 Lewis-Randall 规则和Henry规则。符合Lewis-Randall 规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。理想溶液中各组分的活度系数均为 1。理想溶液所有的超额性质均为 0。、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的偏摩体积将随A浓度的减小而( )增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定、苯（1）和环己烷（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，A.0.24 B.0 C.-0.24 D.0.55

=111.54cm3/mol，则超额体积 ）cm3/mol。、下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为（ 。A. Gi=i B.

Gi

p-SidTGi

nG / ni T,P,n

Gi

nG / ni T,nv,njjii、下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是 nmol溶液性质，。jjiiM i i . xM i iM i i . M i i、混合物中组分 i的逸度的完整定义式是 ( ) 。dGi

RTdln

/(YP)] 1

dG RTd

P] 1A. i p0 i i B. i i p0 iGi dnf,lim f 1

dG RTdln,lim 1C. i p0 i D.

i i p0 i、二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守（ 。A.Henry 规则和Lewis--Randll 规则. B.Lewis--Randll 规则和Henry规则.C. 拉乌尔规则和 Lewis--Randll 规则. D.Lewis--Randll 规则和拉乌尔规则、下列化学势 μi和偏摩尔性质关系式正确的是（ ）μi= Hi B. μi= Vi C. μi=Gi D. μi=Ai、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 ( ) 。引入了局部组成的概念以及温度对 γi的影响，因此精度高。适用于极性以及缔合体系。用二元体系的参数可以推算多元系。适用于液液部分互溶体系。35.等温汽液平衡数据如符合热力学一致性，应满足下列条件中（ 。足够多的实验数据 B. ∫1ln（γ1/γ2）dX1≈0C.[ （lnγ1）/P]T0 D.[ （lnγ1）/T]P，X≈36、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 。增加 B. 减少 C. 不变 不确定、节流效应 T-P图上转化曲线是表示 的轨迹。A.μj=0 B. μj<0 C. μj>0、理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作 膨胀等温 B) 等压C）等焓D）等熵39、不可逆过程中孤立体系的（）A.总熵是增加的，也是增加的A.总熵是增加的，也是增加的B. 总熵是减少的，C.总熵是减少的，但是增加的D. 总熵是增加的，、卡诺制冷循环的制冷系数与 ( ) 有关。A.制冷剂的性质B.制冷剂的工作温度C.D.压缩机的功率但 是减少的、Rankine循环是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器和水泵组成。 （ ）正确 B) 错误、蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间，冷凝器置于低温空间。 （ ）正确 B) 错误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 而与具体的变化途径无关。（ ）正确 B) 错误、要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。 （ ）正确 B) 错误、能量是由火用和火无两部分组成。 （ ）正确 B) 错误、关于制冷原理，以下说法不正确的是（ 。任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。只有当 JT

0，经节流膨胀后，气体温度才会降低。在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。经节流膨胀后,温度都会下降。、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（ 。锅炉加热锅炉进水 B ．回热加热器加热锅炉进水冷凝器加热冷凝水 D. 过热器再加热一封闭体系经过一变化，体系从恒温水浴吸收热量 体系熵增则此过程是（ 。可逆的 B. 不可逆的 C. 不可能的、关于制冷循环，下列说法不正确的是（ 。冬天，空调的室外机是蒸发器。夏天，空调的室内机是蒸发器。冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的 。冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。、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（ 。Rankine循环动力装置，可提高蒸气过热温度和蒸汽压力Rankine循环动力装置，可提高乏气压力。Rankine循环进行改进，采用再热循环。Rankine循环进行改进，采用回热循环。、体系经不可逆循环又回到初态，则热温熵的循环积分（ 。A<0 Ｂ = ０ C >0、同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率（ 。A.相同 B. 低 C. 高 D. 不一定、对膨胀作功过程，等熵效率的定义是不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功量之比。 （ ）正确 B) 错误、提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可以提高蒸汽动力循环效率。 （ ）正确 B) 错误、气体从高压向低压作绝热膨胀时，膨胀后气体的压力温度必然降低。 （ ）正确 B) 错二、填空题、(2分)在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称 。、(2分)常用的8个热力学变量 P、、、、、、、G可求出一阶偏导数 336个，其中独立的偏导共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分)纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率 ，曲率为 。、(2分)麦克斯韦关系式的主要作用是 。、(2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。、(2分剩余性质的定义是

M'= 。、(2分)理想溶液的过量性质 等于 。、(6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 ΔH= ，ΔV= 。、(2分)二元混合物容积表达式为 V=X1V1+X2V+X1X，如选同温同压下符合 l 规则的标态就有 △V= 。(4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X1dlnγ1+ = 。、(2分)溶液中组分 i的活度系数的定义是 γi= 。、(2分)对封闭体系，单位质量能量平衡方程式式是 .、(2分)孤立体系的熵增表达式是

,对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程、(2分)一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 时，此过程理想功。、(2分)稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 所引起的。、(2分)纯物质T-S图两相区水平线段（结线）长度表示 大小。、(2分)能量平衡时以热力学 为基础，有效能平衡时以热力学为基础。三、判断题、(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。 ( )、(1分)在T－S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。 ( )(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。 ( )、(1分)二元共沸物的自由度为 。( )、(1分)理想溶液各组分的活度系数 和活度为1。( )、(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、(2分)冬天，使室温由 10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。 ( )

lnf

nixiln?ii、(2分)对不可逆绝热循环过程，由于其不可逆性，孤立体系的总熵变大于 0。 ( )、(2分)理想功Wid是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时，理论上可能生的最大功或者必须消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同时也是 的负值。( )损失功与孤立体系的总熵变有关， 总熵变越大，损失功越大，因此应该尽量减少体系的不可逆性。 ( )五、简答题、(8分简述偏离函数的定义和作用。、(8分是甲烷、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。物质临界温度 临界压力 正常沸点 燃烧值Pc，atm 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正己烷234.429.8068.7548.4、(6分工程上常见的汽液平衡问题有哪些类型？、(6分相平衡的热力学一致性检验、(6分卡诺定理的主要内容是是么？、(6分如何利用热力学第一定律测量湿蒸汽的干度？、(6分模拟题三一、选择题、C2、、、、(1.5 分)B6、(1.5分)C7(1.5 分)D8、(1.5 分)A9、(1.5分)B10、(1.5分)C11、(1.5分)A12(1.5分)C13(1.5分)D14(1.5 分)A15(1.5分)A16(1.5分)D17(1分)A19(1分)B20(1分)D21、(1分)C22(1分)B23、(1分)A24、(1分)D25、(1分)B26、(1分)B27、(1分)A28、(1分)A29(1分)D30、(1分)D31、(1 分)A32、(1分)A33、(1分)C34、(1分)D35、、(1.5 分)B37、(1.5 分)A38(1.5 分)D39、(1.5 分)D40、(1.5 分)B41、(1.5分)A42、(1.5 分)B43、(1.5分)A44、(1.5分)A45、、、、、、、、(1.5 分)B53、、、A二、填空题(共6小题，12分)、三相点、Maxwell关系式3、0,04 、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 .、体积、M-M'(T,P 一定)7、08、理想溶液，0，09、?V=αX1X210、X2d㏑γ2,=0、/Xi12 、△1/2△或△Ek＋△Ws、ds≥014、环境基态完全平衡 15、不可逆性 16、汽化熵 17、第一定律；第二定三、判断题(1分(1分(1分(1分7(2分8(2分9(2分11×五、简答题、(8分偏离函数定义，

MR M M*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。如求得同一T，P下MR，则可由理想气体的 M*计算真实气体的 M或。、(8分（1）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）、(6分无、(6分)用热力学的普遍原理来检验实验数据的可靠性。检验的基本公式是 Gibbs-Duhem方程。该方程立了混合物中所有组分的逸度（或活度系数）之间的相互关系。常用的方法是面积检验法和点检验法。汽液平衡数据的热力学一致性是判断数据可靠性的必要条件， 但不是充分条件。3. 相平衡的热力学一致性验、(6分所有工作于等温热源和等温冷源之间的热机，以可逆热机效率最大，1－T2/T16、(6分)采用节流原理，当湿蒸汽充分节流后变为过热蒸汽，测定过热蒸汽的温度、压力得知过热蒸汽的焓值，从而求得湿蒸汽的干度。、(6分理想功是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可以产生的最大功或者必须消耗的最小功。损失功时指给定相同的状态变化时的不可逆实际功与理想功之间的差值。Wl=Wac-Wid模拟题二一．选择题（每题 1分，共15分）、对单原子气体和甲烷，其偏心因子 ω近似等于（ 。a.0 b.1 c.2 d.3、纯物质临界点时，对比温度 Tr（ ）a.=0 b.>1 c.<1 d.=1、下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质（ 。（A）与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性。、下面的说法中不正确的是 ( ) 。（A）纯物质无偏摩尔量 。 （B）任何偏摩尔性质都是 P的函数。偏摩尔性质是强度性质。（强度性质无偏摩尔量 。、关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) 。（）逸度可称为“校正压力” （）逸度可称为“有效压力” ；（逸度表达了真实气体对理想气体的偏差； 逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT（）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。二元溶液，T,P一定时，Gibbs—Duhem方程的正确形式是 ( ) 。a.X1dln γ1/dX1+X2dln γ2/dX2=0 b.X1dln γ1/dX2+X2dln γ2/dX1=0c.X1dln γ1/dX1+X2dln γ2/dX1=0 d.X1dln γ1/dX1–X2dln γ2/dX1=0在373.15K和101325Pa下水的化学势与水蒸气化学势的关系为（ 。(A) μ(水)＝μ(汽) (B) μ(水)＜μ(汽)(C) μ(水)＞μ(汽) (D) 无法确定关于热力学基本方程 dU=TdS-pdV,下面的说法中准确的是 ( ) 。TdS 是过程热 (B)pdV 是体积功 (C)TdS 是可逆热(D) 在可逆过程中,pdV等于体积功,TdS即为过程热关于化学势的下列说法中不正确的是（ 。A.系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质C.系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( ) 。（A）活度是相对逸度，校正浓度 ,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。 （任何纯物质的活度均为 1。（E）的

是GE RT

偏摩尔量。i等温等压下，在 A和B组成的均相体系中，若 A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则 B的偏摩尔积将（ 。iA.增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定麦克斯韦关系式的主要作用是（ 。简化热力学变量的计算； (B)用某个热力学函数代替另一不易测定的热力学函数的偏微商； (C)易于测定的状态性质的偏微商代替不易测定的状态性质的偏微商； (D) 便于用特性函数表达其它热力学函数下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？ ( )A.（T/ V)S= （V/ （T/ p)S=（V/S)pC.（S/ （p/ （S/p)T=-( V/T)p对1mol理想气体， 应是（ ）V（b）R（c）-R/P（）T。下列各式中，化学势的定义式是（ 。

[ (nH)]P,nS,n

[ (nG)]nV,nS,n

ni[ (nA)n

jP,T,nj

ni[ (nU)]n

jT,nS,nj二、下列判断题正确i用“√”；不正确者用“×”。 （i题0.5分，共5分）热力学来源于实践——生产实践及科研实践， 但它同时又高于实践，热力学的一致性原则，常可考查（验出科研或实践中引出的错误认识并加以纠正。 （ ）由三种不反应的化学物质组成的三相 PVT体系，达平衡时仅一个自由度。 ( )任何真实气体的性质可用同温同压下，该气体的剩余性质和理想气体性质的总和计算。 ( )在T－S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。 ( )GEt RTln超额吉氏函数与活度系数间的关系有

ni T,P,n i

i。( )符合Lewis-Randall 规则的溶液为理想溶液。 ( )只有偏摩尔吉氏函数与化学势相等，所以

i [ (nG)]T,P,n

i是最有用的( )当取同一标准态时，溶液的超额热力学性质有

HE HE

。 ( )E理想溶液中溶液的超额吉氏函数 G 0，所以组分的活度系数E?

i 0。( )i当TP一定时，溶液中组分 i的活度系的逸度系数）。 ( )三、填充题（每空 1分，共25分

i0 ?i（ i为组分i的组分逸度系数，

0i为纯组分i逸度的标准态有两类， 以 为规则，2）以为规则，请举例说明 1） 2 ） 。写出热力学基本方程式 ； ；； 。对理想溶液， ΔH= ，ΔV= ，ΔS= ，ΔG= 模拟题二一.单项选择题1A2D 3D 4B 5D 6C 7A 8D 9A 10E11B12C13A14C15A二、判断题：√2 х 3 √ 4 х5√6х7√8√9х10三、填充题：Lewis-Randall 定则， Henry 定则dH=TdS+VdP;dA= －dG=VdP－SdT3.0， 0,

R xlnxiii

RT xi

lnxi模拟题五选择题、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。、0 B 、1 C 、2 D.3、经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵 。、增大 B、减小 C 、不变 D、可能增大，也可能减小、体系中物质 i的偏摩尔体

的定义式为： 。iV [ ]i

V [ ]、

T,v,nji

iB 、

T,v,njiV [ Vi] V [ ]nin、 ni

T,p,nji

iD 、 i

T,p,nji、朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以 、提高初压 B、提高初温 C、降低排汽压力 D、采用回热、流体（T1、经节流膨胀后，流体的温度必 。、不变 B、下降 C、增加 D、前三者都可能。、范德华方程与 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，当存三个实根时，最大的 V值是 。、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积、无物理意义 D 、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积、可以通过测量直接得到数值的状态参数是 。、焓 B 、内能 C、温度 D 、熵、有一机械能大小为 另有一恒温热源其热量大小为 则恒温热源的热火用 机械的火用。、大于 B 、小于 C 、等于 D、不能确定、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、电热器两种供热式，哪种供热方式的供热量多？前者 B. 两者相等 C.后者 D. 没法比较。、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质熵变为/（kg.K，另一个不可逆过程的工质熵变 KJ/ （kg.K。、大于20 B 、小于20 C 、等于20 D 、不能确定。11、某真实气体符合状态方程

P RT

a，a、b为的常数，则当该气体进行绝热膨胀时，膨胀后气体的温度

b 。

0.5( 、升高 B 、降低 C 、不变 D 、不能确定、对于流体混合物，下面式子错误的是 。Mi limMiA、 0

B 、Hi Ui

PVi二、填空题、填表：

Vi Si

Ui UiGi Gi偏摩尔性质(Mi) 溶液性质(M)lnln iln i

1 P

RT)dP2、计算逸度系数的公式

RT 0

P 仅适用于气体组份，而不能用于液相或固相组份。则该论述是 （作出是非判断）、某气体温度为 150℃，其临界温度为 126.20K，给气体加的压力 P足够大，则气体 被液化（作出“能/不能”的判断）、理想气体有 f=P，而理想溶液有

i。 （作出是非判断）、在热力循环中，如果工质不向冷源放热， 则该循环的热效率是可以达到 100%则该论述是 （出是非判断）、常温常压下，将 10cm3液体水与20cm3液体甲醇混合后，其总体积 =30cm3。 则该论述是（作出是非判断）、氮气在封闭的气缸内经历不可逆过程，内能减少 20kJ，对外作功 10kJ，则此过程中工质与外界交换量Q= kJ 。、汽液相平衡的计算方法有 和 两种方法，前者适用于低中压体系，后者适用高压体系。、给冷流体 T2加热至预定的工艺温度，采用换热器进行间接传热，当热流体温度 T1减小，即传热温差（T1-T2）减小，则流体有效能的损失 （作出“减小/增大/不变/与传热温差无关”的判断）1mol理想气体，由p1=10bar、v1=0.4m3可逆定温膨胀到 v2=0.8m3，则S=KJ/（mol..K、当过程不可逆时 , 孤立系统的△S总 0, 工质的△S产生 。、在门窗紧闭房间有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱大门就有一股凉气扑面， 使人感到凉爽。通过开冰箱大门,则房间的温度将会 。（填入“不变”或“下降”或“升高” ）三、分析说明题在热功转化的实际热机循环中，将 、40℃水在锅炉中定压加热到 400℃的过热蒸汽。计算其过程的焓变。工程中常采用水的热力学图或表来查询过程始态和终态的焓值进行计算。现技术员小张使用不同来源的水蒸汽表或图（均是正式的权威出版物，数据可靠）查到同一状态点的焓值 h值竟相较大，为什么？工程中使用热力学性质图、表来求解热力学过程的焓变、熵变时要注意什么问题。请自行给出已知条件，计算工质在锅炉所吸收的热量 模拟题五一、填空题B 2 ．C 3 ． D 4 ．B 5 ．D 6 ．B 7 ．CB 9 ．A 10 ． C 11 ．B 12 ．D二、填空题1．偏摩尔性质(Mi) 溶液性质(M)lnln错

ln i

GE RT

不能 4 ．正确 5 ．错错 -108. 活度系数法，状态方程法 9 ．减少 10 ．11.511.大于、大于. 12. 升三、分析说明题状态（、的焓值H是相对于某一基准态的焓值。 1分如基准态规定不同，同一状态点（ T、其焓值也是不同的。小张遇到问题，因不同来源水蒸汽图或表焓值基准态规定不同造成的。 4分要注意问题：所查询过程始态和终态的焓值的基准态应相同。 2分（2）对锅炉进行能量衡算 Q+W= △H+△[（1/2）C2]+ △(gh)1 W≈0 △(gh) ≈0 △[（1/2）C2] ≈0 1 分 ∴Q≈△H1分方法一：△H=H2-H1[KJ/Kg] 查水蒸汽图或表的始、末态的焓值。 1分方法二：设计过程计算焓变（ 1分）5Mpa、40℃水→5Mpa饱和水→5Mpa饱和水蒸汽→5Mpa、400℃的过热蒸汽。t2据热容进行显热计算

H1 t1

Cp

[KJ/Kg] ，据汽化潜热进行相变热计算。模拟题六、方程、方程等是实用的立方型方程，对于摩尔体积 V存在三个实根或者一个实根，当存在一个实根V值（其余二根为虚根）时， V值是 。、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积、过热蒸汽 D 、过冷液体、热源温度为 1200K，环境温度为 300K，高温热源提供热量 1000J中的无效能为 J 。、250 B 、750 C 、300 D 、400、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。 其中已知一个不可逆过程的质焓变为50KJ/kg，而另一个可逆过程的工质焓变 KJ/kg 。、大于50 B 、小于50 C 、等于50 D 、不能确定。n、混合物体系中物质 i的偏摩尔n

Hi的定义式为： 。iH [ Hi]i

H [ (nH)]、

T,v,njiB 、

i T,njiiiH [ Hii、 ni

T,p,nji

H [ (nH)iD 、 i

T,p,nji、以下 措施，即提高蒸汽朗肯循环的热效率，又提高汽轮机出口乏气的干度。、提高汽轮机进汽温度 B 、提高汽轮机进汽压力、提高汽轮机乏汽压力 D、降低汽轮机出口乏汽压力、水处于过热蒸气状态，其自由度为 ，如要查询水的过热蒸气热力学性质表，则需要 个独立状参数的已知条件。、0 B 、1 C 、2 D、3、经历一个实际热机的循环过程，体系工质的熵变 。、>0B、<0 C 、=0 D、可能>0，也可能、传热速率的单位，不正确的是 。、KJ/h B 、KW C、KJ/s D 、、下列论述错误的是 。P-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。 D. 压缩因子可以大于 1也可小于。、若分别以某一真实气体和理想气体为工质在两个恒温热源 T1T2之间进行卡诺理想循环， 试比较这个循环的热效率。A．前者大于后者 B. 两者相等 C. 前者小于后者 D. 没法比较。、在相同的初态（ 和膨胀压力（的条件下，等熵膨胀与节流膨胀两种方案相比，哪种方案降温大？ 。A、前者 B 、后者 C 、两者相同 D 、两者没有可比性、对于流体混合物，下面式子错误的是 。Mi limMiA、 xi 1

B 、Hi Ui

PVi二、填空题、填表：

Vi Hi Hi

Ui UiGi Gi

Si 偏摩尔性质(Mi) 溶液性质ln2、对于热力学关系式

dH

pdT

lnf)pT( VT)p

]dp

仅适用于气体组份，而不能用于液相或固相组份。则该论述是 （作出是非判断）、采用普遍化压缩因子关系式或普遍化维里系数计算剩余焓，确定 HR的三个参数为 。、当湿蒸汽的干度 x ＝0 时，工质全部为 状态。、某气体温度为 t℃，其临界温度为 tC℃，给气体加的压力 P足够大，则气体能被液化的温度条是 。、热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆。其论是 （作出是非判断）、在 相区，压力和温度对其容积性质的影响很小。、不能通过测量直接得到数值的状态参数有 。（焓、温度、 熵、压力、内能、体积）、封闭体系 1mol某气体，由 p1、v1=0.1m3定温膨胀到 v2=0.4m则 S= KJ/（Kmol..K。、放热不可逆过程，工质的热熵流 0, 工质的△S产生 0。、在化工生产和设计过程中，都要力求 管路上的弯头、缩扩变化，以减少火用损失。、纯物质的逸度 fi，混合物的逸度 f，混合物中组分的逸定义相同。 （作出是非判断）三、分析说明题（共 11分）第1题5分、第2题6分

fi三者的ln 1

x2(

2)2ln x22x )21、二元体系的活度计算式

2 1 2

的模型是否有合理？请分析说明。2、请举两个例子简单说明热力学第二定律在实际中的应用。模拟题六一、填空题C 2．A3．C4．D5．A6．C、C7．CB 9．A10．B11．A13．A1．

偏摩尔性质(

Mi)

溶液性质(M)lniln?i

lnlnf2．错3．TrPrω 4．饱和液体5．t<tC 6．对 7．液8. 焓、熵、内能 9 ．11.5 10 ．< > 11. 减少 12. 错三、分析说明题（ 11分）第1题5分、第2题6分如果该模型合理，则应满足 G-D方

2) 0 1 分1xd(ln1)1dx2

xd(ln2)2dx22

1 分

xd(ln1)1dx21

6x2)1分2xd(ln2)2

x xdx2

2 2 2

1 分 该模型合理 1分（夏天从低温热源（房间）将热量移到高温热源（环境）以实现制冷的效果， （1分）该过程是不自发进行的（1分。而借助空调消耗电功，则制冷循环就可自发进行了，即可将热量从低温热源移到高温（1分）冬天从低温热源（环境）将热量移到高温热源（房间）以实现供热的效果， （1分）该过程是不能发的（1分。而借助空调消耗电功，则热泵供热循环就可自发进行了。 （1分）模拟题八关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ ）研究体系为实际状态。解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。处理方法为以理想态为标准态加上校正。获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。Pitzer 提出的由偏心因子 ω计算第二维里系数的普遍化关系式是（ 。．B=B0ωB1 B ．B=B0ω+B1 C ．BPC（）=B0+ωB1 D ．B=B0+ ω下列关于 GE关系式正确的是（ 。A.GE=RT∑XilnXi B.GE=RT ∑Xilnai C.GE=RT∑Xiln γi D.GE=R ∑XilnXi下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ 。Gi

i B.

dGi

VidP

GidTC.

nGGiGD.ni T,P,njiD.

nGT,nV,nji

Pyi

sPxi i i的适用的条件（ ）PxA无限制条件 B 理想气体和非理想溶液 C 理想气体和理想溶液 D非理想气体和理想溶液泡点的轨迹称为（ ，露点的轨迹称为（ ，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为 （ 。饱和汽相线，饱和液相线，汽液共存区 B. 汽液共存线，饱和汽相线，饱和液相区C.饱和液相线，饱和汽相线，汽液共存区乙醇-水在101.3KPa下共沸体系，其自由度为（ ）0 B．1 存在（ 。（ΔS环）可逆<（ΔS环）不可逆 B. （ΔS环）可逆>（ΔS环）不可逆（ΔS环）可逆= （ΔS环）不可逆 D （ΔS环）可逆=0如当地冷却水温度为常年 则氨制冷循环的冷凝温度应选 。A.18℃； B.8 ℃； C.28 ℃； D.48 ℃由纯组分形成理想溶液时，其混合焓 ΔHid 。A.>0； B.=0 ； C<0 ； D. 不确定。混合气体的第二维里系数A.T 和P的函数 B. 仅为T的函数 C.T 和组成的函数 D.P 和组成的函数有效能衡算的依据是 。A.热力学第一定律； B. 热力学第二定律；C. 热力学第三定律 ； D. 热力学第一、二定律。混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 。fif xlnf x f f f

i x f x lnf0A. i i； B.

； C.ln i ；D.ln i纯物质临界点时，对比温度 Tr 。A.＝0； B.>1 ； C1 ； D1 。当潜水员深海作业时，若以高压空气作为呼吸介质，由于氮气溶入血液的浓度过大，会给人体带来致命影响（类似氮气麻醉现象） 。根据下表中 25℃下溶解在水中的各种气体的亨利常数Ｈ，你认为以（ 和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合？气体 H/bar 气体 H/bar 气体 H/bar 气体 H/bar乙炔 1350 一氧化碳 5400 氦气 126600 甲烷 41850空气 72950 乙烷 30600 氢气 71600 氮气 87650二氧化碳 1670 乙烯 11550 硫化氢 550 氧气 44380A 氦气 B 二氧化碳 C ．乙烷 D ．甲烷下列哪个条件不符合蒸汽压缩制冷循环制冷剂的选择要求（ 。A.沸点低 B. 冷凝压力低 C. 汽化潜热大 D. 较低的临界温度在T-S图上，绝热可逆过程工质的状态总是沿着 进行的。等焓线； B. 等熵线； C. 等干度线 ； D. 等压线。关于做功和加热本领的描述，不正确的是（ ）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。 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。二、填充题（每空 1分，共15分）纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 。剩余性质是指在相同的温度和压力下 与 热力学性质之差。溶液中组分 i的活度系数的定义是 i= 。高温热源（温度为 T1）与低温热源（温度为 T2）构成的热机的最大热机效率 。某高温高压气体（焓值为 熵值为做功后其焓值变为 熵值变为环境温度为 T0，则该过程的理想功

；有效能变化

_ 。检验汽液平衡数据可靠性的基本公式为 方程。稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 所引起的。理想功是指体系的状态变化在一定的环境条件下， 按 过程进行时所产生的最大功或必须耗的最小功。在相同始态与相同终态压力下，等熵膨胀引起的温度降低比等焓膨胀的引起的温度降低要 。在真实气体混合物 P→0时，组分i的逸度系数 i等于 。Wilson提出的模型是以 溶液为基础，并用局部体积分率代替总体平均体积分而得来的。真实气体混合物的 PVT性质纯气体的PVT关系式+ 规则。三参数对比状态原理中，三参数是指 三、判断题（请在正确的题后括号内画“√” ,错误的画“×”）维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( )对于理想混合物，

H, G,

V均为零。 ( )ifii对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分 2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分 1符Lewis-Randall 规则。 ( )蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀，体系和环境总的火用是守恒的，总的火无是守恒的。 ( )ifii5．混合物体系达到汽液平衡时，总是有四、简答题

?v ,fv

fl, v

lfi。( )f写出①稳定流动系统热力学第一定律的一般形式； ②当流体流经泵和③流经换热器时系统热力学第一律的简化形式。完成相平衡体系求解过程框图。假设体系为部分理想系，已知总压及液相各组成，求该体系温度及汽相组成(ξ为某一有限小数)。模拟题八一、单项选择题题号12345678910答案BCCDBCAACB题号1112131415161718答案CDCDADBC二、填充题i2．真实气体，理想气体； 3．

i ?iifidii

?i0xifi1T21T1 ；

(H2

H1)

T0(S2

)， Ex

Wid

(H2

H1)

T0(S2

S1)；7．不可逆性； 8．完全可逆；大； 10．1； 11 ．无热； 12．混合；Tr，Pr，三、判断题ω题号 12345答案 XX√√X四、简答题流体流经换热器传质设备

H 1 u22

g z Q Ws

1 u2 0另外，考虑动能项和势能项与焓变之间的数量级差别，动能项和势能项可以忽略，即 2 ，g z 0；因此，稳流系统热力学第一定律可化简为： H Q

流体流经泵、压缩机、透平等设备在数量级的角度上，动能项和势能项不能与焓变相比较，可以忽略，即

1 u22

0gz， 0；即：gzH Q Ws

若这些设备可视为与环境绝热，或传热量与所做功的数值相比可忽略不计，那么进一步可化简为：模拟题九选择正确答案并简要说明为什么某人计算真实气体的自由焓时认为：

H Ws。试(a)。试

*G=G

R G ; （b）G=G

EG ;(c

G=G* G.某流体在稳流装置内经历一个不可逆过程，所需要的功为问流体的熵变：（a）为负; (b) 为正; (c) 可正、可负。

-110KJ 10KJ

30KJKg-1若始、终状态及环境温度

T0一定，理想功

Wid：等于可逆轴功；（是完全可逆功；等于始终状态间的火用 变化的绝对值。甲烷气（视为真实气体）由状态

T2、P2，其：（a） S 0; (b) H=0;(c) G=0二. 简答题以二元溶液为例，写出三种计算偏摩尔性质的方法，要求写出详细计算方法，步骤或所需的公式。写出开系稳流过程的热力学第一定律表达式，并举一应用实例。三．证明题某二元溶液的偏摩尔焓可由如下方程表示：22H1 H1 Bx A221H2 H2 Bx A1式中：、H2分别为纯组分 1和2的焓，、B是温度和压力的函数问：从热力学角度考虑该对方程是否合理？模拟题九一、选择正确答案并简要说明为什么选（。由剩余性质定义 MR M M*。选（。过程不可逆

S 0g ，吸热g

0， S 0。选（(c)。 由理想功的定义及理想功与火用 变化的关系 Ex

Wid或

Wid Ex选（(b) 。 由热力学第一定律知，节流过程是等焓过程，但节流过程是不可逆过程 S 0二、简答题图解法，如图示 。公式法M2偏摩尔混合变量法 M1M2由定义式有吉布斯—杜亥姆方程。x上述答案任意三种均可。 0 1x11 2h u g Z q Ws2 （1Kg为基准）对于换热过程，

1 u2 h2 =0，g Z

1 u22

g Z q WsW h sW h 换热量可由过程的焓变化求出。 （举例可任意三、证明题

x dH

x dH2 0xdM 0

xdH xdH 0 1dx 2dx解：等等P i i

1 1 2 2 1 11xdH11dx2

x dH22dx12

x12Bx2

22Bx1

左式=右式即从热力学角度考虑该对方程合理。模拟题十选择题汽液平衡计算方程式 yiP=γixiPiS 适用于 （ 完全理想体系 B．化学体系 C．非理想体系 D ．完全非理想体系气体真空节流膨胀产生冷效应时的微分节流系数是 （ ）A ．μj=0 B ．μj>0 C μj<0 D ．不确定已知溶液的 xi与γi，则溶液超额自由焓 的计算式为： （ ）GE=RT

ilnxi

B ．GE=RTln

i GE=RT

xilnxi

D．GE=RT

ln ixi下列关系式哪个适用于理想溶液 （ ）．ΔV=HEΔGEΔHi=0ΔVi=ΔUi Gi

=0 C．V

=Ui

Gi

=0 D．ΔS=ΔG SE=G=0在众多状态方程式中，能从理论上加以证明的是 （ A K方程 B ．维里方程 C ．范德华方程 D ．马丁-候方程常压下某液体沸腾时，保持不变的热力学性质是 （ 摩尔体积 B ．摩尔熵 C ．摩尔自由焓 D ．摩尔内能混合物的逸度 f与组分逸度^

f