化工热力学习题集（附答案）(2)

二、下列判断题正确者用“√”；不正确者用“×”。（每题0.5分，共5分）

1、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。（ ） 2.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。 ( ) 3.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。 ( )

4.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。 ( )

??GtE?5. 超额吉氏函数与活度系数间的关系有????ni?T,P,?n?RTln?i 。 ( )

??i6.符合Lewis-Randall规则的溶液为理想溶液。 ( ) 7. 只有偏摩尔吉氏函数与化学势相等，所以?i?[?(nG)?niE]T,P,nEj?i　是最有用的( )

8.当取同一标准态时，溶液的超额热力学性质有?H?H9.理想溶液中溶液的超额吉氏函数GE 。 ( )

i?0，所以组分的活度系数??0。 ( )

010.当T、P一定时，溶液中组分i的活度系数?i???i?0i（??i为组分i的组分逸度系数，?i为纯组分i的逸度系数）。 ( )

三、填充题（每空1分，共25分）：

1．逸度的标准态有两类，1）以 为规则，2）以 为规则，请举例说明1） 2） 。 2.写出热力学基本方程式__ _______ ___ ___ ；___ __________； ______ _________；_______ ________。

3．对理想溶液，ΔH=_______，ΔV=_________，ΔS=_______ ____，ΔG =____ _______。 4.对应态原理是指 。 三参数对应态原理中三个参数为__________________。普遍化方法分为_____________和_____________ 两种方法；用普遍化方法可以计算_____________、_____________、_____________和_____________性质。

5、活度的定义__________ __ _；活度系数的定义 。 6、偏离函数的定义 。 7、混合性质变化的定义 。 8、超额性质的定义 。 9、偏心因子的定义 。

四、简答题（共20分）

1.化工热力学的研究特点是什么？（4分）

2.液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷和少量的戊烷而不是甲烷、乙烷或正己烷，试用下表分析液化气成分选择的依据。（4分）

物质 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 正己烷 Tc ， ℃ -82.62 32.18 96.59 151.9 196.46 234.4 Pc ，atm 45.36 48.08 41.98 37.43 33.32 29.80 TB ， ℃ -161.45 -88.65 -42.15 -0.5 36.05 68.75 燃烧值，kJ/g 55.6 52.0 50.5 49.6 49.1 48.4 3.从热力学角度解释，超临界萃取技术为何常选CO2作为萃取剂？（4分）

4.简述纯物质P-V图上点、线和区域的意义（用图说明），并写出临界等温的数学特征。（8分）

五、计算题（共35分）：

1、 已知50℃时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm g，求单位质量的H、S和G函数各是多少？（10分）

50℃时水的饱和汽、液相性质 性质M 饱和液相M lV / cm3.g-1 U / J g-1 H / J.g-1 S / J g-1 K-1 1.0121 209.32 209.33 0.7038 饱和汽相Mg 12032 2443.5 2382.7 8.0763 3

-1

2. 25℃，0.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V =40 －12X1 － 10X12 (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)　V1，V２；　　(２)　V１，V２；　　(3)　V1，V2；　　(4)　?V；　(5)　V；Lewis—Randall定 则. （10分）

3、已知某二元溶液的活度系数模型为ln ? 1中A,B,C仅是T,P的函数。求ln?2,GE准状态。) （15分）

A ? B ? C ; ln f 2 ? A ?Ax2；并已知lnf，1???E 2其

?,lnf?， /RT，lnf12lnf。 （均以Lewis-Ra ndall规则为标

模拟题三

一、选择题

1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ C ）

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、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 3、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Pc

4、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于（ A ）。

A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

5、关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ B ） （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。

6、关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ C ）

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。7、(1.5分)0.1Mpa ,400K的N21kmol体积约为（ D）

A 3326L B 332.6L C 3.326L D 33.26m38、下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是（ A ）

A 8.314?103Pa?m3/kmol?K B 1.987cal/kmol K

C 82.05 cm3?atm/K D 8.314J/kmol?K9、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. -1 B. 0 C.1 D. 不能确定 10、对理想气体有

（ C A.(?H/?P)T?0 B.(?H/?P)T?0

D.相平衡研究 ）。

D.(?H/?T)P?0

11、对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（ A ）。

A． dH = TdS + Vdp B．dH = SdT + Vdp C． dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp 12、对1mol符合

P?RT/(V?b)C.(?H/?P)T?0状态方程的气体，

(?S?P)T应 C ）

A.R/V； B.R ；C. -R/P ；D.R/T。

13、当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于（ D ）。 A. 零 B 无限大 C. 某一常数 D. RT 14、不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？（ A ） A.能 B.不可能 C.还缺条件

15、对1molVan der Waals气体，有（ A ）。 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) 16、纯物质临界点时，其对比温度Tr（ D ）。

A．= 0 B．< 0 C．> 0 D．=1 17、当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于:d

a. 零 b. 无限大 c. 某一常数 d. RT 18、下列各式中，化学势的定义式是 ( A )

A.　?i?[C.　?i?[?(nH)?ni?(nA)?ni]P,nS,n　　　　　B.　?i?[j?(nG)?ni?ni]nV,nS,nj]P,T,n　　　　　D.　?i?[j?(nU)]T,nS,nj

19、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( B )

（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 。

20、对无热溶液，下列各式能成立的是（ D ）。

EEEEE

A. S=0，V=0 B. S=0，A=0 C. G=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE 21、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是（ B ）。

A. NRTL方程 B. Wilson方程 C. Margules方程 D .Flory-Huggins方程 22、戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度F=（ B ）。

A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

23、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ A ）。

VLVLVＶＬＬ(A).　f?1?f?1；　f?２?f?２　　(B)　f?１?f?２；　f?１?f?２

24、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（ D ）。 A． yi f = xi pi B. yi p =γi xi pi C． yi p = xi Φ pi D. yi p = xi pi 25、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( B )

A．纯物质无偏摩尔量 。 B．T，P一定，偏摩尔性质就一定。

S

S

S

S

ＬＶＶＬ(C).　f?１?f?２；　f?１?f?２　（D）fL?fV(f为混合物的逸度）C．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（ B ）。

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。

27、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 )

A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定

28、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，V2=109.4cm/mol，V1=89.99cm/mol，V2=111.54cm/mol，则超额体积V=（ A ）cm/mol。

A. 0.24 B.0 C. -0.24 D.0.55

29、下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为（ D ）。

A. Gi=μi3

_?33E3

B.

dGi=Vidp-SidT

C. Gi?????nG?/?ni??T,P,nj?iD. Gi?????nG?/?ni??T,nv,nj?i30、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=（ D ）。

A. nMiiB. ?xiMiD. ?niMiC. xiMidGi?RTdlnf?i,lim[f?i/(YiP)]?1p?0

31、混合物中组分i的逸度的完整定义式是( A )。 A.

B.

dGi?RTdlnf?i,lim[f?i/P]?1p?0

p?0p?0C. D.

32、二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守（ A ）。

dGi?RTdlnf?i,limfi?1dGi?RTdlnf?i,limf?i?1

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.

33、下列化学势μi和偏摩尔性质关系式正确的是（ C ）

????A．μi= Hi B. μi= Vi C. μi=Gi D. μi=A i

34、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( D )。

A. 引入了局部组成的概念以及温度对γi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系。 D.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（ B ）。 A. 足够多的实验数据 B. ∫ ln（γ1/γ2）dX1≈0 C. [ （lnγ1）/ P]T，X≈0 D. [ （lnγ1）/ T]P，X ≈0

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