中南大学化工热力学试卷

化学热力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种物质在标准状态下不是气体？A. 水B. 氧气C. 氮气D. 氢气答案：A2. 化学热力学中，系统与环境之间能量交换的主要方式是：A. 热能B. 电能C. 光能D. 机械能答案：A3. 根据热力学第一定律，下列哪种情况描述正确？A. 能量守恒B. 能量可以创造C. 能量可以消失D. 能量可以转化为质量答案：A4. 熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，下列哪种情况下系统的熵会增加？A. 液体凝固成固体B. 气体压缩成液体C. 固体溶解于液体D. 气体扩散到真空答案：D5. 吉布斯自由能（G）是描述化学反应自发性的一个物理量，其表达式为：A. G = H - TΔSB. G = H - TSC. G = ΔH - TΔSD. G = ΔH + TΔS答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第二定律指出，不可能从单一热源_______热能并使之完全转化为_______而产生其他影响。

答案：吸取；机械功2. 绝对零度是温度的下限，其值为_______开尔文。

答案：03. 一个化学反应在恒温恒压下进行，如果反应的吉布斯自由能变化（ΔG）小于零，则该反应是_______的。

答案：自发4. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中P代表_______，V代表_______，n代表_______，R代表_______，T代表_______。

答案：压强；体积；摩尔数；气体常数；温度5. 根据热力学第三定律，当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于_______。

答案：零三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述热力学第一定律的内容及其物理意义。

答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

在任何封闭系统中，能量的总和在任何物理或化学过程中都是恒定的。

其物理意义在于，它为能量转换和守恒提供了一个基本的科学原则。

泰山学院课程考试专用泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级3+2化学工程与工艺专业本科2007～2008学年第一学期《化工热力学》试卷A（试卷共8页，答题时间120分钟）一、 判断题（每小题1分，共15 分。

请将答案填在下面的表格内）1、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质都等于化学位。

2、对于确定的纯气体来说，其维里系数B 、C 、……只是温度的函数。

3、孤立体系的熵总是不变的。

4、当过程不可逆时，体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。

5、二元液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时，体系的自由度为2。

6、理想溶液中所有组分的活度系数均为1。

7、二元混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相，露点线表示的是饱和液相。

8、二元组分形成恒沸物时，在恒沸点体系的相对挥发度等于1。

9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化0H ∆为负值。

10、纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。

11、在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。

12、对于理想溶液的某一容量性质恒有0i i M M =。

13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低，相同数量的电能和热能来说，电能的做功能力大于热能。

14、无论以Henry 定律为基准，还是以Lewis-Randall 规则为基准定义标准态逸度，混合物中组分i 的活度和逸度的值不变。

15、逸度与压力的单位是相同的。

二、填空题（1-5题每空1分，6-11题每空2分，共25分）1、在相同的初态下，节流膨胀的降温效果 （大于/小于）等熵膨胀的降温效果。

2、恒温恒压下，吉布斯-杜亥姆方程为 （以iM 表示）。

3、形成二元溶液时，当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时，形成正偏差溶液，正偏差较大的溶液具有最 的沸点。

4、对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力 (相同/不同)的。

5、当过程的熵产生 时，过程为自发过程。

大学化工热力学试卷填空题（每空1分共30分）1. 当p→0或者V→∞时，任何真实气体状态方程都应该还原成____________方程。

答案：理想气体2．______ _______答案：、Maxwell关系式3．逸度的定义_______________________________。

答案：、两个都写才能得分。

4．对一个热力学过程分析的3种方法__________、__________、___________能量衡算法、熵分析法、火用分析法5．纯物质的PV图临界等温线在临界点的斜率和曲率都等于__________其数学表达式为______________和______________.答案：0、、6．实际气体节流膨胀的过程中Q___0、ΔH___0、Δp___0。

（填“＜”、“＝”、“＞”）答案：=、=、<7．透平机的进汽温度，朗肯循环热效率___________，透平机出口乏汽干度___________。

（填“提高”、“不变”、“降低”）答案：提高、提高8．火用的主要组成有__________、__________、__________、__________。

答案：动能火用、位能火用、物理火用、化学火用9．二元溶液，T、p一定时，Gibbs-Duhem方程为：+ =答案：、010．某高温高压气体（焓值为H1，熵值为S1）做功后其焓值变为H2，熵值变为S2，环境温度为T0，则该过程的理想功为；有效能变化为。

答案：=_ =_ 稳流过程理想功的计算式，按和的定义，稳流过程的物系状态变化过程所提供的理想功即为。

11．第二维里系数B只与有关。

答案：T/温度12．可视为其他热力学的母函数。

答案：自由焓13．用于计算低压和加压汽液平衡最普遍且严格的热力学方程。

答案：14．化学反应体系相率的基本方程。

答案：F=2-π+N-R15．热力学一致性检验的原理是。

答案：/吉布斯-杜亥姆方程16．完成相平衡体系求解过程框图。

《化工热力学》试题（一）一、填空题（10分）：1. 纯物质的P-V-T 图上，高于临界压力和临界温度的区域称为 。

2. 写出偏摩尔性质i γln 对应的溶液性质 。

3. 工作于温度为T 1的高温热源和温度为T 2的低温冷源之间的可逆热机的效率为 。

4. 理想溶液混合过程的=∆idH。

5．对于二组分汽液两相平衡体系来说，其体系的自由度为 。

二、判断题（14分）1. 理想气体混合物就是一种理想溶液。

（ ）2. 三参数对应态原理由于两参数对应态原理是因为前者适用于任何流体。

（ ）3. 吸热过程一定使系统熵增，反之熵增过程也是吸热过程。

（ ）4. 纯物质的气液平衡常数K ＝１。

（ ）5. 对于一个绝热不可逆过程，可以设计一个绝热可逆过程来计算其熵的变化。

（ ）6. 混合物气液相图中的泡点曲线表示的是饱和气相，而露点曲线表示的是饱和液相。

（ ）7. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。

（ ）三、选择题（16分）1. 对于一给定的物质来说，virial 方程中的virial 系数与（ ）有关。

A ．温度B ．压力C ．密度D ．体积 2．对于一均相物质，其H 和U 的关系为A ．U H ≤B ．U H >C ．U H =D ．不能确定 3．气液平衡关系i Si i x P Py =的适用条件是：A ．无限制条件B ．低压条件下的非理想液相C ．理想气体和理想溶液D ．理想溶液和非理想气体4．已知乙炔在7.0=r T 时，其对比饱和蒸汽压为0.0655，则乙炔的偏心因子为： A ．0.195 B ．0.184 C ．0.084 D ．0.127 5．偏心因子是从下列定义的：A ．分子的对称性B ．蒸气压性质C ．分子的极性D ．临界性质6．一定T ，P 的二元气体混合物的摩尔分数8.01=y ，9.0ˆ1=φ，8.0ˆ2=φ，则此时混合物的逸度系数为：A ．0.8790B ．0.8117C ．0.8979D ．0.9558 7．p S T T S p T V p ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫⎝⎛∂∂等于： A ．T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ B ．V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C ．S T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D ．VT p ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-8．对于混合物逸度系数φ以及混合物中组分分逸度系数iφˆ之间的关系，正确的表述是： A ．φ是偏摩尔性质，i φˆ是摩尔性质 B ．φ是摩尔性质，i φˆ是偏摩尔性质 C ．φln 是偏摩尔性质，i φˆln 是摩尔性质 D ．φln 是摩尔性质，iφˆln 是偏摩尔性质四、计算题1． （12分）使用下述方法计算1kmol 的氮气贮存在容积为0.04636m 3，温度为273.15K的钢瓶中。

化工热力学化工热力学试卷（练习题库）1、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（）2、纯物质的第二Viria1系数BO3、能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的ViriaI方程，必须至少用到（）4、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O5、关于化学势的下列说法中不正确的是O6、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是O7、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。

8、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9、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。

10、纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。

11、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质总是等于化学位。

12、对于由纯物质形成理想溶液时，体积和焙的混合性质变化等于0。

13、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω近似等于（）。

14、下述说法哪一个正确？某物质在临界点的性质（）。

15、关于热力学基本方程dU=TdS-pdV,下面的说法中准确的是（）。

16、麦克斯韦关系式的主要作用是（）。

17、热力学来源于实践一一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18、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。

19、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。

20、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。

21、符合1ewis-Randa11规则的溶液为理想溶液。

22、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是O23、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（）。

24、超临界流体是下列O条件下存在的物质。

25、关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是O26、关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是O27、0.IMpa,400K的N21kmo1体积约为O28、纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（）。

第1章 绪言一、是否题1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。

(错。

G S H U ∆∆=∆=∆,,0,0但和0不一定等于A ∆，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。

当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0，0=U ∆，0=T ∆，0=H ∆，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=∆，2ln RT S T H G -=-=∆∆∆，2ln RT S T U A -=-=∆∆∆） 2. 封闭体系的体积为一常数。

（错）3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。

（对）4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。

（错。

还与压力或摩尔体积有关。

）5.封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的⎰=21T T V dTCU ∆；同样，对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。

（对。

状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。

）6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。

（错。

有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。

2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。

3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。

4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。

5.普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。

第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。

一、填空题（1′×10=10分）二、选择题（2’×10=20分）三、图示题（5′×1=5分）1. 请在纯物质的p-T图上分别标出物质的三相点、气相区、液相区、固相区和临界点。

四、判断题。

正确的在题后括号内打“√”，错误的打“×”（1′×10=10分）五、证明题（5’×3=15分）1. 证明RTV p f T =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ln 证明： d d ln G RT f =方程的两边求等温偏导数，得ln T TG f RT p p ⎛⎫⎛⎫∂∂= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 又因为TG V p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 即 ln Tf RT V p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 所以 ln Tf V p RT ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 证毕2. 试证明：2T H T T G p∆-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∂222T T G 1323 T S -H G 2T G dG p)G(T ,G 1 1112T H T TS H TS T TS H T S S T G VdP SdT dG dp p G dT T G T G T T T G T G T T T G p pTp p pp p -=+--=---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⇒=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂）得）代入（）（将（）（同时）（又）（3. 证明T T S p pC =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T C T H T T S T S T T H VdpTdS dH p p p pp =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒+=1六、计算题（10′×4=40分）1. 某一服从RT b V p =-)(状态方程（b 是正常数）的气体，在从b 1000等温可逆膨胀至b 2000，所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？2. 希望将mol 5、K 285的2CO 气体通过压缩机压缩成中压气体，然后灌装到体积为3005.53cm 的钢瓶中，以便食用行业使用，请问压缩机需要加多大的压力才能达到这样的目的。

第1章 绪言一、是否题1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。

(错。

G S H U ∆∆=∆=∆,,0,0但和0不一定等于A ∆，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。

当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0，0=U ∆，0=T ∆，0=H ∆，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=∆，2ln RT S T H G -=-=∆∆∆，2ln RT S T U A -=-=∆∆∆） 2. 封闭体系的体积为一常数。

（错）3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。

（对）4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。

（错。

还与压力或摩尔体积有关。

）5.封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的⎰=21T T V dT C U ∆；同样，对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。

（对。

状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。

）6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。

（错。

有时可能不一致） 三、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。

2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。

3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。

4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。

5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980calmol -1 K -1。

第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。

一、名词解释（4小题，小题5分，共20分。

）1、剩余性质：在相同的T ，P 下真实气体的热力学性质与理想气体的热力学性质的差值,即M R =M-M ig2、混合性质变化：溶液的性质与构成溶液各纯组分性质总和之差，即∑=Δ i i M x M M3、正规溶液：指当极少量的一个组分从具有相同组成的理想溶液移入到具有相同组成的真实溶液时没有熵的变化，且总体积不变的溶液。

由纯液体混合形成正规溶液时，体积没有变化，混合熵和理想溶液一样，但混合焓（混合热）不等于零。

4、㶲：一定形式的能量，可逆变化到给定环境状态相平衡时，理论上所能作出的最大有用功。

即 Ex ＝ (H – H 0)- T 0(S – S 0) = T 0ΔS - ΔH 。

二、填空题（10小题，每小题一空，每空2分，共20分）1、（ ω＝－log(P r s )Tr=0.7 - 1.00 ）。

2、（反映物质分子形状与物质极性大小的量度或物质分子的偏心度。

）。

3、4、面积（积分）检验法，点（微分）检验法。

5、（较粗）。

6、（较小）。

7、 8、（体系内部的一切变化必须可逆、体系只与温度为T0的环境进行可逆的热交换）。

9、（1）。

10、（相等）。

三、选择题（每题有1个或多个答案，选择正确的。

10小题，每小题2分，共20分）。

1、（A ）。

2、（D ）。

3、（B ）。

4、（A ）。

5、（ABC ）。

6、（ABCD ）。

7、（A ）。

8、（A ）。

9、（C ）。

10、（A ）。

四、简答题（2小题，每小题10分，共20分。

）1、答：如果该模型合理，则应满足G-D 方程0)(ln )(ln 2211=+γγd x d x)Const.T (f RTdln G d i ^i _==1p x f i i ^0p lim =→1+=εεHP222211)(ln )(ln dx d x dx d x γγ-= 而 )65()1()(ln 222211x x x dx d x -⋅-=γ )56)(1()(ln 222222--⋅-=-x x x dx d x γ 该模型合理2、平衡状态：一个体系在不受外界条件影响的情况下，如果它的宏观性质不随时间而变化，此体系处于热力学平衡状态。

浙江科技学院2012-2013学年第1学期考试试卷A 卷一、选择题（共20小题，每小题1.5分，共30分） 1、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。

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、对单原子气体和甲烷，其偏心因子o,近似等于考试科B 化工热力学 拟题人许茂乾审核人 生化 院______ 考试方式闭 ________ 批准人_ 10年级完成时限2小吋 13年1月 8曰 化工 _____________ 专业命题: 得分...............................................................................A. 0B. 1C.2D. 33、混合气体的第二维里系数A.仅为T的系数B. T和P的函数C.T和组成的函数D. P和组成的函数4、当压力軒零时，1m。

汽⑽压力与馳鞠（pv）趋于: A.零无限大C.某一常数nD. RT5、（对丨mo術合〜卿-幻状态方程的气体，.应是A.R/V；B.R ； c. -R/p . D.R/T。

6、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—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7、关于理想溶液，以下说法不正确的是( )。

A.理想溶液•一定符合Lew i s-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。

8、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( )。

A.引入了局部组成的概念以及温度对Yi的影响，因此精度高。