化工热力学试卷答案

一． 选择题（每题2分，共10分）1.纯物质的第二virial 系数B （A ）A 仅是温度的函数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数2.T 温度下的过冷纯液体的压力P （A 。

参考P －V 图上的亚临界等温线。

）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s3.二元气体混合物的摩尔分数y 1=0.3，在一定的T ，P 下，8812.0ˆ,9381.0ˆ21==ϕϕ，则此时混合物的逸度系数为。

（C ） A0.9097 B0.89827 C0.8979 D0.90924.某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程，装置所产生的功为24kJ ，则流体的熵变（A ）A.大于零B.小于零C.等于零D.可正可负5.Henry 规则（C ）A 仅适用于溶剂组分B 仅适用于溶质组分C 适用于稀溶液的溶质组分D 阶段适用于稀溶液的溶剂二、 填空题（每题2分，共10分）1. 液态水常压下从25℃加热至50℃，其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的焓变为（1882.75）J/mol 。

2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则，等温过程的W =21lnP P RT -，Q =21ln P P RT ，###U =0，###H =0。

3. 正丁烷的偏心因子ω＝0.193，临界压力为p c ＝3.797MPa ，则在Tr ＝0.7时的蒸汽压为（0.2435）MPa 。

4. 温度为T 的热源与温度为T 0的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp ，则E xQ 的计算式为(00(1)T xQ p T T E C dT T =-⎰）。

5. 指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点0，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态1三、 简答题：（共30分）1. 填表（6分）2.有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是)1(),1(122211bx V V ax V V +=+=，其中V 1，V 2为纯组分的摩尔体积，a ，b 为常数，问所提出的模型是否有问题？（8分）解：由Gibbs-Duhem 方程得，b V x V x a 1122=，a,b 不可能是常数，故提出的模型有问题。

化工热力学考试试卷（附答案）1、(2分)在PT 图上纯物质三种聚集态互相共存处称 三相点 。

2、(2分)纯物质 P-V 图临界等温线在临界点处的斜率 ____0______， 曲率为 ___0______。

3、（4分）指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点 0 ，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态 1 ，(3)甲醇和水的二元汽液平衡状态 2 ，(4)戊醇和水的二元汽-液-液三相平衡状态 1 。

4、（2分）组成为x 1=0.2，x 2=0.8，温度为300K 的二元液体的泡点组成y 1的为(已知液相的Pa) ___0.334____________。

5、(2分)一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 环境基态完全平衡 时，此过程理想功。

6、(2分)二元混合物容积表达式为V=X 1V 1+X 2V 2+αX 1X 2，如选同温同压下符合Lewis-Randll 规则的标准态就有 △V= ∆V =αX 1X 2 。

7、(2分)能量平衡时以热力学 第一定律 为基础，有效能平衡时以热力学 第二定律 为基础。

8、（4分）丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa 时，恒沸组成x 1=y 1=0.796，恒沸温度为327.6K，已知此温度下的kPa 则 van Laar 方程常数是A 12=______0.587_____，A 21=____0.717____(已知van Laar 方程为 )9、(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 X 1dln γ1+X 2 d ㏑γ2 = 010、(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______理想溶液_______溶液，它们的ΔH=_______0______，ΔV=______0_____。

二.判断题1、(2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。

化工热力学试题及答案一、选择题1. 热力学是研究物质宏观的（）性质和（）关系的科学。

A. 动态，运动B. 静态，运动C. 静态，平衡D. 动态，平衡答案：C2. 热力学第零定律主要阐述了（）。

A. 内能的存在B. 平衡状态的特点C. 熵的增加D. 热量传递答案：B3. 对于孤立系统来说，其熵不断（）。

A. 增加B. 减少C. 变化D. 维持不变答案：A4. 以下哪个是热力学第一定律？A. 能量守恒定律B. 熵增定律C. 熵减定律D. 完全合成反应律答案：A5. 热力学第二定律主要阐述了（）。

A. 熵的增加B. 熵的减少C. 热能转化效率D. 内能的转化答案：A二、问答题1. 请简要解释热力学第一定律的内容。

答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量在系统中的总量是守恒的。

即在一个孤立系统中，能量的增加（或减少）等于对外界做功与系统吸热之和，即ΔU = Q - W。

其中，ΔU代表系统内能的变化，Q代表吸热，W代表对外界做功。

2. 什么是熵？简要解释熵增定律。

答案：熵是系统混乱程度的度量，也可以理解为系统的无序程度。

熵增定律是热力学第二定律的核心表述，它指出孤立系统的熵总是不断增加的。

即系统的无序状态总是向更加无序的方向发展。

这个过程是不可逆的，熵增定律体现了自然界的不可逆性。

三、计算题1. 一个物质在常压下从298K变为328K，该物质对外界吸收了1000J的热量，求该物质的热容。

解答：根据热容的定义，热容C等于物质吸收的热量Q与温度变化ΔT的比值。

即C = Q / ΔT。

根据题目所给的数据，Q = 1000J，ΔT = 328K - 298K = 30K。

将数据代入公式计算得到热容C = 1000J / 30K = 33.33 J/K。

2. 已知某化学反应的焓变为-300 kJ/mol。

如果该反应的摩尔物质数量为2 mol，求该反应的总焓变。

解答：总焓变等于摩尔焓变乘以物质的摩尔物质数量。

化工热力学复习题答案一、选择题1. 化工热力学中，下列哪个选项不是状态函数？A. 内能B. 焓C. 熵D. 功答案：D2. 在恒温恒压条件下，下列哪个过程是自发的？A. 熵增过程B. 熵减过程C. 熵不变过程D. 熵不变且能量守恒过程答案：A3. 理想气体在等温膨胀过程中，下列哪个说法是正确的？A. 内能不变B. 焓变不为零C. 熵增加D. 系统对外做功答案：C二、填空题1. 热力学第一定律表明能量守恒，其数学表达式为：ΔU = Q - W，其中ΔU代表______，Q代表______，W代表______。

答案：内能变化；系统吸收的热量；系统对外做的功2. 熵是表示系统无序程度的物理量，其单位是______。

答案：J/K3. 根据吉布斯自由能的定义，当ΔG < 0时，反应是______的。

答案：自发三、简答题1. 简述化工热力学中，理想气体状态方程的表达式及其物理意义。

答案：理想气体状态方程的表达式为PV = nRT，其中P代表压力，V代表体积，n代表摩尔数，R代表理想气体常数，T代表温度。

该方程表明，在一定温度和压力下，理想气体的体积与其摩尔数成正比。

2. 描述熵变的计算方法，并举例说明。

答案：熵变的计算方法通常基于可逆过程，其表达式为ΔS =∫(δQ/T)。

例如，对于一个等温过程，如果系统吸收的热量为Q，温度为T，则熵变为ΔS = Q/T。

四、计算题1. 已知某理想气体在等压过程中从状态1（P1=100kPa, V1=2m³）变化到状态2（P2=200kPa, V2=4m³），求该过程中气体的焓变ΔH。

答案：由于理想气体在等压过程中焓变ΔH等于恒压热容Cp乘以温度变化ΔT，而题目中未给出温度变化，因此无法直接计算ΔH。

但可以利用理想气体状态方程和焓的定义来求解。

首先，根据理想气体状态方程，可以求出状态1和状态2的温度T1和T2。

然后，利用焓的定义ΔH = CpΔT，计算出焓变。

化工热力学考试试卷（附答案）一、填空题（每题2分）1.正丁烷的偏心因子ω=0.193，临界压力p c=3.797MPa，在T r=0.7时的蒸汽压为_______ MPa2.混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是_______3.剩余性质实质相同的温度和压力下____________热力学性质之差；超额性质是指_____________热力学性质之差4.气体从高压到低压作绝热可逆膨胀时△T_______,△S_______，理想气体流过节流阀时，△T_______,△S_______5.由热力学第二定律可知，过程的不可逆性越大，过程的熵产△S_____，损耗功W L____二、选择题（每题2分）1.在90℃，1atm下，苯（1）—甲苯（2）汽液平衡系统可以视为完全理想体系，此条件下蒸汽压p s1=1.343atm，p s2=0.535atm，则汽液平衡组成x1,y1分别是（）A.0.576;0.773 B.0.773;0.576 C.0.424;0.227 D.0.227;0.4242.熵产△S是由_____而引起的A.体系与环境间热量交换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3.冬天要给寝室供热取暖，消耗500W·h的电量，采用可逆热泵循环（空调），电热器两种供热方式，哪种供热量多？（）A.热泵B.两者相等C.电热器D.有争议，无法比较4.下面哪种做法不利于提高朗肯循环热效率？（）A.提高汽轮机进汽温度B.提高汽轮机进汽压力C.提高汽轮机出汽压力D.抽出汽轮机部分蒸汽用于加热锅炉供水5.对于无热溶液，下列各式成立的是_____A.S E=0,V E=0B.S E=0,A E=0C.G E=0,A E=0D.H E=0,G E=-TS E6.苯（1）—环己烷（2）在303K，0.1013MPa下形成x1=0.3的溶液，此条件下V1=89.96cm3/mol, V2=109.4cm3/mol,V___1=91.25cm3/mol,V___2=109.64cm3/mol,溶液的超额体积为_____cm3/mol.A.0.55B.-0.24C.-0.55D.0.247.化工热力学中有各种状态方程，如RK方程，理想气体状态方程，vdW方程，SRK方程，PR方程，请为它们的计算准确性排序（）A.RK>PR>SRK>vdW>理想气体状态方程B.PR≈SRK>RK>vdW>理想气体状态方程C.PR>vdW>SRK>RK>理想气体状态方程D.SRK>PK>PR>vdW>理想气体状态方程8.下列关于逸度的说法不正确的是（）A.逸度可称为校正压力B.逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度C.逸度表达了真实气体对理想气体的偏差D.逸度课代替压力，使真实气体的状态方程变为f v=nRT9.立方型状态方程有多种形式，其中对摩尔体积V的三次展开式中，若解得V有三个实根，则最大的根表示（）A.气相摩尔体积V VB.液相摩尔体积V LC.无实际物理意义D.气相摩尔体积与液相摩尔体积之和10.下列化工热力学研究特点的说法不正确的是（）A.研究体系为实际状态B.处理方法以理想状态为标准态加以校正C.解释微观本质及其产生某种现象的内部原因D.应用领域是解决工程中的能量利用及平衡问题三、计算题（每题15分）1.某二组元液体混合物在298K 和1.0133×105Pa 下的焓可用下式表示：式中H 单位为J ∕mol 。

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。

一、选择。

1.下列热力学基本关系式与Maxwell 公式中，错误的是（ C ） A. dG=VdP-SdT B. dH=TdS+VdpC. ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=V S T P TVD.⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=S P V T VS2.、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3.关于制冷原理，以下说法不正确的是（ D ）。

A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。

B. 只有当，经节流膨胀后，气体温度才会降低。

C. 在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。

D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降4.对于理想溶液，下列说法正确的是（D ） A.0,0>>E E H V B.0,0<>E E H V C.0,0≥≤E E H V D.0,0==E E H V5、混合物的逸度f 与组分逸度i f ∧之间的关系是 （ D ） A ．f=ii f x ^∑B ．f=if ^∑C ．f=ii f x^ln ∑D ．lnf i i i x f x /ln ^∑=二、填空1、等温线在两相区中的水平线段随温度升高而 缩短 最后再临界处 缩成一点 纯物质PV 图临界点处的斜率和曲率都等于 0 。

2、温-熵图是最有用的热力学性质图，其纵坐标是温度，横坐标是熵。

对于可逆过程TdS Q R =δ 。

在T-S 图上位于T-S 曲线下的面积等于 可逆过程吸收或放出的热量 。

3.一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 __环境基态完全平衡____ 时，此过程理想功。

4.对封闭体系，单位质量能量平衡方程式是__△U ＝Q ＋W_______,对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是__△H ＋1/2△U2 +g △z=Q+Ws 或△H ＋△Ek ＋△Ep ＝Q ＋Ws _______.5.温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp ，则ExQ 的计算式为( ）。

专升本《化工热力学》一、（共75题,共150分）1. 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( ) （2分）A.增加B.减小C.不变D.不一定.标准答案：A2. 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=109.4cm3/mol ，=89.99cm3/mol ，=111.54cm3/mol，则超额体积VE=（）cm3/mol。

（2分）A.0.24B.0C.-0.24D.0.55.标准答案：A3. 下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为（）。

（2分）A.B.C.D..标准答案：D4. 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=（）。

（2分）A.B.C.D..标准答案：D5. 混合物中组分i的逸度的完整定义式是( )。

（2分）A.B.C.D..标准答案：A6. 二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守（）。

（2分）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..标准答案：A7. 下列化学势和偏摩尔性质关系式正确的是（）（2分）A.B.C.D..标准答案：C8. 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( )。

（2分）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。

.标准答案：D9. 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（）。

（2分）A.足够多的实验数据B.C.D..标准答案：B10. 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。

系 专业 班 学号 姓名5. 真实混合物与相同温度、压力和组成的理想混合物的摩尔广度性质之差，称为（）A.超额性质B.混合性质C.偏摩尔性质D.剩余性质6.dH=TdS+Vdp等热力学基本方程的适用条件必须满足的条件是（）A.无条件B.封闭系统或定组成敞开系统C.理想体系D.可逆过程7.对高压下的芳烃混合物，下列关系式正确的是（）A. B. C. D.8.a、β两相达到平衡，系统的热力学性质表述中错误的是（）A. B. C. D.9.以下关于临界性质说法错误的是（）A.混合物的临界压力--定不是系统的最高压力B.混合物临界点指混合物中汽液性质完全相同的那一点C.纯物质临界温度和混合物临界温度都是系统的最高温度D.纯物质临界性质和混合物临界性质定义相同10．关于理想溶液，以下说法不正确的是（）。

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。

二．判断题（每小题2分，共20分）得分┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2.写出维里方程中维里系数B、C的物理意义。

3.请写出拉乌尔定律亨利定律的定义、定义式及适用条件。

4. 汽液平衡比和相对挥发度的定义及定义式。

得分四．计算题（每小题10分，共40分）1. 体系的温度和压力为290 K、101325 Pa,将n B尔的NaCl(B) 溶于1kg水(A中,形成Vcm3溶液。

求n B=0.5时各组元的偏摩尔体积。

已知:8┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2. 某二组元液体混合物在恒定T 及p 下的焓可用下式表示:H = 300x 1 + 450x 2 +x 1x 2(25x 1 +10x 2) J·mol -l试求: (1)用x 1表示的和；(2)无限稀释下液体的偏摩尔焓和的数值。

《化工热力学》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1.二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守（A）。

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；2.经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵。

（A）A.增大B.减小C.不变D.可能增大，也可能减小3.压缩机出口氨的压力为1.0MPa，温度为50℃，若按下述不同的过程膨胀到0.1MPa，试求经膨胀后氨的温度为多少？（1）绝热节流膨胀；（2）可逆绝热膨胀。

（C）A.-30℃,33℃B.-30℃,-33℃C.30℃,-33℃D.30℃,33℃4.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+VdpB.dH=SdT+VdpC.dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp5.在373.15K和101325Pa下水的化学势与水蒸气化学势的关系为（A）。

A.μ(水)＝μ(汽)B.μ(水)＜μ(汽)C.μ(水)＞μ(汽)D.无法确定6.用液体输送泵，将温度为25℃的水，从0.1Mpa加压到1.0Mpa，进入锅炉去产生蒸汽，假设加压过程是绝热的，泵的实际效率相当于绝热可逆过程效率的0.6，需要的功为（B）A.-902.6J?kg-1; B.1504.3J?kg-1;C.902.6J?kg-1;D.-1504.3J?kg-17.对无热溶液，下列各式能成立的是（D）。

A.SE=0，VE=0B.SE=0，AE=0C.GE=0，AE=0D.HE=0，GE=-TSE；8.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（A）A.第三virial系数B.第二virial系数C.无穷项D.只需要理想气体方程；9.同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率（B）。

A.相同B.低C.高D.不一定10.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浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将随A浓度的改变：（B）A.增加B.减小C.不变D.不一定11.汽液平衡计算方程式yiP=γixiPiS适用于（B）A.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12.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。