化工热力学习题资料
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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P ( ) >()T P s <()T P s =()T P sT 温度下的过热纯蒸汽的压力P ( )>()T P s <()T P s =()T P s 纯物质的第二virial 系数B ( )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数 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 只需要理想气体方程 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 正己烷 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 无物理意义 偏心因子的定义式( )0.7lg()1s r Tr P ω==--0.8lg()1s r Tr P ω==--1.0lg()s r Tr P ω==-设Z 为x ,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( )A.1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=-⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭C. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z x Z y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 关于偏离函数MR ,理想性质M*,下列公式正确的是( )A. *RMM M =+ B. *2RMM M =-C. *R M M M =-D. *RM M M =+下面的说法中不正确的是 ( )(A )纯物质无偏摩尔量 。
化工热力学习题集一、填空题1.在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称2.当T,P一定时,非理想溶液混合性质变化△G=3.纯物质逸度的定义式为、,均相混合物中组分逸度的定义式为、,逸度的物理意义是4.体系由一状态到另一状态变化过程中以________方式进行时的功效应,称为此过程的理想功。
5.假设T1、T2分别为高温热源和低温冷源的温度,那么工作于高温热源和低温冷源之间的可逆机的效率为,逆向卡诺循环的制冷系数为6.在表格空格处填入合理的性质和关系。
MlnγiMiM=Σ某iMilnflnΦ7.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件是8.三参数对比状态原理中,三参数是指V那么,理想气体的体积膨胀系数9.体积膨胀系数的定义式为:1VTP为10.剩余性质是指在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。
11.假设T1、T2分别为高温热源和低温冷源的温度,那么工作于高温热源和低温冷源之间的可逆机的效率为,逆向卡诺循环的制冷系数为12.单位质量稳流体系能量平衡方程为,对流体通过换热器的过程,能量平衡方程可简化为,对流体通过泵、压缩机等设备的过程,能量平衡方程可简化为14.溶液中组分i的活度系数的定义是i===15.逸度和活度的标准态有两类,1)以定则为标准态,2)以定则为标准态。
如计算雪碧中CO2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用定则为标准态;如计算溴水中水的逸度时应采用定则为标准态。
16.剩余性质的定义是MR=_____________。
17.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=___________。
18.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。
能量平衡是反映系统中能量的利用情况,有效能平衡是反映系统中能量的利用情况。
19.稳定流动体系物流的火用E某的基本计算式为:___________;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。
化工热力学复习题一、选择题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 CA. 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽2. 纯物质的第二virial 系数B AA 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数3. 设Z 为x,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有 B A. 1x y z Z Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z xZ y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 4. 关于偏离函数M R ,理想性质M,下列公式正确的是 CA. *R M M M =+B. *2R M M M =-C. *R M M M =-D. *R M M M =+5. 下面的说法中不正确的是 BA 纯物质无偏摩尔量 ;B 任何偏摩尔性质都是T,P 的函数;C 偏摩尔性质是强度性质;D 强度性质无偏摩尔量 ;6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 DA 逸度可称为“校正压力” ;B 逸度可称为“有效压力” ;C 逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 ;D 逸度可代替压力,使真实气体的状态方程变为fv=nRT ;E 逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度;7. 二元溶液,T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 C .a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 08. 关于化学势的下列说法中不正确的是 AA. 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9.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 EA 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;C 活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差;D 任何纯物质的活度均为1;Er i 是G E /RT 的偏摩尔量;10.等温等压下,在A 和B 组成的均相体系中,若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加,则B 的偏摩尔体积将BA. 增加B. 减小C. 不变D. 不一定11.下列各式中,化学位的定义式是 A12.混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 A ;A. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p f ^i /Y i P=1B. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p f ^i /P=1 C. dG i =RTdlnf ^i , 0lim →p f i =1 ; D. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p f ^i =1 13. 关于偏摩尔性质,下面说法中不正确的是 BA.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C .偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位14.下列关于ΔG 关系式正确的是 B P 140A. ΔG = RT ∑X i ln X iB. ΔG = RT ∑X i ln ^a i C. ΔG = RT ∑X i ln γi D. ΔG = R ∑X i ln X i15. 纯物质临界点时,对比温度 T r Da. =0b. >1c. <1d. =116. 超临界流体是下列 A 条件下存在的物质;A.高于T c 和高于P cB.临界温度和临界压力下C.低于T c 和高于P cD.高于T c 和低于P c17. 下列气体通用常数R 的数值和单位,正确的是 AA K kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833B kmol KC K atm cm /3⋅D K kmol J ⋅/18. 对理想气体有 C ;19. 对1mol 符合)/(b V RT P -=状态方程的气体,T P S )(∂∂应是 CV ; ;C. -R/P ;T ;20. 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. RT21. 在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是 A ;22. 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 . y i f = x i p i S B. y i p =γi x i p i S C . y i p = x i Φ p i S D. y i p = x i p i S23. 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;24. 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 ; i iA. n M i iB. x M ∑iC. x M i i iD. n M ∑25. 下列化学势μi 和偏摩尔性质关系式正确的是 CA .μi = -H i B. μi = -V i C. μi =-G i D. μi =-A i26. 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27. 理想的Rankine 循环工质是在汽轮机中作 D 膨胀A 等温B 等压C 等焓D 等熵28. 卡诺制冷循环的制冷系数与 B 有关; A. 制冷剂的性质B. 制冷剂的工作温度C. 制冷剂的循环速率D. 压缩机的功率29.体系经不可逆循环又回到初态,则热温熵的循环积分 A ;A <0 B =0 C >030. 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0>-T J μ,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;31. 混合物体系中物质i 的偏摩尔焓i H 的定义式为: D ;A 、i j n v T ii i n H H ≠∂∂=,,][ B 、i j n v T i i n nH H ≠∂∂=,,])([C 、i j n p T i i i n H H ≠∂∂=,,][ D 、 i j n p T i i n nH H ≠∂∂=,,])([ 32. 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 C ;A .B = B 0ωB 1 B .B = B 0 ω + B 1C .BP C /RT C = B 0 +ωB 1D .B = B 0 + ωB33. 下列关于G E 关系式正确的是 C ;A. G E = RT ∑X i ln X iB. G E = RT ∑X i ln a iC. G E = RT ∑X i ln γiD. G E = R ∑X i ln X i34. 汽液平衡关系i i s i i x P Py γ=的适用的条件 BA 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35. 体系从同一初态到同一终态,经历二个不同过程,一为可逆过程,一为不可逆过程,此二过程环境熵变存在A ;A .ΔS 环可逆< ΔS 环不可逆 B. ΔS 环可逆 >ΔS 环不可逆C .ΔS 环可逆 = ΔS 环不可逆D .ΔS 环可逆= 036. 由纯组分形成理想溶液时,其混合焓ΔH id B ;A. >0;B. =0;C. <0 ;D. 不确定;37. 混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 C ;A.i i f x f ∧∑=;B. i f f ∧∑=;C. ln i i i x f x f ∧∑=ln ; D. ln 0ln f x f i ∑= 38. 某体系进行不可逆循环时的熵变为 BA .ΔS 体系﹥0,ΔS 环境 =0B .ΔS 体系=0,ΔS 环境﹥0C .ΔS 体系=0,ΔS 环境 =0D .ΔS 体系﹥0,ΔS 环境 ﹥0二、填空题1. 热力学第一定律的公式表述用微分形式:dU dQ dW =+;热力学第二定律的公式表述即熵差与可逆热之间的关系,2. 几个重要的定义公式:焓H=U+PV ;自由能A=U-TS ;自由焓G=H-TS ;3. 几个热力学基本关系式:dU=TdS pdV -;dH=TdS Vdp +;dA=SdT pdV --;dG=SdT Vdp -+;4. 写出下列Maxwell 关系式: T S V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭TS p ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭5. 对理想溶液,ΔH=0,ΔV=0,ΔS=∑⋅⋅-i i i x xR ln ,ΔG =∑⋅⋅ii i x x RT ln ; 6. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系11ln γd x ⋅ + 0ln 22=γd x ;7. 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 理想 溶液性质之差;8. 对应态原理是指在相同的对比态下,所有的物质表现出相同的性质;三参数对应态原理中三个参数为()c r r Z P T ϖ,,;普遍化方法分为普遍化维里系数法和普遍化压缩因子法两种方法;9. 活度的定义 组元的逸度与其标准态之比 ;活度系数的定义 真实溶液的组元逸度与理想溶液的组元逸度之比 ;11. 混合性质变化的定义ii M x M M ∑-=∆; 12. 超额性质的定义 在相同温度、压力和组成下,真实溶液与理想溶液的性质之差 ;13. 偏心因子的定义 非球形分子偏离球对称的程度 ;14. 剩余性质的定义是'M ∆ =同温同压下的真实流体与理想气体广延热力学性质的差值;16. 孤立体系的熵增表达式是0≥孤立dS17. 高温热源温度为T 1与低温热源温度为T 2构成的热机的最大热机效率=η121T T -;18. 某高温高压气体焓值为H 1,熵值为S 1做功后其焓值变为H 2,熵值变为S 2,环境温度为T 0,则该过程的理想功=id W ()()12012S S T H H ---;有效能变化=∆x E ()()12012S S T H H ---;19. 在真实气体混合物P →0时,组分i 的逸度系数i ∧φ等于 1 ;20. 组分逸度等于分压的气体是理想气体;21. 状态方程通常分为三类,分别是理想气体状态方程 ,维里方程,立方型状态方程; 22. 关系式l i v i f f ˆˆ=适用的条件是气液平衡无化学反应的封闭体系; 23. 关系式i i s i i x p py γ=适用的条件是低压下气液平衡时; 24. 关系式i i s i v i i x p py γϕ=ˆ适用的条件是 在饱和蒸汽压s p 下的气液平衡 ; 25. 由混合物的逸度的表达式i ig i i f RT G G ˆln +=知,ig i G 的状态为系统温度、p= 0 的纯组分i 的理想气体状态;26. 在状态方程的分类中,RK 方程属于立方型状态方程,virial 方程属于普遍化状态方程;三、判断题1. 当压力大于临界压力时,纯物质就以液态存在; ×2. 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Z<1; ×3. 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; √4. 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∑=n i ii m f x f ˆ; ×5. 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T 0,而与具体的变化途径无关; ×6. 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; ×7. 理想功W id 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,理论上可能产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; ×8. 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; √10. 纯物质的逸度f i ,混合物的逸度f ,混合物中组分的逸度i f ∧三者的定义相同; ×11. 普遍化三参数求取压缩因子z 的方法有普维法和普压法两种,在Vr ≥2时, 应采用普压法; ×12. virial 方程和RK 方程既可以应用于汽相,又可以用于液相; ×13. 在virial 方程中,virial 系数反映了分子间的相互作用;14. 热力学基本关系式dH=TdS+Vdp 只适用于可逆过程; ×15. 当压力趋于零时,MT,p-MigT,p ≡0M 是摩尔容量性质; √16. 纯物质逸度的完整定义是,在等温条件下,dG=RTdlnf; ×17. 当p →0时,f /p →∞; ×18. 吉氏函数与逸度系数的关系是GT,p -GigT,p=1=RTln φ; √19. 对于一均相系统,V p T S T T S T )()(∂∂-∂∂等于R; √ 20. 温度和压力相同的两种理想气体混合后,则温度和压力不变,总体积为原来两气体体积之和,总内能为原两气体热力学能之和,总熵为原来两气体熵之和; ×21. 偏摩尔体积的定义可表示为i x p T i i n p T i i x V n nV V ≠≠∂∂=∂∂=}{,,}{,,)()(; √ 22. 对于理想溶液,所有的混合过程性质变化均为零; ×23. 对于理想溶液所有的超额性质均为零; √四、简答题1. 卡诺定理的主要内容是是么答: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,所有工作于等温热源和等温冷源之间的可逆热机其效率相等,与工作介质无关;ηmax =1-T2/T12. 什么是理想功、损失功答: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=W ac -W id。
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。
第一章 绪论一、选择题(共3小题,3分)1、(1分)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、(1分)关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是( ) (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。
3、(1分)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.相平衡研究参考答案一、选择题(共3小题,3分) 1、(1分)C 2、(1分)B 3、(1分)C第二章 流体的PVT 关系一、选择题(共17小题,17分)1、(1分)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( )。
A .饱和蒸汽 B.饱和液体 C .过冷液体 D.过热蒸汽2、(1分)超临界流体是下列 条件下存在的物质。
A.高于T c 和高于P c B.临界温度和临界压力下 C.低于T c 和高于P c D.高于T c 和低于P c3、(1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. 34、(1分)0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为__________A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.263m5、(1分)下列气体通用常数R 的数值和单位,正确的是__________AK kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833 B 1.987cal/kmol K C 82.05 K atm cm /3⋅ D 8.314K kmol J ⋅/6、(1分)超临界流体是下列 条件下存在的物质。
化工热力学复习题(附答案)一、选择题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(C)超临界流体过热蒸汽A.饱和蒸汽2.纯物质的第二virial系数B(A)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数,根据欧拉连锁式,有(B)3.设Z为某,y的连续函数,A.ZZ某1某某yyyzZ某yB.1某yyZZ某Z某yC.1某yyZZ某D.Zyy1某y某ZZ某4.关于偏离函数MR,理想性质M某,下列公式正确的是(C)A.MRMM某B.MRM2M某C.MRMM某D.M某MMR5.下面的说法中不正确的是(B)(A)纯物质无偏摩尔量(B)任何偏摩尔性质都是T,P的函数。
(C)偏摩尔性质是强度性质。
(D)强度性质无偏摩尔量6.关于逸度的下列说法中不正确的是(D)(A)逸度可称为―校正压力‖(B)逸度可称为―有效压力‖(C)逸度表达了真实气体对理想气体的偏差(D)逸度可代替压力,使真实气体的状态方程变为fv=nRT(E)逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。
7.二元溶液,T,P一定时,Gibb—Duhem方程的正确形式是(C).a.某1dlnγ1/d某1+某2dlnγ2/d某2=0b.某1dlnγ1/d某2+某2dlnγ2/d某1=0c.某1dlnγ1/d某1+某2dlnγ2/d某1=0d.某1dlnγ1/d某1–某2dlnγ2/d某1=08.关于化学势的下列说法中不正确的是(A)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9.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是(E)(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。
(C)活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。
(D)任何纯物质的活度均为1。
(E)ri是GE/RT的偏摩尔量。
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的偏摩尔体积将(B)10.等温等压下,A.增加B.减小C.不变D.不一定11.下列各式中,化学位的定义式是(A)a. i[c. i[(nH)ni(nA)]P,nS,nb.i[j(nG)ni]]nV,nS,njT,nS,nnini。
化工热力学复习题1. 简述化工热力学的基本概念及其在化工过程中的重要性。
2. 列出并解释以下热力学基本定律:a. 零定律b. 第一定律c. 第二定律3. 描述焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的概念,并解释它们在化学反应中的作用。
4. 说明理想气体状态方程及其适用范围。
5. 讨论在化工过程中如何计算反应的吉布斯自由能变化(ΔG)。
6. 阐述化学势的概念及其在多组分系统中的意义。
7. 列出并解释以下热力学性质:a. 内能(U)b. 焓(H)c. 熵(S)d. 吉布斯自由能(G)e. 亥姆霍兹自由能(A)8. 描述卡诺循环的原理及其在热力学效率分析中的应用。
9. 计算并解释在恒压条件下,1摩尔理想气体从298K升温至500K时的焓变。
10. 讨论在实际化工过程中,非理想气体行为对过程设计和操作的影响。
11. 说明如何使用范特霍夫方程来预测化学反应的平衡常数随温度变化的趋势。
12. 描述并解释热力学稳定性的概念及其在化工系统设计中的应用。
13. 计算并解释在恒容条件下,1摩尔水从液态转变为气态时的熵变。
14. 讨论在化工过程中,如何利用热力学数据预测和优化反应路径。
15. 描述并解释热力学第一定律在能量守恒和能量转换中的应用。
16. 讨论在化工过程中,如何利用热力学第二定律来评估过程的可逆性和效率。
17. 计算并解释在恒压条件下,1摩尔理想气体从1大气压膨胀至10大气压时的吉布斯自由能变化。
18. 讨论在化工过程中,如何利用热力学性质来设计和优化分离过程。
19. 描述并解释在多组分系统中,化学势与组分活度的关系。
20. 计算并解释在恒容条件下,1摩尔理想气体从1大气压压缩至0.5大气压时的内能变化。
化工热力学习题化工热力学习题第一章绪论是非题1. 凡是体系的温度升高时,就一定吸热,而温度不变时,则体系既不吸热也不放热。
2. 当n 摩尔气体反抗一定的压力做绝热膨胀时,其内能总是减少的。
3. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
4. 封闭体系中有两个相βα,。
在尚未达到平衡时,βα,两个相都是均相敞开体系;达到平衡时,则βα,两个相都等价于均相封闭体系。
5. 自变量与独立变量是一致的,从属变量与函数是一致的。
选择题1. 对封闭体系而言,当过程的始态和终态确定后,下列哪项的值不能确定:A QB Q + W,C W (Q=0),D Q (W=0),2. 对于内能是体系的状态的单值函数概念的错误理解是:A 体系处于一定的状态,具有一定的内能B 对应于某一状态,内能只能有一数值,不能有两个以上的数值C 状态发生变化,内能也一定跟着变化D 对应于一个内能值,可以有多个状态3. 真实气体在的条件下,其行为与理想气体相近。
A 高温高压B 低温低压C 低温高压D 高温低压4. 下列各式中哪一个不受理想气体条件的限制A △H = △U+P△VB CPm - CVm=RC= 常数 D W = nRTln (V2╱V1)填空题1. 状态函数的特点是:2. 普适气体常数R = MPa cm 3 mol -1 K -1= kPa m 3 kmol -1 K -1= J mol -1 K -1 = cal mol -1 K -1。
3. 在常压下1000cm 3液体水膨胀1cm 3,所作之功为 J ;若使水的表面增大1cm 2,我们所要作的功是 J (水的表张力是72e rg cm -2)。
4. 1MPa= Pa= bar= atm= mmHg 。
5. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是和。
6. 封闭体系中,温度是T 的1mol 理想气体从(P i ,V i )等温可逆地膨胀到(P f ,V f ),则所做的功为 (以V 表示)或 (以P 表示)。
《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。
欢迎共阅模拟题一一.单项选择题(每题1分,共20分)本大题解答(用A 或B 或C 或D )请填入下表: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(C )6. 液化石油气的主要成分是( A )A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷7. 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(B )A. 饱和液摩尔体积B. 饱和汽摩尔体积C. 无物理意义8. 偏心因子的定义式( A )9. 设Z 为x ,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( B ) A. 1x y z Z Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2dlnγ2/dX 1 = 014. 关于化学势的下列说法中不正确的是(A )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15.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E )(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。
(C )活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。
(D )任何纯物质的活度均为1。
(E )的偏摩尔量。
20.下列关于ΔG 关系式正确的是(B )A. ΔG= RT ∑X i ln X i B. ΔG = RT ∑X i ln ^a iC. ΔG = RT ∑X i ln γiD. ΔG = R ∑X i ln X i二、填空题1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于_零____,数学上可以表示为________________________和________________________。
2-1 使用下述三种方法计算1kmol 的甲烷贮存在容积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中所产生的压力是多少?(1)理想气体方程;(2)Redlich-Kwong 方程; (3)普遍化关系式。
2-2 欲将25kg ,289K 的乙烯装入0.1m 3的刚性容器中,试问需加多大压力?2-3 分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法,计算510K ,2.5MPa 下正丁烷的摩尔体积。
已知实验值为1480.7cm 3·mol -1.2-4 试用下列方法求算473K ,1MPa 时甲醇蒸气的Z 值和V 值:(1)三项截尾维里方程式(2-6),式中第二、第三维里系数的实验值为: B = -219cm 3·mol -1 C = -17300 cm 6·mol -2(2) Redlich-Kwong 方程; (3)普遍化维里系数法。
2-5 某气体的p v T 行为可用下述在状态方程式来描述: p RT b RT pV ⎪⎭⎫⎝⎛-+=θ 式中b 为常数,θ只是T 的函数。
试证明此气体的等温压缩系数Tp V V k ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=1的关系式为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=p RT b RT p RTk θ2-6 试计算含有30%(摩尔)氮气(1)和70%(摩尔)正丁烷(2)的气体混合物7g ,在188℃和6.888MPa 条件下的体积。
已知:B 11=14 cm 3·mol -1, B 22= -265 cm 3·mol -1, B 12= -9.5 cm 3·mol -1。
2-7分别使用下述方法计算171℃,13.78MPa 下二氧化碳和丙烷的等分子混合物的摩尔体积。
已知实验值为0.199m 3·kmol -1(1)普遍化压缩因子关系式; (2)Redlich-Kwong 方程。
2-8 有一气体的状态方程式Vab V RT p --=,a 及b 是不为零的常数,则此气体是否有临界点呢?如果有,用a 、b 表示。
如果没有,解释为什么没有。
2-9 在体积为58.75ml 的容器中,装有组成为66.9%(摩尔比)H 2和33.1%CH 4混合气1mol 。
若气体温度为273K,试求混合气体的压力。
2-10 液氨在-153℃和2.537MPa 条件下的密度为600kg ·m -3,试用Lyderson 的普遍化方法计算在-168℃和1.084MPa 下的密度。
2-11 试编制下列电子计算机程序:(1)用R —K 方程求纯物质的饱和蒸气和饱和液体的摩尔体积;(2)采用Prausnitz 提出的混合规则和R —K 方程求混合气体的摩尔体积。
3-1 试推导方程p T p T V U VT -⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂式中T 、V 为独立变量。
3-2 一理想气体借活塞之助装于钢瓶中,压力为34.45MPa ,温度为366K ,反抗一恒定的外压力3.45MPa 而等温膨胀,直到两倍于其初始容积为止,试计算此过程之ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 、⎰TdS 、⎰pdV 、Q 和W 。
3-3假定氮气服从理想气体定律,试计算1kmol 氮气在温度为500℃,压力为10.13MPa 下的内能、焓、熵、V C 、p C 和自由焓之值。
已知: (1)在0.1013MPa 时氮的p C 与温度的关系为: T C p 004187.022.27+= J ·mol -1·K -1(2)假定在0 ℃及0.1013MPa 时氮的焓为零;(3)在25℃及0.1013MPa 时氮的熵为191.76 J ·mol -1·K -1。
3-4 试证明由Van der Waals 方程推得的剩余焓,熵的计算表达式分别为: Va pV RT H R -+-= RTb V p R SR)(ln-= 提示:Vdp =d(pV)- pdV dV T p dp T V Vp ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ (T 一定)3-5 将10kg 水在100℃、0.1013MPa 的恒定压力下气化,试计算此过程ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG之值。
3-7 试用普遍化方法计算丙烷气体从378K 、0.507MPa 的初态到463K 、2.535MPa 的终态时过程的ΔH 、ΔS 值。
已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为 T C p 1775.099.22+=*始终T 用K 表示,*pC 用J ·mol -1·K -1表示。
3-8 试估算93℃、2.02MPa 条件下,1mol 乙烷的体积、焓、熵与内能。
设0.1013MPa ,-18℃时乙烷的焓、熵为零。
已知乙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容26310358.7310304.239083.10T T C p --*⨯-⨯+=J ·mol -1·K -13-9 试用普遍化关系求算1-丁烯在473K 积7.0MPa 下的逸度。
3-10 试估算正丁烷在393K 、4.0MPa 下的逸度。
在393K 时,正丁烷的饱和蒸气压为2.238MPa ,其饱和液体的摩尔体积为137cm 3·mol -1。
3-11 260℃、1.0336MPa 的过热蒸气通过喷嘴膨胀,出口压力为0.2067MPa,如果过程为可逆绝热且达到平衡,试问蒸气在喷嘴出口的状态如何?3-12 有人用A 和B 两股水蒸气通过绝热混合获得0.5MPa 的饱和蒸气,其中A 股是干度为98%的是蒸气,压力为0.5MPa ,流量为1kg ·s -1;而B 股是473.15K ,0.5MPa 的过热蒸气,试求B 股过热蒸气的流量该为多少?3-13 在T -S 图上描述下列过程的特点及画出所经途径: (1)饱和液体的连续节流;(2)将过热蒸气定压冷凝为过冷液体; (3)饱和蒸气的可逆绝热压缩;(4)处于p 1,T 1的过热蒸气的绝热节流; (5)出于某压力p 下饱和液体的绝热节流; (6)定容加热饱和蒸气; (7)定容加热饱和液体;4-1 某二组元液体混合物在固定T 及p 下的焓可用下式表示: H =400x 1+600x 2+x 1x 2(40x 1+x 2)式中H 单位为J ·mol -1。
试确定在该温度、压力状态下(1) 用x 1表示的1H 和2H ; (2) 纯组分焓H 1和H 2的数值;(3) 无限稀释下液体的偏摩尔焓∞1H 和∞2H 的数值。
4-2 在固定T 、P 下,某二元液体混合物的摩尔体积为: V =90x 1+50x 2+(6x 1+9x 2)x 1x 2式中V 的单位为cm 3·mol -1。
试确定在该温度、压力状态下(1) 用x 1表示的1V 和2V ;(2) 无限稀释下液体的偏摩尔体积∞1V 和∞2V 的值,根据(1)所导出的方程式及V ,计算1V 、2V 和V 值,然后对x 1作图,标出V 1、V 2、∞1V 和∞2V 之点。
4-3 试推导服从Van der Waals 方程的气体的逸度表达式。
4-4 试计算甲乙酮(1)和甲苯(2)的等分子混合物在323K 和2.5х104 Pa 下的1ˆφ、2ˆφ和f 。
4-5 式l iv i f f ˆˆ=为气-液两相平衡的一个基本限制,试问平衡时下式是否成立:l v f f =也就是说,当混合系处于平衡时其气相混合物的逸度是否等于液相混合物的逸度?4-6 环己烷(1)和四氯化碳(2)所组成的二元溶液,在1.013х10 5 Pa 、333K 时的摩尔体积值如下表所示:试由上述数据,确定给定温度及压力下的(1)V 1; (2)V 2; (3) ∞1V ;(4) ∞2V ;再由以上数据,分别用下列四个标准状态,求出ΔV ,并给出ΔV 对x 1的曲线:(5)组分1,2均用Lewis-Randall 规则标准状态;(6)组分1,2均用Henry 定律标准态;(7)组分1用Lewis-Randall 规则标准状态,组分2用Henry 定律标准态;(8)组分1用Henry 定律标准态,组分2用Lewis-Randall 规则标准状态。
上述四个标准状态,意指不同类型的理想溶液。
试问对组分1的稀溶液来说,哪一个能更好的表示实际的体积变化?对组分1的浓溶液呢?4-7 在一固定的T ,p 下,测的某二元体系的活度系数值可用下列方程表示:1ln γ=)3(212222x x x x -+βα (a) )3(ln 2121212x x x x -+=βαγ (b)试求出RTG E 的表达式;并问(a)、(b)是否满足Gibbs-Duhem 方程?若用(c)、(d)方程式)(ln 221bx a x +=γ (c) )(ln 112bx a x +=γ (d)表示该二元体系的活度系数值时,则是否也满足Gibbs-Duhem 方程? 4-8 在473K 、5MPa 下两气体混合物的逸度系数可用下式表示: )1(ln 221y y y +=φ式中1y 、2y 为组分1和2的摩尔分率,试求1ˆf 、2ˆf 的表达式,并求出当1y =2y =0.5时1ˆf 、2ˆf 各为多少?4-9 在一定温度和压力下,测得某二元体系的活度系数方成为)25.0(ln 1221x x +=γ )25.1(ln 2212x x -=γ试问上述方程式是否满足Gibbs-Duhem 方程?4-10 试应用UNIFAC 基团贡献法计算丙酮(1)—正戊烷(2)二元体系在T =307K 和047.01=x 时的活度系数1γ和2γ。
已知实测的活度系数值为41.41=γ和11.12=γ5-1 设有一台锅炉,水流入锅炉时之焓为62.7 kJ ·kg -1,蒸汽流出时的焓为2717 kJ ·kg -1,锅炉效率为70%,每千克煤可发生29260kJ 的热量,锅炉蒸发量为4.5 t ·h -1,试计算每小时的煤消耗量? 5-2 水流过一个水平安装的蛇管式加热器,用蒸气加热,蒸气在蛇管外侧冷凝成水。
进、出口处水5-3 一台透平机每小时消耗水蒸气4540kg 。
水蒸气在4.482MPa 、728K 下以61m ·s -1的速度进入机内,出口管道比进口管道低3m ,排气速度366m ·s -1。
透平机产生的轴功为703.2 kW ,热损失为1.055×105 kJ ·h -1。
乏气中的一部分经节流阀降压至大气压力,节流阀前后的速度变化可忽略不计。
试求经节流阀后水蒸气的温度及其过热度。
5-4 一台功率为2.0kW 的泵将363K 的水从贮水罐送到换热器,水流量为3.2kg ·s -1,在换热器中以697.3kJ ·s -1的速率将水冷却后,送入比第一贮水罐高20m 的第二贮水罐,求送入第二贮水罐的水温。