天津大学化工热力学期末试卷(答案)概要
- 格式:doc
- 大小:489.50 KB
- 文档页数:20
化工热力学试卷答案【篇一:专升本《化工热力学》_试卷_答案】t>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.hey规则和lewis--randll规则. b.lewis--randll规则和hey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:cc.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。
(2分)a.增加b.减少c.不变d.不确定.标准答案:b11. 节流效应t-p图上转化曲线是表示的轨迹。
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。
(B)化工热力学期末试卷化学化工学院《化工热力学》课程考试试题(B 卷)2013-2014学年第一学期班级时量120分钟总分100分考试形式:闭卷一、填空题(每空1.5分,共24分)1、朗肯循环的改进的方法:、、。
2、写出热力学基本方程式dH = ;dG = 。
3、对理想溶液,ΔV= ,ΔG = 。
4、热力学第二定律的公式表述(用微分形式):。
5、等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_________+0ln 22=γd x6、化工热力学是运用经典热力学的原理,结合反映系统特征的模型,解决工业过程(特别是化工过程)中、、等实际问题。
7、三参数对应态原理的统一式:。
8、几个重要的定义公式:H=_______;A=______;G=______。
二、选择题(每个2分,共22分,每题只一个选择项是正确答案)1、混合气体的第二维里系数是()A 、温度和压力的函数B 、仅为温度的函数C 、温度和组成的函数D 、压力和组成的函数2、露点的轨迹称为()A 、饱和汽相线B 、汽液共存线C 、饱和液相线D 、都不是 3、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()A 、增加B 、减小C 、不变D 、不一定4、关于逸度的下列说法中不正确的是()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 、逸度可代替压力,使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。
5、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是()为混合物的逸度))(;;;L2V1V2L1L2L1V2122f f f D f f f f C f f f f B f f f f A V L V L V L V ().()().(=======116、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7、体系中物质i 的偏摩尔体积i H 的定义式为()A 、i j n v T i i i n H H ≠??=,,][B 、i j n v T i i n nH H ≠??=,,])([C 、 i j n p T ii i n H H ≠??=,,][ D 、i j n p T i i n nH H ≠??=,,])([ 8、对于理想溶液,下面式子错误的是()A 、i i V V =B 、i i U U =C 、i i S S =D 、i i G G ≠9、理想功实现的条件为()A 、完全不可逆B 、完全可逆C 、部分可逆D 、部分不可逆10、绝热膨胀过程的特征是()A 、等焓B 、等熵C 、等温D 、等压11、逆卡诺制冷循环的制冷系数与()有关。
(完整版)天津大学化工热力学期末试卷(答案)本科生期末考试试卷统一格式(16开):20 ~20 学年第学期期末考试试卷《化工热力学》(A 或B 卷共页)(考试时间:20 年月日)学院专业班年级学号姓名一、简答题(共8题,共40分,每题5分) 1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。
答:封闭系统的热力学第一定律:W Q U +=?稳流系统的热力学第一定律:s W Q Z g u H +=?+?+?2212. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义,并写出舍项维里方程的混合规则。
答:第二维里系数B 代表两分子间的相互作用,第三维里系数C 代表三分子间相互作用,B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关;舍项维里方程的混合规则为:∑∑===ni nj ij j i M B y y B 11,()1ijij ij cijcij ij B Bp RT B ω+=,6.10422.0083.0pr ij T B -=,2172.0139.0prij T B -=,cij pr T T T =,()()5.01cj ci ij cij T T k T ?-=,cijcijcij cij V RT Z p =,()[]331315.0Cj cicij V V V +=,()cj ci cij Z Z Z +=5.0,()j i ij ωωω+=5.03. 写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。
答:逸度定义:()i i i f RTd y p T d ?ln ,,=μ (T 恒定)1?lim 0=→i i p py f逸度系数的定义:ii ipy f ??=φ4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。
答:剩余性质:是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质之差,即:()()p T M p T M M id ,,-='?;超额性质:是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混合物的摩尔广度性质之差,即:idm m M M -=E M5. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算?答:烃类混合物可以近似看作是理想混合物,于是在汽液平衡基本表达式中的1=i γ,i v i φφ=?,在压力不高的情况下,Ponding 因子近似为1,于是,汽液平衡表达式化简为:vii s i i i idip p x y Kφφ==。
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 。
《化工热力学》课程模拟考试试卷 A(答案)开课学院:化工学院,专业:材料化学工程 考试形式: ,所需时间: 分钟考生姓名: 学号: 班级: 任课教师: 二三题 序一1234512总分得 分评卷人一、基本概念题(共40分,每小题2分)(选择、填空与判断题,判断题对的写T ,错的写F)1.理想气体的压缩因子1Z =,但由于分子间相互作用力的存在,实际气体的压缩因子 (C) 。
(A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚2.甲烷c 4.599MPa p =,处在r 0.3p =时,甲烷的压力为 (C) 。
(A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ; (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3.关于建立状态方程的作用,以下叙述不正确的是 (B) 。
(A) 可以解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。
(B) 可以解决实验的p -V -T 数据精确度不高的问题。
(C) 可以从容易获得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ,U ,S ,G )。
(D) 可以解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分,无法获得数据点以外的p -V -T 的问题。
4.对于流体混合物,下面式子错误的是 (D) 。
(A)lim i i ix M M ∞→=(B)i i iH U pV =+(C) 理想溶液的i i V V =,i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =,i i G G =5.剩余性质R M 的概念是表示什么差别的 (B) 。
(A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体(C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度6.纯物质在临界点处的状态,通常都是 (D) 。
(A) 气体状态 (B) 液体状态(C) 固体状态(D) 气液不分状态7.关于化工热力学研究内容,下列说法中不正确的是( B )。
化工热力学试题2003.6班级学号姓名成绩一.单项选择题(每题1分,共20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、少量数据推算难测、大量有用数据。
E.相平衡数据是一切分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。
2. 对理想气体有()。
∂.(>/∂TP)BHP/A0.(<)∂H∂T∂.(=/∂PTDH)/C0)∂.(=∂THP3. 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4. 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 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 c5. 气体经过稳流绝热过程,对外作功,如忽略动能和位能变化,无摩擦损失,则此过程气体焓值 ( ).A. 增加B.减少C.不变 D. 不能确定6.对单位质量,定组成的均相流体体系,在非流动条件下有()。
A.dH = TdS + Vdp B.dH = SdT + VdpC.dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp7.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一定,偏摩尔性质就一定。
C.偏摩尔性质是强度性质。
D.偏摩尔自由焓等于化学位。
8.在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是( )。
为混合物的逸度) ; ; ; L2V1V2L1L2L1V2122f f f D f f ffC f f f f B f f f f A V L V L V L V (.ˆˆˆˆ.ˆˆˆˆ.ˆˆˆˆ.11=======9.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( )。
s i i i p x f y A = .. s i i i i p x P y B γ= . s i s i i i p x P y C ϕ= . s i i i p x P y D = .10. 要加热50℃的水,从热力学角度,用以下哪一种热源,损失功最小( ) A.60℃的热水 B.80℃的热水 C.100℃的饱和蒸汽, D. 120℃的过热蒸汽11.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. 增加B. 减小C. 不变D. 不一定12.对1mol 符合)/(b V RT P -=状态方程的气体,T PS )(∂∂应是( )A.R/V ;B.R ;C. -R/P ;D.R/T 。
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。
天津大学试卷专用纸学院化工学院专业班年级学号姓名共5页第1页B一、填空题(共30分,每小题3分)1. 纯物质p-V图上临界等温线在临界点处的斜率等于零,曲率等于零。
2. 第二Virial系数的物理意义为B仅与两分子间的相互作用力有关;B的大小是温度的函数。
普遍化Virial方程的适用条件是,对比体积V r > 2。
3. 高压下,理想混合气体的?=①,理想混合液体的Y= 1。
正偏差物系的特点是异类分子间作用力—小于—同类分子间的作用力。
4. 损失功是指当完全可逆过程和实际过程经历同样的始末态时,由于可逆程度的差别,导致这两种过程所表现出的功之间存在差值。
5. 某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器的出口温度、压力为T (p下的饱和温度)、p,现T比原冷凝器压力下的饱和温度低了5C,其它条件不变,则制冷循环的制冷量增加,压缩机功耗不变_ 。
x i d In M +x2d In L dpRT2RT(二乙胺-水)的液液平衡体系中,水在胺相中的摩尔分率为0.35,胺在水相中为0.00009,水在胺相中的活度系数为2.—,水在水相中的活度系数为」_。
8.制冷剂的汽化潜热要尽可能的大,是因为潜热大,可增加单位质量工质的制冷能力,使制冷剂的循环量减少。
二、简答题(共20分,每小题5分)1. 无热溶液和正规混合物的基本假设分别是什么?答:无热溶液:无热溶液理论假定由纯物质形成溶液时,其混合热基本为零,溶液非理想性的原因主要来自超额熵不等于零,即H E= O,G E=_TS E正规溶液:是指超额体积为零且混合熵变等于理想混合熵变的溶液,即v E = 0 ,S^0但正规溶液的混合热不等于零。
根据正规溶液的特点,超额Gibbs自由能可写成G E=H E=U E2. 空气在膨胀机中由温度T1=230 K压力p1=10.13 MPa绝热可逆膨胀至压力p2=0.1013MPa,如何得到空气膨胀后的最终温度T2值?答:由T-S图上的状态1点(T1=230K、p1=10.13MPa)沿等熵线(即垂直线)向下至状态2点(P2=0.1013MP),该点的纵坐标值就是T2。
本科生期末考试试卷统一格式(16开):20 ~20 学年第 学期期末考试试卷《化工热力学 》(A 或B 卷 共 页)(考试时间:20 年 月 日)学院 专业 班年级 学号 姓名一、 简答题(共8题,共40分,每题5分)1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。
答:封闭系统的热力学第一定律:W Q U +=∆稳流系统的热力学第一定律:s W Q Z g u H +=∆+∆+∆221 2. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义,并写出舍项维里方程的混合规则。
答:第二维里系数B 代表两分子间的相互作用,第三维里系数C 代表三分子间相互作用,B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关;舍项维里方程的混合规则为:∑∑===n i n j ij j i M B y y B 11,()10ij ij ij cij cij ij B B p RT B ω+=,6.10422.0083.0pr ij T B -=,2.41172.0139.0prij T B -=,cij pr T T T =,()()5.01cj ci ij cij T T k T ⋅-=,cij cijcij cij V RT Z p =,()[]331315.0Cj ci cij V V V +=,()cj ci cij Z Z Z +=5.0,()j i ij ωωω+=5.03. 写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。
答:逸度定义:()ii i f RTd y p T d ˆln ,,=μ (T 恒定) 1ˆlim 0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛→i i p py f 逸度系数的定义:i i i py f ˆˆ=φ4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。
答:剩余性质:是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质之差,即:()()p T M p T M M id ,,-='∆;超额性质:是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混合物的摩尔广度性质之差,即:id m m M M -=E M5. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算?答:烃类混合物可以近似看作是理想混合物,于是在汽液平衡基本表达式中的1=i γ,iv i φφ=ˆ,在压力不高的情况下,Ponding 因子近似为1,于是,汽液平衡表达式化简为:v is i s i i i idi p p x y K φφ==。
由该式可以看出,K 值仅仅与温度和压力有关,而与组成无关,因此,可以永K 值法计算烃类系统的汽液平衡。
6. 汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么?答:根据逸度系数的计算方程,需要选择一个同时适用于汽相和液相的状态方程,且计算精度相当。
这种方程的形式复杂,参数较多,计算比较困难。
二、 推导题(共2题,共15分,其中第一题8分,第二题7分)1. 请推导出汽液相平衡的关系式。
(其中:液相用活度系数表示,以Lewis-Randell 规则为基准;汽相用逸度系数表示。
)答:根据相平衡准则,有l iv i f f ˆˆ=;其中,等式左边项可以根据逸度系数的定义式变形为:v i i v i py f φˆˆ=;等式的右边项可以根据活度系数的定义式变形为:ii i l i x f f γΘ=ˆ,而标准态取为同温同压下的纯液体,于是有()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ΘRT p p V p f s i l i s is i i exp φ,带入相平衡准则,得到:()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=RT p p V x p py s i l i i i si s i v ii exp ˆγφφ 2. 从汽液相平衡的关系式出发,进行适当的假设和简化,推导出拉乌尔定律。
答:1) 压力远离临界区和近临界区时,指数项()1exp ≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-RT p p V s i l i 。
2) 若体系中各组元是同分异构体、顺反异构体、光学异构体或碳数相近的同系物,那么,汽液两相均可视为理想化合物,根据Lewis-Randall 规则,有iv i φφ=ˆ;同时,1=i γ。
3) 低压下,汽相可视为理想气体,于是有:1ˆ=v iφ,1=s i φ。
综上所述,汽液平衡体系若满足1),2),3),则:i s i i x p py =,即为拉乌尔定律。
三、 计算题(共4题,共45分,其中第一题15分,第二题15分,第三题5分,第四题10分)1. 求某气体在473 K ,30⨯105 Pa 时,H m =?已知:pV m =R T +10-5p ,其中:p 单位Pa ,V m 单位m 3·mol -1,C p id = 7.0+1.0⨯ 10-3 T (J·mol -1·K -1)。
设:该饱和液体在273 K 时,H m =0 (J·mol -1) 。
其中安托尼常数A=20.7,B=2219.2,C=-31.13。
(安托尼方程中压力p :Pa ,T :K ,压力用自然对数表示)(设Δz =1)答:首先涉及路径,273 K 饱和蒸汽压下的气体可近似视为理想气体。
13.31/2.22197.20/ln --=K t Pa p s i ()()=--===2732227313.312.22191ln T T s i T T T d p d -2824()48.231ln =∆-=∆T d p d Z R H s i v kJ·mol -1 ()6.150101.07.04732733-473273=⨯+==∆⎰⎰dT T dT C H ig p ig kJ·mol -1 V m =R T/p +10-5510-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-T V T V ()301052103005==∆⎰⨯-dp H R J·mol -1 11.17402=∆+∆+∆=∆+=Rig v m m H H H H H kJ·mol -12. 有人提出用下列方程组来表示恒温恒压下简单二元体系的偏摩尔体积:其中:V 1和V 2是纯组分的摩尔体积,a 、b 只是T 、p 的函数,试从热力学角度分析这些方程是否合理?答:由于该方程涉及到偏摩尔性质和温度压力等参数,因此如果该方程合理,必须要满足Gibbs-Duhem 方程。
首先,衡量等温等压下的Gibbs-Duhem 是否满足:即:02211=+V d x V d x 。
对二元体系,做衡等变形,得:0222111=-dx V d x dx V d x 由已知得:1112bx a b dx V d --=,2222bx a b dx V d --=。
于是,有:()()021222111≠-+-=-x x b a dx V d x dx V d x ,因此,该表达式不合理。
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( )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( )。
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( )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2222221111)()(bx x a b a V V bx x a b a V V --+=---+=-C.低于T c 和高于P cD.高于T c 和低于P c4、对单原子气体和甲烷,其偏心因子ω,近似等于( )。
A. 0B. 1C. 2D. 35、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。
6、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7、(1.5分)0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为( )A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.263m8、下列气体通用常数R 的数值和单位,正确的是( )A K kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833B 1.987cal/kmol KC 82.05 K atm cm /3⋅D 8.314K kmol J ⋅/ 9、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. -1B. 0C.1D. 不能确定10、对理想气体有( )。
0)/.(<∂∂T P H A 0)/.(>∂∂T P H B0)/.(=∂∂T P H C 0)/.(=∂∂P T H D11、对单位质量,定组成的均相流体体系,在非流动条件下有( )。
A . dH = TdS + VdpB .dH = SdT + VdpC . dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp12、对1mol 符合)/(b V RT P -=状态方程的气体,T P S )(∂∂应是( )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( )。
A. 零 B 无限大 C. 某一常数 D. RT14、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15、对1molVan der Waals 气体,有( )。
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T r ( )。
A .= 0B .< 0C .> 0D .=117、当压力趋于零时,1mol 气体的压力与体积乘积(PV )趋于:a. 零b. 无限大c. 某一常数d. RT18、下列各式中,化学势的定义式是 ( )j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU D n nA C n nG B n nH A ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.∂∂≡∂∂≡∂∂≡∂∂≡μμμμ 19、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 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 。