化工热力学习题集(附答案)复习(1) 下载本文

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)是最有用的( ) ]T,P,nj?i ?niEE8.当取同一标准态时,溶液的超额热力学性质有?H?H 。 ( )

E9.理想溶液中溶液的超额吉氏函数G?0,所以组分的活度系数?i?0。 ( )

??10.当T、P一定时,溶液中组分i的活度系数?i?i?0i?为组分i的组分逸度系数,?i(?i0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)

6

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1000cm3 g-1,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 饱和汽相Mg lV / cm.g U / J g-1 H / J.g-1 S / J g-1 K-1 3-11.0121 209.32 209.33 0.7038 12032 2443.5 2382.7 8.0763

7

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) VE;

Lewis—Randall定 则. (10分)

2? 1 ?;并已知lnf,? A3、已知某二元溶液的活度系数模型为ln Ax2 A ? B ? C ; ln f 2 其 1? ?,lnf?,lnf中A,B,C仅是T,P的函数。求ln?2,GE/RT, (均以Lewis-Ra ndall规则为标12lnf。准状态。) (15分)

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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. 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( ) (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N21kmol体积约为( )

A 3326L B 332.6L C 3.326L D 33.26m 8、下列气体通用常数R的数值和单位,正确的是( )

A 8.314?10Pa?m/kmol?K B 1.987cal/kmol K

3cm?atm/K D 8.314J/kmol?K C 82.05

3339、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. -1 B. 0 C.1 D. 不能确定 10、对理想气体有( )。

A.(?H/?P)T?0 B.(?H/?P)T?0

C.(?H/?P)T?0 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. dH = TdS + Vdp B.dH = SdT + Vdp C. dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp

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?S)TP?RT/(V?b)?P12、对1mol符合状态方程的气体,

(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. RT 14、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Tr( )。

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:

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

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 。

20、对无热溶液,下列各式能成立的是( )。

A. SE=0,VE=0 B. SE=0,AE=0 C. GE=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( )。

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=( )。

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( )。

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( )。

1212?V?(A). f1?L?(C). fS

?L; f?V?f12?V; f?V?f?L  ?V?f?V; f?L?f?Lf(B) f21212?L (D)fL?fV(f为混合物的逸度)fS

S

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 ( )

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( )。

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。

10

S