化工热力学习题集(附答案) 下载本文

模拟题一

一.单项选择题(每题1分,共20分)

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( )

A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T温度下的过冷纯液体的压力P( )

A. >Ps?T?

B.

C. =Ps?T?

3. T温度下的过热纯蒸汽的压力P( )

A. >Ps?T?

B.

C. =Ps?T?

4. 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 5. 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. 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 6. 液化石油气的主要成分是( )

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( )

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.

???lg(Prs)Tr?0.7?1

B.

???lg(Prs)Tr?0.8?1

C.

???lg(Prs)Tr?1.0

9. 设Z为x,y的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( ) A. ???Z???Z???x???Z???x???y? B. ??1?????????????1

??x?y??y?Z??Z?x??x?x??y?y??y?zD. ??Z???x???y?C. ????????1

??x?y??y?Z??Z?x??Z???y???y????????1 ??x?y??x?Z??Z?x10. 关于偏离函数MR,理想性质M*,下列公式正确的是( )

A. MR?M?M* B. MR?M?2M* C. MR?M?M* D. M*?M?MR 11. 下面的说法中不正确的是 ( )

(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 。

12. 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。 13. 二元溶液,T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX2 = 0 b. X1dlnγ1/dX 2+ X2 dlnγ2/dX1 = 0 c. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX1 = 0 d. X1dlnγ1/dX 1– X2 dlnγ2/dX1 = 0 14. 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 15.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( )

(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)?i是GERT的偏摩尔量。

16.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

1

17.下列各式中,化学位的定义式是 ( )

?(nH)?(nG)]P,nS,nj     b. ?i?[]nV,nS,nj a. ?i?[ ?(nA)?(nU)c. ??[]     d. ??[]T,nS,njiP,T,nij ?ni?ni18.混合物中组分i的逸度的完整定义式是 。

___

^

^

___

^

^

^

___

^

^

?ni?niA. dGi=RTdlnfi, lim [fi /(YiP)]=1 B. dGi=RTdlnfi, lim [fi /P]=1 C. dGi=RTdlnfi, limfi =1 D. dGi=RTdlnfi, limfi =1

p?0p?0p?0p?019.关于偏摩尔性质,下面说法中不正确的是( )

A.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 20.下列关于ΔG关系式正确的是( )

A. ΔG = RT ∑Xiln Xi B. ΔG = RT ∑Xiln ai C. ΔG = RT ∑Xiln γi D. ΔG = R ∑Xiln Xi

二、

1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于__ ___,数学上可以表示为___________和__________ 2. 根据Pitzer提出的三参数对应态原理,计算给定T, P下纯流体的压缩因子Z时,可查表得到_______、_______,并根

据公式____________,计算出Z。如果无法查表,也可根据截断的Virial公式Z?1?^BP,利用B0, B1仅为对比温度RT的函数,计算出B0, B1,根据公式___________________,计算出B,从而得到Z的数值。 3. 热力学第一定律的公式表述(用微分形式):__________________。热力学第二定律的公式表述(即熵差与可逆热

之间的关系,用微分形式):__________________。 4. 几个重要的定义公式: 焓H=__________________;自由能A=__________________;自由焓G=__________________。5. 几个热力学基本关系式:dU=__________________;dH=_____________;dA=_______________dG=______________ 6. 写出下列Maxwell关系式: ???S?____________;??S?____________。

??????V??T??p?T7. 对理想溶液,ΔH=_________,ΔV=___________,ΔS=____________,ΔG =____________。 8. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_________ + x2dln?2?0。

9. 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 溶液性质之差。

10. 二元混合物的焓的表达式为 H?x1H1?x2H2??x1x2,则H1? ;H2? 。

偏摩尔性质(Mi) ln ?i 三、是非题

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. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。( )

溶液性质(M) H ln f ln ? ΔM 关系式(M??xM) ii 2

5. 若用x表示蒸汽的干度,则该蒸汽的焓H?Hsv?(1?x)?Hsl?x。( ) 6. 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f?m?xini?。( ) fi7. 只要温度、压力一定,任何偏摩尔性质总是等于化学位。 ( )

8. 对于由纯物质形成理想溶液时,体积和焓的混合性质变化等于0。 ( ) 9. 理想溶液中溶液的超额吉氏函数GE?0,所以组分的活度系数?i?0。 ( ) 10. 对二元溶液,当T、P一定时,公式 x1四、计算题

1. 利用Maxwell关系式等,将纯流体的dS表示成T,P的函数。

2. 25℃0.1MPa下组分1和2形成溶液,V =40 -12X1 - 10X12 (cm3 /mol) . 式中X1 为,其体积可由下式表示:

组分1的摩尔分数, V为溶液的摩尔体积.

??E3. 求,(1) V1,V2;  (2) V,V;  (3) V,V;  (4) ?V; (5) V; 组分服从1212dln?dln?12成立。 ( ) ?x?02dxdx12Lewis—Randall定则. (10分)

4. 酒窑中装有10m3 的96%(wt)的酒精溶液,欲将其配成65%的浓度,问需加水多少?能得到多少体积的65%的酒精? 设

大气的温度保持恒定,并已知下列数据

酒精浓度(wt) 96% 65% V水 cm3 mol-1

14.61 17.11 V乙醇 cm3 mol-1

58.01 56.58 ?,f?;5. 已知40℃和7.09MPa下,二元混合物的lnf?1.96?0.235x1(f单位为MPa),求(a)x1?0.2时的f2(b)f1,f2 1模拟题二

一.选择题(每题1分,共15分)

1、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

2、纯物质临界点时,对比温度 Tr( )

a. =0 b. >1 c. <1 d. =1

3、下述说法哪一个正确? 某物质在临界点的性质( )。

(A)与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性。 4、下面的说法中不正确的是 ( )。 (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 。 5、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。 6.二元溶液,T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是 ( )。 a. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX2 = 0 b. X1dlnγ1/dX 2+ X2 dlnγ2/dX1 = 0 c. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX1 = 0 d. X1dlnγ1/dX 1– X2 dlnγ2/dX1 = 0

7. 在373.15K和101325Pa下水的化学势与水蒸气化学势的关系为( )。 (A) μ(水)=μ(汽) (B) μ(水)<μ(汽) (C) μ(水)>μ(汽) (D) 无法确定 8. 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV, 下面的说法中准确的是( )。

(A) TdS是过程热 (B)pdV是体积功 (C)TdS是可逆热 (D) 在可逆过程中, pdV等于体积功, TdS即为过程热 9.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 10.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( )。

3

(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)?是GERT的偏摩尔量。

i

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 12. 麦克斯韦关系式的主要作用是( )。

(A)简化热力学变量的计算;(B)用某个热力学函数代替另一不易测定的热力学函数的偏微商; (C)用易于测定的状态性质的偏微商代替不易测定的状态性质的偏微商;(D) 便于用特性函数表达其它热力学函数 13.下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式?( )

A.(?T/?V)S = (?V/?S)p B. (?T/?p)S =(?V/?S)p C. (?S/?V)T = (?p/?T)V D. (?S/?p)T = -(?V/?T)p 14.对1mol理想气体,应是( )(a)R/V;(b)R ;(c)-R/P ;(d)R/T。 15. 下列各式中,化学势的定义式是( )。

?(nH)?(nG)a. ?i?[]P,nS,nj     b. ?i?[]nV,nS,nj

?ni?ni

?(nA)?(nU)c. ?i?[]P,T,nj     d. ?i?[]T,nS,nj ?ni?ni

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,?n7. 只有偏摩尔吉氏函数与化学势相等,所以?i?[?RTln?i 。 ( )

??i6.符合Lewis-Randall规则的溶液为理想溶液。 ( )

?(nG)]T,P,nj?i 是最有用的( ) ?niEE8.当取同一标准态时,溶液的超额热力学性质有?H?H 。 ( ) 9.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?E??i?0i?为组分i的组分逸度系数,?0为纯组分i的逸度系数)(?。 ii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 。 3-1

五、1、 已知50℃时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm g,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Ml V / cm3.g-1 U / J g-1 H / J.g-1 S / J g-1 K-1

饱和汽相Mg 12032 2443.5 2382.7 8.0763 4

1.0121 209.32 209.33 0.7038