化工热力学习题集(附答案)复习-(1).doc

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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）

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）

A.>

B.<

C.=

3.T温度下的过热纯蒸汽的压力P（b）

A.>

B.<

C.=

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.

B.

C.

9.设Z为x，y的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（）

A. B.

C. D.

10.关于偏离函数MR，理想性质M*，下列公式正确的是（）

A. B.

C. D.

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/dX1+X2dlnγ2/dX2=0b.X1dlnγ1/dX2+X2dlnγ2/dX1=0

c.X1dlnγ1/dX1+X2dlnγ2/dX1=0d.X1dlnγ1/dX1–X2dlnγ2/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）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

17．下列各式中，化学位的定义式是（）

18．混合物中组分i的逸度的完整定义式是。

A.dG（___）i=RTdlnf（^）i,[f（^）i/（YiP）]=1B.dG（___）i=RTdlnf（^）i,[f（^）i/P]=1

C.dGi=RTdlnf（^）i,fi=1；D.dG（___）i=RTdlnf（^）i,f（^）i=1

19．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∑XilnXiB.ΔG=RT∑Xilni

C.ΔG=RT∑XilnγiD.ΔG=R∑XilnXi

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_____，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，利用B0,B1仅为对比温度的函数，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：

____________；____________。

7.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_________+。

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，则；。

11.填表

偏摩尔性质（）

溶液性质（M）

关系式（）

H

lnf

ln

lni

ΔM

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。

（）

5.若用x表示蒸汽的干度，则该蒸汽的焓。

（）

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。

（）

7.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，所以组分的活度系数。

（）

10.对二元溶液，当T、P一定时,公式成立。

（）

四、计算题

1.利用Maxwell关系式等，将纯流体的表示成的函数。

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，

组分服从Lewis—Randall定则.（10分）

3.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）

cm3mol-1

cm3mol-1

96%

14.61

58.01

65%

17.11

56.58

4.已知40℃和7.09MPa下，二元混合物的（f单位为MPa），求（a）时的；（b）

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.0b.1c.2d.3

2、纯物质临界点时，对比温度Tr（）

a.=0b.>1c.<1d.=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/dX1+X2dlnγ2/dX2=0b.X1dlnγ1/dX2+X2dlnγ2/dX1=0

c.X1dlnγ1/dX1+X2dlnγ2/dX1=0d.X1dlnγ1/dX1–X2dlnγ2/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（）。

（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。

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）pB.（（¶T/¶p）S=（¶V/¶S）p

C.（¶S/¶V）T=（（¶p/¶T）VD.（（¶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（）。

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。

（）

5.超额吉氏函数与活度系数间的关系有。

（）

6.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，所以是最有用的（）

8.当取同一标准态时，溶液的超额热力学性质有。

（）

9.理想溶液中溶液的超额吉氏函数，所以组分的活度系数。

（）

10.当T、P一定时，溶液中组分i的活度系数（为组分i的组分逸度系数，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）

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

Tc，℃

Pc，atm

TB，℃

燃烧值，kJ/g

甲烷

-82.62

45.36

-161.45

55.6

乙烷

32.18

48.08

-88.65

52.0

丙烷

96.59

41.98

-42.15

50.5

正丁烷

151.9

37.43

-0.5

49.6

正戊烷

196.46

33.32

36.05

49.1

正己烷

234.4

29.80

68.75

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1000cm3g-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

饱和汽相

V/cm3.g-1

1.0121

12032

U/Jg-1

209.32

2443.5

H/J.g-1

209.33

2382.7

S/Jg-1K-1

0.7038

8.0763

 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，

Lewis—Randall定则.（10分）

3、已知某二元溶液的活度系数模型为，其中A,B,C仅是T,P的函数。

求（均以Lewis-Randall规则为标准状态。

）（15分）

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PcB.临界温度和临界压力下

C.低于Tc和高于PcD.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.0B.1C.2D.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1kmol体积约为（）

A3326LB332.6LC3.326LD33.26

8、下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是（）

AB1.987cal/kmolK

C82.05D8.314

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（）。

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+VdpB．dH=SdT+Vdp

C．dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp

12、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1molVanderWaals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．=0B．<0C．>0D．=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（）

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=0B.SE=0，AE=0C.GE=0，AE=0D.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.0B.1C.2D.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（）。

A．yif=xipiSB.yip=γixipiSC．yip=xiΦpiSD.yip=xipiS

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