化工热力学习题集(附答案)
更新时间:2023-11-18 18:51:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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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. >Ps?T?
B. C. =Ps?T? 3. T温度下的过热纯蒸汽的压力P( B ) A. >Ps?T? B. C. =Ps?T? 4. 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 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 ) 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 ) 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 ) 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( B ) A. ???Z???Z???x??????1 ????x?x??y?y??y?z B. ???Z???x???y????????1 ??x?y??y?Z??Z?xC. ???Z???x???y???????1 ??x?y??y?Z??Z?x D. ???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(C) 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 ( 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 。 12. 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。 13. 二元溶液,T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是 ( C ). 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 ) 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。 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:( B ) 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 ( A ) ?(nH)?(nG) a. ?i?[?n]P,nS,nj b. ?i?[?n]nV,nS,njii ?(nA)?(nU)c. ??[] d. ??[]T,nS,njiP,T,nji ?ni?ni18.混合物中组分i的逸度的完整定义式是 A 。 ___ ^ ^ ___ ^ ^ (E)?是GERTi的偏摩尔量。 A. dGi=RTdlnfi, lim [fi /(YiP)]=1 B. dGi=RTdlnfi, lim [fi /P]=1 p?0p?0C. dGi=RTdlnfi, limfi =1 ; D. dGi=RTdlnfi, limfi =1 p?0p?0^___^^ 19.关于偏摩尔性质,下面说法中不正确的是( B ) 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( B ) A. ΔG = RT ∑Xiln Xi B. ΔG = RT ∑Xiln ai C. ΔG = RT ∑Xiln γi D. ΔG = R ∑Xiln Xi ^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__ 0__,数学上可以表示为 ??2p??p??________________???0________和______?2??0__________________。 ??V?T??V?T2. 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__ Z0 , Z1,_ ____,并根据公式___Z?Z0???Z1_________,计算出Z。如果无法查表,也可根据截断的Virial公式Z?1?B0, B1,根据公式_BP,利用B0, B1仅为对比温度的函数,计算出RTBpc?B0???B1_____,计算出B,从而得到Z的数值。 RTc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,用微分形式):dS?3. ___。 几个重要的定义公式:焓H=_ H=U+PV dQ T4. ___; 自由能A=_____ A=U-TS _____________;自由焓G=___ G=H-TS _______________。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=_0____,ΔV=___0_____,ΔS=?R?ΔG =RT??xii?lnxi, ?xii?lnxi__。 8. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系__x1?dln?1 + 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 理想 溶液性质 之差。 10. 二元混合物的焓的表达式为 H?x1H1?x2H2??x1x2,则 2H1?H1??x22 ; ;H2?H2??x111. 填表 偏摩尔性质(Mi) ln ?i 溶液性质(M) H ln f ln ? ΔM 关系式(M? ?xM) ii 偏摩尔性质(Mi) 溶液性质(M) 关系式(M??xM) iiHi ln(?fi) H H??xi?Hi ixiln f lnf??xi?ln(i?fixi) ?i ln?ln ?i ln ? ?i ln???xi?ln?iGERT GERT??xi?ln?i i?Mi ΔM ?M??xi??Mi 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。(X) 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。( X ) 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。( Y ) 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。( X ) 5. 若用x表示蒸汽的干度,则该蒸汽的焓H?Hsv?(1?x)?Hsl?x。( 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fm??nxif?i。( X ) i7. 只要温度、压力一定,任何偏摩尔性质总是等于化学位。 ( X ) 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。 ( Y) 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。 (X ) 10. 对二元溶液,当T、P一定时,公式 xdln?11dx?xdln?22?0成立。 (X ) 1dx2四、计算题 利用Maxwell关系式等,将纯流体的dS表示成T,P的函数。 (即dS表示成dT和dP的函数) dS???dS??dS??dT??dT???dp p?dp?T?dQ????dS??dQ?T?,等压条件下,?dT?????dQ?CpdT,所以,??dS?????T???Cp p?dTT???dT?p??dT?p??p由Maxwell方程可知,???S???p???????V?T??T?? pdS????S???S?因此,??T??dT??p??p??dpT?C pTdT????V???T??dpp1. 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; 组 分服从Lewis—Randall定则. (10分) V1= 28-20X1+10 X1 2 V2= 40 + 10 X1 2 V1?= 28cm3 /mol V2?= 50 cm3 /mol V1 = 18 cm3 /mol V2 = 40 cm3 /mol, ΔV = 10X1 X2 V = 10X1 X2 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) 96% 65% V水 cm3 mol-1 V乙醇 cm3 mol-1 E 14.61 17.11 58.01 56.58 设加入W克水,最终体积Vcm3;原来有nW和nE摩尔的水和乙醇,则有 ?10?nWVW?nEVE?14.61nW?58.01nE?W?'W??'?V???nW??VW?nEVE??nW??17.11?nE56.58?18?18???? ?nW?184?n?46?96?E?nW?18?W35?n?46?65E?解方程组得结果:V?13.46m,W?3830kg 4. 已知40℃和7.09MPa下,二元混合物的lnf?1.96?0.235x(,求(a)x1?0.21f单位为MPa) 时的f?1,f?2;(b)f1,f2 3?????nlnf???fd(1.96n?0.235n1)解:(a)ln?1?????1.96?0.235?1.725 ??x1?dn1????n1?T,P,n2 ??e1.725x?1.12MPa, 同样得f??e1.96x?5.68MPa f1122x1?1,x2?0(b)lnf1?lnf?1.96?0.235?1.725,所以f1?e1.725 1.96同样得 lnf2?1.96,所以f2?e 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 )。 a. 0 b. 1 c. 2 d. 3
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