化工热力学期末试卷及答案

系 专业 班 学号 姓名 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 试卷类型： A 化工热力学 试卷 使用专业年级 考试方式：开卷（ ）闭卷（ ） 共 页 题号 （一） （二） （三） （四） 合计 得分 得分 一． 选择题（每小题2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，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据。 2.实际发生的任何过程其总熵变（ ） A. 大于或等于零 B.小于或等于零 C.等于零 D.永远大于零 3、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 4. 对于理想体系，关于汽液平衡常数值，下列哪个说法正确（ ） A.与纯组分的蒸汽压无关 B.与压力无关 C.与温度无关 D.与组成无关 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。 得分 二．判断题（每小题2分，共20分） ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 1. 一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。( ) 2. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小。 ( ) 3. 由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成理想溶液。( ) 4. 理想溶液各组分的活度系数和活度为1。( ) 5. 理想气体的H、S、G仅是温度的函数。（ ） 6. 热力学基本关系式 只适用于可逆过程。（ ） 7. 无论以Henry定律为基准，还是以Lewis-Randall规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（ ） 8. 热力学效率表示能量利用真实过程与可逆过程的差距，因此，热力学效率必然小于1。（ ） 9．要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析 ( ) 10. 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。（ ） 得分 三． 问答题（每小题5分，共20分） 1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。 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nB尔的NaCl(B) 溶于1kg水(A中,形成Vcm3溶液。求nB=0.5时各组元的偏摩尔体积。已知: 8 8 B 2. XXXX（宋体、小四，段落1.5倍行距） 3. XXXX（宋体、小四，段落1.5倍行距） …… ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉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 = 300x1 + 450x2 +x1x2(25x1 +10x2) J·mol-l 试求: (1)用x1表示的和； (2)无限稀释下液体的偏摩尔焓和的数值。 3. 计算自由度f：(1)水的三相点；(2)水-水蒸汽平衡；(3)乙醇-水汽液平衡；(4)戊醇-水汽液平衡(液相分层)。 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 4. 设各物质的初始含量CH4为1摩尔，H2O为2摩尔，CO为1摩尔，H2为5摩尔，试导出摩尔数ni和摩尔分率yi对ε的函数表达式。 一．选择题 （每小题2分，共20分） C D D D A B B C B B 二．判断题 （每小题2分，共20分） √ √ √ × × × × √ √ × 四． 简答题 （每小题5分，共20分） 1. 答：∆U = Q +W 稳流系统的热力学第一定律：∆H+1/2∆u2+g∆Z = Q +W 2. 答：对于特定的物质，它们是温度的函数。从统计力学分析，它们具有确切的物理意义。第二virial系数B表示两个分子碰撞或相互作用导致的与气体理想性的差异。第三virial系数C则反映三个分子碰撞或相互作用导致的与气体理想性的差异。 3. 答：拉乌尔定律：稀溶液中溶剂的蒸汽压等于同- -温 度下纯溶剂的饱和蒸汽压与溶液中溶剂的摩尔分数的乘积。PA= PASxA, 理想液体混合物:液态混合物中的任-组分在全部组成范围内(0≤x≤1)都符合拉乌尔定律。 亨利定律：在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质在气相中的平衡分压与其在溶液中的摩尔分数(或质量摩尔浓度)成正比。 pB =kB.mB 若有几种气体同时溶于同一溶剂中形成稀溶液时，每种气体的平衡分压与其溶解度的关系分别符合亨利定律。 4.答：所谓汽液平衡比就是:在汽液平衡中，组分i在汽相中的摩尔分数与液相中的摩尔分数的比值。 Ki=yi/xi 相对挥发度:两组分汽液平衡比的比值，即 αij= Ki/Kj= yi/xi/ yj/xj 四、计算题 （每小题10分，共40分） 1. 评分标准：写出公式给2分，一共两个公式 ，写出结果3分，一共两个结果 2. 评分标准：写出偏摩尔量和H1,H2 的公式给4分，四个结果每得出一个给1.5分。 3. (1) N: 1 相3， f=0， (2) N: 1 相2 f=1， (3) N: 2 相2 f=2 (4) N: 2 相3 f=1 评分标准： 每个结果给2.5 分 4. 评分标准：写出反应式给2分， 写出各物质反应进度推导公式各1分，结果各1分。 第12页