化工热力学习题答案-第一至五、第七章

第一章绪论一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)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、(1分)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。3、(1分)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.相平衡研究参考答案一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)C2、(1分)B3、(1分)C第二章流体的PVT关系一、选择题(共17小题，17分)1、(1分)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2、(1分)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Pc3、(1分)对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于。A.0B.1C.2D.34、(1分)0.1Mpa,400K的2N1kmol体积约为__________A3326LB332.6LC3.326LD33.263m5、(1分)下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是__________AKkmolmPa/10314.833B1.987cal/kmolKC82.05Katmcm/3D8.314KkmolJ/6、(1分)超临界流体是下列条件下存在的物质。A高于TC和高于PCB．高于TC和低于PCC．低于TC和高于PCD．TC和PC7、(1分)理想气体从同一初态V1作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积V’2相比。A.V2V’2B.V2=V’2C.V2V’2D.不确定18、(1分)纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于__________。9、(1分)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.RT10、(1分)0.1Mpa,400K的Ｎ2１kmol体积为。A.3326LB.332.6LC.3.326LD.33.26m311、(1分)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12、(1分)混合气体的第二维里系数A.仅为T的系数B.T和P的函数C.T和组成的函数D.P和组成的函数13、(1分)Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是,式中B0，B1可由Tr计算出。A.B=B0B1ωB.B=B0+B1ωC.BPc/RTc=B0+B1ωD.B=B0ω+B114、(1分)Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是,式中B0，B1可由Tr计算出。A.B=B0B1ωB.B=B0+B1ωC.BPc/RT=B0+B1ωD.B=B0ω+B115、(1分)纯物质临界点时，其对比温度Tr（）。A=0B．0C．0D．=116、(1分)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.RT17、(1分)混合气体的第二维里系数A.仅为T的系数B.T和P的函数C.T和组成的函数D.P和组成的函数二、填空题(共6小题，7分)1、(1分)在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称。2、(2分)纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率__________，曲率为__________。3、(1分)纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于__________。4、(1分)用状态方程EOS可以计算压缩因子z、等性质。5、(1分)描述流体PVT关系的立方型状态方程是__________三次方的物态方程。6、(1分)剩余性质的定义是'M=________________________。三、判断题(共2小题，2分)1、(1分)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、(1分)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。()四、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)偏心因子2、(3分)R-K方程(Redlich-Kwong方程)五、简答题(共2小题，9分)11、(5分)简述纯物质体系P-T图上特征点、线和区的含义。2、(4分)甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。（4分）物质临界温度临界压力正常沸点燃烧值Tc，℃Pc，atmTB，℃kJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.4参考答案一、选择题(共17小题，17分)1、(1分)D2、(1分)A3、(1分)A4、(1分)D5、(1分)A6、(1分)A7、(1分)A8、(1分)零9、(1分)D10、(1分)D11、(1分)A12、(1分)C13、(1分)C14、(1分)C15、(1分)D16、(1分)ｄ17、(1分)C二、填空题(共6小题，7分)1、(1分)三相点2、(2分)0,03、(1分)零4、(1分)逸度系数、剩余性质5、(1分)体积6、(1分)M-M'(T,P一定)三、判断题(共2小题，2分)1、(1分)√2、(1分)×四、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)000.1)lg(7.0rTsrP表示分子与简单的球形流体（氩，氪、氙）分子在形状和极性方面的偏心度。2、(3分)无五、简答题(共2小题，9分)1、(5分)无2、(4分)（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度，也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。第三章流体的热力学性质一、选择题(共7小题，7分)1、(1分)对理想气体有（）。0)/.(TPHA0)/.(TPHB0)/.(TPHC0)/.(PTHD2、(1分)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+VdpC．dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp3、(1分)对1mol符合)/(bVRTP状态方程的气体，TPS)(应是（）A.R/V；B.R；C.-R/P；D.R/T。4、(1分)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)5、(1分)对理想气体有A.(∂H/∂P)T0B.(∂H/∂P)T0C.(∂H/∂P)T=06、(1分)对理想气体有（）。0)/.(TPHA0)/.(TPHB0)/.(TPHC0)/.(PTHD7、(1分)对1mol理想气体TVS)(等于__________AVRBVRCRpDRp二、填空题(共3小题，3分)1、(1分)常用的8个热力学变量P、V、T、S、h、U、A、G可求出一阶偏导数336个，其中独立的偏导数共112个，但只有6个可通过实验直接测定，因此需要用将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来。2、(1分)麦克斯韦关系式的主要作用是。3、(1分)纯物质T-S图的拱形曲线下部称区。三、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)剩余性质：2、(3分)广度性质四、简答题(共1小题，5分)1、(5分)简述剩余性质的定义和作用。（5分）五、计算题(共1小题，12分)1、(12分)（12分）在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和箭头方向），并说明过程特点：如ΔG=0（1）饱和液体节流膨胀；（3分）（2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；（3分）（3）从临界点开始的等温压缩；（3分）（4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。（3分）参考答案一、选择题(共7小题，7分)1、(1分)C2、(1分)A3、(1分)C4、(1分)A5、(1分)C6、(1分)C7、(1分)B二、填空题(共3小题，3分)1、(1分)Maxwell关系式2、(1分)将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来.3、(1分)气液平衡共存三、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)*MMMR指气体真实状态下的热力学性质M与同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。2、(3分)无四、简答题(共1小题，5分)1、(5分)剩余性质定义，*MMMR指气体真实状态下的热力学性质M与同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。如果求得同一T，P下MR，则可由理想气体的M*计算真实气体的M或ΔM。五、计算题(共1小题，12分)1、(12分)(1)∆H=0(2)∆S=0(3)∆T=0(4)∆P=0第四章溶液的热力学性质一、选择题(共21小题，21分)1、(1分)下列各式中，化学位的定义式是()jjjjnnSTiinTPiinnSnViinnSPiinnUDnnACnnGBnnHA,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.　　　　　　　　　　　　　　2、(1分)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。3、(1分)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.偏摩尔自由焓等于化学位。4、(1分)在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（）。为混合物的逸度）　　；　　；　　　　；　　Ｌ２Ｖ１Ｖ２Ｌ１Ｌ２Ｌ１Ｖ２１２２fffDffffCffffBffffAVLVLVLV(.ˆˆˆˆ.ˆˆˆˆ.ˆˆˆˆ.115、(1分)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A浓度的减小而减小，则B的偏摩尔体积将随A浓度的减小而()A.增加B.减小C.不变D.不一定6、(1分)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=-TSE7、(1分)苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，V(--)1=89.99cm3/mol，V(--)2=111.54cm3/mol，则过量体积VE=cm3/mol。A.0.24B.0C.-0.24D.0.558、(1分)下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为。iiA.G=μB.iiidG=Vdp-SdTjiiT,P,nC.GnG/nijiiT,nv,nD.GnG/ni9、(1分)下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是nmol溶液性质，nM=。01234560123456STiiA.nMiiB.xMiC.xMiiiD.nM10、(1分)在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（）(A)μ(水)＝μ(汽)(B)μ(汽)＞μ(水)(C)μ(水)＞μ(汽)(D)无法确定11、(1分)关于理想溶液，以下