化学工程与工艺专业《化工热力学》模拟考试考题B

1华东理工大学20-20学年第学期《化工热力学》课程模拟考试试卷B开课学院：化工，专业：化学工程与工艺考试形式：闭卷，所需时间：120分钟考生姓名：学号：班级：任课教师：题序一二三四总分得分评卷人一、是非题（共24分，每小题2分，对的打√，错的打×）1.纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液体。()2.纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，ddlnGRTf。()3.Gibbs-Duhem方程可以用来检验热力学实验数据的一致性。()4.对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。()5.因EG(或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上i与压力无关。()6.在二元系统的汽液平衡中，若组分1是轻组分，组分2是重组分，则11yx，22yx。()7.在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的Gibbs函数相等。()8.对于理想溶液，i组分在溶液中的逸度系数和i纯组分的逸度系数相等。()9.能量平衡关系2s12HugzQW对任何系统、任何过程均适用。()10.可逆过程的有效能守恒。()11.合理用能的总则是按质用能，按需供能。()12.化学反应的标准Gibbs自由焓变化G可以用来判断反应进行的方向。()二、单项选择题（共20分，每小题2分）1.下列方程中不是活度系数关联式为（）。(A)VanLaar方程(B)Wilson方程(C)理想气体状态方程(D)NRTL方程2.从工程实际出发，合理用能分析的实质是（）。(A)过程是否最经济(B)损耗功最小(C)能耗最小(D)理想功最小23.温度为T下的过热纯蒸汽的压力p（）。(A)大于该温度下的饱和蒸汽压sp(B)小于该温度下的饱和蒸汽压sp(C)等于该温度下的饱和蒸汽压sp(D)以上说法都不对4.Gibbs函数变化与p-V-T关系为igx,lnGTpGRTp，则xG的状态应该为（）(A)T和p下纯理想气体(B)T和单位压力下的纯理想气体(C)T和零压下的纯理想气体(D)以上说法都不对5.一定T、p的二元等物质量的混合物，其组分逸度系数分别为0.11ˆe，0.22ˆe，已知m1ˆlnlnNiiiy，则混合物的逸度系数m为()。(A)22.01.0ee；(B)e20.20.1-；(C)22.01.0ee；(D)e-20.20.16.下列偏导数中，偏摩尔量iM的正确表达是：（）(A)[],,()jiiTpnnMn,(B),,()jiiTnVnnMn,(C),,()jiinSnVnnMn,(D),,()jiinSpnnMn7.气液平衡计算关系式sLssˆexpdipiiiiiiipVpyxppRT，(i=1,2,…,N)，当气体为理想气体，液相为非理想溶液时，上式可简化为（）。(A)LssˆexpiiiiiiiVpyxppRT(B)ssˆiiiiiipyxp(C)siiipyxp(D)siiiipyxp8.某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，所产生的功为24kJ，试问流体的熵变（）。(A)小于零(B)大于零(C)等于零(D)说不清楚9.稳定流动系统的能量累积为零，熵的累积则（）。(A)大于零；(B)不确定；(C)小于零(D)等于零10.容器中开始有物质的量为0nmol的水蒸气，当分解成为氢气和氧气的反应进3度为时，氧气的摩尔分数为（）（已知：ddiin）(A)5.000nn(B)5.00n(C)5.05.00n(D)05.0n三、计算题（共50分）1．（8分）用SRK方程计算3.76MPa、353K下氨的气相摩尔体积。已知：(1)SRK方程为()RTapVbVVb，其中：cr()aaT22ccc0.42748RTap20.5rr()1(0.481.5740.176)(1)TTcc0.08664RTbp。(2)可供参考的迭代计算式为：(1)()()kkkRTVbapVVb，初值可选用理想气体计算。(3)氨的临界参数为：c405.3KT，c11.318MPap，0.25542．（8分）25℃和0.1MPa下组分1和组分2形成溶液，其体积可由下式表示：23-111120208cm.molVxx，式中1x为组分1的摩尔分数。试求：（1）12,VV的表达式；（2）12,VV的值。已知：二元系统的偏摩尔量和摩尔量之间的关系可写为：111d1dMMMxx，211ddMMMxx。53．（12分）对于组分A、B组成的二元溶液，汽相可看作理想气体，液相为非理想溶液，溶液的过量Gibbs自由焓与组成的关系可表示为：EAB0.75GRTxx。已知300K下ssAB1.866kPa,3.733kPapp。试求：该温度下当液相组成为xA=0.2时的汽相组成和压力。假设此系统符合低压下汽液平衡关系siiiipypx(i=1,2)。(已知：活度系数lni为EGRT的偏摩尔量，即满足关系式[]E,,lnjiiiTpnGRTn)。4、（12分）某换热器完全保温，热流体的流量为-10.042kgs，进出换热器时的温度分别为150℃、35℃，其恒压比热容为-1-14.36kJkgK，冷流体进出时的温度分别为25℃、110℃，其恒压比热容为-1-14.69kJkgK。试计算此换6热器的损耗功LW。已知大气温度为25℃，气体按理想气体近似计算。已知：稳流过程的热力学第一定律sHQW；热力学第二定律fg0iijjijmSmSSSinout；损耗功LgWTS，理想气体的焓变和熵变计算式分别为：pHcT，2211lnlnpTpScRTp。5、（10分）某蒸汽压缩制冷循环，制冷量4-10410kJhQ，蒸发室温度为-10℃，若冷凝器用水冷却，冷却水进口温度为8℃，循环水量无限大，请设计一套功耗最小的循环装置，并计算制冷循环消耗的最小功。若用空气来冷却冷凝，室温为25℃，消耗的最小功又是多少？已知制冷系数定义为0sQW。7四、证明与推导题（6分）试运用热力学基本方程及基本关系式证明下式成立：(a)(4分)2pGTHTT；(b)(2分)TGTVpT已知：dddGSTVp；GHTS