2008-化工热力学期中考试试卷-答案

第1页共6页一、单项选择题（每题1分，共30分）：1．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。2．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（）。A．B=B0ωB1B．B=B0ω+B1C．BPC/（RTC）=B0+ωB1D．B=B0+ωB13．下列关于GE关系式正确的是（）。A.GE=RT∑XilnXiB.GE=RT∑XilnaiC.GE=RT∑XilnγiD.GE=R∑XilnXi4．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（）。A.iiGB.dTSdPVGdiii；C.ijnPTiinnGG,,D.ijnnVTiinnGG,,5.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。6．泡点的轨迹称为（），露点的轨迹称为（），饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为（）。A.饱和汽相线，饱和液相线，汽液共存区B.汽液共存线，饱和汽相线，饱和液相区C.饱和液相线，饱和汽相线，汽液共存区7．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。8．范德华方程与R－K方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V值是。A、饱和液体体积B、饱和蒸汽体积C、无物理意义D、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积9．可以通过测量直接得到数值的状态参数是。A、焓B、内能C、温度D、熵题号12345678910答案BCCDDCDBCD题号11121314151617181920答案BDCBCDAAAB题号21222324252627282930答案ABCABCDABB第2页共6页10．对于流体混合物，下面式子错误的是。A、ixiMMi0limB、iiiVPUHC、理想溶液的iiVViiUUD、理想溶液的iiSSiiGG11．由纯组分形成理想溶液时，其混合焓ΔHid。A.0；B.=0；C.0；D.不确定。12．体系中物质i的偏摩尔体积iV的定义式为：。A.ijnvTiiinVV,,][B.ijnvTiinVV,,][总C.ijnpTiiinVV,,][D.ijnpTiinVV,,][总13．混合气体的第二维里系数A.T和P的函数B.仅为T的函数C.T和组成的函数D.P和组成的函数14．下列论述错误的是。A．P-R方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。B.R-K方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。C.活度系数可以大于1也可小于1。D.压缩因子可以大于1也可小于1。15．混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是。A.iifxf；B.iff；C.lniiixfxfln；D.ln0lnfxfi16．纯物质临界点时，对比温度Tr。A.＝0；B.1；C.1；D.=1。17．当潜水员深海作业时，若以高压空气作为呼吸介质，由于氮气溶入血液的浓度过大，会给人体带来致命影响（类似氮气麻醉现象）。根据下表中25℃下溶解在水中的各种气体的亨利常数Ｈ，你认为以（）和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合？气体H/bar气体H/bar气体H/bar气体H/bar乙炔1350一氧化碳5400氦气126600甲烷41850空气72950乙烷30600氢气71600氮气87650二氧化碳1670乙烯11550硫化氢550氧气44380A氦气B二氧化碳C．乙烷D．甲烷18.在373.15K和101325Pa下水的化学位与水蒸气化学位的关系为(A)μ(水)＝μ(汽)(B)μ(水)＜μ(汽)(C)μ(水)＞μ(汽)(D)无法确定19．298K下，将两种液体恒温恒压混合，形成理想液态混合物，则混合前后下列热力学性质的变化情况为：(A)∆S0，∆G0(B)∆S=0，∆G0(C)∆S0，∆G0(D)以上均不对20在同一温度下，单组分体系T—S图上各等压线随熵值的增大，压力将（）A．增大B．减小C．不变D．不一定21.偏摩尔性质是（）第3页共6页A．强度性质B．容量性质C．超额性质D．剩余性质22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浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将随A浓度的改变：()A.增加B.减小C.不变D.不一定23..利用麦克斯韦关系式，其目的是将难测的（）与易测的（）联系起来。A.H，U，S，G；x,yB.逸度系数，活度系数；P、V、TC.H，U，S，G；P、V、TD.逸度系数，活度系数；x,y24.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25.对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下，错误的热力学基本关系式是（）。A．dH=TdS+VdpB．dU=SdT–pdVC．dG=-SdT+VdpD．dA=-SdT–pdV26.Vg和Vl分别为饱和蒸汽和饱和液体的体积，x为湿蒸汽干度，则湿蒸汽的体积V为：A.V=x(Vg-Vl)+VgB.V=(Vg-Vl)+xVlC.V=x(Vg-Vl)+VlD.V=(1-x)Vg+xVl27.对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数γi（）。A．1B.=0C.=1D.128.对1mol符合)/(bVRTP状态方程的气体，)/(VST应是（）A.R/（V-b）B.RC.-R/PD.R/T29.本课程学过各种状态方程如RK方程、理想气体方程、vdW方程、SRK方程，PR方程，请为它们的计算准确度排序。A．RKPRSRKvdW理想气体方程;B．PR≈SRKRKvdW理想气体方程;C．PRvdWSRKRK理想气体方程;D．SRKRKPRvdW理想气体方程;30.在P-V图上，从过热蒸气的状态点a出发，达到过冷液体的状态点d，可以是均相的途径(a→b→c→d)，也可以是非均相的途径(a→b’→c’→d)。请指出相应正确的P-T图为.第4页共6页A.B.C．D.二、填充题（每空1分，共25分）1．纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于___0______。2．剩余性质是指在相同的温度和压力下真实气体与理想气体热力学性质之差。3.超额性质是指真实溶液与理想溶液热力学性质之差。4．溶液中组分i的活度系数的定义是i=idiiiiiiifˆ/fˆfx/fˆx/aˆ。5．某气体温度为T℃，其临界温度为TC℃，给气体加的压力P足够大，则气体能被液化的温度条件是TTC。6．检验汽液平衡数据可靠性的基本公式为Gibbs-Duhem方程，其形式为0MdxiN0ii。7．在真实气体混合物P→0时，组分i的逸度系数i等于1。8．三参数对比状态原理中，三参数是指Tr,Pr,ω。9.混合法则描述的是混合物的虚拟参数与所含纯组分以及组成之间的关系,它的提出是为了解决混合物热力学性质的计算问题。10.偏心因子的定义是，其物理意义是表示分子与简单的球形流体在形状和极性方面的偏心度。。11.体积膨胀系数的定义式为：PTVV1那么，理想气体的体积膨胀系数为1/T。12.在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质iMMiiMxM)x/fˆln(iifln)/ˆln(lniiixfxfiˆlnlniixˆlnln㏑γiRTGE/iiExRTGln/13．逸度的标准态有两类，1）以Lewis-Randall规则为定则，例如25℃,1atm下盐酸中的水；2）以Henry规则为定则，例如25℃,1atm下盐酸中的HCl；14.混合性质变化的定义0iiMMxM。000.1)Plg(7.0Tsrr第5页共6页三、判断题（请在正确的题后括号内画“√”,错误的画“×”）（10分）1．维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。(×)2．对于理想混合物，VGH,,均为零。(×)3．对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。(√)4.理想溶液的混合性质和超额性质相同。(×)5．混合物体系达到汽液平衡时，总是有livilvliviffffff,,ˆˆ。(×)6．化学位可表示成四个偏导数形式，每个偏导数都是偏摩尔性质。（×）7．对于理想溶液，所有超额性质皆等于零。（×）8.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。(×)9.等温、等压下的N元混合物的Gibbs-Duhem方程的形式之一是0ln0iiNiidxdx。(×)10.温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和，总内能为原两气体内能之和，总熵为原来两气体熵之和。(×)四、计算题（共35分）1．（10分）已知0.03Mpa时测得某蒸汽的质量体积为4183cm3.g-1，请求出单位质量的H、S和G函数各是多少？0.03Mpa（50℃）时水的饱和汽、液相性质性质M饱和液相lM饱和汽相gMV/cm3.g-11.02235229H/J.g-1289.302625.4S/Jg-1K-10.94417.7695。3(1)(1)0.00102235.2294.183m/kg=0.8slsvxvxvxvxxx(3分)(1)(10.8)289.300.82625.42158.18kJ/kgslsvxhxhxh(2分)(1)(10.8)0.94410.87.76956.4044kJ/(kgK)slsvxsxsxs(2分)2158.18323.156.404488.60kJ/kgxxxghTs(3分)2．（10分）在298K和0.1MPa下二元系焓变已知molJHmolJHxxxxH/627/418)2(9.20212121x为摩尔分数以Lewis—Randall定则为基准，第6页共6页求：（1）1H，2H(4分)；2）无限稀释偏摩尔值1H，2H(3分)；（3）1H，2H(3分)molJHHHmolJHHmolJHHHmolJHHxxxxdxHdxHHxxxxxdxHdxHHxxxxdxHdxxxxxxHxx/8.6688.41627/8.41lim/9.4389.20418/9.20lim8.41)31)(9.20()1(9.20)132(9.20)31)(9.20)(1()31(9.20)1()31(9.20)2()1(9.20))1((9.20)2(9.20222202111101312112111221312113111131112112112121213．（15分）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。，，fffRTGElnˆln,ˆln/,ln212（均以Lewis-Randall定则为标准状态。)（15分）(2分)解：(3分)(2分)(2分)(3分)(3分)21212221iiExAxAxxAxx)lnx(RTG212Axln0lndxDGN0iii方程：根据0lndxlndx2211AxlnAxflnxlnAxfˆlnAx)fxfˆln(ln