2007-化工熱力學(xué)期末考試閉卷A1及答案(DOC)

1、1南京工業(yè)大學(xué)化工熱力學(xué)化工熱力學(xué)試題（A）卷（閉）20062007年度第二學(xué)期使用班級(jí)化學(xué)工程與工藝專業(yè)04級(jí)2007.62007.6.班級(jí)學(xué)號(hào)姓名成績題號(hào)三四五總分得分一一單項(xiàng)選擇題（每題單項(xiàng)選擇題（每題 1 1 分，共分，共 4040 分）分）本大題解答（用本大題解答（用A或或B或或C或或D）請?zhí)钊胂卤碚執(zhí)钊胂卤? :題號(hào)12345678910答案題11121314151617181920答題21222324252627282930答案題號(hào)31323334353637383940答案1.關(guān)于化工熱力學(xué)應(yīng)用的下列說法中不正確的是（）A.可以判斷新工藝、新方法的可行性B.預(yù)測反應(yīng)的速率C.通

2、過熱力學(xué)模型，用易測得數(shù)據(jù)推算難測數(shù)據(jù)；用少量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推算大量有用數(shù)據(jù)D.相平衡數(shù)據(jù)是分離技術(shù)及分離設(shè)備開發(fā)、設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)2.超臨界流體是下列（）條件下存在的物質(zhì)A.高于TC和高于PCB高于TC和低于PCC低于TC和高于PCD.TC和PC3.純物質(zhì)的飽和液體的摩爾體積隨著溫度升高而增大， 飽和蒸汽的摩爾體積隨著溫度的升高而減小A.正確B.錯(cuò)誤4在壓力趨于零的極限條件下，所有的流體將成為簡單流體。A.正確B.錯(cuò)誤5.對應(yīng)態(tài)原理認(rèn)為，在相同的對比態(tài)下，所有物質(zhì)表現(xiàn)出相同的性質(zhì)。即（）A.若V,P相同，則 3 相同B.T,Z相同，則V相同rrrrrC.若P,3 相同，則V相同D.若T,P相同，則V

3、相同rrrrr6.關(guān)于建立狀態(tài)方程的作用，以下敘述不正確的是（）。A.可以解決由于實(shí)驗(yàn)的P-V-T數(shù)據(jù)有限無法全面了解流體P-V-T行為的問題。B可以解決實(shí)驗(yàn)的P-V-T數(shù)據(jù)精確度不高的問題。南京工業(yè)大學(xué)第2頁，共 8 頁2南京工業(yè)大學(xué)本卷第 1 頁，共 8 頁南京工業(yè)大學(xué)第 3 頁，共 8 頁3C.可以從容易獲得的物性數(shù)據(jù)（P、V、T、X）來推算較難測定的數(shù)據(jù)（H,U,S,G）D.可以解決由于P-V-T數(shù)據(jù)離散不便于求導(dǎo)和積分，無法獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)以外的P-V-T的問題。7純流體在一定溫度下,如壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓,則此物質(zhì)的狀態(tài)為（）A.飽和蒸汽B.飽和液體C.過冷液體D.過熱蒸汽8.剩

4、余體積MR的概念是表示同溫同壓下（）的差別，其表達(dá)式為（）。A.真實(shí)溶液與理想溶液；MR=M-MidB.真實(shí)氣體與理想氣體；MR=M-M*C.真實(shí)氣體與理想氣體；MR=M-MidD.真實(shí)溶液與理想溶液；MR=M-M*9對lmol符合P=RT/（V-b狀態(tài)方程的氣體，s/QV）T應(yīng)是（）A. R/（V-b）B.RC.-R/PD.R/Tl0.對單位質(zhì)量，定組成的均相流體體系，在非流動(dòng)條件下，錯(cuò)誤的熱力學(xué)基本關(guān)系式是（）。A.dH=TdS+VdpB.dU=SdT- -pdVC.dG=-SdT+VdpD.dA=-SdT- -pdV11. V和V分別為飽和蒸汽和飽和液體的體積，x為濕蒸汽干度，則濕蒸汽的

5、體積V為：glA.V=x（V-V）+VB.V=（V-V）+xVglggllC.V=x（V-V）+VD.V=（1-x）V+xVgllgl12.普遍化方法有普遍化壓縮因子圖法和普遍化維里系數(shù)法兩種方法，它的用處非常廣泛，可計(jì)算（），計(jì)算方便。這兩種方法的對比溫度、對比壓力的使用范圍是（）的。A.壓縮因子、剩余焓和剩余熵、逸度系數(shù);相同B壓縮因子、剩余焓和剩余熵、活度系數(shù);不同C.壓縮因子、剩余焓和剩余熵、逸度系數(shù);不同D.壓縮因子、剩余焓和剩余熵、活度系數(shù);相同13.利用麥克斯韋關(guān)系式，其目的是將難測的（）與易測的（）聯(lián)系起來。A.H，U，S，G；x,yB.逸度系數(shù)，活度系數(shù)；P、V、TC.H，U

6、，S，G；P、V、TD.逸度系數(shù)，活度系數(shù)；x,y14.關(guān)于偏摩爾性質(zhì)，下面說法中不正確的是（）A.偏摩爾性質(zhì)與溫度、壓力和組成有關(guān)B.偏摩爾焓等于化學(xué)位C.偏摩爾性質(zhì)是強(qiáng)度性質(zhì)D.偏摩爾自由焓等于化學(xué)位15.等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾焓隨A濃度的增加而增加，則B的偏摩爾焓將隨B濃度的增加而（）A.增加B.減小C.不變D.不一定16.理想溶液組分i以及在真實(shí)氣體混合物 P-0P-0 時(shí)組分i的逸度系數(shù)0分別等于（）iA.0，0B.1，1ii17.超額性質(zhì)的定義式為（）A.ME=M-M*。B.ME=M-MidC.0，1D.00iiiC.ME=M-MRD.ME=M-M0南京

7、工業(yè)大學(xué)第4頁，共 8 頁218.關(guān)于理想溶液的各種表達(dá)中錯(cuò)誤的是（）A.分子結(jié)構(gòu)相似，大小一樣；分子間的作用力相同；混合時(shí)沒有熱量和體積變化B.在全濃度范圍內(nèi)，每個(gè)組分均遵守Lewis-Randall定貝V。C.fid= =f0 xD.血血,AG,AV均為零；iii19.對理想溶液具有負(fù)偏差的體系中， 各組分活度系數(shù)Y（）。A1B.=0C.=1D.0，經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度才會(huì)降低JTC.在相同初態(tài)下，等熵膨脹溫度降比節(jié)流膨脹溫度降大D.任何氣體，經(jīng)節(jié)流膨脹后,溫度都會(huì)下降E.符合理想氣體行為的氣體不可用來做節(jié)流膨脹過程的制冷介質(zhì)。南京工業(yè)大學(xué)第 3 頁，共 8 頁528如被冷物系要求達(dá)-1

8、5C，則制冷循環(huán)中氨的適宜蒸發(fā)溫度為（）。A.-15C；B.-10C；C.-20C；D.-45C。南京工業(yè)大學(xué)第6頁，共 8 頁229._如當(dāng)?shù)乩鋮s水溫度為常年18C，則氨制冷循環(huán)的冷凝溫度應(yīng)。A.18C；B.8C；C.28C；D.48C。30.下列哪個(gè)條件不符合蒸汽壓縮制冷循環(huán)制冷劑的選擇要求（）。A.沸點(diǎn)低B.冷凝壓力低C.汽化潛熱大D.較低的臨界溫度31.同一熱機(jī)在夏天的熱機(jī)效率比在冬天的熱機(jī)效率（）A.相同B.低C.高D.不一定32.吸收式制冷循環(huán)中解吸器，換熱器，吸收器和泵這一系統(tǒng)的作用相當(dāng)于蒸汽壓縮制冷循環(huán)的（）A節(jié)流閥B膨脹機(jī)C壓縮機(jī)33.某氣體的P-V-T行為符合PV=RT+6

9、.4x104P方程。在25C,30MPa時(shí)將該氣體進(jìn)行節(jié)流膨脹，膨34.冬天，同樣使室溫由10C 升至20C,與電加熱器相比，空調(diào)不僅也能將消耗的電能轉(zhuǎn)化為熱量,而且能將空氣中的熱量傳到室內(nèi)，因此它比電加熱器更省電。A.正確 B.錯(cuò)誤35在一定的溫度和壓力下二組分體系汽液平衡的條件是（）。A孑孑V=/=/L；fV=fLB孑孑V=fV V；fL L=fL L11221212221212CfLL=f2 2V V；fj j=f2 2L LDfL=fv( (f 為混合物的逸度為混合物的逸度) )36. Wilson方程是工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的描述活度系數(shù)的方程。以下說法不正確的是（）A.適用于極性以及

10、締合體系B.不適用于液液部分互溶體系C.提出了局部摩爾分率的新概念D.它的超額自由焓模型是根據(jù)正規(guī)溶液為基礎(chǔ)的37.當(dāng)潛水員深海作業(yè)時(shí)，若以高壓空氣作為呼吸介質(zhì)，由于氮?dú)馊苋胙旱臐舛冗^大，會(huì)給人體帶來致命影響（類似氮?dú)饴樽憩F(xiàn)象）。根據(jù)下表中25C 下溶解在水中的各種氣體的亨利常數(shù) H,你認(rèn)為以（）和氧氣的混和氣體為呼吸介質(zhì)比較適合？氣體H/bar氣體H/bar氣體H/bar氣體H/bar乙炔1350一氧化碳5400氦氣126600甲烷41850空氣72950乙烷30600氫氣71600氮?dú)?7650二氧化碳1670乙烯11550硫化氫550氧氣44380A氦氣B二氧化碳C.乙烷請給出H2O(

11、l,100C,1atm)、H2O(g,100C,1atm)與也0(1,100C,2atm）的化學(xué)位“的大小順序?yàn)椋ǎ〢.H2O(l,100C,2atm)H2O(l,100C,1atm)H2O(g,100C,1atm)B.H2O(l,100C,2atm)H2O(l,100C,1atm)H2O(g,100C,1atm)C.H2O(l,100C,2atm)H2O(l,100C,1atm)=H2O(g,100C,1atm)脹后氣體的溫度（A上升；不能），因此（B下降）作為制冷介質(zhì)。（提示不能C.上升；能(dTA=J-TdP丿丿HD.下降；能T- -V1 酬丿酬丿) )PCB. .38.根據(jù)相平衡判據(jù)以

12、及（聖）（聖）= =v,dpTi南京工業(yè)大學(xué)第7頁，共 8 頁239.根據(jù) VantHoffVantHoff 等壓方程式，對吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)平衡常數(shù)（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少40.對反應(yīng)H2O OH H2+1/2O2，反應(yīng)開始時(shí)有4mol水蒸氣，如反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，有1molO2生成，則反應(yīng)進(jìn)度和H2的摩爾分?jǐn)?shù)分別是（）A.2，1/5B.1，2/5C.2，2/5D.1，1/5二填充題（本大題共二填充題（本大題共 2020 分，每格分，每格 1 1 分）分）1.本課程學(xué)過各種狀態(tài)方程如RK方程、理想氣體方程、vdW方程、SRK方程，請為它們的計(jì)算準(zhǔn)確度排序。2.

13、體系由一狀態(tài)到另一狀態(tài)變化過程中以方式進(jìn)行時(shí)，理論上可能產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功稱為此過程的理想功。3.Y Yi1的二元共沸物系,是具有壓力共沸點(diǎn)的物系。4._單位質(zhì)量穩(wěn)定流動(dòng)體系熱力學(xué)第一定理：；1）對流體通過換熱器的過程，該方程可簡化為；2）對流體通過泵、壓縮機(jī)等設(shè)備而且絕熱的過程，該方程可簡化為_；3）流體通過噴嘴獲得高速氣體（超音速），其速度表達(dá)式為。7真實(shí)氣體混合物的PVT性質(zhì)=純氣體的PVT關(guān)系式+規(guī)則。8._普通能量平衡是反映系統(tǒng)中能量的利用情況，有效能（）平衡是反映系統(tǒng)中能量的利用情況。1（dV）9._體積膨脹系數(shù)的定義式為：0二V喬）那么，理想氣體的體積膨脹系數(shù)為。丿

14、P10.在等溫、等壓下，若自由焓變化為時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過程將自動(dòng)進(jìn)行。811.利用方程，可以從某一組分的偏摩爾性質(zhì)求另一組分的偏摩爾性質(zhì)；并可檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)測得的混合物熱力學(xué)數(shù)據(jù)及建立的模型的正確性。12溶液中組分i的活度系數(shù)的定義是Yi=三計(jì)算題（本大題共40分）1.（10分）4.0MPa,500C 的過熱蒸汽，在透平中經(jīng)絕熱膨脹到0.04MPa的飽和蒸汽狀態(tài)，已知壓力/MPa溫度/K焓/kJ-kg-1熵/kJkg-1 K-1環(huán)境水0.1013298104.90.3674過熱蒸汽4.07733445.37.0901飽和水0.04309.4151.50.5210飽和蒸汽0.04309.42567.48.

15、3304請回答：（1）該過程可逆否？為什么？（2）該過程的等熵效率？（3）該過程的w.d、w、wL、熱力學(xué)效率n各是多少？id（facL（4）求膨脹前后蒸汽的變化 AEXX2.2.（10分）設(shè)有一制冷能力（冷凍量）為41800kJh的氨冷凍循環(huán)裝置，蒸發(fā)溫度-15C，冷凝溫度25C,過冷度為5C。假設(shè)壓縮機(jī)可逆絕熱運(yùn)行，膨脹為節(jié)流（等焓）過程。求：1）在T-S圖上表示此循環(huán)過程；2）每小時(shí)制冷劑的循環(huán)量；3）壓縮機(jī)功耗；4）循環(huán)制冷系數(shù)。（已知壓縮機(jī)進(jìn)出口處氨的焓分別為1644kJ/kg，1866kJ/kg，冷凝器出口過冷氨的焓是514.6kJ/kg.）3.3.（10 分）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到25C

16、，1atm下一二元溶液的摩爾體積可用下式表示：V=300-90 x-10 x3oV 單位是m3,X1是組分1的摩爾分?jǐn)?shù)。求該溫度壓力下，111（1）V,V；（2 2）V8,V8；（3）V，V；（4）混合過程焓變混合過程焓變AV；（5）超額焙超額焙VE；標(biāo)準(zhǔn)態(tài)按121212Lewis-Randall定則。4.4.（10分）純液體A與B在90C 時(shí)蒸汽壓力為Ps=1000mmHg，Ps=700mmHg，已知A與BABGe形成的二元溶液超額自由焓GE模型為=xx，汽相為理想氣體，問：RTAB（1）lny,lny的組成函數(shù)表達(dá)式是什么？AB（2）與50（mol）A及50（mol）B的液相混合物平衡的蒸

17、汽總壓為多少？（3）能否生成共沸物？如生成的話，恒沸點(diǎn)是最高點(diǎn)還是最低點(diǎn)？為什么？如已知In丫=8x2，導(dǎo)出lny的組成函數(shù)表達(dá)式。ABB13.純物質(zhì)T-S圖的拱形曲線下部稱.區(qū)。9化工熱力學(xué)化工熱力學(xué)試題答案（A卷）（20062007年度第二學(xué)期）使用班級(jí)化學(xué)工程與工藝專業(yè)04級(jí)單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共40分）題號(hào)12345678910答案BAABDBDBCB題號(hào)1112131415161718192010答案CCCBACBDDB題號(hào)21222324252627282930答案DCCCAADCCD題號(hào)31323334353637383940答案BCAAADADAC二.填空題（每空1分,共2

18、0分）1.SRKRKvdW理想氣體方程2完全可逆3最高14.AH+-Au2+gAz=Q+W2s1）AH=Q；2）AH=；3）役役= =、2H-里里）5.1。6D利用利用丫丫8, ,丫丫8數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)力利用某一濃度下的力利用某一濃度下的Y，Y數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 3）利用共沸點(diǎn)數(shù)據(jù)）利用共沸點(diǎn)數(shù)據(jù)12124）由一套實(shí)驗(yàn)由一套實(shí)驗(yàn)VLEVLE數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合：7.混合。8.數(shù)量；質(zhì)量9.1/T10. 0 是不可逆的。是不可逆的。2 分分)總體環(huán)總體環(huán)S= =SGx)+ +Sx2 lg1 頁共 4 頁S=S2 1Yii11x= =H2 S 一一 S7.0901 一一 0.52102 1= =S 一一 S8.

19、3304 一一 0.5210= =Hx)+ +Hxlg= =0.8251= =151.5x x0.1748+ +2567.4x x0.8251= =2144.84kJ/kgW”，H 一一 Hn= =s，透，透平平，不，不= =12S，透平透平一一 WH 一一 HS，透平透平，可可 123445.3 一一2567.43445.3 一一2144.8123) )W=( (H一一H) )- -T( (S-S) )id21021=(2567.4-3445.3)-298(8.3304-7.0901)=-12475k/kg( (分分W=AH一一Q=AH=(2567.4-3445.3)=-8779kJ/kg( (1 分分) )W=TAS=298x1.24=369.52kJ/kga 分分) )4E= =T( (S-S)-()-(H一一H) )x100101E=T( (S-S) )- -( (H- -Hx200202AE=EEx12x2叫叫= =T( (S-S) )- -( (H- -H) )- - T( (S-S) )- -( (H- -H) ) 0020200101= =W=-1247.5kJ/kg(2分分)2（10分1如左圖（2分）2)m= =Q0/q0= =41800/(H1- -H5)=41800/(1644- -514.6)= =37Kg/h(3分分)3)P