(完整word版)化工熱力學(xué)期末考試A卷及答案

1、南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁化工熱力學(xué)期末試題(A)卷20072008年使用班級化學(xué)工程與工藝專業(yè)05級班級學(xué)號姓名成績一選擇純物質(zhì)在臨界點處的狀態(tài)，通常都是D。氣體狀態(tài)B.液體狀態(tài)C.固體狀態(tài)D.氣液不分狀態(tài)關(guān)于建立狀態(tài)方程的作用，以下敘述不正確的是B。A.可以解決由于實驗的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可以解決實驗的P-V-T數(shù)據(jù)精確度不高的問題?？梢詮娜菀撰@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)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)點以外的P-V-T的問題。3虛擬臨界常數(shù)法是將混合物看成一

2、個虛擬的純物質(zhì)，從而將純物質(zhì)對比態(tài)原理的計算方法用到混合物上。.A。A.正確B.錯誤甲烷Pc=4.599MPa，處在Pr=0.6時，甲烷的壓力為。7.665MPaB.2.7594MPa；C.1.8396MPa理想氣體的壓縮因子Z=1,但由于分子間相互作用力的存在，實際氣體的壓縮因子C。A.小于1B.大于1C.可能小于1也可能大于1對于極性物質(zhì)，用C狀態(tài)方程計算誤差比較小，所以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。A.vdW方程，SRK；B.RK,PRC.PR,SRKD.SRK，維里方程正丁烷的偏心因子錯誤/未找到引用源o=0.193,臨界壓力P=3.797MPa則在T=0.7時的蒸汽壓crTOC o 1-5

3、h z為Ps=P10-1-=0.2435MPa。cA.正確B.錯誤剩余性質(zhì)Mr的概念是表示什么差別的B。A.真實溶液與理想溶液B.理想氣體與真實氣體C.濃度與活度D.壓力與逸度9對單位質(zhì)量，定組成的均相流體體系，在非流動條件下有。dH=TdS+VdpB.dH=SdT+VdpC.dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp對1mol符合VanderWaals狀態(tài)方程的氣體，有。A.(dS/dV)T=R/(v-b)B.(dS/dV)T=-R/(v-b)C.(dS/dV)T=R/(v+b)D.(dS/dV)T=P/(b-v)吉氏函數(shù)變化與P-V-T關(guān)系為GigSP)-Gx=RTlnP，則Gx的狀

4、態(tài)應(yīng)該為o12AT和P下純理想氣體BT和零壓的純理想氣體CT和單位壓力的純理想氣體定。關(guān)于偏摩爾性質(zhì)，下面說法中不正確的是A.純物質(zhì)無偏摩爾量B.T,P一定，偏摩爾性質(zhì)就C.偏摩爾性質(zhì)是強度性質(zhì)D.強度性質(zhì)無偏摩爾量。13活度的表達式AA.fi/fioaaidB.f/fC.fi/fioC.iiD.fi/fid14.的偏摩爾體積將隨A濃度的減小而.A.增加B.減小D.不一定15.苯（1）和環(huán)己烷（2）在303K,0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此條件下V1=89.96cm3/mol,VV1=89.99cm3/mol,2=111.54cm3/mol,則過量體積Ve=AV2=109.4cm

5、3/mol，1=89.99cm3/mol，AC.0.24-0.24B.0D.0.5516在AC.373.15K和2atm卩（水）=卩（汽）M水）M汽）下水的化學(xué)位與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為Bb.M汽）M水）D.無法確定17.二元非理想極稀溶液，其溶質(zhì)和溶劑分別遵守A。A.Henry定律和Lewis-Randll規(guī)則.B.Lewis-Randll規(guī)則和Henry定律.C.拉烏爾規(guī)則和Lewis-Randll規(guī)則.D.Lewis-Randll規(guī)則和拉烏爾規(guī)則.18.能用于汽液平衡同時計算汽相和液相體積的狀態(tài)方程是丄。A.SRK方程B.PV=RTC.范德華方程D.截斷維里方程19.立方型狀態(tài)方程計算V時

6、如果出現(xiàn)三個根，則最大的根表示。A.飽和液相摩爾體積B.飽和汽相摩爾體積C.無物理意義20.混合物的逸度f與組分逸度i之間的關(guān)系DA.f=為X-fi工B.f=21.cm3/mol。c.f=工xJnfiD.lnf=xlnf/xiii偏摩爾性質(zhì)的表達式為A.jHiC.5（nH）dxiT,P,njHiB.jHi等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨A濃度的減小而減小，則BA。C.不變南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁南京工業(yè)大學(xué)第3頁共6頁TOC o 1-5 h z不可逆過程中孤立體系的D。A.總熵總是增加的，也是增加的。B.總熵總是減少的，也是減少的。C.總熵是減少

7、的，但【訴是增加的。D總熵是增加的，但【訓(xùn)是減少的。封閉體系經(jīng)過一變化，體系從25C恒溫水浴吸收熱量8000kJ，體系熵增25kJ/K，則此過程是C。A可逆的B.不可逆的C不可能的體系從同一初態(tài)到同一終態(tài)，經(jīng)歷二個不同過程，一為可逆過程，一為不可逆過程，此二過程環(huán)境熵變存在A。A.（AS環(huán)）可逆（AS環(huán)）不可逆B.（AS環(huán)）可逆（AS環(huán)）不可逆C.（AS環(huán)）可逆=（AS環(huán)）不可逆D.（AS環(huán)）可逆=0在101.3kPa下四氯化碳（1）-乙醇（2）體系的恒沸點是x二0.613和64.95C，該溫度下兩組1分的飽和蒸汽壓分別是73.45和59.84kPa，恒沸體系中液相的活度系數(shù)為A。A.Y二1.

8、3&丫二1.693B.Y二0.3&丫二0.693c.丫二1.83,丫二1.369121212某壓縮制冷裝置的制冷劑在原冷凝器中因冷卻介質(zhì)改變，比原冷凝壓力下的飽和溫度低了5度，則制冷循環(huán)A。A.冷量增加，功耗不變B.冷量不變，功耗減少C.冷量減少，功耗減小D.冷量增加，功耗增加氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱膨脹，對外作功，如忽略宏觀動能，位能變化，無摩擦損失，則此過程氣體焓值B。A.增加B.減少C.不變D.不確定吸收式制冷循環(huán)中解吸器，換熱器，吸收器和泵這一系統(tǒng)的作用相當(dāng)于另一類制冷循環(huán)的CA.節(jié)流閥B.膨脹機C.壓縮機關(guān)于做功和加熱本領(lǐng)的描述，不正確的C。壓力相同，過熱蒸汽的做功本領(lǐng)比飽和蒸汽大。溫度相同

9、，高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低壓蒸汽強。溫度相同，高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽強。放出的熱相同，高溫高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低溫低壓蒸汽的大。TOC o 1-5 h z損失功也是過程可逆與否的標(biāo)志，因此有C。A.WL=T*ASB.WL=T*ASC.WL=T*SD.WL=-T*AS0體0環(huán)0總0總理想的Rankine循環(huán)工質(zhì)是在汽輪機中作膨脹A.等溫B.等壓C.等焓D.等熵相同的壓力下，對外作功的絕熱膨脹比節(jié)流膨脹溫度降低程度A。A.大B.小C.相同制冷劑進入壓縮機時的狀態(tài)是C。A.流體B.汽液混合狀態(tài)C.飽和蒸汽或過熱蒸汽評價蒸汽壓縮制冷循環(huán)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)是D。A.單位制冷量B.制冷劑每小時循環(huán)量C.壓

10、縮機消耗功率D.制冷系數(shù)吸收式制冷是消耗B而實現(xiàn)制冷的目的A.功B.熱能C.機械能對同一朗肯循環(huán)裝置，如果提高蒸汽的過熱度，則其熱效率CA.有所提高，乏氣干度下降B.不變，乏氣干度增加C有所提高，乏氣干度增加D.熱效率和干度都不變關(guān)于制冷原理，以下說法不正確的D。A.任何氣體，經(jīng)等熵膨脹后,溫度都會下降。B.只有當(dāng)M0，經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度才會降低。JT在相同初態(tài)下，等熵膨脹溫度降比節(jié)流膨脹溫度降大。任何氣體,經(jīng)節(jié)流膨脹后，溫度都會下降。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)選CA.18C；B.8C；C.28C；D.48C。同一熱機在夏天的熱機效率比在冬天的熱機效率B。A.相

11、同B.低C.高D.不一定卡諾制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與B有關(guān)。A.制冷劑的性質(zhì)B.制冷劑的工作溫度C.制冷劑的循環(huán)速率D.壓縮機的功率41.穩(wěn)態(tài)流動過程的理想功僅取決于體系的初態(tài)與終態(tài)及環(huán)境溫度T0而與具體的變化途徑無關(guān)。A。A.正確B.錯誤42.Wilson活度系數(shù)關(guān)聯(lián)式基于A。A.無熱溶液理論B.正規(guī)溶液理論C.理想溶液理論D.電解質(zhì)溶液理論下列二元系統(tǒng)的活度系數(shù)表達式,卩為常數(shù)），可接受的是_DA.Yx,yx1122C.Inyx,Iny=Bx1221B.y二1+ax,y二1+Bx1221D.lny=ax2,lnyx21221Henry規(guī)貝C。A.適用于理想溶液的溶質(zhì)和溶劑；B.僅適用于溶質(zhì)組分

12、;C.適用于稀溶液的溶質(zhì)組分45.90C，1atm下苯（1）-甲苯（2）汽液平衡系統(tǒng)可視為完全理想系。此條件下蒸汽壓為：p；=1.343atm，p2=0.535atm，則汽液平衡組成中叮1分別是AA.0.576,0.7730.773,0.5760.424,0.2270.227,0.42446容積lm3的剛性封閉容器中盛有水與水蒸汽混合物，其壓力p=4bar，質(zhì)量為5kg，則干度x=TOC o 1-5 h zC。A.0.569B.0.659C.0.431D.0.341二元氣體混合物的摩爾分數(shù)y=0.3，在一定的T,P下，=0.9381,(p=0.8812，則此時112混合物的逸度系數(shù)為C。A.0

13、.9097B.0.9827C.0.8979D.0.9192由純組分形成理想溶液時，其混合熵ASidA。A.0；B.=0；C.0；D.不確定。要加熱50C的水，從熱力學(xué)角度，用以下哪一種熱源，損失功最小AA.60C的熱水B.80C的熱水C.100C的飽和蒸汽，D.120C的過熱蒸汽對于反應(yīng)H(g)+-O(g)THO(l)當(dāng)其中O2因反應(yīng)消耗0.2mol時，反應(yīng)度22222為Amol。A.0.4B.0.2C.0.5D.0.1VA(lnf)T=RT二.計算(12分)霧是由許多微小球形水滴組成的，其直徑約為10fm。由于表面張力的作用，在水滴內(nèi)的壓力比其外壓要大，其間的壓差可用p=26/r表示，式中8

14、代表水的表面張力，r為液滴的半徑。25C時水的表面張力為0.0694N.m-1。由于霧滴在大氣中形成，水的逸度會因含有雜質(zhì)而降低，問：至少溶解多少雜質(zhì)才能使霧滴在25C時不消失？(設(shè)其服從Lewis-Randall規(guī)則)(提示沁=工dpRTT型qJdf=JInfInf)ff解：p=28/r=2x0.0694/(0.5x10-3)=277.6(kPa)因為VRTV則A(lnf)T=.APTRT如果液滴存在，則液相中f=f.xH2OH2OH2O所以fHO-fHO=fHO(1-XH廣fH去用雜質(zhì)x雜質(zhì)=fHO-fHO7fQA(lnf)T(注意：斗牛=jln八fH2OH2O二Ap=RT18x10-38

15、.314x298.15X沁X103=叫X化工熱力學(xué)試題（A）卷20102011年度第一學(xué)期使用班級化學(xué)工程與工藝專業(yè)08級2010.12班級學(xué)號姓名成績題號三四五總分得分一、資格考試（共60分）1.單項選擇題（每題1分，共20分）虛擬臨界常數(shù)法是將混合物看成一個虛擬的純物質(zhì)，從而將純物質(zhì)對比態(tài)原理的計算方法用到混合物上。.A.正確B.錯誤對理想氣體有A.（3H/QP）0C.（6H/QP）二0D.（SH/QT）二0TTTP熵產(chǎn)生AS是由于而引起的。gA.體系與環(huán)境之間的熱量交換B.體系與外界功的交換C.體系內(nèi)部的不可逆性D.體系與外界的物質(zhì)交換4.以下4個偏導(dǎo)數(shù)中只有.tnU)ins,nv,nj

16、B._是偏摩爾性質(zhì)。SnH）I6n丿(dnG)iT,P,njtnAinvTnj分離過程的有效能損失AE。x,LA.0B.1B.=0C.=1D.2時應(yīng)采TOC o 1-5 h z用。穩(wěn)定流動系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律可寫成，它應(yīng)用于絕熱節(jié)流的簡化形式是，應(yīng)用于換熱器的簡化形式是，應(yīng)用于離心泵的簡化形式是。對理想溶液厶H=,AS=，AG=。4.同一熱機在夏天的熱機效率比在冬天的熱機效率。5在二氧化碳PVT關(guān)系測定實驗中，當(dāng)體系溫度25C一般測得CO2的泡點壓力稍露點壓力，而理論上CO2在該狀態(tài)時泡點壓力露點壓力（v或或=）GE6等溫條件下,二元體系中超額自由焓函數(shù)與組分i的活度系數(shù)Y.的關(guān)系為。 HYPE

17、RLINK l bookmark14 o Current Document RT17.在真實氣體混合物P0時，組分i的逸度系數(shù)$等于。i&Gibbs-Duhem方程有多種形式，主要用途有：（1）、檢驗實驗測得的正確性；（2）、檢驗的正確性；（3）、從一個組元的偏摩爾量推算另一組元白（二元體系）。9.說出下列汽液平衡關(guān)系適用的條件：（1）Vyi=（P化；（2）Pyi=sixi。簡答證明題（共20分）1.（5分）利用穩(wěn)定流動體系熱力學(xué)第一定律設(shè)計（畫出）測量某管道內(nèi)壓力為P1的濕蒸汽干度示意圖，標(biāo)出需要測量的參數(shù)并講述原理。南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁南京工業(yè)大學(xué)第11頁共6頁南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁

18、2.（5分）由水蒸汽性質(zhì)表查得100C和0.101325MPa時水的有關(guān)性質(zhì)如下，試計算該條件下汽、液相的摩爾Gibbs自由焓。本題計算結(jié)果說明了什么問題？Hi二419.06kJ-kg-1，Hv二2676.0kJ-kg-1，Sv二7.3554kJ-kg-1-K-1，Si=1.3069kJ-kg-1-K-13.5分）已知：Ge=He-T-Se，qGE）證明（F）pAH（5分）右圖為逆卡諾循環(huán)的T-S圖，問該逆卡諾循環(huán)能否作為蒸汽壓縮制冷循環(huán)并說明原因？如不能應(yīng)作如何改進（同時在圖上標(biāo)出）？指出蒸汽壓縮制冷循環(huán)的構(gòu)成。答案1.單項選擇題（每題1分，共42分）本題解答（用A或B或C或D）請?zhí)钊胂卤?

19、題號12345678910答案ACCCAADDBA題號11121314151617181920答案BACBBDACCA2填空題（每空1分，共15分）普遍化壓縮因子圖法，普遍化維里系數(shù)法，普遍化維里系數(shù)法AH+Au2+gAZ=Q+W，AH二0，AH=Q，AH=WTOC o 1-5 h z2ss0，-R工（xInx），RT工（xInx） HYPERLINK l bookmark28 o Current Document iiii4低，=Ge=xInV+xInVRT1122 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1熱力學(xué)數(shù)據(jù)，熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系或熱力學(xué)模型，

20、偏摩爾量無限制條件，低壓條件下的非理想液相簡答證明題（共15分，其中3）、4）題請任選一題）4X1-1.答：采用節(jié)流裝置測量濕蒸汽的干度。原理是當(dāng)濕蒸汽充分.h節(jié)流后變?yōu)檫^熱蒸汽，測得過熱蒸汽的溫度、壓力后得知過熱蒸汽和濕蒸汽的焓值，從而求得濕蒸汽的干度。測量過程為等焓過程，由水蒸汽表查得過熱蒸汽在P2、t2時的焓值H2,H=H，再查出壓力為P1時飽和蒸汽焓H和212g飽和液體焓H，設(shè)濕蒸汽的干度為X,則有：lH-HH=x-H+（1x）-Hx=1i-1giHHgi答：解：于G=H-TS得Gi=68.61kJ-moi-1和Gv=68.67kJ-moi-1即有G1=Gv本題計算結(jié)果表明在100r和

21、0.101325MPa條件下，水的汽液兩相處于平衡狀態(tài)。證明：GeHeGe=He-T-Se，=-SeTT(OSEHe1fSHefSSe-+-J=T2T&J冷T丿P,xP,xP,xHeAH=T2=T2解：不能。改進方法：1)把絕熱可逆壓縮過程1-2安排在過熱蒸汽區(qū)，使?jié)裾羝優(yōu)楦蓺狻?)把原等熵膨脹過程改為4-5的等焓節(jié)流膨脹過程。蒸汽壓縮制冷循環(huán)由四步構(gòu)成：1-2低壓蒸汽的壓縮2-3高壓蒸汽的冷凝3-5高壓液體的節(jié)流膨脹，P!,T!5-1低壓液體的蒸發(fā)南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁南京工業(yè)大學(xué)第 頁共6頁化工熱力學(xué)試題（A）卷20112012年度使用班級化學(xué)工程與工藝專業(yè)09級班級學(xué)號姓名成績二、資

22、格考試單項選擇題（每題1分，共40分）1Pitzer提出的由偏心因子計算第二維里系數(shù)的普遍化關(guān)系式是（C）。A.B=BoBiB.B=B0+BiBPCc=B0BidB=B0BiRTc2關(guān)于化工熱力學(xué)研究內(nèi)容，下列說法中不正確的是（C）判斷新工藝的可行性。B.化工過程能量分析。C.反應(yīng)速率預(yù)測。D.相平衡研究3.純物質(zhì)PV圖臨界等溫線在臨界點處的斜率和曲率都等于（B）。A.-1B.0C.1D.不能確定4、范德華方程與R-K方程均是常見的立方型方程，對于摩爾體積V存在三個實根或者一個實根,當(dāng)存在三個實根時，處于中間的實根是。飽和液體體積B.飽和蒸汽體積C.無物理意義D.飽和液體與飽和蒸汽的混合體積R

23、Ta5.某真實氣體符合狀態(tài)方程P=yb-幵0.5（V+b），a、b為常數(shù)。則當(dāng)該氣體進行絕熱膨脹時,膨脹后氣體的溫度D。A、升高B、降低C、不變D、不能確定6流體流過保溫良好的換熱器、反應(yīng)器、混合器等設(shè)備時穩(wěn)流體系熱力學(xué)第一定律的最簡數(shù)學(xué)表達式為CA.AH=-WsB.AH=QC.AH=0D.AH+l/2Au2=Q7.下列論述錯誤的是B。AP-R方程能同時應(yīng)用于汽、液兩相計算，準(zhǔn)確度較高。R-K方程能同時應(yīng)用于汽、液兩相計算，準(zhǔn)確度較高。活度系數(shù)可以大于1也可小于1。壓縮因子可以大于1也可小于1。8下列偏摩爾自由焓表達式中，錯誤的為（D）。A.G.=卩iiCT忤.八i9.對于流體混合物，下面式子

24、錯誤的是Mg二limM.X.T0.A、B.D.dG=VdP-SdTiiiGJ如zL亦i八nvsB、Hi=U+PViiiC、理想溶液的V.=VU.=UD、理想溶液的S.=Siiiiii10關(guān)于偏摩爾性質(zhì)，下面說法中不正確的是（B）純物質(zhì)無偏摩爾量。B.T,P一定，偏摩爾性質(zhì)就一定。C.偏摩爾性質(zhì)是強度性質(zhì)。D.偏摩爾自由焓等于化學(xué)位。11.對單位質(zhì)量，定組成的均相流體體系，在非流動條件下有AA.dH=TdS+VdpB.dH=SdT+VdpC.dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp12.對1mol符合VanderWaals狀態(tài)方稈的氣體，有BRV-bRV+b對液相是非理想溶液，汽相是理想

25、氣體體系，汽液平衡關(guān)系式可簡化為（B）。A.yf=xPs.yP=yxPsC.yP=x申sPsD.yP=xPs.無論什么過程，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，孤立體系熵變（D）。A.=0B.0D.015冬天要給-10C房間供熱取暖，消耗500W的功率給房間供熱，采用可逆熱泵循環(huán)（空調(diào)）、電熱器兩種供熱方式，哪種供熱方式的供熱量多？AA.熱泵B.兩者相等C.電熱器D.沒法比較。要加熱50C的水，從熱力學(xué)角度，用以下哪一種熱源，損失功最小（A）A.60C的熱水B.80C的熱水C.100C的飽和蒸汽，D.120C的過熱蒸汽高壓氮氣從同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)歷兩個不同的膨脹過程達相同的終態(tài)。其中已知一個可逆過程的工質(zhì)熵

26、變?yōu)?0KJ/（kg.K）,另一個不可逆過程的工質(zhì)熵變CKJ/（kg.K）。A、大于20B、小于20C、等于20D、不能確定。二元氣體混合物的摩爾分數(shù)y=0.4，在一定的T,P下，（P=0.9181,（P=0.7812，則此時112混合物的逸度系數(shù)為BA0.9097B0.8333C0.7849D0.919219關(guān)于做功和加熱本領(lǐng)的描述，不正確的是(C)A.壓力相同，過熱蒸汽的做功本領(lǐng)比飽和蒸汽大。溫度相同，高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低壓蒸汽強。溫度相同，高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽強。放出的熱相同，高溫高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低溫低壓蒸汽的大。Wilson方程在工程設(shè)計上獲得廣泛應(yīng)用，以下不正確的描述為D引入了局部組成的概念以及溫度對活度系數(shù)的影響，因此精度高。適用于極性以及締合體系。