化工熱力學(xué)本科試卷A

1、泰山學(xué)院課程考試專(zhuān)用泰山學(xué)院材料與化學(xué)工程系2005級(jí)、2007級(jí)3+2化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)本科20072008學(xué)年第一學(xué)期化工熱力學(xué)試卷A試卷共8頁(yè)，答題時(shí)間120分鐘）題號(hào)一一二三四總分統(tǒng)分人復(fù)核人得分得分閱卷人判斷題（每小題 1 分，共 15 分。請(qǐng)將答案 填在下面的表格內(nèi)）1、只要溫度、壓力一定，任何偏摩爾性質(zhì)都等于化學(xué)位。2、對(duì)于確定的純氣體來(lái)說(shuō)，其維里系數(shù)B、C、只是溫度的函數(shù)。3、孤立體系的熵總是不變的。4、當(dāng)過(guò)程不可逆時(shí)，體系的作功能力較完全可逆的情況下有所下降。5、二元液相部分互溶體系及其蒸汽的達(dá)到相平衡時(shí)，體系的自由度為 2。6、理想溶液中所有組分的活度系數(shù)均為 1。7、二元

2、混合物的相圖中泡點(diǎn)線表示的飽和汽相，露點(diǎn)線表示的是飽和液相。8、二元組分形成恒沸物時(shí)，在恒沸點(diǎn)體系的相對(duì)揮發(fā)度等于1。9、若化學(xué)平衡常數(shù)隨著溫度的升高而升高，則反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變化AH0為負(fù)值。10、純物質(zhì)的平衡汽化過(guò)程，其摩爾體積、焓及吉布斯函數(shù)的變化均大于零。11、在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分?jǐn)?shù)成正比。12、對(duì)于理想溶液的某一容量性質(zhì)恒有Mo二M。ii13、能量不僅有數(shù)量的大小還有質(zhì)量的高低，相同數(shù)量的電能和熱能來(lái)說(shuō)，電能的做功能力大于熱能。14、無(wú)論以 Henry 定律為基準(zhǔn)，還是以 Lewis-Randall 規(guī)則為基準(zhǔn)定義標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 逸度，混合物中組分i的活度和逸度的值不

3、變。15、逸度與壓力的單位是相同的。得分閱卷人二、填空題（1-5題每空1分，6-11題每空 2分得分閱卷人共 25 分）1、 在相同的初態(tài)下，節(jié)流膨脹的降溫效果（大于/小于）等熵膨脹的降溫效果。2、 恒溫恒壓下，吉布斯-杜亥姆方程為（以Mi 表示）。3、形成二元溶液時(shí)，當(dāng)異種分子之間的作用力小于同種分子之間的作用力時(shí)，形成正偏差溶液，正偏差較大的溶液具有最的沸點(diǎn)。4、 對(duì)于二元混合物來(lái)說(shuō)一定溫度下的泡點(diǎn)壓力與露點(diǎn)壓力（相同/不同 ） 的。5、 當(dāng)過(guò)程的熵產(chǎn)生時(shí)，過(guò)程為自發(fā)過(guò)程。6、當(dāng)化學(xué)反應(yīng)的溫度不發(fā)生變化時(shí)，對(duì)體積增大的氣相反應(yīng)，增大壓力，反應(yīng)進(jìn)度，加入惰性氣體反應(yīng)進(jìn)度。7、已知平衡壓力和液

4、相組成，用完全理想體系下的汽液平衡準(zhǔn)則計(jì)算泡點(diǎn)溫度時(shí)，在假設(shè)的溫度下算出工y 1，說(shuō)明假設(shè)的溫度，i應(yīng)，重新計(jì)算，直到工y = 1。i8、正丁醇（1）和水（2）組成液液平衡系統(tǒng)，25C，測(cè)得水相中正丁醇的摩爾分?jǐn)?shù)為 0.00007，而醇相中水的摩爾分?jǐn)?shù)為 0.26，則水在水相中的活度系數(shù)為，水在醇相中的活度系數(shù)為。9、某換熱器內(nèi)， 冷熱兩種流 體 進(jìn) 行換熱， 熱流 體 的 流 率為100kmol - h-1, c = 29kJ - kmol-1 - K-1,溫度從 500K 降為 350K,冷流體的流率 p也是100kmol - h-1, C = 29kJ. kmol-1 K-1,溫度從30

5、0K進(jìn)入熱交換器，該換 p熱器表面的熱損失Q = -87000kJ h-1，則冷流體的終態(tài)溫度t2=K,該換熱過(guò)程的損耗功WL =kJ/h。設(shè)T = 300K，冷熱流體的壓力變化可以忽略不計(jì)。Ti 熱流體2冷流體t1扌Ti 熱流體2冷流體t1t2 ？10、二元混合物的焓的表達(dá)式為H二xH + x H + axx，則H =i i 22 i 2i（用 x 表示）211、壓縮機(jī)對(duì)某種氣體進(jìn)行壓縮，該氣體壓縮前后的狀態(tài)為：壓縮前T=42C,p1=8.05MPa ； 壓縮后 T2=124C , p2=15.78MPa。并已知 H r 二3640kJ kmol-1, H r = 11000kJ kmol-

6、1 及 c * 二 108kJ - kmol-1 - K-1。則該壓2p縮過(guò)程氣體的焓變訊縮過(guò)程氣體的焓變訊為以 1kmol 為計(jì)算基準(zhǔn)）。得分閱卷人得分閱卷人四、簡(jiǎn)答題（每題 6 分，共 12 分）1、寫(xiě)出純組分 i 和混合物中 i 組分逸度和逸度系數(shù)的定義式，并寫(xiě)出混合物 中 i 組分逸度與混合物的逸度之間的關(guān)系式。2、請(qǐng)畫(huà)出朗肯循環(huán)的 T-S 圖，寫(xiě)出其主要熱力學(xué)過(guò)程及每一過(guò)程對(duì)應(yīng)的熱力 學(xué)分析。得分閱卷人四、計(jì)算題（1題 8分，2、3、4、5題每題10 分 共 48 分）1、實(shí)驗(yàn)測(cè)得乙醇（1）-甲苯（2）的二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)為： t二45 c, P = 244 x 105卩&, t

7、二0.300,人=0.634 ,已知45時(shí)組分的飽和蒸汽 壓為二0.230X105 Pa, P2二0.101 x 105Pa，假設(shè)此體系服從低壓下汽液平衡 關(guān)系，求：（1）液相活度系數(shù)數(shù)1，2（2）液相的超額自由焓GE，并說(shuō)明此溶液與理想溶液相比是正偏差還是負(fù)偏差？_（3）液相的混合過(guò)程性質(zhì)變化AG和液相的偏摩爾超額自由焓GE，注意AG的 符號(hào)說(shuō)明了什么？2、某蒸汽壓縮裝置，采用氨作制冷劑，制冷能力為2X105 kJ h-1,蒸發(fā)溫度H 二 1891.2kJ kg-1，2，為-15C,冷凝溫度為30C，設(shè)壓縮機(jī)作絕熱壓縮， 其等熵效率為 0.75。試求：（1）制冷劑每小時(shí)的循 環(huán)量；（2）壓縮

8、機(jī)的消耗功率；（3）冷凝器的熱負(fù) 荷；（4）節(jié)流后制冷劑濕蒸汽干度xH 二 1891.2kJ kg-1，2，已知： H 二 1661kJkg-1， S 二9.02kJkg-1 K-111H 二 560.7kJ kg-1，4與狀態(tài)1平衡的液相飽和焓H 二 560.7kJ kg-1，4L3、有一逆流式換熱器，利用廢氣加熱空氣?？諝鈴腛.lOMPa、20t的狀態(tài)被 加熱到125C，空氣的流量為1.5kg -S-1。而廢氣從O.lOMPa , 250C的狀態(tài)冷 卻到95C?？諝獾牡葔簾崛轂?4-kg-1 -K-1 ,廢氣的等壓熱容為 O.MkJ -kg-1 - K-1。假定空氣與廢氣通過(guò)換熱器的壓力與動(dòng)能變化可忽略不計(jì)， 而且換熱器與環(huán)境無(wú)熱量交換，環(huán)境狀態(tài)為O.lOMPa和20C。試求：(1)換 熱器中不可逆?zhèn)鳠岬南〒p失為多少(2)換熱器中的總熄效率和目的熄效率分別 為多少？4、某二元體系，汽相可以看作理想氣體，液相作為非理想溶液，溶液的超額 自由焓表達(dá)式為Ge/rt = Bxx?，該體系有一恒沸點(diǎn)，恒沸組成為X二0.8002， 恒沸壓力是63.34kPa，該溫度下的飽和蒸汽壓Ps =58.5kPa, Ps =17.6kPa,1 2求該體系在此溫度下，當(dāng)X =0.5時(shí)的汽相組成與平衡壓力。15、乙烯氣相水合制乙醇的反應(yīng)式為：CH (g) + HO (g ) = CH OH (g)，反2