化工热力学复习题(附答案)

化工热力学复习题

一、选择题

1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ）

A. 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽

2. 纯物质的第二virial 系数B （ A ）

A 仅是T 的函数

B 是T 和P 的函数

C 是T 和V 的函数

D 是任何两强度性质的函数

3. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y x

Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭

D. 1y Z x

Z y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 4. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ）

A. *R M M M =+

B. *2R M M M =-

C. *R M M M =-

D. *R M M M =+

5. 下面的说法中不正确的是 ( B )

（A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。

（C ）偏摩尔性质是强度性质。 （D ）强度性质无偏摩尔量 。

6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D )

（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。

7. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ).

a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2d lnγ2/dX 2 = 0

b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0

c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0

d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0

8. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A )

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

9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E )

（A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。

（C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。

（E ）r i 是G E /RT 的偏摩尔量。

10．等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ）

A. 增加

B. 减小

C. 不变

D. 不一定

11．下列各式中，化学位的定义式是 ( A )

12．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是（ A ）。

A. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p [f ^i /(Y i P)]=1

B. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p [f ^

i /P]=1 C. dG i =RTdlnf ^i , 0lim →p f i =1 ； D. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p f ^

i =1 13． 关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ B ）

A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B ．偏摩尔焓等于化学位

C ．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位

j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.∂∂≡∂∂≡∂∂≡∂∂≡μμμμ

14．下列关于ΔG 关系式正确的是（ B ） P 140

A. ΔG = RT ∑X i ln X i

B. ΔG = RT ∑X i ln ^

a i C. ΔG = RT ∑X i ln γi D. ΔG = R ∑X i ln X i

15. 纯物质临界点时，对比温度 T r （ D ）

a. =0

b. >1

c. <1

d. =1

16. 超临界流体是下列（ A ）条件下存在的物质。

A.高于T c 和高于P c

B.临界温度和临界压力下

C.低于T c 和高于P c

D.高于T c 和低于P c

17. 下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是（ A ）

A K kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833

B 1.987cal/kmol K

C 82.05 K atm cm /3⋅

D 8.314K kmol J ⋅/

18. 对理想气体有（ C ）。

0)/.(<∂∂T P H A 0)/.(>∂∂T P H B 0)/.(=∂∂T P H C 0)/.(=∂∂P T H D

19. 对1mol 符合)/(b V RT P -=状态方程的气体，T P S

)(∂∂

应是（ C ）

A.R/V ；

B.R ；

C. -R/P ；

D.R/T 。

20. 当压力趋于零时，1mol 气体的压力与体积乘积（PV ）趋于（ D ）。

A. 零 B 无限大 C. 某一常数 D. RT

21. 在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ A ）。

为混合物的逸度））　（； ； ； Ｌ２Ｖ１Ｖ２Ｌ

１Ｌ２

Ｌ１Ｖ２１２２f f f D f f f f C f f f f B f f f f A V L V L V

L

V

(ˆˆˆˆ).(ˆˆˆˆ)(ˆˆˆˆ).(=======11

22. 对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（ D ）。

A ． y i f = x i p i S B. y i p =γi x i p i S C ． y i p = x i Φ p i S D. y i p = x i p i S

23. 关于理想溶液，以下说法不正确的是（ B ）。

A.理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。

B.符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。

C.理想溶液中各组分的活度系数均为1。

D.理想溶液所有的超额性质均为0。

24. 下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是n mol 溶液性质，nM=（ D ）。 i i A. n M i

i B. x M ∑i C. x M i i i D. n M ∑

25. 下列化学势μi 和偏摩尔性质关系式正确的是（ C ）

A ．μi = -H i B. μi = -V i C. μi =-G i D. μi =-

A i

26. 气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值(B )

。

A. 增加

B. 减少

C. 不变

D.不确定

27. 理想的Rankine 循环工质是在汽轮机中作( D )膨胀

A 等温

B 等压

C 等焓

D 等熵

28. 卡诺制冷循环的制冷系数与( B )有关。

A. 制冷剂的性质

B. 制冷剂的工作温度

C. 制冷剂的循环速率

D. 压缩机的功率

29.体系经不可逆循环又回到初态，则热温熵的循环积分（ A ）。

A <0 Ｂ =０ C >0

30. 关于制冷原理，以下说法不正确的是（ D ）。

A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。

B. 只有当0>-T J μ，经节流膨胀后，气体温度才会降低。

C. 在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。

D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。

31. 混合物体系中物质i 的偏摩尔焓i H 的定义式为： D 。

A 、i j n v T i

i i n H H ≠∂∂=,,][ B 、i j n v T i i n nH H ≠∂∂=,,])([C 、i j n p T i i i n H H ≠∂∂=,,][ D 、 i j n p T i i n nH H ≠∂∂=,,])([ 32. 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（ C ）。

A ．

B = B 0ωB 1 B ．B = B 0 ω + B 1

C ．BP C /（RT C ）= B 0 +ωB 1

D ．B = B 0 + ωB

33. 下列关于G E 关系式正确的是（ C ）。

A. G E = RT ∑X i ln X i

B. G E = RT ∑X i ln a i

C. G E = RT ∑X i ln γi

D. G E = R ∑X i ln X i

34. 汽液平衡关系i i s i i x P Py γ=的适用的条件（ B ）

A 无限制条件

B 理想气体和非理想溶液

C 理想气体和理想溶液

D 非理想气体和理想溶液

35. 体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环境熵变存在（ A ）。

A ．（ΔS 环）可逆< （ΔS 环）不可逆 B. （ΔS 环）可逆 >（ΔS 环）不可逆

C ．（ΔS 环）可逆 = （ΔS 环）不可逆

D ．（ΔS 环）可逆= 0

36. 由纯组分形成理想溶液时，其混合焓ΔH id B 。

A. >0；

B. =0；

C. <0 ；

D. 不确定。

37. 混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是( C )。

A.i i f x f ∧∑=；

B. i f f ∧∑=；

C. ln i i i x f x f ∧

∑=ln ； D. ln 0ln f x f i ∑= 38. 某体系进行不可逆循环时的熵变为（ B ）

A ．ΔS 体系﹥0，ΔS 环境 =0

B ．ΔS 体系=0，ΔS 环境﹥0

C ．ΔS 体系=0，ΔS 环境 =0

D ．ΔS 体系﹥0，ΔS 环境 ﹥0

二、填空题

1. 热力学第一定律的公式表述（用微分形式）：dU dQ dW =+。热力学第二定律的公式表述（即熵差与可逆

热之间的关系，用微分形式）

2. 几个重要的定义公式：焓H=U+PV ；自由能A=U-TS ；自由焓G=H-TS 。

3. 几个热力学基本关系式：dU=TdS pdV -；dH=TdS Vdp +；dA=SdT pdV --；dG=SdT Vdp -+。

4. 写出下列Maxwell 关系式： T S V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭

T

S p ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 5. 对理想溶液，ΔH=0，ΔV=0，ΔS=∑⋅⋅-i i i x x R ln ，ΔG =∑⋅⋅i

i i x x RT ln 。 6. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系11ln γd x ⋅ + 0ln 22=γd x 。

7. 超额性质的定义为在相同温度、压力及组成条件下真实溶液性质和 理想 溶液性质之差。

8. 对应态原理是指在相同的对比态下，所有的物质表现出相同的性质。三参数对应态原理中三个参数为()c r r Z P T ϖ,,。普遍化方法分为普遍化维里系数法和普遍化压缩因子法两种方法；

9. 活度的定义 组元的逸度与其标准态之比 ； 活度系数的定义 真实溶液的组元逸度与理想溶液的组元逸度之比 。

11. 混合性质变化的定义i

i M x M M ∑-=∆。 12. 超额性质的定义 在相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想溶液的性质之差 。

13. 偏心因子的定义 非球形分子偏离球对称的程度 。

14. 剩余性质的定义是'M ∆ =同温同压下的真实流体与理想气体广延热力学性质的差值。

16. 孤立体系的熵增表达式是0≥孤立dS

17. 高温热源（温度为T 1）与低温热源（温度为T 2）构成的热机的最大热机效率=η121T T -。

18. 某高温高压气体（焓值为H 1，熵值为S 1）做功后其焓值变为H 2，熵值变为S 2，环境温度为T 0，则该过程的

理想功=id W ()()12012S S T H H ---；有效能变化=∆x E ()()12012S S T H H ---。

19. 在真实气体混合物P →0时，组分i 的逸度系数

i ∧φ等于 1 。

20. 组分逸度等于分压的气体是理想气体。

21. 状态方程通常分为三类，分别是理想气体状态方程 ，维里方程，立方型状态方程。 22. 关系式l i v i f f ˆˆ=适用的条件是气液平衡（无化学反应的封闭体系）。 23. 关系式

i i s i i x p py γ=适用的条件是低压下气液平衡时。 24. 关系式i i s i v i i x p py γϕ

=ˆ适用的条件是 在饱和蒸汽压s p 下的气液平衡 。

25. 由混合物的逸度的表达式i ig i i f RT G G ˆln +=知，ig i G 的状态为系统温度、p= 0 的纯组分i 的理想气体状态。

26. 在状态方程的分类中，RK 方程属于立方型状态方程，virial 方程属于普遍化状态方程。

三、判断题

1. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（ ×

） 2. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理

想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。（ ×

） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（ √ ） 4. 逸度是一种热力学性质，溶液中组分i 分逸度与溶液逸度的关系∑=n i i

i m f x f ˆ。( ×

) 5. 稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T 0，而与具体的变化途径无关。（ × ）

6. 对不可逆绝热循环过程，由于其不可逆性，孤立体系的总熵变大于0。 ( × )

7. 理想功W id 是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同时也是的负值。( × )

8. 损失功与孤立体系的总熵变有关，总熵变越大，损失功越大，因此应该尽量减少体系的不可逆性。( √ )

10. 纯物质的逸度f i ，混合物的逸度f ，混合物中组分的逸度i f ∧

三者的定义相同。( × )

11. 普遍化三参数求取压缩因子z 的方法有普维法和普压法两种，在Vr ≥2时, 应采用普压法。（ ×

） 12. virial 方程和RK 方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。( × )

13. 在virial 方程中，virial 系数反映了分子间的相互作用。( )

14. 热力学基本关系式dH=TdS+Vdp 只适用于可逆过程。( × )

15. 当压力趋于零时，M(T,p)-Mig(T,p)≡0（M 是摩尔容量性质）。( √ )

16. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dG=RTdlnf 。( × )

17. 当p →0时，f /p →∞。( × )

18. 吉氏函数与逸度系数的关系是G(T,p)－Gig(T,p=1)=RTln φ。( √ )

19. 对于一均相系统，V p T S T T S T )()(∂∂-∂∂等于Ｒ。( √ ) 20. 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

气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。( ×

) 21. 偏摩尔体积的定义可表示为

i x p T i i n p T i i x V n nV V ≠≠∂∂=∂∂=}{,,}{,,)()(。( √ ) 22. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。( × )

23. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。( √ )

四、简答题

1. 卡诺定理的主要内容是是么？

答：所有工作于等温热源和等温冷源之间的热机，以可逆热机效率最大，

所有工作于等温热源和等温冷源之间的可逆热机其效率相等，与工作介质无关。

ηmax ＝1－T2/T1

2. 什么是理想功、损失功？

答：理想功是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可以产生的最大功或者必须消耗的最小功。损失功时指给定相同的状态变化时的不可逆实际功与理想功之间的差值。

Wl=W ac-W id