化工热力学习题集附答案)

模拟题一一．单项选择题（每题1分，共20分）本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表：则气体A.饱和蒸汽B.超临界流体C.过热蒸汽2.T温度下的过冷纯液体的压力P（A ）A.>()TP s B.<()TP s C.=()TP s3.T温度下的过热纯蒸汽的压力P（B ）A.>()TP s B.<()TP s C.=()TP s4.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5.能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到（A ）A.第三virial系数B.第二virial系数C.无穷项D.只需要理想气体方程6.液化石油气的主要成分是（A ）A.丙烷、丁烷和少量的戊烷B.甲烷、乙烷 C.正己烷7.立方型状态方程计算V时如果出现三个根，则最大的根表示（B ）A. 饱和液摩尔体积B. 饱和汽摩尔体积C. 无物理意义8. 偏心因子的定义式（ A ）A. 0.7lg()1s r Tr P ω==--B. 0.8lg()1s r Tr P ω==--C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ）A. 1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=-⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭C. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z xZ y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 10. 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 =+11. 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 。

12. 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。

13. 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 2dlnγ2/dX 2 = 0b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 014. 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15．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 ）的偏摩尔量。

16．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 17．下列各式中，化学位的定义式是 ( A )18．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]=1C. dG i =RTdlnf ^i , 0lim →p f i =1 ； D. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p f ^i =1 19．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jj jj n nS T ii 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 C ．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位20．下列关于ΔG 关系式正确的是（B ）A. ΔG = RT ∑X i ln X iB. ΔG = RT ∑X i ln ^a i C. ΔG = RT ∑X i ln γi D. ΔG = R ∑X i ln X i 二、填空题1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于_零_ ___，数学上可以表示为________________________和________________________。

2. 根据Pitzer 提出的三参数对应态原理，计算给定T, P 下纯流体的压缩因子Z 时，可查表得到_______、_______，并根据公式____________，计算出Z 。

如果无法查表，也可根据截断的Virial 公式1BP Z RT=+，利用B 0, B 1仅为对比温度的函数，计算出B 0, B 1，根据公式___________________，计算出B ，从而得到Z 的数值。

3. 热力学第一定律的公式表述（用微分形式）：__________________。

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）：__________________。

4. 几个重要的定义公式：焓H=__________________；自由能A=__________________；自由焓G=__________________。

5. 几个热力学基本关系式：dU=__________________；dH=__________________；dA=__________________；dG=__________________。

6. 写出下列Maxwell 关系式： TS V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭____________；TS p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭____________。

7. 对理想溶液，ΔH=_________，ΔV=___________，ΔS=____________，ΔG =____________。

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

9. 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 溶液性质之差。

10. 二元混合物的焓的表达式为212211x x H x H x H α++=，则=1H ；=2H 。

填空题1．02．Z 0, Z 1, 01Z Z Z ω=+⋅, 3. dU dQ dW =+，4． H=U+PV , A=U-TS, G=H-TS5. dU=TdS pdV -，dH=TdS Vdp +，dA=SdT pdV --，dG=SdT Vdp -+ 6．T S V ∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭TS p ⎛⎫∂⎪∂⎝⎭7. 0, 0, ∑⋅⋅-ii i x x R ln , ∑⋅⋅ii i x x RT ln8. 11ln γd x ⋅ 9. 理想 10.21222211;x H H x H H αα+=+=11.三、是非题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. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。

（ ）5. 若用x 表示蒸汽的干度，则该蒸汽的焓x H x H H sl sv ⋅+-⋅=)1(。

（ ）6. 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∑=ni ii m f x f ˆ。

( )7. 只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质总是等于化学位。

( )8. 对于由纯物质形成理想溶液时，体积和焓的混合性质变化等于0。

(√ )9. 理想溶液中溶液的超额吉氏函数0=E G ，所以组分的活度系数0=i γ。

( )10. 对二元溶液，当T 、P 一定时,公式 x d dx x d dx 1112220ln ln γγ+=成立。

( ) 四、计算题1. 利用Maxwell 关系式等，将纯流体的dS 表示成,T P 的函数。

2. 25℃，0.1MPa 下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V =40－12X 1 － 10X 12 (cm 3 /mol) . 式中X 1 为组分1的摩尔分数, V 为溶液的摩尔体积. 求，；　； ； ，　； ，　２； ，　２１２E V )(V )(V V )(V V )(V V )(5431211∆∞∞组分服从Lewis —Randall 定则. （10分）3. 酒窑中装有10m 3 的96%(wt )的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需加水多少?能得到多少体积的65%的酒精? 设大气的温度保持恒定，并已知下列数据酒精浓度(wt )水Vcm 3mol -1乙醇Vcm 3 mol -196% 14.61 58.01 65%17.1156.584. 已知40℃和7.09MPa 下，二元混合物的1235.096.1ln x f-=（f 单位为MPa ），求（a ）2.01=x 时的21ˆ,ˆf f ；（b ）21,f f四、计算题1． （即dS 表示成dT 和dP 的函数）p TdS dS dS dT dp dT dp ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ p p dQ dS T dT dT ⎛⎫ ⎪⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭，等压条件下，p dQC dT =，所以，p p pdQ C dS T dT dT T ⎛⎫⎪⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭ 由Maxwell 方程可知，p T S V p T ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 2． 1V = 28-20X 1+10 X 1 2 2V = 40 + 10 X 1 2 1V ∞= 28cm 3 /mol2V ∞= 50 cm 3/molV 1 = 18 cm 3 /mol V 2 = 40 cm 3 /mol ， ΔV = 10X 1 X 2 V E = 10X 1 X 2 3． 设加入W 克水，最终体积V cm 3；原来有n W 和n E 摩尔的水和乙醇，则有⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⨯+⨯=⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=65354618964461858.5611.17181801.5861.1410''E W EW E W EE W W E W E E W W n W n n n n W n V n V W n V n n V n V n 解方程组得结果：kg W m V 3830,46.133==4．解：（a ）()725.1235.096.1)235.096.1(ln ˆln 11,,1112=-=-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛dn n n d n f n x f n P TMPa x e f 12.1ˆ1725.11==， 同样得MPa x e f 68.5ˆ296.12== (b)725.1235.096.1ln ln 0,1121=-====x x f f ，所以725.11e f =同样得96.1ln 2=f ，所以96.12e f =模拟题二一．选择题（每题1分，共15分）1、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω近似等于（ A ）。