化学工程与工艺专业《化工热力学》模拟考试考题A(答案)

华东理工大学20 -20 学年第 学期

《化工热力学》课程模拟考试试卷 A (答案)

开课学院：化工学院，专业：化学工程与工艺 考试形式：闭卷，所需时间： 120分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师：

1．当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 ( × ) 2．纯物质的三相点随着所处压力的不同而改变。 ( × ) 3．用一个相当精确的状态方程，就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。

( × )

4．气体混合物的V irial 系数，如B ，C ，…，是温度和组成的函数。 ( √ ) 5．在一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。( √ ) 6．对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。 ( × ) 7．在二元系统的汽液平衡中, 若组分1是轻组分，组分2是重组分，若温度一定，则系统的压力随着1x 的增大而增大。 ( × )

8．偏摩尔焓的定义可表示为()[]

[],,,,j i j i i i i T p n T p n nH H H n x ∂⎡⎤⎛⎫

∂== ⎪⎢⎥

∂∂⎝⎭⎣⎦。 ( × ) 9．Gibbs-Duhem 方程可以用来检验热力学实验数据的一致性。 ( √ ) 10．自然界一切实际过程总能量守恒，有效能无损失。 ( × ) 11．能量衡算法用于过程的合理用能分析与熵分析法具有相同的功能。( × ) 12．当化学反应达到平衡时，反应的Gibbs 自由焓变化值G ∆等于零。 ( √ ) 二、单项选择题（共20分，每小题2分）

1．指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则物质的状态为：（ D ）

(A) 饱和蒸汽； (B) 超临界流体； (C) 压缩液体； (D) 过热蒸汽 2．单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列哪个因素有关（ C ）。 (A) 理想功； (B) 有效能； (C) 损耗功； (D) 环境温度

3．一流体从状态1分别经历可逆过程R 与不可逆过程NR 到达状态2，两个过 程的环境状态相同，则过程R 的理想功比过程NR 的理想功要：（ A ） (A) 相等； (B) 大； (C) 小； (D) 不确定 4．由混合物的逸度的表达式ig ˆln i i i G G RT f =+知，ig i G 的状态为：（ B ） (A) 系统温度，1=p 的纯组分i ；

(B) 系统温度、1=p 的纯组分i 的理想气体状态； (C) 系统温度，系统压力的纯组分i 的理想气体状态； (D) 系统温度，系统压力，系统组成的温度的理想混合物。 5．对理想溶液的性质，下列说法描述不正确的是：（ C ） (A) id

ln i i i G G RT x -= (B) id

ln i i i G G RT γ-= (C) E S S ∆= (D) E H H ∆=

6．α、β两相达到平衡，系统的热力学性质表述中错误的是（ A ）。

(A) βαG G = (B) ˆˆi i

f f αβ= (C) βαT T = (D) p p αβ= 7．气液平衡计算关系式s L

s s ˆexp d i p

i i i i i i

i

p V py x p p RT

ϕ

γϕ=⎰，(i =1, 2,…,N )，在中压时， 上式可简化为（ B ）。

(A) ()L s

s ˆexp i i i i i i

i V py x p p RT ϕγϕ⎡⎤

=-⎢⎥⎣⎦

(B) s s ˆi i i i i i py x p ϕγϕ= (C) s i i i py x p = (D) s i i i i py x p γ=

8．某封闭体系经历一不可逆过程，系统所做的功和排出的热量分别为100kJ 和45kJ ，问系统的熵变 （ D ）。

(A) 小于零 (B) 大于零 (C) 等于零 (D) 说不清楚 9．合理地评价化工过程能量综合利用所采用的方法是（ C ）。

(A) 热力学第一定律； (B) 热力学第二定律； (C) 热力学第一定律与第二定律

(D)热力学第三定律

10．反应2222SO H 3O H 2S H +⇔+，初始物质含量H 2S 为1mol ，H 2O 为3mol 。

当反应进度为ε时，SO 2的摩尔分数为（ A ）（已知：

d d i

i

n εν=）

(A) ε

ε+4 (B) ε

ε

+-51 (C)

ε

ε

+7 (D)

ε

ε

+73 三、计算题 （50分）

1．（8分）用PR 方程计算正丁烷在50℃下饱和汽相摩尔体积。 已知：(1) PR 方程为2

2

2RT a

p V b V bV b =

--+-，其中： c r ()a a T α=⋅

22

c c c

0.457235R T a p =

20.5r 1(0.37646 1.542260.26992)(1)T ωω=++--

c

c

0.077796

RT b p =。 (2) 可供参考的迭代关系式为：

2

(1)()

()2

2k k k RT

V b a

p V bV b +=+

++-，初值可选用理想气体计算。

(3) 正丁烷的蒸汽压方程为s 2151.63

ln 6.814636.24

p T =-

-，各物理量单位：s p /MPa ，

T /K ；临界参数为：c 425.4K T =，c 3.797MPa p =，0.193ω= 解：（1）由s 2151.63

ln 6.81460.68472323.1536.24

p =-

=-- ()s 0.504MPa p ∴=

（2）r c 323.150.75964425.4

T T T =

== ()()2

22

662c c c 8.314425.40.4572350.457235 1.50631103.797

R T a MPa cm mol p -⨯==⨯=⨯⋅⋅

()()20.5r 10.37646 1.542260.269921T ωω=++--

(

)(

)2

0.5

10.37646 1.542260.1930.269920.19310.75964=++⨯-⨯⨯-

28.0851= ().177841=Tr α