化工热力学试题

一、 单项选择题（每题3分，共30分）：

1．关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ B ） A. 研究体系为实际状态。

B. 解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。

C. 处理方法为以理想态为标准态加上校正。

D. 获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。

2．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 3．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ D ）。 A. i i G μ=-

B. dT S dP V G d i i i -

---=；C. ()i

j n P T i i n nG G

≠⎥

⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=-,,

D. ()i

j n nV T i i n nG G

≠⎥

⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=-,,

4.下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质( D )

（A ）与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性。

5．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。

6．范德华方程与R －K 方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V 值是 B 。 A 、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积

C 、无物理意义

D 、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积

7．对于流体混合物，下面式子错误的是 D 。

A B 、 i i i V P U H +=

C i i V i i U U =

D 、理想溶液的i i S S = i i G G = 8．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。 9．体系中物质i 的偏摩尔体积i V 的定义式为： D 。

A.i j n v T i

i

i n V V ≠∂∂=,,][ B .i j n v T i i n V V ≠∂∂=,,][总 C .i j n p T i i i n V V ≠∂∂=,,][ D. i j n p T i i

n V V ≠∂∂=,,][总

10．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 0

ln f x f i ∑=

二、填充题（每题2分，共20分）

1．纯物质 P-V 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 。

2

3. 热力学性质之差。

4．溶液中组分i 的活度系数的定义是 i γ =id i

i i i i i i f ˆ/f ˆf x /f ˆx /a ˆ==。 5．某气体温度为T ℃，其临界温度为T C ℃，给气体加的压力P 足够大，则气体能被液化的温度条件

6

7．在真实气体混合物P→0时，组分i 的逸度系数i ∧

φ

8

9．逸度的标准态有两类，1

2

10.三、判断题（请在正确的题后括号内画“√”,错误的画“×”）（15分）

1．维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( × ) 2．对于理想混合物，V G H ∆∆∆,,均为零。 ( × )

3．对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry 规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall 规则。 ( √ ) 4. 理想溶液的混合性质和超额性质相同。 ( × ) 5．混合物体系达到汽液平衡时，总是有l i

v i l v l i v i f f f f f f ===,,ˆˆ。 ( × ) 6．化学位可表示成四个偏导数形式，每个偏导数都是偏摩尔性质。 （ × ） 7．对于理想溶液，所有超额性质皆等于零。 （ × ） 8.在T －S 图上,空气和水蒸气一样,在两相区内,等压线和等温线是重合的。 ( × ) 9.等温、等压下的N 元混合物的Gibbs-Duhem 方程的形式之一是

0ln 0

=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛∑

=i i

N

i i dx

d x γ。(× ) 10.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，总内能为原两气体内能之和，总熵为原来两气体熵之和。(× )

四、计算题（共35分）

1．（10分） 已知0.03Mpa 时测得某蒸汽的质量体积为4183cm 3 .g -1，请求出单位质量的H 、S 和G 函数

各是多少？

。

3(1)(1)0.0010223 5.229 4.183m /kg =0.8

sl sv x v x v xv x x x =-+=-⨯+⨯=(3分)

(1)(10.8)289.300.82625.42158.18kJ/kg sl sv x h x h xh =-+=-⨯+⨯=(2分) (1)(10.8)0.94410.87.7695 6.4044kJ/(kg K)sl sv x s x s xs =-+=-⨯+⨯=(2分)

2158.18323.15 6.404488.60kJ/kg x x x g h Ts =-=-⨯=(3分)

2．（ 10分）在298K 和0.1MPa 下二元系焓变

已知 mol

J H mol

J H x x x x H /627/418)

2(9.20212121==+=∆ x 为摩尔分数 以Lewis —Randall 定则为基准，

求：（1）1H ∆，2H ∆(4分)； 2）无限稀释偏摩尔值∞

∆1H ， ∞

∆2H (3分)； （3）∞

1H ，∞

2H (3分)

[]

[]

mol

J H H H mol

J H H mol J H H H mol

J H H x x x x dx H d x H H x x x x x dx H

d x H H x x x x dx H

d x x x x x x H x x /8.6688.41627/8.41lim /9.4389.20418/9.20lim 8.41)31)(9.20()1(9.20)

132(9.20)31)(9.20)(1()31(9.20)

1()31(9.20)2()1(9.20))1((9.20)2(9.2022220

211110

13

1

211211

122131211311

113111211

211212121=+=∆+==∆=∆=+=∆+==∆=∆=---=∆-∆=∆+-=--+-=∆-+∆=∆-=-+-=∆-=+=∆∞∞→∞∞∞→∞

3．（ 15分）已知某二元溶液的活度系数模型为

，

其中A,B,C 仅是T,P 的函数。求。，，f f f RT G E ln ˆln ,ˆln /,ln 2

12γ （均以Lewis-Ra ndall 定则为标准状态。) （15

分）