化工热力学复习

《化工热力学》复习题库

一、 选择题（共50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（ ） A.饱和蒸汽 B. 超临界流体 C.过热蒸汽 D.无法确定

2.纯物质的第二virial 系数B （ ）

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.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（ ）

A.饱和液摩尔体积

B. 饱和汽摩尔体积

C.无物理意义

D.可能为饱和液摩尔体积 4.设Z 为x ，y 的连续函数，

，根据欧拉连锁式，有（ ） 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 ?????????=- ? ? ?????????? 5.关于剩余性质M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ ）

A. *

R M M M =+

B. *

2R

M

M M =-

C. *

R

M

M M =-

D. *R M M M =+

6.下面的说法中不正确的是 ( )

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 。 7. 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV , 下面的说法中准确的是( ) A TdS 是过程热 B pdV 是体积功 CTdS 是可逆热 D 在可逆过程中, pdV 等于体积功, TdS 即为过程热

8．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( )

A. 增加

B. 减少

C. 不变

D.不确定 9．理想的Rankine 循环工质是在汽轮机中作_____膨胀

A 等温

B 等压

C 等焓

D 等熵 10.下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？( ) A.（?T /?V )S = （?V /?S )p B . （?T /?p )S =（?V /?S )p C . （?S /?V )T = （?p /?T )V D . （?S /?p )T = -(?V /?T )p

11.关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) 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。

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

A. X 1dln γ1/dX 1+ X 2dln γ2/dX 2 = 0

B. X 1dln γ1/dX 2+ X 2 dln γ2/dX 1 = 0

C. X 1dln γ1/dX 1+ X 2dln γ2/dX 1 = 0

D. X 1dln γ1/dX 1– X 2 dln γ2/dX 1 = 0 13.关于化学势的下列说法中不正确的是( )

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 14.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( )

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。 的偏摩尔量。

E

15．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：( )

A. 增加

B. 减小

C. 不变

D. 不一定 16．下列各式中，化学位的定义式是 ( )

17．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 。

A. dG ___i =RTdlnf ^i , 0

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

lim →p [f ^

i /P]=1

C. dG i =RTdlnf ^

i , 0

lim →p f i =1 ； D. dG ___i =RTdlnf ^

i , 0

lim →p f ^

i =1

18．关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ ）

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 19.对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω近似等于（ ）。

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

20.纯物质临界点时，对比温度 T r （ ）

A. =0

B. >1

C. <1

D. =1

21.下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质（ ）。

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。 22.在373.15K 和101325P a 下水的化学势与水蒸气化学势的关系为（ ）。 A μ(水)＝μ(汽) B μ(水)＜μ(汽) C μ(水)＞μ(汽) D 无法确定 23.关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ ）

A.可以判断新工艺、新方法的可行性；

B.优化工艺过程；

C.预测反应的速率；

D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据，用少量实验数据推算大量有用数据；

E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。

24.纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（ ）。

A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽

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

25.关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ ） 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。

E 应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。

26.关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ ）

A.判断新工艺的可行性。

B.化工过程能量分析。

C.反应速率预测。

D.相平衡研究 27.戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度F=（ ）。

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

28.在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ ）。

为混合物的逸度）

）　（； ； ； Ｌ

２Ｖ１Ｖ２Ｌ１Ｌ

２

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 (????).(????)(????).(=======11

29.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（ ）。 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

30.关于理想溶液，以下说法不正确的是（ ）。

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。

31.下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为（ ）。

i i

A. G =μ

B.

i i i dG =V dp-S dT

()j i i T ,P,n C. G nG /n i ≠=??????

()j i i T ,nv,n D. G nG /n i

≠=??????

32.下列化学势μi 和偏摩尔性质关系式正确的是（ ）

A ．μi = -

H i B. μi = -

V i C. μi =-

G i D. μi =-

A i 33.关于制冷循环，下列说法不正确的是（ ）。

A 冬天，空调的室外机是蒸发器。

B 夏天，空调的室内机是蒸发器。

C 冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的 。

D 冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。 34.同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率（ ）。

A. 相同

B.低

C.高

D.不一定

35.体系中物质i 的偏摩尔体积i V 的定义式为：（ ）

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

36.朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以（ ）

A 、提高初压

B 、提高初温

C 、降低排汽压力

D 、采用回热 37.流体（T 1、P 1）经节流膨胀后，流体的温度必（ ） A 、不变 B 、 下降 C 、 增加 D 、 前三者都可能。

38.冬天要给-10℃房间供热取暖，消耗500Ｗ的功率给房间供热，采用可逆热泵循环、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？（ ）

A ．前者 B. 两者相等 C.后者 D.没法比较。

39.高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个

不可逆过程的工质焓变为50KJ/kg ，而另一个可逆过程的工质焓变 KJ/kg 。 A 、大于50 B 、小于50 C 、等于50 D 、不能确定。

40.在相同的初态（T 0，P 0）和膨胀压力（P ）的条件下，等熵膨胀与节流膨胀两种方案相比，哪种方案的降温大？ 。

A 、前者

B 、后者

C 、两者相同

D 、两者没有可比性 41．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（ ）。 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

42．汽液平衡关系i

i s

i i x P Py γ=的适用的条件（ ）

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

43.泡点的轨迹称为（ ），露点的轨迹称为（ ），饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为（ ）。

A. 饱和汽相线，饱和液相线，汽液共存区

B.汽液共存线，饱和汽相线，饱和液相区

C. 饱和液相线，饱和汽相线，汽液共存区 44.乙醇-水在101.3KPa 下共沸体系，其自由度为（

）

A ．0

B ．1

C ．2

D ．3

45.在T-S 图上，绝热可逆过程工质的状态总是沿着 进行的。

A.等焓线；

B.等熵线；

C.等干度线 ；

D.等压线。 46.常压下某液体沸腾时，保持不变的热力学性质是 （ ）

A ．摩尔体积

B ．摩尔熵

C ．摩尔自由焓

D ．摩尔内能

47.混合物的逸度f 与组分逸度i f ∧

之间的关系是 （ ）

A ．f=i i f x ^

∑ B ．f=i f ^

∑

C ．f=i i f x ^ln ∑

D ．lnf=i i i x f x /ln ^

∑

48.理想功实现的条件为 （ ）

A ．完全不可逆

B ．完全可逆

C ．部分可逆

D ．部分不可逆 49.三参数普遍化方法中的普压法的应用条件是 （ ）

A ．V r >2

B ．V r <2

C ．V r =2

D ．T r >4

50．某体系进行不可逆循环时的熵变为 （ ）

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（共20题）

1.纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于__ ___，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1B P Z R T

=+

，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： T S V ???

= ?

???____________；T

S p ???= ????____________。

7．逸度的标准态有两类，1）以 为规则，2）以 为规则

8.麦克斯韦关系式的主要作用是 。 9.能量平衡时以热力学 为基础，有效能平衡时以热力学 为基础。

10.汽液相平衡的计算方法有 和 两种方法，前者适用于低中压体系，后者适用于高压体系。

11.在门窗紧闭房间有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱大门就有一股凉气扑面， 使人感到凉爽。通过敞开冰箱大门,则房间的温度将会 。 12.在 相区，压力和温度对其容积性质的影响很小。

13.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

=η_______________。

14.检验汽液平衡数据可靠性的基本公式为 方程。 15.稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 所引起的。

16．理想功是指体系的状态变化在一定的环境条件下，按 过程进行时所产生的

最大功或必须消耗的最小功。

17．在相同始态与相同终态压力下，等熵膨胀引起的温度降低比等焓膨胀的引起的温度降低

要 。

18.在真实气体混合物P →0时，组分i 的逸度系数i ∧

φ等于 。 19.第二维里系数B 是物性及 的函数。

20.等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系

三、 判断题（共50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.任何真实气体的性质可用同温同压下,该气体的剩余性质和理想气体性质的总和计算。 ( )

5.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。 ( )

6.理想功Wid 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。

( )

7.冬天，使室温由10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。 ( )

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。( )

9. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。( )

10.热力学来源于实践——生产实践及科研实践，但它同时又高于实践，热力学的一致性原则，常可考查（验）出科研或实践中引出的错误认识并加以纠正。（ ） 11.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 ?。( )

12.只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质总是等于化学位。 ( ) 13.符合Lewis-Randall 规则的溶液为理想溶液。 ( )

14.要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。（ ）

15.一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。( ) 16.二元共沸物的自由度为2。( )

17.理想溶液各组分的活度系数γ和活度为1。 ( ) 18.计算逸度系数的公式 ?

-

=P

i i dP P

RT V RT

)(1ln ? 仅适用于气体组份，而不能用于液

相或固相组份。 ( )

19.理想气体有f = P ，而理想溶液有 i i ??

=?。 ( ) 20.维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( ) 21．对于理想混合物，V G H ???,,均为零。 ( )

22．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。 ( )

23.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 ===,,??。 ( )

24.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V r ≥2时, 应采用普压法。

（ ）

25流体流经透平时,所做的可逆轴功?=pdV -w s 。 ( ) 26体系熵增大的过程必为不可逆过程。 （ ） 27当压力趋近于零时，剩余焓ΔH ‘＝0 （ ）

28.以Lewis －Randall 定则为基础，其标准态逸度f i 0为溶液温度和压力下所对应的纯祖分i

的逸度f i 。 （ ）

29.温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、压力、焓、热力学

能、吉氏函数的值不变。 （ ）

30.由三种不反应的化学物质组成的三相PVT 体系,达平衡时,仅一个自由度。 ( )

四、 名词解释（共6题）

1.活度 活度系数

2.偏心因子

3.广度性质

4.偏摩尔性质

5.理想溶液

6.损失功

五、 证明分析题（共5题）

1.利用Maxwell 关系式等，将纯流体的d S 表示成,T P 的函数。

2.已知某二元溶液的活度系数模型为

中A,B,C 仅是T,P 的函数。求。

，，f f f RT G E ln ?ln ,?ln /,ln 212γ （均以Lewis-Ra ndall 规则为标

准状态。)

3. 请举两个例子简单说明热力学第二定律在实际中的应用。

4.甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成

分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。

5.p200 （最下面证明）

六、

计算题

1. 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?能得到多少体积的的酒精设大气的温度保持恒定，并已知下列数据(wt )

水

V cm 3 mol -1

乙醇

V cm 3 mol -1

96% 14.61 58.01 65%

17.11

56.58

2．实验室需要配置20%（wt%）甲醇水溶液3×10-3m 3

作为防冻剂，问在20℃时需要多少体积的甲醇（1）和水（2）混合，方能配制成作3×10-3m 3的防冻剂溶液。

已知20℃时20%（wt%）甲醇溶液的偏摩尔体积：13

37.8/v cm mol -

=，

2318.0/v cm mol -

=，20℃时甲醇的体积为：3

140.46/v c m m o l =,纯水的体积：

3

218.02/v cm m ol =。

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