1、南京工业大学 第 1 页 共 6 页化工热力学期末试题（A）卷 20072008 年 使用班级 化学工程与工艺专业 05 级 班级 学号 姓名 成绩 一选择1纯物质在临界点处的状态，通常都是 D 。A气体状态 B液体状态 C固体状态 D气液不分状态2关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 B 。A. 可以解决由于实验的 P-V-T 数据有限无法全面了解流体 P-V-T 行为的问题。B可以解决实验的 P-V-T 数据精确度不高的问题。 C可以从容易获得的物性数据（P、V、T、x）来推算较难测定的数据（ H，U，S，G ）D可以解决由于 P-V-T 数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外
2、的 P-V-T 的问题。3虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。. A 。A正确 B错误4甲烷 Pc=4.599MPa,处在 Pr=0.6 时，甲烷的压力为 B 。A7.665MPa B2.7594 MPa； C1.8396 MPa 5理想气体的压缩因子 Z=1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 C 。A 小于 1 B大于 1 C可能小于 1 也可能大于 1 6对于极性物质，用 C 状态方程计算误差比较小，所以在工业上得到广泛应用。AvdW 方程，SRK； BRK，PRCPR，SRK DSRK ，维里方程7正丁烷的偏心因子=
3、0.193，临界压力 Pc=3.797MPa 则在 Tr=0.7 时的蒸汽压为MPa。 A 。2435.01csPA正确 B错误8剩余性质 MR 的概念是表示什么差别的 B 。A真实溶液与理想溶液 B理想气体与真实气体C浓度与活度 D压力与逸度 9对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有 A 。AdH = TdS + Vdp BdH = SdT + Vdp CdH = -SdT + Vdp DdH = -TdS -Vdp10对 1mol 符合 Van der Waals 状态方程的气体，有 A 。A(S/V) T=R/(v-b) B(S/V) T=-R/(v-b)C(S/V) T=R
4、/(v+b) D(S/V) T=P/(b-v)11吉氏函数变化与 P-V-T 关系为 PRGPTxigln,，则 xG的状态应该为 C 南京工业大学 第 2 页 共 6 页。AT 和 P 下纯理想气体 BT 和零压的纯理想气体 CT 和单位压力的纯理想气体12关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 B 。A纯物质无偏摩尔量 BT，P 一定，偏摩尔性质就一定。C偏摩尔性质是强度性质 D强度性质无偏摩尔量 。13活度的表达式是 A 。Aoif/； B idf/； C oif/； D idf/。14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 A 浓度的减小而减小，则 B的偏摩
5、尔体积将随 A 浓度的减小而 A 。A增加 B减小 C不变 D不一定15苯（1）和环己烷（2）在 303K，0.1013Mpa 下形成 X1=0.9 溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol，V 2=109.4cm3/mol， 1V=89.99cm3/mol， 2V=111.54cm3/mol，则过量体积 VE= A cm3/mol。A0.24 B0C-0.24 D0.5516在 373.15K 和 2atm 下 水 的 化 学 位 与 水 蒸 气 化 学 位 的 关 系 为 B 。A (水 ) (汽 ) B (汽 ) (水 ) C (水 ) (汽 ) D无 法 确 定17二元非理想极稀溶
6、液, 其溶质和溶剂分别遵守 A 。AHenry 定律和 Lewis-Randll 规则. BLewis-Randll 规则和 Henry 定律.C拉乌尔规则和 Lewis-Randll 规则. DLewis-Randll 规则和拉乌尔规则.18能用于汽液平衡同时计算汽相和液相体积的状态方程是 A 。ASRK 方程 BPV=RT C范德华方程 D截断维里方程19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饱和液相摩尔体积 B饱和汽相摩尔体积 C无物理意义20混合物的逸度 f 与组分逸度 if之间的关系是 D 。Af= ixBf= ifCf= iifln Dlnf= iix/
7、ln21 偏摩尔性质的表达式为 B 。AijnnV,T,innF B ijnP,T,innS 南京工业大学 第 3 页 共 6 页C ijnP,T,ixnH D ijnP,T,innP 22不可逆过程中孤立体系的 D 。A 总熵总是增加的， 也是增加的。B 总熵总是减少的， 也是减少的。C总熵是减少的， 但 是增加的。 D 总熵是增加的，但 是减少的。 23一封闭体系经过一变化，体系从 25恒温水浴吸收热量 8000kJ，体系熵增 25kJ/K，则此过程是 C 。A 可逆的 B不可逆的 C 不可能的 24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
8、存在 A 。A （S 环 ） 可逆 （S 环 ） 不可逆C （S 环 ） 可逆 = （S 环 ） 不可逆 D （S 环 ） 可逆 = 025在 101.3kPa 下四氯化碳（1）-乙醇（2）体系的恒沸点是 和 64.95，该温度下两组1.63x分的饱和蒸汽压分别是 73.45 和 59.84kPa，恒沸体系中液相的活度系数为 A 。A B C12.38, .69120.38,.912.8, 1.36926某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变，比原冷凝压力下的饱和温度低了 5 度，则制冷循环 A 。A冷量增加，功耗不变 B冷量不变，功耗减少 C冷量减少，功耗减小 D冷量增加，功耗增加
9、27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28 吸收式制冷循环中解吸器，换热器，吸收器和泵这一系统的作用相当于另一类制冷循环的_C_A节流阀 B膨胀机 C压缩机29关于做功和加热本领的描述，不正确的是 C 。A压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。B温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。C温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。 D放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。30损失功也是过程可逆与否的标志，因此有 C 。AWL=T 0*S 体 BWL=T 0*S 环 CWL=T 0*
10、S 总 DWL=-T 0*S 总31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等熵南京工业大学 第 4 页 共 6 页32相同的压力下，对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度 A 。A大 B小 C相同33制冷剂进入压缩机时的状态是 C 。A流体 B汽液混合状态 C饱和蒸汽或过热蒸汽34评价蒸汽压缩制冷循环的技术经济指标是 D 。A单位制冷量 B制冷剂每小时循环量 C压缩机消耗功率 D制冷系数35吸收式制冷是消耗 B 而实现制冷的目的A功 B热能 C机械能36对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的过热度，则其热效率 C 。A 有所提高，乏气干度下降 B 不变
11、，乏气干度增加 C有所提高，乏气干度增加 D 热效率和干度都不变37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 ， 经 节 流 膨 胀 后 ， 气 体 温 度 才 会 降 低 。0TJC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。38如当地冷却水温度为常年 18，则氨制冷循环的冷凝温度应选 C 。A18； B8； C28 ； D48。39同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率 B 。A 相同 B低 C高 D不一定40卡诺制冷循环的制冷系数与 B 有关。
12、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41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 T0,而与具体的变化途径无关。 A 。A正确 B错误42Wilson 活度系数关联式基于 A 。A无热溶液理论 B正规溶液理论 C理想溶液理论 D电解质溶液理论43下列二元系统的活度系数表达式（ 为常数） ，可接受的是 D 。,A B12, x 121,xxC D1lnlnx 2ln ln44Henry 规则 C 。A适用于理想溶液的溶质和溶剂； B仅适用于溶质组分；C适用于稀溶液的溶质组分南京工业大学 第 5 页 共 6 页4590，1atm 下苯（1）- 甲苯（
13、2）汽液平衡系统可视为完全理想系。此条件下蒸汽压为：，则汽液平衡组成 分别是 A 。12.34, 0.53sspatmpat1xy和A0.576, 0.773 B0.773, 0.576 C0.424, 0.227 D0.227, 0.42446容积 1m3 的刚性封闭容器中盛有水与水蒸汽混合物，其压力 ，质量为 5kg，则干度4barpx= C 。A0.569 B0.659 C0.431 D0.34147二元气体混合物的摩尔分数 ，在一定的 T, P 下， ，则此时10.3y120.938, .1混合物的逸度系数为 C 。A0.9097 B0.9827 C0.8979 D0.919248由纯
14、组分形成理想溶液时，其混合熵 S id A 。A0； B=0； C 0 B. 1 B. = 0 C. = 1 D. 或=） 。6 等温条件下,二元体系中超额自由焓函数 与组分 i 的活度系数 的关系为 RTEGi。7在真实气体混合物 P0 时，组分 的逸度系数 等于 。ii8. Gibbs-Duhem 方程有多种形式，主要用途有：(1)、检验实验测得 的正确性；（2） 、检验 的正确性；(3)、从一个组元的偏摩尔量推算另一组元的 （二元体系） 。9.说出下列汽液平衡关系适用的条件：(1) ilivxy_ ；(2)isixPy_ 。3.简答证明题（共 20 分）1. （5 分）利用稳定流动体系热
15、力学第一定律设计（画出）测量某管道内压力为 P1的湿蒸汽干南京工业大学 第 9 页 共 6 页度示意图，标出需要测量的参数并讲述原理。2. （5 分）由水蒸汽性质表查得 100和 0.101325MPa 时水的有关性质如下，试计算该条件下汽、液相的摩尔 Gibbs 自由焓。本题计算结果说明了什么问题？ ，106.49kgJHl， ，10.267kgJHv 1354.7KkgJSv 13.KkSl3. （5 分）已知： ，证明 EEST-HG2xPETHG，）（南京工业大学 第 10 页 共 6 页4. （5 分）右图为逆卡诺循环的 T-S 图，问该逆卡诺循环能否作为蒸汽压缩制冷循环并说明原因？
16、如不能应作如何改进（同时在图上标出）？指出蒸汽压缩制冷循环的构成。南京工业大学 第 11 页 共 6 页答案1.单项选择题（每题 1 分，共 42 分）本题解答（用 A 或 B 或 C 或 D）请填入下表：题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 A C C C A A D D B A题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20答案 B A C B B D A C C A2填空题（每空 1 分，共 15 分）1普遍化压缩因子图法，普遍化维里系数法，普遍化维里系数法2 ， ， ，SWQZguH2 0HQSWH30， ，)ln(iixR)ln(iixT4低5，=6 1
17、2lnlEGxRT718热力学数据，热力学函数关系或热力学模型，偏摩尔量9无限制条件 ,低压条件下的非理想液相3.简答证明题（共 15 分，其中 3）、4）题请任选一题）1. 答：采用节流装置测量湿蒸汽的干度。原理是当湿蒸汽充分节流后变为过热蒸汽，测得过热蒸汽的温度、压力后得知过热蒸汽和湿蒸汽的焓值，从而求得湿蒸汽的干度。测量过程为等焓过程，由水蒸汽表查得过热蒸汽在 P2、T 2 时的焓值 H2， ，再查出压力为 P1 时饱和蒸汽焓21和饱和液体焓 ，设湿蒸汽的干度为 x，则有：gllgxx)1(1 lgH12. 答：解：于 得 和TSHG16.8mokJl 167.8molkJGv即有 本题
18、计算结果表明在 100和 0.101325MPa 条件下，水的汽液两相处于平衡状态。vl3. 证明：，EEST-ES-南京工业大学 第 12 页 共 6 页=xP,ExP,ExP,ETS-HTG xP,ExP,E2ETS-H1- = =2E-4. 解：不能。改进方法：1）把绝热可逆压缩过程 12 安排在过热蒸汽区，使湿蒸汽变为干气。2）把原等熵膨胀过程改为 45 的等焓节流膨胀过程。蒸汽压缩制冷循环由四步构成：12 低压蒸汽的压缩23 高压蒸汽的冷凝35 高压液体的节流膨胀，P ，T51低压液体的蒸发1 25南京工业大学 第 13 页 共 6 页化工热力学试题（A）卷 20112012 年度
19、使用班级 化学工程与工艺专业 09 级 班级 学号 姓名 成绩 二、 资格考试1.单项选择题（每题 1 分，共 40 分）1Pitzer 提出的由偏心因子 计算第二维里系数的普遍化关系式是（ C ）。A. B. 0BA01BAC. D. 1cPRT2关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ C ）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3纯物质 PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（ B ） 。A. -1 B. 0 C.1 D. 不能确定4、范德华方程与 RK 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
20、三个实根时，处于中间的实根是 C 。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5某真实气体符合状态方程 ，a、b 为常数。则当该气体进行绝热膨胀0.5RTPVb时，膨胀后气体的温度 D 。A、升高 B、降低 C、不变 D、不能确定6流体流过保温良好的换热器、反应器、混合器等设备时稳流体系热力学第一定律的最简数学表达式为CA.H=-Ws B. H=Q C. H=0 D. H1/2u 2=Q7下列论述错误的是 B 。AP-R 方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。B. R-K 方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。C.活度系数可以大于 1 也可
21、小于 1。 南京工业大学 第 14 页 共 6 页D.压缩因子可以大于 1 也可小于 1。8下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ D ） 。A. B. iiG dTSPVGdiiiC. D. ijnPTii , ijnTii ,9. 对于流体混合物，下面式子错误的是 D 。A、 B、 ixiMi0lm iiiVPUHC、理想溶液的 D、理想溶液的 iViiUiiSiiG10关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( B )A纯物质无偏摩尔量 。 BT，P 一定，偏摩尔性质就一定。C偏摩尔性质是强度性质。 D. 偏摩尔自由焓等于化学位。11对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有 A 。
22、A. B. dHTSVdpdHSVdpC. D. T12对 1mol 符合 Van der Waals 状态方程的气体，有 B 。A. B. TSRVb TSRVbC. D. TTP13对液相是非理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（ B ） 。A. B. C. D. siiyfxPsiiyxsiiyxsiiyPx14.无论什么过程，根据热力学第二定律，孤立体系熵变（ D ） 。A. =0 B. C. 0 D. 0015.冬天要给-10房间供热取暖，消耗 500的功率给房间供热，采用可逆热泵循环（空调） 、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？ A A热泵 B. 两者相等
23、 C. 电热器 D.没法比较。16要加热 50的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（ A ）A.60的热水 B.80的热水 C.100的饱和蒸汽， D. 120的过热蒸汽17.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。其中已知一个可逆过程的工质熵变为 20KJ/（kg.K） ，另一个不可逆过程的工质熵变 C KJ/（kg.K） 。A、大于 20 B、小于 20 C、等于 20 D、不能确定。南京工业大学 第 15 页 共 6 页18二元气体混合物的摩尔分数 ，在一定的 T, P 下， ，则此10.4y120.98, .71时混合物的逸度系数为 B 。A0.90
24、97 B0.8333 C0.7849 D0.919219关于做功和加热本领的描述，不正确的是（ C ）A. 压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。B. 温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。C. 温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。 D. 放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。20. Wilson 方程在工程设计上获得广泛应用，以下不正确的描述为 DA. 引入了局部组成的概念以及温度对活度系数的影响，因此精度高。 B. 适用于极性以及缔合体系。C 用二元体系的参数可以推算多元系。 D. 适用于液液部分互溶体系。21等温等压下，在 A 和 B 组成的均相体系中，若
25、 A 的偏摩尔体积随 A 浓度的增加而减小，则 B的偏摩尔体积将随 B 浓度的增加而 ( B )A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定22对无热溶液，下列各式能成立的是 ( D ).A. SE=0， VE=0 B. SE=0， AE=0C. GE=0， AE=0 D. HE=0， GE= -TSE23 偏摩尔性质的表达式为 B 。AijnnV,T,innF BijnP,T,innS C ijnP,T,ixnH DijnP,T,innP 24一封闭体系经过一变化，体系从 25恒温水浴吸收热量 7000kJ，体系熵增 25kJ/K，则此过程是 B 。A 可逆的 B不可逆的 C 不可能的
26、25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 B 。A （S 环 ） 可逆 （S 环 ） 不可逆 B （S 环 ） 可逆 1 B. 1 C. =1 D. =02.问答题（共 20 分）1） （4分）依据有效能的观点 判断两股热流有效能的大小：（1）5kJ、1000；（2）10kJ、100。设环境温度为25，环境压力为0.1 MPa, ，从计算分析可得出什么样的结论？解: 5kJ, 1000C 的热量所具有的有效能是（ T0298K）*5=3.83 kJ （1.5 分）12739810kJ, 100C 的热量所具有的有效能是（T 0298K ）*102.01 kJ （1.5 分）由此可见，5kJ, 1000C 的热源比 10kJ, 100C 的热源的有效能高。 （1 分）2） （4 分）指出真实溶液的超额焓 HE 与混合过程焓变化 H 的关系并说明原因。答： idEHixA对于理想溶液： idE南京工业大学 第 18 页 共 6 页3） （4 分）某纯流体若服从 关系式，b 为常数，写出逸度系数的表达式。pVRT答： lnPbiRT
