1、化工热力学习题集锦第一章 绪论一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)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与分离设备开发、设计的理论基础。2、(1分)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解释微观本质与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。3、(1分)关于化工热力学研究内容，
2、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.相平衡研究参考答案一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)C2、(1分)B3、(1分)C第二章 流体的PVT关系一、选择题(共17小题，17分)1、(1分)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2、(1分)超临界流体是下列条件下存在的物质。A.高于Tc和高于Pc B.临界温度和临界压力下C.低于Tc和高于Pc D.高于Tc和低于Pc3、(1分)对单原子气体和甲烷，其偏心因子，近似等于。A. 0 B. 1C. 2 D. 34、(1
3、分)0.1Mpa ,400K的1kmol体积约为_ A 3326L B 332.6L C 3.326L D 33.265、(1分)下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是_ A B 1.987cal/kmol K C 82.05 D 8.3146、(1分)超临界流体是下列条件下存在的物质。A高于TC和高于PC B高于TC和低于PCC低于TC和高于PC DTC和PC7、(1分)理想气体从同一初态V1作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积V2相比。A. V2 V2 B. V2 = V2C. V2 V2 D.不确定18、(1分)纯物质 PV图临界
4、等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 _。9、(1分)当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积PV趋于：。A. 零 B 无限大C. 某一常数 D. RT 10、(1分)0.1Mpa,400K的2kmol体积为。A. 3326L B. 332.6LC. 3.326L D. 33.26m311、(1分)不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？A.能 B.不可能 C.还缺条件12、(1分)混合气体的第二维里系数A . 仅为T的系数 B. T和P的函数 C . T和组成的函数 D . P和组成的函数13、(1分) Pitzer提出的由偏心因子计算第二维里系数的普遍化关系式是 ,式中B0，B1可由T
5、r计算出。 A. B=B0B1 B. B=B0+B1 C. BPc/RTc=B0+B1 D. B=B0+B114、(1分)Pitzer提出的由偏心因子计算第二维里系数的普遍化关系式是 ,式中B0，B1可由Tr计算出。 A. B=B0B1 B. B=B0+B1 C. BPc/RT=B0+B1 D. B=B0+B115、(1分)纯物质临界点时，其对比温度Tr。A= 0 B 0 D=1 16、(1分)当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积PV趋于:a. 零 b. 无限大c. 某一常数 d. RT 17、(1分)混合气体的第二维里系数A . 仅为T的系数 B. T和P的函数 C . T和组成的函
6、数 D . P和组成的函数二、填空题(共6小题，7分)1、(1分)在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称。2、(2分)纯物质 P-V图临界等温线在临界点处的斜率 _，曲率为 _。3、(1分)纯物质 PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 _。4、(1分)用状态方程EOS可以计算压缩因子z 、等性质。5、(1分)描述流体PVT关系的立方型状态方程是 _三次方的物态方程。6、(1分)剩余性质的定义是 =_。三、判断题(共2小题，2分)1、(1分)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。( )2、(1分)在TS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。
7、( ) 四、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)偏心因子2、(3分)R-K方程(Redlich-Kwong 方程)五、简答题(共2小题，9分)11、(5分)简述纯物质体系P-T图上特征点、线和区的含义。2、(4分)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。4分物质临界温度临界压力正常沸点燃烧值Tc，Pc，atmTB，kJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5正丁烷1
8、51.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.4参考答案一、选择题(共17小题，17分)1、(1分)D2、(1分)A3、(1分)A4、(1分)D5、(1分)A6、(1分)A7、(1分)A8、(1分)零9、(1分)D10、(1分)D11、(1分)A12、(1分)C13、(1分)C14、(1分)C15、(1分)D16、(1分)17、(1分)C二、填空题(共6小题，7分)1、(1分)三相点2、(2分)0,03、(1分)零4、(1分)逸度系数、剩余性质5、(1分)体积6、(1分)M-M (T,P一定)三、判断题(共2小题，2分
9、)1、(1分)2、(1分)四、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)表示分子与简单的球形流体氩，氪、氙分子在形状和极性方面的偏心度。2、(3分)无五、简答题(共2小题，9分)1、(5分)无2、(4分)1虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度，也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。2尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。第三章流体的热力学性质一、选择题(共7小题，7分)1、(1分)对理想气体有。2、(1分)对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有。A dH = TdS + Vdp BdH
10、 = SdT + Vdp C dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp3、(1分)对1mol符合状态方程的气体，应是A.R/V；B.R ；C. -R/P ；D.R/T。4、(1分)对1molVan der Waals气体，有。A. (S/V)T=R/(v-b) B. (S/V)T=-R/(v-b)C. (S/V)T=R/(v+b) D. (S/V)T=P/(b-v)5、(1分)对理想气体有A. (H/P)T0 C. (H/P)T=06、(1分)对理想气体有。7、(1分)对1mol理想气体等于_ A B C D 二、填空题(共3小题，3分)1、(1分)常用的 8个热力学
11、变量 P、V、T、S、h、U、A、G可求出一阶偏导数336个，其中独立的偏导数共112个，但只有6个可通过实验直接测定，因此需要用将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来。2、(1分)麦克斯韦关系式的主要作用是。3、(1分)纯物质T-S图的拱形曲线下部称区。三、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)剩余性质：2、(3分)广度性质四、简答题(共1小题，5分)1、(5分)简述剩余性质的定义和作用。5分五、计算题(共1小题，12分)1、(12分)12分在T-S图上画出下列各过程所经历的途径注明起点和箭头方向，并说明过程特点：如G=0 1饱和液体节流膨胀；3分2饱和蒸汽可逆绝热膨胀；3分
12、3从临界点开始的等温压缩；3分4过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体压力变化可忽略。3分参考答案一、选择题(共7小题，7分)1、(1分)C2、(1分)A3、(1分)C4、(1分)A5、(1分)C6、(1分)C7、(1分)B二、填空题(共3小题，3分)1、(1分)Maxwell关系式2、(1分)将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来.3、(1分)气液平衡共存三、名词解释(共2小题，8分)1、(5分)指气体真实状态下的热力学性质M与同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M* 之间的差额。2、(3分)无四、简答题(共1小题，5分)1、(5分)剩余性质定义，指气体真实状态下的热力学性质M与
13、同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M* 之间的差额。如果求得同一T，P下MR，则可由理想气体的M* 计算真实气体的M 或M。五、计算题(共1小题，12分)1、(12分)(1) H=0 (2) S=0 (3) T=0 (4) P=0第四章 溶液的热力学性质一、选择题(共21小题，21分)1、(1分)下列各式中，化学位的定义式是 ( )2、(1分)关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是( )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。3、(1分)关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是( )A纯物质无偏摩尔量。BT，P一定，偏摩尔性质就一定。
14、C偏摩尔性质是强度性质。D.偏摩尔自由焓等于化学位。4、(1分)在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是。5、(1分)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的偏摩尔体积将随A浓度的减小而( )A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定6、(1分)对无热溶液，下列各式能成立的是 ( ).A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE7、(1分)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，V2=109.4cm3/mol，
15、V(-)1=89.99cm3/mol，V(-)2=111.54cm3/mol，则过量体积VE=cm3/mol。A. 0.24 B.08、(1分)下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为。 B. 9、(1分)下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是n mol溶液性质，nM=。10、(1分)在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为 (A) (水)(汽) (B) (汽)(水) (C) (水)(汽) (D) 无法确定11、(1分)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
16、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。12、(1分)混合物中组分i的逸度的完整定义式是( ).A. B. C. D. 13、(1分)二元非理想极稀溶液, 其溶质和溶剂分别遵守A. Henry定律和Lewis-Randll规则. B. Lewis-Randll规则和Henry定律. C. 拉乌尔规则和Lewis-Randll规则. D. Lewis-Randll规则和拉乌尔规则.14、(1分)下列化学位i和偏摩尔性质关系式正确的是Ai= Hi B. i= ViC. i= Gi D. i= Ai15、(1分)下列化学位i和偏摩尔性质关系式
17、正确的是Ai= i B. i= iC. i=i D. i=i16、(1分)Wilson方程是工程设计中应用最广泛的方程。以下说法不正确的是( )。A. 引入了局部组成的概念以与温度对i的影响，因此精度高。 B.适用于极性以与缔合体系。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。17、(1分)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。18、(1分).苯1和环己烷2在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.3溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol， V2= 109.4cm3/mol，V(-)1=91.25cm3/mol，V(-)2=109.64cm
18、3/mol，则过量体积VE=cm3/mol。A. 0.55； B.0；19、(1分)在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为 (A) (水)(汽) (B) (汽)(水) (C) (水)(汽) (D) 无法确定20、(1分)下列关于GE关系式正确的是。A.GE = RT Xiln Xi B. GE = RT Xiln a iC. GE = RT Xiln i D. GE = R Xiln Xi21、(1分)对二元溶液 T或 P 一定时，下列各式中，Gibbs-Duhem 方程正确的形式是。AX1dln1+ X2dln2= 0 B. X1dln1- X2dln2= 0CX1dl
19、n1/dX1 - X2dln2/dX1 = 0 D. X1dln1/dX1 + X2dln2/dX2 = 0二、填空题(共11小题，27分)1、(1分)理想溶液的过量性质ME等于。2、(3分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成_溶液，它们的H=_，V=_。3、(4分)逸度和活度的标准态有两类，1以定则为标准态，2以定则为标准态。如计算雪碧中CO2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用定则为标准态；如计算乙醇-水中乙醇的逸度时应采用定则为标准态。4、(4分)理想溶液的H=_；V=_；S= ；G =_。5、(3分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此
20、它们混合时会形成_溶液，它们的H=_，V=_。6、(1分)二元混合物容积表达式为V=X1V1+X2V2+X1X2，如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有V=。7、(1分)当T, P一定时，非理想溶液混合性质变化G=。8、(2分)等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程 X1dln1+_=_。9、(6分)在表格空格处填入合理的性质和关系每格0.5分iMM = Xiiln fln ln i10、(1分)溶液中组分i的活度系数的定义是i =_。11、(1分)Wilson方程是在溶液模型和概念基础上建立的关于活度系数与组分组成的关系式。三、判断题
21、(共3小题，3分)1、(1分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成理想溶液。( )2、(1分)理想溶液各组分的活度系数和活度为1。( )3、(1分)逸度也是一种热力学性质, 溶液中组分i的分逸度与溶液逸度的关系为四、名词解释(共4小题，14分)1、(3分)偏摩尔性质2、(4分)过量性质超额性质3、(4分)理想溶液4、(3分)活度五、简答题(共3小题，16分)1、(6分)在表格空格处填入合理的性质和关系 Mfi2、(5分)简述活度的定义和物理意义。5分3、(5分)偏摩尔性质定义与物理意义六、计算题(共8小题，109分)1、(15分)25，0.1MPa下，组分1和
22、2形成二元溶液，其溶液的摩尔焓为H =600180X1 20X13 (J /mol) . 式中X1 为组分1的摩尔分数, 标准态按Lewis-Randall定则计算，求15分2、(14分)14分25，0.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V = 80 24X1 20X12 (cm3 /mol) . 式中X1 为组分1的摩尔分数, V为溶液的摩尔体积. 求，(1)6分(2) 2分3V1 , V22分4V2分；5VE. 2分标准态按Lewis-Randall定则3、(16分)由实验数据得到25，1atm下一二元溶液的摩尔焓可用下式表示：H = 150 - 45X1 + 10X12-
23、 15 X13H 单位是J/mol， X1是组分的摩尔分数。求该温度压力下，1和2H1和H23H1和H24H 5HE参考答案一、选择题(共21小题，21分)1、(1分)A2、(1分)B3、(1分)B4、(1分)A5、(1分)A6、(1分)D7、(1分)A8、(1分)D9、(1分)D10、(1分)B11、(1分)B12、(1分)A13、(1分)A14、(1分)C15、(1分)C16、(1分)D17、(1分)D18、(1分)A19、(1分)B20、(1分)C21、(1分)A二、填空题(共11小题，27分)1、(1分)02、(3分)理想溶液，0，03、(4分)Lewis-Randall定则，Henr
24、y定则；Henry定则，Lewis-Randall定则；4、(4分)0，0, ,5、(3分)理想溶液，0，06、(1分)V =X1X27、(1分)G=RTxilni xi 8、(2分) X2 d2 , =09、(6分)GE/RT GE/RT=xilni10、(1分)ai/Xi11、(1分)无热，局部组成三、判断题(共3小题，3分)1、(1分)2、(1分)3、(1分)四、名词解释(共4小题，14分)1、(3分)偏摩尔性质在T、P和其它组分量nj均不变情况下，向无限多的溶液中加入1mol的组分i所引起的一系列热力学性质的变化。2、(4分)超额性质的定义是 ME = M -Mid，表示相同温度、压力
25、和组成下，真实溶液与理想溶液性质的偏差。ME与ME意义相同。其中GE是一种重要的超额性质，它与活度系数相关。3、(4分)理想溶液有二种模型标准态：iid= Xi fiLR和iid= Xi kiHL有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零，自由焓变化小于零。4、(3分)无五、简答题(共3小题，16分)1、(6分) Mi2、(5分)活度的定义是，或活度的物理意义是，活度是相对逸度，对理想溶液活度就是浓度，对非理想溶液活度是校正浓度。3、(5分)偏摩尔性质：在给定的T，P和组成下，向含有组分i的无限多的溶液中加入1摩尔的组分i所引起一系列
26、热力学性质的变化。六、计算题(共8小题，109分)1、(15分) 2、(14分)= 56-40X1+20 X12 = 80 + 20 X12= 56 cm3 /mol= 100 cm3 /molV1 = 36 cm3 /mol V2 = 80 cm3 /molV = 20X1 X2 VE = 20X1 X23、(16分)1 = 105 + 20X1 - 55X12 + 30X13，= 150 -10X12 + 30X132H1 = 100 J/mol ，H2 = 150 J/mol3H1 = 105 J/mol ， H2 = 170 J/molH = 5X1 + 10X12 -15X135 H
27、E = H第五章化工过程的能量分析一、选择题(共46小题，48分)1、(1分)气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 ( ).A. 增加 B减少C不变 D. 不能确定2、(1分)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.60的热水B.80的热水C.100的饱和蒸汽， D. 120的过热蒸汽3、(1分)在431.15K与286.15K之间工作的热机的最大效率是A. 91.77% B.50.70% C. 33.63% D.39.67%4、(1分)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
28、存在。AS环可逆S环不可逆CS环可逆 = S环不可逆 DS环可逆= 05、(1分)按第二定律，无论什么过程体系的熵变。A.0 B.0C.=0 D.不确定6、(1分)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7、(1分)在158与13之间工作的热机的最大效率是(A) 91.77% (B) 50.70% (C) 33.64% (D) 39.67% 8、(1分)1. 气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 ( ).A. 增加 B减少C不变 D. 不能确定9、(1分)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.60的热水B.80的热水C.100的饱和蒸汽， D. 120的过热蒸汽10、(1分)在431.15K
