《化工1203班热力学试卷2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工1203班热力学试卷2（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基本题型如下：选择题：1.5 分10=15 分填空题：2 分5=10 分简答题：25 分计算题：50 分一、选择题（1.5 分10=15 分） 1、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2、下列各式中，化学位的定义式是 A jj jj nSTiinTPii ViiSii UDAC GBH, , )(.)(. . 3、对无热溶液，下列各式能成立的是 D 。A. SE=0，V E=0 B. SE=0，A E=0C. GE=0，A E=0 D. HE=0，G E= -TSE4、在一定的温度和压力下二组
2、分体系汽液平衡的条件是_A_。 为 混 合 物 的 逸 度 ） （； ； ； ffDffC fBVLLVLV ().( )(15、下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为 D 。B. iA.G=iidG=p-STji iT,PnC /i ji i,nv./i6、二元非理想极稀溶液, 其溶质和溶剂分别遵守 A A. Henry定律和Lewis-Randall规则. B. Lewis-Randall规则和Henry定律.C. Raoult 规则和 Lewis-Randall 规则. D. Lewis-Randall 规则和拉乌尔规则7、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
3、，则此过程气体焓值 B 。A. 增加 B. 减少C. 不变 D.不确定8、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。9、不可逆过程中，孤立体系的（ D ）。A总熵 增加，火用也增加。 B. 总熵减少，火用也减少。C总熵减少，但火用增加。 D总熵增加，但火用减少。10作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机）中抽出部分
4、蒸汽（ B ）A 锅 炉加热锅炉进水 B回热加热器加热锅炉进水C. 冷凝器加热冷凝水 D.过热器再加热二、填空题（每题 2 分,共 10 分）1.理想溶液的过量性质 等于_（0）EM2.热力学一致性检验的原理是是依据_（吉布斯-杜亥姆方程）3.稳流系统的热力学第一定律为：_( )SWQZguH214.化学分析法包括_、_、_（能量衡算法，熵分析法，火用分析法）5.绝热可逆膨胀的温降比节流膨胀的温降_（大、小、相等） 三、简答题(1 题 5 分，2 题 8 分，3 题 4 题各 6 分：共 25 分)1、汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么？答：根据逸度系数的计算方程，需要选择一个同时适用于汽
5、相和液相的状态方程，且计算精度相当。这种方程的形式复杂，参数角度，计算比较困难（意思对即可） 。2、有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积 2211)(bxaV式中：V 1 和 V2 是纯组分的摩尔体积， 、 只是 T、P 的函数。试从热力ab学的角度分析这些方程是否合理？答： 根据 Gibbs-Duhem 方程 得恒温、恒压下0d,pTiMx0d21Vx或 （2 分） 2121ddxVx由本题所给的方程得到 1112)(bxa即 （A） （2 分）1)(dxbxV同样可得 222( ba即 （B） （2 分）22)(dxbxV比较上述结果，式（A）=（B ）得： 22
6、1)()( bxabxa整理此式得： 或 （2 分）0b5.021根据题意，所给出的方程组只有在 时才满足 Gibbs-Duhem 方程，方ba程才合理。3、写出局部组成的概念，并说明Wilson方程和NRTL方程的适用条件。答：局部组成的概念：在某个中心分子i的近邻，出现 i分子和出现j分子的几率不仅与分子的组成xi和x j有关，而且与分子间相互作用的强弱有关 （2分）Wilson方程适用条件：可以准确地描述极性和非极性混合物的活度系数（2分）NRTL方程适用条件：可以用于部分互溶体系，特别用于液-液分层物系的计算（2分）4、说明基团贡献法的出发点、优点及局限性答：基团贡献法的基本假定是纯化
7、合物或混合物的物性，等于构成此化合物或混合物的各种集团对此物性贡献值的总和；即假定在任何体系中，同种基团在不同分子中对某一物性具有同一贡献值，例如临界体积，只要由各个基团的临界体积贡献值之和加上某一常数即可。 （4 分）优点：更大的通用性及不需要临界参数 （1 分） 局限性：分子交互作用难于校正 （1 分）四、计算题（共 50 分）1、(16 分)25，0.1MPa 下，组分 1 和 2 形成二元溶液，其溶液的摩尔焓为H=600 180X120X 13 (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 EHHH)5()4()3(,)(,
8、)1( 21212 解：过程如下3131 3123121 221211312 312121210)50 )60460()464( )()/03/64) 4064)()6082xHxxHxHxmolJHlJx xdxHdx、E iiii （除第 4 小题每小题 3 分，第 4 题 4 分）2、(14分)某动力循环的蒸汽透平机，进入透平的过热蒸汽为2.0MPa，400，排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽，若要求透平机产生3000kW功率，问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少？假设透平机的热损失相当于轴功的5%。 （已知：饱和蒸汽的熵 ，饱和液体的熵，17153.KkgJSg）19875.0KkgJ
9、Sl解：进出透平机的蒸汽状态见下图所示， （2分）焓、熵值从附录水蒸汽表中查到，按稳流系统热力学第一定律对透平机进行能量衡算 H=Q-Ws （3分） 则 ssWHm95.0%512蒸汽流量 （3分） 112 4.1650.3247.69.0 hkgs按本题意，等熵膨胀的空气应该是湿蒸汽，即为饱和蒸汽和饱和水的混合物，此时熵值，即为饱和蒸汽和饱和水的熵按比例混合，已知：饱和蒸汽的熵 ，饱和液体的熵，17153.KkgJSg 19875.0KkgJSl设空气中气相重量百分含量为x,则 7.1271=7.7153x+(1-x)0.9875 解得 x=0.9126 （3分）空气的焓值 H=xHg+（
10、1-x） Hl=0.91262631.4+(1-0.9126)304.25=2428.0kJkg-1 （3分） T 4 2 3 1 6 5 S 3、 （20 分）某二元溶液，Lewis-Randall 规则标准态的超额 Gibbs 自由能可由下式给出： 21/xRTGE式中： 为常数，两纯组元逸度分别为*f和 2，单位为 Pa, 1:molJGE, T ：K, 求：（1） 以 Lewis-Randall 规则为标准态的活度系数 1与 2的表达式。（2） 以 Henry 定律为标准态的活度系数1与 2的表达式。解：（1）由于 jnpTiEiRnG,l故：对于二元混合物，可以使用二元截矩公式计算活度系数二元截矩公式为： 1221dxM（4 分）则： 1E221d)G(lnxRT（4 分）将 21/xRTE代入上式，整理得： 21lnx（2 分）（2）由活度的定义： iifa因此，以 Lewis-Randall 规则为标准态的活度系数 1与 2分别为：2*21xff， 则 2*2*211xefxf（4 分）又由于亨利系数： ixifkilm0则： efxfxfk*11*0101 2limli（2 分）同理可得： ef*2则依据定义式: 以 Henry 定律为标准态的活度系数1与 2的表达式为： )1(2*22 )(1*12222xxxxefxkf（4分）
