化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)《化工熱力學(xué)》模擬考試考題A(答案)

PAGEPAGE1華東理工大學(xué)20-20學(xué)年第學(xué)期《化工熱力學(xué)》課程模擬考試試卷A(答案)開(kāi)課學(xué)院：化工學(xué)院，專(zhuān)業(yè)：化學(xué)工程與工藝考試形式：閉卷，所需時(shí)間：120分鐘考生姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：任課教師：題序一二三四總分得分評(píng)卷人一、是非題（共24分，每小題2分，對(duì)的打√，錯(cuò)的打×）1．當(dāng)壓力大于臨界壓力時(shí)，純物質(zhì)就以液態(tài)存在。(×)2．純物質(zhì)的三相點(diǎn)隨著所處壓力的不同而改變。(×)3．用一個(gè)相當(dāng)精確的狀態(tài)方程，就可以計(jì)算所有的均相熱力學(xué)性質(zhì)隨著狀態(tài)的變化。 (×)4．氣體混合物的Virial系數(shù)，如B，C，…，是溫度和組成的函數(shù)。(√)5．在一定壓力下，純物質(zhì)的泡點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度是相同的，且等于沸點(diǎn)。(√)6．對(duì)于理想溶液，所有的混合過(guò)程性質(zhì)變化均為零。(×)7．在二元系統(tǒng)的汽液平衡中,若組分1是輕組分，組分2是重組分，若溫度一定，則系統(tǒng)的壓力隨著的增大而增大。(×)8．偏摩爾焓的定義可表示為。(×)9．Gibbs-Duhem方程可以用來(lái)檢驗(yàn)熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性。(√)10．自然界一切實(shí)際過(guò)程總能量守恒，有效能無(wú)損失。(×)11．能量衡算法用于過(guò)程的合理用能分析與熵分析法具有相同的功能。(×)12．當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)的Gibbs自由焓變化值等于零。(√)二、單項(xiàng)選擇題（共20分，每小題2分）1．指定溫度下的純物質(zhì)，當(dāng)壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，則物質(zhì)的狀態(tài)為：（D）(A)飽和蒸汽；(B)超臨界流體；(C)壓縮液體；(D)過(guò)熱蒸汽2．單元操作的經(jīng)濟(jì)性分析中，功耗費(fèi)用和下列哪個(gè)因素有關(guān)（C）。(A)理想功；(B)有效能；(C)損耗功；(D)環(huán)境溫度3．一流體從狀態(tài)1分別經(jīng)歷可逆過(guò)程R與不可逆過(guò)程N(yùn)R到達(dá)狀態(tài)2，兩個(gè)過(guò)程的環(huán)境狀態(tài)相同，則過(guò)程R的理想功比過(guò)程N(yùn)R的理想功要：（A）(A)相等；(B)大；(C)?。?D)不確定4．由混合物的逸度的表達(dá)式知，的狀態(tài)為：（B）(A)系統(tǒng)溫度，的純組分i；(B)系統(tǒng)溫度、的純組分i的理想氣體狀態(tài)；(C)系統(tǒng)溫度，系統(tǒng)壓力的純組分i的理想氣體狀態(tài)；(D)系統(tǒng)溫度，系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)組成的溫度的理想混合物。5．對(duì)理想溶液的性質(zhì)，下列說(shuō)法描述不正確的是：（C） (A)(B)(C)(D)6．、兩相達(dá)到平衡，系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)表述中錯(cuò)誤的是（A）。(A)(B)(C)(D)7．氣液平衡計(jì)算關(guān)系式，(i=1,2,…,N)，在中壓時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為（B）。(A)(B)(C)(D)8．某封閉體系經(jīng)歷一不可逆過(guò)程，系統(tǒng)所做的功和排出的熱量分別為100kJ和45kJ，問(wèn)系統(tǒng)的熵變（D）。(A)小于零(B)大于零(C)等于零(D)說(shuō)不清楚9．合理地評(píng)價(jià)化工過(guò)程能量綜合利用所采用的方法是（C）。 (A)熱力學(xué)第一定律；(B)熱力學(xué)第二定律；(C)熱力學(xué)第一定律與第二定律 (D)熱力學(xué)第三定律10．反應(yīng)，初始物質(zhì)含量H2S為1mol，H2O為3mol。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度為時(shí)，SO2的摩爾分?jǐn)?shù)為（A）（已知：）(A)(B)(C)(D)三、計(jì)算題（50分）1．（8分）用PR方程計(jì)算正丁烷在50已知：(1)PR方程為，其中：。(2)可供參考的迭代關(guān)系式為：，初值可選用理想氣體計(jì)算。(3)正丁烷的蒸汽壓方程為，各物理量單位：/MPa，T/K；臨界參數(shù)為：，，解：（1）由（2）取則，，，，，，2．（8分）某二元混合物，在一定的溫度和壓力下，其逸度表達(dá)式為，a，b，c為常數(shù)，試求：（1）；（2），。（二組分均以Lewis-Randall規(guī)則為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)逸度）。已知：偏摩爾量與摩爾量之間的關(guān)系為：；(組分i的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是以Lewis-Randall規(guī)則為基準(zhǔn))。解：同理得到：由于則：3．（12分）丙酮(1)-甲醇(2)二元系統(tǒng)在98.66kPa及327.6K時(shí)形成共沸物，其共沸組成=0.796。設(shè)該二元系可采用VanLaar活度系數(shù)關(guān)聯(lián)式。（1）試求VanLaar方程常數(shù)A12、A21；（2）試求該系統(tǒng)在327.6K時(shí)及時(shí)的平衡壓力及汽相組成y1。已知此溫度下的。假設(shè)此系統(tǒng)符合低壓汽液平衡關(guān)系，在共沸點(diǎn)時(shí)有。VanLaar活度系數(shù)關(guān)聯(lián)式：其中方程參數(shù)可采用下式計(jì)算：解：（1）由共沸點(diǎn)數(shù)據(jù)知：，則活度系數(shù)采用VanLaar方程計(jì)算，其中的方程參數(shù)計(jì)算如下：（2）當(dāng)時(shí)4．（12分）753K、1.5MPa的過(guò)熱蒸汽推動(dòng)透平機(jī)，并在0.07MPa下排出。此透平機(jī)既不絕熱也不可逆，過(guò)程的熱量損失為蒸汽，初始狀態(tài)下蒸汽的焓、熵值為，，在0.07MPa，時(shí)蒸汽的焓值，實(shí)際由于過(guò)程的不可逆性，出口乏汽，，試求：該過(guò)程對(duì)外實(shí)際輸出的軸功，過(guò)程的損耗功和熱力學(xué)效率。設(shè)環(huán)境溫度為=293K。已知：穩(wěn)流過(guò)程的熱力學(xué)第一定律；熱力學(xué)第二定律；損耗功，理想功，熱力學(xué)效率。解：以1kg蒸汽為計(jì)算基準(zhǔn)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律：則：由熱力學(xué)第二定律：熱力學(xué)效率或5．（10分）某制冷機(jī)采用氨作為制冷劑，制冷能力為60000，蒸發(fā)溫度為-15℃，壓縮機(jī)在絕熱可逆下操作，壓縮后蒸汽冷凝溫度為30℃1）制冷劑每小時(shí)的循環(huán)量，；2）壓縮機(jī)消耗的功率，；3）該循環(huán)的制冷系數(shù)；4）該循環(huán)作逆Carnot循環(huán)的制冷系數(shù)。題5附圖已知：題5