化學工程與工藝專業(yè)《化工熱力學》模擬考試考題A(答案)

PAGEPAGE1華東理工大學20-20學年第學期《化工熱力學》課程模擬考試試卷A(答案)開課學院：化工學院，專業(yè)：化學工程與工藝考試形式：閉卷，所需時間：120分鐘考生姓名：學號：班級：任課教師：題序一二三四總分得分評卷人一、是非題（共24分，每小題2分，對的打√，錯的打×）1．當壓力大于臨界壓力時，純物質就以液態(tài)存在。(×)2．純物質的三相點隨著所處壓力的不同而改變。(×)3．用一個相當精確的狀態(tài)方程，就可以計算所有的均相熱力學性質隨著狀態(tài)的變化。 (×)4．氣體混合物的Virial系數，如B，C，…，是溫度和組成的函數。(√)5．在一定壓力下，純物質的泡點溫度和露點溫度是相同的，且等于沸點。(√)6．對于理想溶液，所有的混合過程性質變化均為零。(×)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方程可以用來檢驗熱力學實驗數據的一致性。(√)10．自然界一切實際過程總能量守恒，有效能無損失。(×)11．能量衡算法用于過程的合理用能分析與熵分析法具有相同的功能。(×)12．當化學反應達到平衡時，反應的Gibbs自由焓變化值等于零。(√)二、單項選擇題（共20分，每小題2分）1．指定溫度下的純物質，當壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓時，則物質的狀態(tài)為：（D）(A)飽和蒸汽；(B)超臨界流體；(C)壓縮液體；(D)過熱蒸汽2．單元操作的經濟性分析中，功耗費用和下列哪個因素有關（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分別經歷可逆過程R與不可逆過程NR到達狀態(tài)2，兩個過程的環(huán)境狀態(tài)相同，則過程R的理想功比過程NR的理想功要：（A）(A)相等；(B)大；(C)小；(D)不確定4．由混合物的逸度的表達式知，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．對理想溶液的性質，下列說法描述不正確的是：（C） (A)(B)(C)(D)6．、兩相達到平衡，系統(tǒng)的熱力學性質表述中錯誤的是（A）。(A)(B)(C)(D)7．氣液平衡計算關系式，(i=1,2,…,N)，在中壓時，上式可簡化為（B）。(A)(B)(C)(D)8．某封閉體系經歷一不可逆過程，系統(tǒng)所做的功和排出的熱量分別為100kJ和45kJ，問系統(tǒng)的熵變（D）。(A)小于零(B)大于零(C)等于零(D)說不清楚9．合理地評價化工過程能量綜合利用所采用的方法是（C）。 (A)熱力學第一定律；(B)熱力學第二定律；(C)熱力學第一定律與第二定律 (D)熱力學第三定律10．反應，初始物質含量H2S為1mol，H2O為3mol。當反應進度為時，SO2的摩爾分數為（A）（已知：）(A)(B)(C)(D)三、計算題（50分）1．（8分）用PR方程計算正丁烷在50已知：(1)PR方程為，其中：。(2)可供參考的迭代關系式為：，初值可選用理想氣體計算。(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，其逸度表達式為，a，b，c為常數，試求：（1）；（2），。（二組分均以Lewis-Randall規(guī)則為標準態(tài)逸度）。已知：偏摩爾量與摩爾量之間的關系為：；(組分i的標準狀態(tài)是以Lewis-Randall規(guī)則為基準)。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時形成共沸物，其共沸組成=0.796。設該二元系可采用VanLaar活度系數關聯(lián)式。（1）試求VanLaar方程常數A12、A21；（2）試求該系統(tǒng)在327.6K時及時的平衡壓力及汽相組成y1。已知此溫度下的。假設此系統(tǒng)符合低壓汽液平衡關系，在共沸點時有。VanLaar活度系數關聯(lián)式：其中方程參數可采用下式計算：解：（1）由共沸點數據知：，則活度系數采用VanLaar方程計算，其中的方程參數計算如下：（2）當時4．（12分）753K、1.5MPa的過熱蒸汽推動透平機，并在0.07MPa下排出。此透平機既不絕熱也不可逆，過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，時蒸汽的焓值，實際由于過程的不可逆性，出口乏汽，，試求：該過程對外實際輸出的軸功，過程的損耗功和熱力學效率。設環(huán)境溫度為=293K。已知：穩(wěn)流過程的熱力學第一定律；熱力學第二定律；損耗功，理想功，熱力學效率。解：以1kg蒸汽為計算基準，根據熱力學第一定律：則：由熱力學第二定律：熱力學效率或5．（10分）某制冷機采用氨作為制冷劑，制冷能力為60000，蒸發(fā)溫度為-15℃，壓縮機在絕熱可逆下操作，壓縮后蒸汽冷凝溫度為30℃1）制冷劑每小時的循環(huán)量，；2）壓縮機消耗的功率，；3）該循環(huán)的制冷系數；4）該循環(huán)作逆Carnot循環(huán)的制冷系數。題5附圖已知：題5