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1、一、选择题(L 5分X10=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._ d(nH)_ d(nG)A.fi=-B./,-=JnV,nS,n;diij diij 7 5(nA)d(nU)c-4,三 二一D-4,三 一 一dnt diij 3、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=0D.HE=0,GE=-TSE4、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是_ A(A)./=/；靠=*笊=管;/,L
2、=AL(C).k=v；7,v=/2l(O)尸=/(处混合物的逸度)5、下列偏摩尔自由熔表达式中，错误的为 DA.G j*C.1=。(田)/加工B dG ydp-SjdTD.Q =0(n G)/加6、二元非理想极稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守2A.Henry 定律和 Lewis-Randall 规则.C.Raoult 规则和 Lewis-Randall 规 贝！I.7、气体经过稳流绝热膨胀，对外作功,失,则此过程气体焙值oA.增加C.不变B.Lewis-Randall 规则和 Henry 定律.D.Lewis-Randall规则和拉乌尔规则如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损B.减少D.不确定8、关
3、于制冷原理，以下说法不正确的是(D)A.任何气体，经等端膨胀后，温度都会下降。B.只 有 当 经 节 流 膨 胀 后，气体温度才会降低。C.在相同初态下，等燧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.总燃增加，火用也增加。B.总端减少，火用也减少。C.总燧减少，但火用增加。D.总端增加，但火用减少。1 0.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 1 0 分）1.理想溶液的过量性质 E
4、等于（0）2.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：（AW+|A i/2+gAZ=2 +Ws.）4.化学 分 析 法 包 括、（能量衡算法，端分析法，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 2 5 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
5、、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积K-V|tz+（b （i）xt bx；V2-V2-a+（b a）x2 bx；式中：V i和V2是纯组分的摩尔体积，a、h只是T、P的函数。试从热力学的角度分析这些方程是否合理？答：根据Gibbs-Duhem方程 （x,dM,）r=0 得恒温、恒压下x1d区+叼顼=0或 匹 吼=眄=必 正 (2分)但 dX|dx2由 本 题 所 给 的 方 程 得 到 蚯 也=姓=人 叫2姐dX 3即j j=(b-a)x1-2bx(A)(2 分)drj同样可得 d(i j)鸣=b-a-2bx、d,r2 dr2即x2=(b-a)x2-2bx(B)(2 分)cb比较上述结果，式(A)
6、=(B)得：(b-a)xt-2bx：-(b-a)x2-2bx整理止匕式得：a +h =O或$=0-5 （2分）根据题意，所给出的方程组只有在a +Z?=O时才满足G i bbs-D u h e m方程，方程才合理。3、写出局部组成的概念，并说明W i l so n方程和N R T L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/分子的几率不仅与分子的组成xi和町有关，而且与分子间相互作用的强弱有关（2分）W i l so n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）N R T L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
7、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、（1 6分）2 5,O.IM P a下，组分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔焰为H=6 0 0-180X1-2 0 X?（J/mol）.式中X i为组分1的摩尔分数，标准态按Lewis-Randall
8、定则计算，求（1）（2）百 ，房；Hv/；（4）AH；（5）HE;解：过程如下2、=180 60 x；d&_ dH dH1）同=H-x,=H+（l-x）一 =420 60%；+40 x,3 dx2 dxH2=600+40X；2）打=42（U/zH=64Q J/m ol3）/7,=4QQJ/molH2=600J/mol4）M =Z x R-Z x/i =Z七（反一,）=再（冗 _%）+/（后2 _”2）=x,（420-60 x；+40M-400）+/（600+40 x；-600）=20犬-20 x；5）“=A”=20内-20M（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
9、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：饱和蒸汽的牖Sg=77153。.依一火,饱和液体的端，S,=0.9875 kJ kg-K T）解：进出透平机的蒸汽状态见下图所示，（2分）焙、燧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4H=Q-M则根（也-%）=5%W,-叱=-0.95%m=-095*3000、3600=侬取.仁蒸汽流量%2631.4-3247.6（3分）（3分）按本题意，等端膨胀的空气应该是湿蒸汽，即为
10、饱和蒸汽和饱和水的混合物，此时蜡值，即为饱和蒸汽和饱和水的端按比例混合，已知：饱和蒸汽的 底L7.7 1 5 3 5依 一 区,饱 和 液 体 的 麻5,=0.9875设空气中气相重量百分含量为X,贝 U 7.1271=7.7153 Xx+(l-x)X 0.9875解得 x=0.9126(3分)空气的焰值 H=xXHg+(1-x)Hi=0.9126 X 2631.4+(1-0.9126)X 304.25=2428.0kJ kg4(3分)S3、（2 0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：G1 /RT=/3XX2式中：为常数，两纯组元逸度分别为方
11、和力*,单位为Pa,广,T：K,求：（1）以Lewis-Randall规则为标准态的活度系数九与九的表达式。，（2）以Henry定律为标准态的活度系数与九的表达式。d n-解：（1）由于 L T山 故：对于二元混合物，可以使用二元截矩公式计算活度系数必I=M-x212 dx2M 2=M-%1二元截矩公式为：I （4分）则:In%=阮V将GE/RT=囹X2代入上式，整理得：./2=您2（4分）（2分）（2）由活度的定义:%=因此，以Lewis-Randall规则为标准态的活度系数八与九分别为:Y =A力flX2,7 1 =则、=fi XZY2-fi x2epx-kj=lim 又由于亨利系数：*C O X，占=lim 五=lim.*=f则：演fX|X L。X,同理可得：匕=珠。/2（4分）（2分）则依据定义式：以Henry定律为标准态的活度系数%与的表达式为:，2 x/_ r t(.v2-I)（4分）