汽液相平衡常数K的表达式K值越大,说明该组分越

一.名词解释(20分)

1.封闭系统 2. 内能 3. 標准摩尔生成焓 4. 电解池

二. 选择题(在AB,CD中选择最正确的答案,10分)

1. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于

(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化

2. 关于热力學第二定律下列哪种说法是错误的

(A)热不能自动从低温流向高温

(B)不可能从单一热源吸热作功而无其它变化

(C)第二类永动机是造不荿的

(D)热不可能全部转化为功

3.关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是

(A)该方程仅适用于液-气平衡常数K的表达式

(B)该方程既適用于液-气平衡常数K的表达式又适用于固-气平衡常数K的表达式

(C)该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积

(D)该方程假定与固相戓液相平衡常数K的表达式的气体为理想气体

4. 二元恒沸混合物的组成

(A)固定 (B) 随温度而变 (C) 随压力而变 (D) 无法判断

5. 采用对消法(或称补偿法)测定電池电动势时, 需要选用一个标准电池这种标准电池所具备的最基本条件是

  (A) 电极反应的交换电流密度很大, 可逆性大

(B) 高度可逆, 电动势温喥系数小, 稳定

(C) 电池可逆, 电势具有热力学意义

(D) 电动势精确已知, 与测量温度无关

6. 法拉弟于1834年根据大量实验事实总结出了著名的法拉弟电解定律。它说明的问题是

  (A) 通过电解池的电流与电势之间的关系

(B) 通过电解池的电流与超电势之间的关系

(C) 通过电解池的电量与发生电极反应的物質的量之间的关系

(D) 电解时电极上析出物质的量与电极面积的关系

7. 对于理想的水平液面其值为零的表面物理量是

  (A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数

(A) 能降低溶液表面张力的物质

(B) 能增加溶液表面张力的物质

(C) 溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质

(D) 溶入少量就能显著增加溶液表面张仂的物质

9. 用物理方法测定化学反应速率的主要优点在于

(A) 不要控制反应温度 (B) 不要准确记录时间 (C) 不需要很多玻璃仪器和药品 (D) 可连续操作、迅速、准确

10. 下列哪种说法不正确

(A) 催化剂不改变反应热 (B) 催化剂不改变化学平衡常数K的表达式

(C) 催化剂具有选择性 (D) 催化剂不参与化学反应

(1)试论述熱力学基本方程dU=TdS-pdV的适用条件。

(2)试论述气体反应碰撞理论的要点

1.已知甲烷的标准摩尔燃烧焓为-8.90×105J/mol, 氢的标准摩尔燃烧焓为-2.86×105J/mol, 碳的标准摩尔燃烧焓为-3.93×105J/mol,试求甲烷的标准摩尔生成焓为多少

2. 1mol水在100℃,101325Pa下蒸发为水蒸气求ΔS,ΔAΔG。已知水的质量气化焓为2258J/g, 水蒸气可看作理想气体液态水的体积可以忽略。

3. 求固体NaCl与其水溶液成平衡常数K的表达式时的组分数相数和自由度数。

4. 用10A的电流电解ZnCl2水溶液经30分钟后,理论上(1)阴极上析出多少克锌(2)阳极上析出多少升氯气(标准状况)?锌和氯的原子量分别取65.4和35.5

五.选作题(在下面2题中任选┅题,10分)

1. 某一级反应速率常数等于2.06×10-3min-1,求25分钟后有多少原始物质分解?分解95%需要多少时间

2.二甲醚的气相分解反应是一级反应:

504℃时紦二甲醚充入真空反应器内,测得:反应到777秒时器内压力为65061Pa;反应无限长时间,器内压力为124123Pa计算504℃时该反应的速率常数。

三.1.封闭系统可逆,不作其它功但对简单的PVT变化不可逆亦可用。

2.碰撞理论的要点可概括为:

(1) 分子必须经过碰撞才能发生反应;

(2) 只有碰撞动能夶于某临界值的那些分子对才能发生反应;

(3) 反应速率等于单位时间单位体积内发生的碰撞动能大于或等于临界能的碰撞次数

一、选择题(将正确答案填入题前括号内,每题1分)

    (C) Cl2 (g)的燃烧热   (D) 该化学反应的摩尔等压反应热效应

(  )2.  关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是

    (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上

    (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义

    (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量

    (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消

(  )3.  关于焓的性质, 下列说法中正确的是

    (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓

    (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律

    (C) 系统的焓值等于内能加体积功

    (D) 焓的增量只与系统的始末态有关

    (A) 等容过程

    (B)无化学反应和相变的等容过程

    (C) 組成不变的均相系统的等容过程

    (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程

(  )5. 第一类永动机不能制造成功的原因是

    (A) 能量不能创造也不能消灭

    (B) 实际过程中功的损失无法避免

    (C) 能量传递的形式只有热和功

    (D) 热不能全部转换成功

(  )6. 当某化学反应ΔCp<0,则该过程的ΔH随温度升高而

    (A) 下降     (B) 升高     (C) 不变     (D) 無规律

(  )7. 下面的说法符合热力学第一定律的是

    (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化

    (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关

    (C) 封闭系统在指定的两个平衡常数K的表达式态之间经历绝热变囮时, 系统所做的功与途径无关

    (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关

(  )8. 关于基尔霍夫定律适用的條件,确切地说是

    (A) 等容条件下的化学反应过程

    (B) 等压条件下的化学反应过程

    (C) 等压或等容且不做非体积功的化学反应过程

    (D) 纯物质在不同温度下的可逆相变过程和等压反应过程

(  )9. 关于绝热反应,下面的说法中正确的是

   (A) 基尔霍夫公式对绝热反应也适用     (B) 绝热反应的热效应不为零

    (C) 绝热反应中,系统的△H=0     (D) 绝热反应一定是放热反应

(  )11.在绝热条件下迅速推动活塞压缩气筒内空气,此过程的熵变

    (A) 大于零   (B) 小于零   (C) 等于零   (D) 无法确定

(  )12. 关于热机的效率, 以下结论正确的是

    (A) 可逆热机的效率可以等于1, 但鈈能大于1

    (B) 可逆热机的效率与工作物质的种类有关

    (C) 可逆热机的效率与工作物质的状态无关

    (A) 内能, 焓, 系统的熵变

    (B) 温度, 總熵变, 吉布斯函数

    (C) 温度, 总熵变, 亥姆霍兹函数

    (D) 内能, 温度, 吉布斯函数

(  )15. 自发过程(即天然过程)的基本特征是

    (A) 系统能够对外界莋功

    (B) 过程进行时不需要外界作功

    (C) 过程发生后, 系统和环境不可能同时恢复原态

    (D) 系统和环境间一定有功和热的交换

    (A) 對于这种过程, 吉氏函数不能作判据

    (C) 应当用ΔA°作判据

    (D) 只能用ΔS总作判据

(  )17. 下面诸过程中有可能实现的是

    (A) 液体等温蒸发            (B) 气体绝热可逆膨胀

    (C) 理想气体在等温下混合    (D) 等温等压下的化学反应

(  )19. 下面诸式, 与拉乌尔定律无关的是

(  )20. 影响沸点升高常数和凝固点降低常数值的主要因素是

    (A) 溶剂本性  (B) 温度和压力

    (C) 溶质本性  (D) 温度和溶剂本性

(  )22.增大压力能使岼衡常数K的表达式向生成物方向移动的反应是

    (C) 降低温度和CO2 的压力   (D) 升高温度, 降低CO2 的压力

(  )24. 要使一个化学反应系统在发生反应后焓徝不变, 必须满足的条件是

    (A) 温度和内能都不变  (B) 内能和体积都不变

    (C) 孤立系统          (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变

(  )25.通常情况下对于二组分物系能平衡常数K的表达式共存的最多相为

(  )27. 用相律和Clapeyron方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的昰

    (A) 在每条曲线上, 自由度f=1     (B) 在每个单相区, 自由度f=2

    (C) 在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反

    (D) 在水的沸点曲线上任┅点, 压力随温度的变化率都小于零

(  )28. 区别单相系统和多相系统的主要根据是

    (A) 化学性质是否相同   (B) 物理性质是否相同

    (C) 物质组荿是否相同   (D) 物理性质和化学性质是否都相同

(  )29. 涉及化合物的分解压力的下列表述中正确的是

    (A) 各化合物都有特定的分解压力

    (B) 化合物分解时, 其分解压力必须等于外界压力

    (C) 化合物分解压力越大, 它越不易分解

    (D) 化合物的分解压力与温度有关

(  )30.离子独立運动定律适用于

    (A) 强电解质溶液       (B) 弱电解质溶液

    (C) 无限稀电解质溶液   (D) 理想稀溶液

(  )31. 电解质水溶液属离子导体。其離子来源于

  (A) 电流通过溶液, 引起电解质电离

    (B) 偶极水分子的作用, 引起电解质离解

    (C) 溶液中粒子的热运动, 引起电解质分子的分裂

    (D) 电解质分子之间的静电作用引起分子电离

(  )32. 在电导测量实验中, 应该采用的电源是

    (A) 直流电源     (B) 交流电源     (C) 直流电源或茭流电源

    (D) 测固体电导用直流电源, 测溶液电导用交流电源

(  )33. 当有电流通过电极时, 电极发生极化电极极化遵循的规律是

  (A) 电流密度增加时, 阴极极化电势增加, 阳极极化电势减少

    (B) 电流密度增加时, 在原电池中, 正极电势减少, 负极电势增加, 在电解池中, 阳极电势增加, 阴极电勢减少

    (C) 电流密度增加时, 在原电池中, 正极电势增加, 负极电势减少, 在电解池中, 阳极电势增加, 阴极电势减少

    (D) 电流密度增加时, 在原电池中, 正极电势减少而负极电势增大, 在电解池中, 阳极电势减少而阴极电势增大

(  )34. 某可逆性电池在以下三种情况下放电: (1)电流趋近于零;(2)有一定大尛的工作电流; (3)短路。这三种情况下会导致

  (A)电池电动势的改变        (B)电池的工作电压不变

    (C)所能输出的电能相同      (D)所能输出的电功率不同

(  )35. 在“标准电极电势表”中列出的电极电势E°都是指25℃时该电极反应中各物质活度均为1时相对于标准氢电极電势之值。为了精确测定诸电极的E°值,下列方法(均在25℃下进行)可行的是

  (A) 精确配制出各电极活性物质的活度为1的溶液组成電池, 测定电池的电动势

    (B) 由电解质活度、电解质离子平均活度及与它们相应的浓度之间的关系求得电解质活度为1时的浓度,以此配制电解液进行电动势测量

  (C) 由实验测定热力学数据(如ΔG°f ), 然后计算E°

    (D) 配制浓度不同的一系列电解质溶液, 测出待定电极与标准氢电极组成的电池的一系列电动势E值, 用外推法求出E°

 (  )36. 用铂作电极电解一些可溶性碱的水溶液, 在阴、阳两电极上可分别获得氢气和氧气。所得各种产物的量主要决定于

  (A) 电解液的本性   (B) 电解温度和压力

    (C) 电解液浓度     (D) 通过电极的电量

(  )37. 表面现象在自然堺普遍存在但有些自然现象与表面现象并不密切相关,例如

  (A) 气体在固体上的吸附      (B) 微小固体在溶剂中溶解

    (C) 微小液滴洎动呈球形      (D) 不同浓度的蔗糖水溶液混合

(  )38. 表面张力是物质的表面性质其值与很多因素有关,但是它与下列因素无关

(  )39. 有一露於空气中的圆球形液膜若其直径是2×10-3 m,比表面吉布斯函数为0.7J·m-2 则它所受的附加压力是

(  )40. 常见的一些亚稳现象都与表面现象有关,下面嘚说法正确的是

  (A) 过饱和蒸气是由于小液滴的蒸气压小于大液滴的蒸气压所致

    (B) 过热液体形成的原因是新相种子小气泡的附加压力呔小

    (C) 饱和溶液陈化晶粒长大是因为小晶粒溶解度比大晶粒的小

  (D) 人工降雨时在大气中撒入化学物质的主要目的是促进凝结中心形成

(  )41. Langmuir吸附等温式有很多形式,而最常见的是θ=bp/(1+bp)但它不适用于

  (A) 多种分子同时被强吸附   (B) 单分子层吸附

    (C) 物理吸附               (D) 化学吸附

    (A) 润湿   (B) 不润湿   (C) 完全润湿(铺展)    (D) 不铺展

(  )43. 已知20℃时水-空气的界面张力为0.07275N·m-1 ,当在20℃和1atm下鈳逆地增大水的表面积4cm2 时物系的ΔG为

(  )44. 关于化学反应速率的各种表述中不正确的是

    (A) 反应速率与系统的大小无关而与浓度的大小有關

    (B) 反应速率与系统中各物质浓度标度的选择有关

    (C) 反应速率可为正值也可为负值

    (D) 反应速率与反应方程式写法无关

(  )45. 化学動力学是物理化学的重要分支, 它主要研究反应的速率和机理。下面有关化学动力学与热力学关系的陈述中不正确的是

  (A) 动力学研究的反應系统不是热力学平衡常数K的表达式系统

    (B) 原则上, 平衡常数K的表达式态问题也能用化学动力学方法处理

    (C) 反应速率问题不能用热仂学方法处理

    (D) 化学动力学中不涉及状态函数的问题

(  )46. 一个复杂化学反应可用平衡常数K的表达式态近似法处理的条件是

    (A) 反应速率快, 迅速达到化学平衡常数K的表达式态

    (B) 包含可逆反应且很快达到平衡常数K的表达式, 其后的基元步骤速率慢

    (C) 中间产物浓度小, 第②步反应慢

    (D) 第一步反应快, 第二步反应慢

(  )47. 某反应, 无论反应物初始浓度为多少, 在相同时间和温度时, 反应物消耗的浓度为定值, 此反应是

    (A) 负级数反应    (B) 一级反应

    (C) 零级反应      (D) 二级反应

(  )48. 某反应的速度常数为0.0462min-1 若其反应物的初始浓度为0.1mol·L-1 ,则反应的半衰期为

(  )49. 下列哪种说法不正确

    (A) 催化剂不改变反应热   (B) 催化剂不改变化学平衡常数K的表达式

    (C) 催化剂具有选择性     (D) 催化劑不参与化学反应

(  )50. 气体反应的碰撞理论的要点是

  (A) 气体分子可看成刚球一经碰撞就能引起反应。

  (B) 反应分子必须互相碰撞且限于┅定方向才能引起反应

  (C) 反应物分子只要互相迎面碰撞就能引起反应。

  (D) 一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才能引起反应

    二.计算题(每题10分)

    1.  计算下列过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(体)、ΔS(环)、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。

     2. 室温下假设树根的毛细管矗径为2.00×10-6 m水渗入与根壁交角为30°,求水可输送的高度。已知水的表面张力σ=72.75×10-3 N·m 。

     3. 已知反应:H2 +Cl2   → HCl   的反应机理如下:

                        k1

                 Cl2  → 2Cl·

                        k2

                        k3 

                        k4 

             2Cl·  → Cl2

试以HCl浓度的变化表示速度方程

    求:(1) 沸点升高常数Kb ;

     (2) 苯的摩尔蒸发热Δvap H°m 。

  一.判断正误(正确者在括號内打“√”错误者打“×”;每题1分)

    (n ) 1. 体系的焓改变值ΔH等于等压热。

    (n ) 2. 在100℃, 101325Pa下, 水的气化是等温等压相变过程, 始终态的溫度、压力相等;如果把水蒸气看成是理想气体则因理想气体的内能只是温度的函数,所以上述相变过程的ΔU应等于零。

    (y ) 4. 1mol理想氣体从0℃等容加热至100℃和从0℃等压加热至100℃, ΔU是相同的

    (n ) 5. 化学反应热只决定于反应前后的状态, 而与反应的具体途径无关。

    (n ) 6. 在┅可逆过程中, 熵值不变

    (n ) 7. 孤立体系或绝热体系中, 相同的始态和终态之间, 可逆过程ΔS=0, 不可逆过程ΔS>0。

    (n ) 8. 在等压条件下机械搅拌绝热容器中的液体,使其温度上升则△H=Qp=0

    (n ) 9. 自发过程一定是不可逆的,而不可逆过程也一定是自发的

    (y )10. 二组分理想溶液的总蒸气压大于任一组分的蒸气压。

    二.选择题(将最正确的答案填入题前括号内每题1分)

    (A) 单纯状态变化       (B) 相变化

    (C) 化学变化           (D) 封闭物系的任何变化

(C )2.  下列反应中符合燃烧热定义的是

(D )3.  涉及焓的下列说法中正确的昰

    (A) 单质的焓值均等于零

    (B) 在等温过程中焓变为零

    (C) 在绝热可逆过程中焓变为零

    (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化

(B )4. 关于热力学可逆过程,下面的说法中不正确的是

   (A) 可逆过程不一定是循环过程

    (B) 在等温可逆过程中,系统做功时,系统损失的能量朂小

    (C) 在等温可逆过程中,环境做功时,系统得到的功最小

    (D) 可逆过程中的任何一个中间态都可从正逆两个方向到达

    (A) 等温等压苴非体积功为零的可逆过程

    (B) 等温等压且非体积功为零的过程

    (C) 等温等容且非体积功为零的过程

    (D) 可逆绝热过程

(B ) 6.氮气进行絕热可逆膨胀

(C ) 7. 关于熵的性质, 下面的说法中不正确的是

    (A) 环境的熵变与过程有关

    (B) 某些自发过程中可以为系统创造出熵

    (C) 熵变等于过程的热温商

    (D) 系统的熵等于系统内各部分熵之和

(D ) 8. 定义偏摩尔量时规定的条件是

    (A) 等温等压             (B) 等熵等压

    (C) 等温, 溶液浓度不变   (D) 等温等压, 溶液浓度不变

(C ) 9. 对于化学平衡常数K的表达式, 以下说法中不正确的是

    (A) 化学平衡常数K的表达式態就是化学反应的限度

    (B) 化学平衡常数K的表达式时系统的热力学性质不随时间变化

    (C) 化学平衡常数K的表达式时各物质的化学势相等

    (D) 任何化学反应都有化学平衡常数K的表达式态

(D )11. 关于三相点, 下面的说法中正确的是

    (A) 纯物质和多组分系统均有三相点

    (B) 三相點就是三条两相平衡常数K的表达式线的交点

    (C) 三相点的温度可随压力改变

   (D) 三相点是纯物质的三个相平衡常数K的表达式共存时的温喥和压力所决定的相点

(B )12. 采用对消法(或称补偿法)测定电池电动势时, 需要选用一个标准电池。这种标准电池所具备的最基本条件是

  (A) 电极反應的交换电流密度很大, 可逆性大

    (B) 高度可逆, 电动势温度系数小, 稳定

    (C) 电池可逆, 电势具有热力学意义

    (D) 电动势精确已知, 与测量溫度无关

(D )13. 对于理想的水平液面其值为零的表面物理量是

  (A) 表面能      (B) 比表面吉布斯函数

    (C) 表面张力    (D) 附加压力

(C )14. 溶液表媔的吸附现象和固体表面的吸附现象的明显区别是

    (A) 固体表面的吸附量大,溶液表面的吸附量小

  (B) 溶液表面的吸附量大固体表面嘚吸附量小

  (C) 溶液表面可以产生负吸附,固体表面不产生负吸附

  (D) 固体表面的吸附与压力有关溶液表面的吸附与压力无关

(A )15. 若天空云層中小水滴的大小发生变化时,一定是

    (A) 大水滴变大小水滴变小     (B) 大水滴变小,小水滴变大

    (C) 大小水滴都变大     (D) 大小沝滴都变小

(D )16. 关于连串反应的各种说法中正确的是

    (A) 连串反应进行时, 中间产物的浓度定会出现极大值

    (B) 连串反应的中间产物的净生荿速率等于零

    (C) 所有连串反应都可用稳态近似法处理

    (D) 在不考虑可逆反应时, 达稳定态的连串反应受最慢的基元步骤控制

(D )17. 质量作用萣律适用于

  (A) 对峙反应    (B) 平行反应

    (C) 连串反应   (D) 基元反应

(B )19. 正常沸点时液体蒸发为气体的过程中

    (C) TdS是可逆热   (D)在可逆過程中, pdV等于体积功, TdS即为过程热

    1.  1mol锌蒸气在其沸点 907℃时凝结成液态锌,求该过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔG、ΔA已知:锌的蒸发热

ΔH=114200J·mol-1 。并设液态锌的摩尔体积可忽略锌蒸气可视为理想气体。(15分)

    2.  水与氯仿的正常沸点分别为100℃和61.5℃,摩尔蒸发热分别为40.67KJ/mol和29.50KJ/mol求二者具囿相同饱和蒸气压时的温度(10分)。

    答:T=536K

    3.  当水蒸气迅速冷却至25℃时会发生过饱和现象已知25℃时水的表面张力为0.07275N·m-1 ,水的摩尔质量为0.018015kg·mol-1 水的密度为998.2kg·mol-1 。当过饱和水蒸气压为平衡常数K的表达式蒸气压的4倍时计算:(1)在此过饱和情况下,开始形成水滴的半径;(2)此水滴内外压力差(10分)

    4. 乙醛蒸气的热分解反应CH3 CHO → CH4  + CO 为非对行反应, 518℃下在一定容积中的压力变化有如下两组数据:

        纯乙醛的初压/Pa        100s 后系统总压/Pa

           53329                    66661

            26664                    30531

     (1) 求反应级数, 速率常数;

     (2) 若活化能为190.4KJ.mol-1 , 问在什么温度下其速率常数为518℃的兩倍(10分)

  ①写出电极及电池反应;②计算298K时电池电动势;③计算电池反应的△G(10分)。

    ①分解达平衡常数K的表达式时该物系的组分数、相数、自由度数;

  ②实验测得系统达平衡常数K的表达式时的压力为66.661KPa(蒸气只有NH3 和H2 S气体,并假设为理想气体)求平衡常数K的表达式常数K°p ;

    ③今在同一温度有NH3 和H2 S的混合气体已知NH3 的压力为13.332KPa,为保证物系中不形成NH4 HS固体问H2 S的压力应怎样控制(15分)?

)的逆过程因此需加入(分离劑)来达到分

汽液相平衡常数K的表达式是处理(气液传质分离)过程的基础。相平衡常数K的表达式的条件是(所

有相中温度压力相等每┅组分的化学位相等)

萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)

,其值可反应吸收过程的(难易程度

吸收剂的再生常采用的昰(用蒸汽或惰性气体的蒸出塔

精馏塔计算中每块板由于(组成

)改变而引起的温度变化可用(泡

在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)

吸收过程主要在(塔顶釜两块板)完成的。

)个关键组分这是因为(单向传质)的缘故。精馏有(

个关键组分这是由于(双姠传质

恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点(大

吸收过程只有在(贫气吸收)的条件下,才能视为恒摩尔流

采用液相进料的萃取精馏时,偠使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值

所以在(进料时补加一定的萃取剂)

要提高萃取剂的选择性,可(增大

对窄沸程的精馏过程其各板的温度变化由(组成的改变)决定,故可

由(相平衡常数K的表达式方程)计算各板的温度

常见复杂分离塔流程有(多股进料

设置复雜塔的目的是为了(减少塔数目,节省能量)

通过精馏多级平衡常数K的表达式过程的计算可以决定完成一定分离任务所需的(理

,为表礻塔实际传质效率的大小则用(级效率)加以考虑。

为表示塔传质效率的大小可用(级效率

对多组分物系的分离,应将(分离要求高

)或(最困难)的组分最后

本科生期末考试试卷统一格式(16開):

20 ~20 学年第 学期期末考试试卷

《化工热力学 》(A 或B 卷 共 页)

(考试时间:20 年 月 日)

学院 专业 班 年级 学号 姓名

简答题(共8题共40分,每題5分)

1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律 答:封闭系统的热力学第一定律:?U =Q +W 稳流系统的热力学第一定律:?H +

2. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义,并写出舍项维里方程的

答:第二维里系数B 代表两分子间的相互作用第三维里系数C 代表三

分子间相互作用,B 囷C 的数值都仅仅与温度T 有关;舍项维里方

程的混合规则为:B M =

逸度系数的定义:φ?i =f i

4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式

答:剩余性质:是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质

之差,即:?M '=M id (T , p )-M (T , p );超额性质:是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混匼物的摩尔广度性质之差即:

5. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡常数K的表达式计算?

答:烃类混合物可以近似看作是理想混合粅于是在汽液平衡常数K的表达式基本表达

式中的γi =1,φ?i v =φi 在压力不高的情况下,Ponding 因子近似为1于是,汽液平衡常数K的表达式表达式囮简为:K

出K 值仅仅与温度和压力有关,而与组成无关因此,可以永K 值法计算烃类系统的汽液平衡常数K的表达式

6. 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,参数较多计算比较困难。

二、 推导题(共2题共15分,其中第一题8分第二题7分)

1. 请推导出汽液相平衡常数K的表达式的关系式。(其中:液相用活度系数表示以Lewis-Randell 规则为基准;汽相用逸度系数表示。)

答:根据相平衡常数K的表达式准则有f ?i v =f ?i l ;其中,等式左边項可以根据逸度系数的定义

式变形为:f ?i v =py i φ?i v ;等式的右边项可以根据活度系数的定义式变形为:

f ?i =f i x i γi 而标准态取为同温同压下的纯液體,于是有

=p φi exp ??带入相平衡常数K的表达式准则,得到:

2. 从汽液相平衡常数K的表达式的关系式出发进行适当的假设和简化,推导出拉烏尔定律 答:

1) 压力远离临界区和近临界区时,指数项exp RT ?

2) 若体系中各组元是同分异构体、顺反异构体、光学异构体或碳数

相近的同系物那么,汽液两相均可视为理想化合物根据Lewis-Randall 规则,有φ?i v =φi ;同时γi =1。

3) 低压下汽相可视为理想气体,于是有:φ?i v =1φi s =1。 综上所述汽液平衡常数K的表达式体系若满足1),2)3),则:py i =p i s x i 即为拉乌尔定律。

三、 计算题(共4题共45分,其中第一题15分第二题15分,第三

题5分第四题10分)

答:首先涉及路径,273 K饱和蒸汽压下的气体可近似视为理想气体

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:

其中:V 1和V 2是纯组分的摩尔体积,a 、b 只是T 、p 的函数试从热力学角度分析这些方程是否合理?

答:由于该方程涉及到偏摩尔性质囷温度压力等参数因此如果该方程合理,必须要满足Gibbs-Duhem 方程首先,衡量等温等压下的Gibbs-Duhem 是否满足:即:x 1d V 1+x 2d V 2=0对二元体系,做衡等变形得:


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