2-1 使用下述三种方法计算1kmol 的甲烷贮存在容积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中所产生的压力是多少？
（1）理想气体方程；
（2）Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化关系式。
2-2 欲将25kg ，289K 的乙烯装入0.1m 3的刚性容器中，试问需加多大压力？
2-3 分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法，计算510K ，2.5MPa 下正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm 3·mol -1.
2-4 试用下列方法求算473K ，1MPa 时甲醇蒸气的Z 值和V 值：
（1）三项截尾维里方程式（2-6），式中第二、第三维里系数的实验值为： B = -219cm 3·mol -1 C = -17300 cm 6·mol -2
（2） Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化维里系数法。
2-5 某气体的p v T 行为可用下述在状态方程式来描述： p RT b RT pV ⎪⎭
⎫
⎝
⎛-
+=θ 式中b 为常数，θ只是T 的函数。 试证明此气体的等温压缩系数T
p V V k ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-
=1的关系式为
⎥
⎦⎤⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=
p RT b RT p RT
k θ
2-6 试计算含有30%（摩尔）氮气（1）和70%（摩尔）正丁烷（2）的气体混合物7g ，在188℃和
6.888MPa 条件下的体积。已知：B 11=14 cm 3·mol -1, B 22= -265 cm 3·mol -1, B 12= -9.5 cm 3·mol -1。 2-7分别使用下述方法计算171℃，13.78MPa 下二氧化碳和丙烷的等分子混合物的摩尔体积。已知实验值为0.199m 3·kmol -1
（1）普遍化压缩因子关系式； （2）Redlich-Kwong 方程。 2-8 有一气体的状态方程式V
a
b V RT p --=
，a 及b 是不为零的常数，则此气体是否有临界点呢？如果有，用a 、b 表示。如果没有，解释为什么没有。
2-9 在体积为58.75ml 的容器中，装有组成为66.9%（摩尔比）H 2和33.1%CH 4混合气1mol 。若气体温度为273K,试求混合气体的压力。
2-10 液氨在-153℃和2.537MPa 条件下的密度为600kg ·m -3,试用Lyderson 的普遍化方法计算在-168℃和1.084MPa 下的密度。 2-11 试编制下列电子计算机程序：
（1）用R —K 方程求纯物质的饱和蒸气和饱和液体的摩尔体积；
（2）采用Prausnitz 提出的混合规则和R —K 方程求混合气体的摩尔体积。
3-1 试推导方程p T p T V U V
T -⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂式中T 、V 为独立变量。 3-2 一理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为34.45MPa ，温度为366K ，反抗一恒定的外压力
3.45MPa 而等温膨胀，直到两倍于其初始容积为止，试计算此过程之ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 、⎰
TdS 、
⎰pdV 、Q 和W 。
3-3假定氮气服从理想气体定律，试计算1kmol 氮气在温度为500℃，压力为10.13MPa 下的内能、焓、熵、V C 、p C 和自由焓之值。已知： （1）在0.1013MPa 时氮的p C 与温度的关系为： T C p 004187.022.27+= J ·mol -1·K -1
（2）假定在0 ℃及0.1013MPa 时氮的焓为零；
（3）在25℃及0.1013MPa 时氮的熵为191.76 J ·mol -1·K -1。
3-4 试证明由Van der Waals 方程推得的剩余焓，熵的计算表达式分别为： V
a pV RT H R -
+-= RT
b V p R S
R
)
(ln
-= 提示：
Vdp =d(pV)- pdV dV T p dp T V V
p ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ (T 一定)
3-5 将10kg 水在100℃、0.1013MPa 的恒定压力下气化，试计算此过程ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG
之值。
3-7 试用普遍化方法计算丙烷气体从378K 、0.507MPa 的初态到463K 、2.535MPa 的终态时过程的ΔH 、ΔS 值。已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为 T C p 1775.099.22+=*
始终T 用K 表示，*
p C 用J ·mol -1·K -1表示。
3-8 试估算93℃、2.02MPa 条件下，1mol 乙烷的体积、焓、熵与内能。设0.1013MPa ，-18
℃时乙烷的焓、熵为零。已知乙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容
2
6310358.7310304.239083.10T T C p --*⨯-⨯+=
J ·mol -1·K -1
3-9 试用普遍化关系求算1-丁烯在473K 积7.0MPa 下的逸度。
3-10 试估算正丁烷在393K 、4.0MPa 下的逸度。在393K 时，正丁烷的饱和蒸气压为2.238MPa ，其饱和液体的摩尔体积为137cm 3·mol -1。
3-11 260℃、1.0336MPa 的过热蒸气通过喷嘴膨胀，出口压力为0.2067MPa,如果过程为可逆绝热且达到平衡，试问蒸气在喷嘴出口的状态如何？
3-12 有人用A 和B 两股水蒸气通过绝热混合获得0.5MPa 的饱和蒸气，其中A 股是干度为98%的是蒸气，压力为0.5MPa ，流量为1kg ·s -1；而B 股是473.15K ，0.5MPa 的过热蒸气，试求B 股过热蒸气的流量该为多少？
3-13 在T -S 图上描述下列过程的特点及画出所经途径： （1）饱和液体的连续节流；
（2）将过热蒸气定压冷凝为过冷液体； （3）饱和蒸气的可逆绝热压缩；
（4）处于p 1,T 1的过热蒸气的绝热节流； （5）出于某压力p 下饱和液体的绝热节流； （6）定容加热饱和蒸气； （7）定容加热饱和液体；
4-1 某二组元液体混合物在固定T 及p 下的焓可用下式表示： H =400x 1+600x 2+x 1x 2(40x 1+x 2)
式中H 单位为J ·mol -1
。试确定在该温度、压力状态下
（1） 用x 1表示的1H 和2H ； （2） 纯组分焓H 1和H 2的数值；
（3） 无限稀释下液体的偏摩尔焓∞1H 和∞
2H 的数值。 4-2 在固定T 、P 下，某二元液体混合物的摩尔体积为： V =90x 1+50x 2+(6x 1+9x 2)x 1x 2
式中V 的单位为cm 3·mol -1。试确定在该温度、压力状态下
（1） 用x 1表示的1V 和2V ；
（2） 无限稀释下液体的偏摩尔体积∞
1V 和∞
2V 的值，根据（1）所导出的方程式及V ，计算1V 、
2V 和V 值，然后对x 1作图，标出V 1、V 2、∞1V 和∞2V 之点。
4-3 试推导服从Van der Waals 方程的气体的逸度表达式。
4-4 试计算甲乙酮（1）和甲苯（2）的等分子混合物在323K 和2.5х104 Pa 下的1ˆφ、2
ˆφ和f 。 4-5 式l i
v i f f ˆˆ=为气-液两相平衡的一个基本限制，试问平衡时下式是否成立：
l v f f =
也就是说，当混合系处于平衡时其气相混合物的逸度是否等于液相混合物的逸度？
4-6 环己烷（1）和四氯化碳（2）所组成的二元溶液，在1.013х10 5 Pa 、333K 时的摩尔体积值如下表所示：
试由上述数据，确定给定温度及压力下的（1）V 1; (2)V 2; (3) ∞
1V ;(4) ∞
2V ;
再由以上数据，分别用下列四个标准状态，求出ΔV ，并给出ΔV 对x 1的曲线：（5）组分1，2均用Lewis-Randall 规则标准状态；（6）组分1，2均用Henry 定律标准态；（7）组分1用Lewis-Randall 规则标准状态，组分2用Henry 定律标准态；（8）组分1用Henry 定律标准态，组分2用Lewis-Randall 规则标准状态。
上述四个标准状态，意指不同类型的理想溶液。试问对组分1的稀溶液来说，哪一个能更好的
表示实际的体积变化？对组分1的浓溶液呢？
4-7 在一固定的T ，p 下，测的某二元体系的活度系数值可用下列方程表示： 1ln γ=)3(212
22
2x x x x -+βα (a) )3(ln 212
12
12x x x x -+=βαγ (b)
试求出RT
G E
的表达式；并问(a)、(b)是否满足Gibbs-Duhem 方程？若用(c)、(d)方程式
)(ln 221bx a x +=γ (c) )(ln 112bx a x +=γ (d)
表示该二元体系的活度系数值时，则是否也满足Gibbs-Duhem 方程？ 4-8 在473K 、5MPa 下两气体混合物的逸度系数可用下式表示： )1(ln 221y y y +=φ
式中1y 、2y 为组分1和2的摩尔分率，试求1ˆf 、2ˆf 的表达式，并求出当1
y =2y =0.5时1ˆf 、2ˆf 各为多少？
4-9 在一定温度和压力下，测得某二元体系的活度系数方成为 )25.0(ln 12
21x x +=γ )25.1(ln 2212x x -=γ 试问上述方程式是否满足Gibbs-Duhem 方程？
4-10 试应用UNIFAC 基团贡献法计算丙酮（1）—正戊烷（2）二元体系在T ＝307K 和047.01=x 时的活度系数1γ和2γ。已知实测的活度系数值为41.41=γ和11.12=γ
5-1 设有一台锅炉，水流入锅炉时之焓为62.7 kJ ·kg -1,蒸汽流出时的焓为2717 kJ ·kg -1,锅炉效率为
70%，每千克煤可发生29260kJ 的热量，锅炉蒸发量为4.5 t ·h -1，试计算每小时的煤消耗量？ 5-2 水流过一个水平安装的蛇管式加热器，用蒸气加热，蒸气在蛇管外侧冷凝成水。进、出口处水
5-3 一台透平机每小时消耗水蒸气4540kg 。水蒸气在4.482MPa 、728K 下以61m ·s -1的速度进入机
内，出口管道比进口管道低3m ，排气速度366m ·s -1。透平机产生的轴功为703.2 kW ，热损失为1.055×105 kJ ·h -1。乏气中的一部分经节流阀降压至大气压力，节流阀前后的速度变化可忽略不计。试求经节流阀后水蒸气的温度及其过热度。
5-4 一台功率为2.0kW 的泵将363K 的水从贮水罐送到换热器，水流量为3.2kg ·s -1,在换热器中以
697.3kJ ·s -1的速率将水冷却后，送入比第一贮水罐高20m 的第二贮水罐，求送入第二贮水罐的水温。
5-5压力为1.62MPa 、温度为593K 的过热蒸气以24m ·s -1的流速进入喷嘴，流出喷嘴的蒸气为
0.1013MPa 的饱和蒸气，试求喷嘴出口处蒸气的流速。设蒸气流动过程近似为绝热过程。
5-6 试求在恒压下将2kg ,90℃的液态水和3kg,10℃的液态水绝热混合工程所引起的总熵变。为简化
起见，将水的热容取作常数，C p =4181J ·kg ·K -1。 5-7 求算流动过程中，温度为813K 、压力为5×106Pa 的1kmol 氮所能给出的理想功为多少？取环境
温度为288K ，环境压力为1×105Pa ，氮的压力热容T C p 31027.486.27-⨯+=kJ ·kmol ·K -1。 5-8 有一锅炉，燃烧器的压力为1.013×105Pa ，传热前后温度为1127℃及537℃。水在6.890×105Pa 、
260℃的过热蒸气送出。设燃烧器的C p 为4.56kJ ·kg ·K -1，试求该传热过程的损失功。
5-9 某工厂有一输送90℃热水的管道，由于保温不良，到使用单位，水温降至70℃，试计算热水由
于散热而引起的有效能损失。
5-10 1kg 水在1.368MPa 下，由30℃升温至沸点，而后全部气化。设环境的可能最低温度为20℃，
问如将水所吸收之热通过可逆机转化为功，则排给环境的无效能最少应为多少？若传给水的热量系由1100℃的燃烧炉气供给，问由于不可逆传热使无效能增加多少？在上述条件下，试比较利用水的状态变化和直接用燃烧炉
气将热量传给热机做功，两者的热效率。 5-11 1kg 甲烷气由27℃、9.80×104Pa 压缩后冷却至27℃、6.666×106Pa ，若是技压缩功耗为1021.6kJ ，
t 0为27℃，试求：（1）冷却器中需移走的热量；（2）压缩与冷却过程的损耗功；（3）该过程的理想功；（4）该过程的热力学效率。 5-12 某换热器完全保温。热流体的流量为0.042kg ·s -1，进、出换热器时的温度分别为150℃、35℃，
其等压热容为4.36kJ ·kg ·K -1。冷流体进、出换热器时的温度分别为25℃、110℃，其等压热容为4.69kJ ·kg ·K -1。试计算冷热流体有效能的变化、损失功和有效能效率。
5-13 有人设计出一套复杂的产生热的过程，可在高温下产生连续可用的热量。该过程的能量来自于
423K 的饱和蒸气，当系统流过1千克的蒸气时，将有1100kJ 的热量生成。已知环境为300K 的冷水，问最高温度可为多少？
6-1 试求使20×105Pa 的干饱和蒸气膨胀到终压为0.5×105Pa 的Rankine 循环的热效率，并与同样温
度范围内工作的卡诺循环的热效率相比较。
6-2 （1）影响Rankine 循环效率的主要因素是什么？
（2）回热是什么意义？为什么回热能提高循环的热效率？
6-3 某蒸气动力装置按Rankine 循环工作，其蒸气参数：进气轮机的蒸气压力p 1=2.5MPa ，蒸气温度
t 1=500℃，冷凝器中蒸气压力p 2随冷凝水的温度而变化，设夏天p 2=0.006MPa ，冬天p 2=0.002MPa ，试计算这两种情况下的循环热效率，并分析计算结果说明什么问题。 6-5 采用简单的林德（Linde ）循环使空气液化，空气初温为300K ，膨胀前的初压为10.13MPa(绝压)，
节流后的压力为0.1013MPa ，空气流量（标准状态）为15L ·min -1，试求：（1）在理想操作下，空气的液化百分数与每小时的液化量；（2）若换热器热端温差是5℃，由外界转入的热量为3.34kJ ·kg -1。问对液化量的影响如何。
6-6 采用克劳特（Claude ）循环使空气液化，压缩机的消耗效率为110kW ，将0.1013MPa 、25℃的
空气定温压缩到 3.35MPa ，被处理的空气有80%送入膨胀机，空气进入膨胀机前的温度-110℃，不完全热交换器的传热温差为5℃，由于绝热不良而引起的冷损失为3344kJ ·h -1，假定膨胀机回收的功为理论焓值的一半，压缩机的定温效率ηT =0.59。问此液化装置每小时能制取多少kg 的液态空气？
6-7 某一理想蒸气压缩制冷，于5~35℃间操作。干饱和蒸气离开压缩机，饱和液体进入节流阀，对
20kJ ·s -1的制冷量，若制冷剂为：（1）氨；（2）R-12；（3）水。试计算所需要的输入功率。 6-8 某蒸气压缩制冷循环，制冷量Q 0=2×104kJ ·h -1,冷藏室温度-12℃，冷藏器用冷却水冷却，冷
却水进口温度为8℃，按以下条件进行操作，计算制冷循环消耗的最小功量。 (1)供给循环的冷却水量是无限量。
(2)供给循环的冷却水最大流量为200kg ·h -1。
6-9 动力-热泵联合体系中热泵工作于100℃和20℃之间，热机工作于1000℃和20℃之间，假设热
机热泵均为可逆的，试问在1000℃下供给单位热量所生产的加工工艺用热量（100℃下得到的热量）是多少？
6-10 吸收式制冷机以氨作为制冷剂以水做吸收剂，由常压下冷凝的蒸汽来供给再生设备所需的热
量。设再生设备温度是79℃，可利用的冷却水其温度为16℃，冷却器和吸收器的温度是21℃，氨在制冷剂中蒸发时的温度是-12℃。假设操作时绝热的（除了那些有目的的加热或放热的地方），并且忽略由于流体摩擦所造成的压降（除膨胀阀外），试计算： （1） 该系统每一部分的压力； （2） 强的和弱的氨溶液的组成； （3） 对每吨制冷机所消耗的最小功；
（4） 在再生器、冷凝器及吸收器中对每吨制冷机传递的热量。
7-1 已知气液平衡的判别式L i
v i f f ˆˆ=，（i =1,2,3···N ），i 表示组分数。那么，液相混合物的逸度与其相平衡的气相混合物的逸度是否相等？为什么？
7-2 （1）试推导遵守Raoult （拉乌尔）定律体系的泡点压力p b 与露点压力p d 的表达式。设混合物的总组成为z i
（2）假设Raoult （拉乌尔）定律适用于以下的混合物，试求在110℃时含有摩尔分率为0.45的正辛烷（1），0.1的2、5二甲基己烷（2），0.45的2，2，4-三甲基戊烷（3）混合物的泡点压力p b 与露点压力p d 。
已知在110℃下纯组分的饱和蒸气压：
,24.641kPa p s
= k P a p s 06.1042=， kPa p s 8.1373=
7-3 某蒸馏塔的操作压力为0.1066MPa ，釜液含苯、甲苯的混合物。其组成（摩尔分率）苯（1）0.2，甲苯（2）0.8。试求此溶液的泡点及其平衡的气相组成。假设苯-甲苯混合物可作理想体系处理，该两组分的Antoine 方程如下
[]36.5251
.27889008.15502.7ln 1--
=T p s
[
]
67
.5352.30960137.16502.7ln 2--=T p s
s
i p 单位kPa ，T 单位K
7-4 正戊烷（1）-正庚烷（2）组成的溶液可近似于理想溶液，查得组分的Antoine 方程如下
[
]
94.3907
.24778333.15502.7ln 1--
=T p s
[]
51
.5632.29118737.15502.7ln 2--=T p s
s i p 单位kPa ，T 单位K
试求：（1）65℃与95kPa 下该体系互呈平衡的气液相组成；（2）55℃，液相组成x 1为0.48时的平衡压力与气相组成；（3）95kPa ，液相组成x 1为0.35时的平衡温度与气相组成；（4）85kPa ，气相组成
y 1为0.86时的平衡温度与液相组成；（5）70℃
，气相组成y 1为0.15时的平衡压力与液相组成。 7-5 化工设计需要乙醇（1）-环己烷（2）二元体系在0.1013kPa 下的气液平衡数据。试问：（1）进
行计算需要查阅那些基础数据。（2）计算该体系在0.1013kPa 下的气液平衡数据（即T -x -y ），要求画出计算框图并上机计算。
7-6 丙酮（1）-甲醇（2）二元溶液超额自由焓的表达式为21x Bx RT G E
=，纯物质的Antoine 方程
表示如下：
002.230817
.279539155.14ln 1+-
=t p s
765
.239297.364459381.16ln 2+-=t p s
s
i p 单位kPa ，T 单位℃
试求：（1）假如气相可看作理想气体，B =0.75，温度为60℃下的p -x -y 数据。（2）气相可看作理想气体，B =0.64，压力为75KPa 下的t -x -y 数据。
7-7 已知丙酮（1）-水（2）二元体系的一组组成与活度系数的数据，即x 1=0.22，γ1=2.90，γ2=1.17，请采用以下两种方法计算总压0.1013MPa 下与液相相平衡的气相组成。（1）用迭代法解；（2）采用
s i i i i p x py γ=公式，计算中将s s p p 21的比值作为定值的直接代入法。（计算中所需的蒸气压数据自
行查阅）
7-8 苯（1）-环己烷（2）体系在温度为77.6℃与101.3kPa 时形成恒沸物，恒沸组成x 1=0.525。已知77.6℃时苯的饱和蒸气压为与99.3kPa ，环己烷的饱和蒸气压为与98.0kPa 。试求：（1）采用Van laar 方程计算全浓度范围内苯与环己烷的活度系数。并绘制i γ~i x 曲线。（2）计算77.6℃时该体系的气液平衡数据，绘制p~x 曲线与y~x 曲线。
7-9 有组分A 与B 组成的溶液，液相活度系数与组成的关联式如下： 2
ln B A x =γ； 2
ln A B x =γ
已知90o C 时纯物质A ，B 的饱和蒸气压分别为kPa p s
A 289.133=，kPa p s
B 303.93=。假定该体系
符合低压气液平衡的关系式。试求：（1）判断此体系在90℃时的气液平衡能否形成恒沸物？如有，属哪一类型。（2）温度为90℃时，液相组成x 1为0.5时的平衡压力。 7-10 已知乙醇（1）-甲苯（2）二元体系的NRTL 方程的能量参数： g 12-g 11=2982.72J ·mol -1 g 21-g 22=4798.05J ·mol -1 溶液的特征参数α12=0.529
纯组分的摩尔体积与Antoine 方程如下：
V 1=58.68cm 3·mol -1,V 2=106.85 cm 3·mol -1 448.226491.367467583.16ln 1+-
=t p s
；787
.21900.310300976.14ln 2+-=t p s
s i p 单位kPa ，T 单位℃
试求：（1）x 1=0.310，t =105℃时的泡点压力与气相组成；（2）y 1=0.310，t =105℃时的露点压力与液
相组成；（3）x 1=0.680，p =101.3kPa 时的泡点温度与气相组成；（4）y 1=0.790，p =101.3kPa 时的露点温度与液相组成。
7-11 采用状态方程计算二元体系的高压气液平衡。现已知压力p 和液相组成x i ，要求计算泡点温度T 与气相组成y i 。请列出计算机框图及所需要的计算公式（状态方程式自行选定）。
8-1 对于下述气相反应
2H 2S(g)+3O 2(g)→2H 2O(g)+2SO 2(g)
设各物质的初始含量H 2S 为2mol ，O 2为4mol ，而H 2O 和SO 2的初含量为零。试找出各摩尔数i n 和摩尔分率i y 对ε的函数表达式。
8-2 设一体系，下述两个反应同时发生：
C 2H 4(g)+0.5O 2(g)→C 2H 4O(g) (1) C 2H 4(g)+3O 2(g)→2CO 2(g)+2H 2O(g) (2)
如果各物质的初始量为5mol C 2H 4和2mol O 2，而C 2H 4O 、CO 2和H 2O 的初始量为零。试用反应度ε1和ε2来表示反应中各组成的摩尔分率。 8-3 氨合成反应式如下：
0.5 N 2(g)+1.5H 2(g)→NH 3(g)
若反应开始时N 2为0.5mol ，H 2为1.5mol ，且假设平衡之混合物为理想气体，试证明反映达平衡时：
()21299.111-+-=KP e ε
式中K 为反应平衡常数。
8-4 求算反应NH 4Cl(s)+NH 3(g) →HCl (g)在1000K 时的平衡常数。已知：
8-5 水蒸气的分解反应式为 H 2O ⇔H 2+0.5O 2 试证明平衡常数()()
21212
3
12p K p εεε
-+=
，式中ε为该分解反应的反应度。
8-6 制造合成气的方法之一，是使甲烷与水蒸气按以下反应式进行气相催化反应 CH 4(g)+H 2O(g)→CO(g)+3H 2(g) 通常出现的副反应为水煤气变换反应：
CO(g)+H 2O(g)→CO 2(g)+H 2(g)
假设上述两个反应，在下列所规定的条件下均达到平衡，试问
（
1） 制造合成气时，反应器中达到的最高温度是600K 还是1300K 合适？为什么？ （2） 制造合成气应该在0.1013MPa 还是在10.13MPa 下较好？为什么？ 已知下列生成热和生成自由焓数据（单位J ·mol -1）： 8-7 1-丁烯脱氢成1，3-丁二烯的反应在627℃，1.013MPa 下进行 C 4H 8(g)⇔C 4H 6(g)+H 2(g)
试计算下列两种物料配比时的转化率，比较结果说明什么？已知627℃时的平衡常数K f =0.329.
（1） 每1mol 1-丁烯配10mol 水蒸气； （2） 不配水蒸气。
8-8 试在电子计算机上，运用Guass 消元法确定化学反应体系
C 2H 6⇔C 2H 4+H 2 C 2H 4⇔C 2H 2+H 2 C 2H 2⇔2C+H 2 C 2H 4⇔2C+2H 2 C 2H 6⇔2C+3H 2
的独立反应数，并写出表达此体系的主要反应。 8-9 氧化银分解的反应式为 Ag 2O →2Ag+0.5O 2(g)
试求Ag 2O 在200℃时的分解压力。已知该反应在298K 时ΔH ︒为29100J ·mol -1，ΔG ︒为9337J ·mol -1。各物质的热容与温度的关系如下： Ag 2O T C p 31026.3707.58-⨯+= Ag T C p 31028.645.23-⨯+= O 2 T C p 31019.422.27-⨯+=
式中T 的单位为K ，C p 的单位是J ·mol -1。
8-10 某反应气体混合物含戊烷的三种异构体，假设该混合物为理想气体，试估算127℃，0.1013MPa 时的平衡组成。已知气体混合物可以进行下列两个独立反应： 正-C 5→ 异-C 5
正-C 5→ 新-C 5
127℃时各物质的标准生成自由焓为
正戊烷（1） 1
401951-Θ∙=∆mol J G f ）（ 异戊烷（2） 1
34333)2(-Θ∙=∆mol J G f 新戊烷（3） 1
37641)3(-Θ∙=∆mol J G f 8-11 A ，B 为互溶的液体，在液相中发生同分异构作用
A →B
若已知反应的1
2981000-Θ∙-=∆mol J G ，液体混合物的超额自由焓模型为
)1(3.0A A E
x x RT
G -= 试求混合物在298K 时的平衡组成，若将溶液视为理想溶液，则产生的偏差有多大？
3-6 很纯的液态水，在大气压下，可以过冷到比0 o C低得多的温度。假设1kg已被冷至-5 o C的液体。现在，把一很小的冰晶（质量可忽略）投入此过冷液体内作为晶种。如果其后在101300Pa下绝热的发生状态变化，试问：（1）系统的终态怎样？（2）系统结冰的分率是多少？（3）系统在该绝热过程中的熵变是多少？过程是否可逆？
3-9 有温度为423.15K，压力为0.14MPa的蒸气8Kg，经过活塞-气缸设备等温可逆压缩到正好处于饱和气体状态的终态，试求过程的热效应Q和功W。
7-4 苯和甲苯组成的溶液近似于理想溶液。试计算：
（1）总压力为101.3kPa温度为92o C时，该体系互呈平衡时的气液相组成。并计算其相对挥发度。（2）该体系达到气液平衡时，液相组成x1=0.55，气相组成y1=0.75。确定此时的温度与压力。
组分的Antoine方程常数见上题。
模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ ） 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 T 温度下的过冷纯液体的压力P （ ） >()T P s <()T P s = ()T P s T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ ） >() T P s <() T P s =() T P s 纯物质的第二virial 系数B （ ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ ） 第三virial 系数 第二virial 系数 无穷项 只需要理想气体方程 液化石油气的主要成分是（ ） 丙烷、丁烷和少量的戊烷 甲烷、乙烷 正己烷 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ） 饱和液摩尔体积 饱和汽摩尔体积 无物理意义 偏心因子的定义式（ ） 0.7lg()1s r Tr P ω==-- 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- 1.0 lg()s r Tr P ω==- 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 关于偏离函数MR ，理想性质M*，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. * R M M M =- D. *R M M M =+ 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX2 = 0 b. X1dln γ1/dX 2+ X2 dln γ2/dX1 = 0 c. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX1 = 0 d. X1dln γ1/dX 1– X2 dln γ2/dX1 = 0 关于化学势的下列说法中不正确的是( ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）的偏摩尔量。 16 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将：( ) A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 17．下列各式中，化学位的定义式是 ( ) 18．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 。 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,]) ([.)([.])([.)([.??≡??≡??≡??≡μμμμ
化工热力学练习题 一、单项选择题 1. 对封闭体系而言，当过程的始态和终态确定后，下列哪项的值不能确定 A. Q B. Q + W ，U C. W （Q=0），U D. Q （W=0），U 2．对于内能是体系的状态的单值函数概念的错误理解是 A ．体系处于一定的状态，具有一定的内能 B ．对应于某一状态，内能只能有一数值,不能有两个以上的数值 C ．状态发生变化，内能也一定跟着变化 D ．对应于一个内能值，可以有多个状态 3. 封闭体系中的1mol 理想气体由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，过程的 W =2 1 ln P P RT -，此过程为 A . 等容过程 B . 等温过程 C .绝热过程 4 下列各式中哪一个不受理想气体条件的限制 A. △H = △U+P △V B. CPm - CVm=R C. = 常数 D. W = nRTln （V 2╱V 1） 5 真实气体在 的条件下，其行为与理想气体相近 A . 高温高压 B . 低温低压 C . 低温高压 D . 高温低压 6 T 温度下的过冷纯液体的压力P A. >()T P s B. < ()T P s C .=()T P s 7. 指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为 A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 8. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到 A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 9. 当0→P 时，纯气体的()[]P T V P RT ,-的值为 A .0 B .很高的T 时为0 C. 与第三virial 系数有关 D. 在Boyle 温度时为零 10. 对于一均相体系，V P T S T T S T ??? ??-??? ??????等于 A. 零 B. C P /C V C. R D.P V T V T P T ??? ????? ?????? 11. 吉氏函数变化与P-V-T 关系为()P RT G P T G x ig ln ,=-，则x G 的状态应该为
（1）理想气体方程； （2）Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化关系式。 2-2 欲将25kg ，289K 的乙烯装入的刚性容器中，试问需加多大压力？ 2-3 分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法，计算510K ，下正丁烷的摩尔体积。已知实验值 为·mol 1 . 2-4 试用下列方法求算473K ，1MPa 时甲醇蒸气的Z 值和V 值： （1）三项截尾维里方程式（2-6），式中第二、第三维里系数的实验值为： B = 219cm 3·mol 1 C = 17300 cm 6·mol 2 （2） Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化维里系数法。 2-5 某气体的p v T 行为可用下述在状态方程式来描述： p RT b RT pV ?? ? ? ?- +=θ 式中b 为常数，θ只是T 的函数。 试证明此气体的等温压缩系数T p V V k ???? ????- =1的关系式为 ? ???? ???? ??-+= p RT b RT p RT k θ 2-6 试计算含有30%（摩尔）氮气（1）和70%（摩尔）正丁烷（2）的气体混合物7g ，在188℃和条 件下的体积。已知：B 11=14 cm 3·mol 1, B 22= 265 cm 3·mol 1, B 12= cm 3·mol 1 。 2-7分别使用下述方法计算171℃，下二氧化碳和丙烷的等分子混合物的摩尔体积。已知实验值 为·kmol 1 （1）普遍化压缩因子关系式； （2）Redlich-Kwong 方程。 2-8 有一气体的状态方程式V a b V RT p --= ，a 及b 是不为零的常数，则此气体是否有临界点呢？如果有，用a 、b 表示。如果没有，解释为什么没有。 2-9 在体积为的容器中，装有组成为%（摩尔比）H 2和%CH 4混合气1mol 。若气体温度为273K,试求混合气体的压力。 2-10 液氨在153℃和条件下的密度为600kg ·m 3 ,试用Lyderson 的普遍化方法计算在168℃和下的密度。 2-11 试编制下列电子计算机程序： （1）用R —K 方程求纯物质的饱和蒸气和饱和液体的摩尔体积； （2）采用Prausnitz 提出的混合规则和R —K 方程求混合气体的摩尔体积。 3-1 试推导方程p T p T V U V T -??? ????=??? ????式中T 、V 为独立变量。 3-2 一理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为，温度为366K ，反抗一恒定的外压力而等温膨胀，直到两倍于其初始容积为止，试计算此过程之ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 、?TdS 、? pdV 、Q 和 W 。
模拟题一 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ ） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ ） A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ D. 1y Z x Z y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 12. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体 的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。
例1 PVT行为与液化气成分选择，液化气是理想的气体燃料。对家庭用的液化气的 要求是加压后变成液体储存于高压钢瓶里，打开减压阀后即汽化，以便燃烧。 （1）请根据液化气储存和使用的要求来选择液化成分。 （2）请解释以下现象：到冬天，有时钢瓶内还有较多液体却不能被点燃。 （3）乙烯、丙烯、丁烯能否作为液化气的成分。 解：（1）由于液化气成分一般从烷烃类选择，列出常见烷烃的Tc、Pc、正常沸点Tb如下表：物质Tc，。C Pc，atm Tb，。C 燃烧值，kJ/g 甲烷-82.55 45.36 -161.45 55.6 乙烷32.18 48.08 -88.65 52.0 丙烷96.59 41.98 -42.15 50.5 正丁烷151.9 37.43 -0.5 49.6 正戊烷196.46 33.32 36.05 49.1 正己烷234.4 29.80 68.75 48.4 根据液化气候选成分Tc、pc的范围画p-T图，如下： 图烷烃p-T图 设厨房室温为10~40。C，压力为1atm。从图中可以看出，甲烷在室温下始终是气体，若不把甲烷的温度降至Tc（-82.55。C）以下，则无论是多高压力都不能使其液化，所以甲烷不适合做液化气成分；乙烷的Tc为32.18。C，到了夏天一旦超过此温度，则压力升高会引起爆炸，因此乙烷也不适合做液化气成分；正己烷在室温下就是液体，不需要压缩，但它的正常沸点Tb为68.75。C，无论春夏秋冬，打开阀门它都不会气化，所以也不适合做液化气成分；正戊烷室温下能液化，但在大多数季节不能气化，也不适合做液化气成分。其他多碳烷烃类似。综上，只有丙烷和正丁烷可做液化气成分。 （2）液化气中含有戊烷等高级烷烃，冬天温度较低，高级烷烃不能气化，从而使钢瓶内还有较多液体却不能被点燃。 （3）丙烯、丁烯可以作为液化气，它们常温下都为气体，加压下可液化。
化工热力学习题 XX学院
一、填空题: 1、化工热力学内容的三要素为“原理-模型-应用”，其中，原理是（基础），应用是（目的），模型是（应用）中不可缺少的工具。 2、状态函数的特点是（与系统的变化途径无关）。 3、封闭系统中，温度为T 的1mol 理想气体从体积V 1恒温可逆膨胀至V 2，则W ＝（W ＝RTln 12V V ），Q ＝（Q ＝W ＝RTln 1 2V V ），△U ＝（△U ＝0），△H ＝（△H ＝0）。 4、纯物质的汽化曲线就是蒸汽压曲线，汽化曲线终止于（临界点）。 5、过冷液体的压力（低于）同温度下的饱和蒸汽压（高于/低于），过热蒸汽的压力（高于）同温度下的饱和蒸汽压（高于/低于）。 6、微观上，virial 系数反映了分子间的相互作用，如第二virial 系数（B 或B ´）反映了（两个分子）分子间的相互作用，第三virial 系数（C 或C ´）反映了（三个分子）分子间的相互作用。 7、 Lydersen 的三参数对应态原理的三个参数分别为（T ）、（P ）、（Z ）。 8、简单流体的偏心因子应（等于）零，而其它流体的偏心因子则（大于）零。 9、Pitzer 的三参数对应态原理的三个参数分别为（T ）、（P ）、（ω）。 10、偏心因子表达了一般流体的与简单流体分子间（相互作用）的差异。简单流体的偏心因子应（等于）0，而其他流体的偏心因子则（大于）0。 11、 以vdW 方程为代表的两参数立方型状态方程的常数a 和b 具有一定的物理意义。a 是分子间（相互作用力）的度量，b 与（分子）的大小有关。 12、表达汽液平衡的蒸汽压曲线起始于（三相点），而终止于（临界点）。 13、当压力等于该温度下的饱和蒸汽压力时，立方型状态方程有三个体积根，则最大根代表（饱和蒸汽）体积，最小根代表（饱和液相）体积，中间根（没有物理意义）。 14、热力学基本关系式dH ＝TdS ＋Vdp 适用于只有（体积）功存在的（均相封闭）系统。 15、某一理想气体从V 1绝热可逆膨胀至V 2，则系统的△S （等于）零（等于/不等于）。 16、偏离函数是指研究态相对于某一参考态的热力学函数的差值，并规定参考态是与（研究态）同温，且压力为（P ）的理想气体状态。 17、 偏离函数M －ig M 0中的M 和ig M 0（可以）是不同的相态（可以/不可以）。 18、偏离函数中，尽管P 0的取值没有限制，但习惯上以两种方式居多，一种是取P 0等于（1），另一种是取（研究态）的压力。 19、偏离函数的数值与（参考压力P ）的选取有关。 20、纯物质汽、液两相达平衡时，饱和汽相的吉氏函数与饱和液相的吉氏函数（相等）（相等/不等）。 21、混合物的偏离函数的参考态必须是与研究态M 同（温度），同（组成）的理想气体混合物。 22、偏摩尔性质是指，在保持（T ）、（P ）和（｛n ｝≠i ）不变的条件下，在系统在加入极少量的i 组分dn i ，引起系统的某一（容量）（容量/强度）性质的变化。
化工热力学复习题 一、选择题 温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时,则气体的状态为 C A.饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 2.纯物质的第二virial 系数B A A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度 性质的函数 3.设Z 为x,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有 B A. 1x y z Z Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫ ∂∂∂⎛⎫⎛⎫ =- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ D. 1y Z x Z y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫ =- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 4.关于偏离函数M R ,理想性质M,下列公式正确的是 C A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 5.下面的说法中不正确的是 B A 纯物质无偏摩尔量 ; B 任何偏摩尔性质都是T,P 的函数; C 偏摩尔性质是强度性质; D 强度性质无偏摩尔量 ; 6.关于逸度的下列说法中不正确的是 D A 逸度可称为“校正压力” ; B 逸度可称为“有效压力” ; C 逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 ; D 逸度可代替压力,使真实气体的状态方程变为fv=nRT ; E 逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度; 7.二元溶液,T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 C . a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0
第4章非均相封闭体系热力学 一、是否题 1.偏摩尔体积的定义可表示为。(错。因对于一个均相敞开系统，n是一个变数，即) 2.在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。〔对。即〕 3.理想气体混合物就是一种理想溶液。〔对〕 4.对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。〔错。V，H，U，C P，C V的混合过程性 质变化等于零，对S，G，A那么不等于零〕 5.对于理想溶液所有的超额性质均为零。〔对。因〕 6.理想溶液中所有组分的活度系数为零。〔错。理想溶液的活度系数为1〕 7.体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。〔错。同于4〕 8.对于理想溶液的某一容量性质M，那么。〔错，同于4〕 9.理想气体有f=P，而理想溶液有。〔对。因〕 10.温度和压力相同的两种理想气体混合后，那么温度和压力不变，总体积为原来两气体体积 之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。〔错。总熵不等于原来两气体的熵之和〕 11.温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，。 12.因为G E(或活度系数)T，P，T 13.纯流体的汽液平衡准那么为f v=f l。〔对〕 14.混合物体系到达汽液平衡时，总是有。〔错。两相中组分的逸度、总体逸度均不一定相等〕 15.均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有。〔错。应该用偏摩尔性质来表示〕 16.对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry规那么，那么在相同的浓度范围 内组分1符合Lewis-Randall规那么。〔对。〕 17.理想溶液一定符合Lewis-Randall规那么和Henry规那么。〔对。〕 18.符合Lewis-Randall规那么或Henry规那么的溶液一定是理想溶液。〔错，如非理想稀溶液。〕 第六章化工过程能量分析 1.气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，那么此过程气 体焓值( ). A. 增加B．减少 C．不变 D. 不能确定 2.要加热50℃的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小〔〕 A.60℃的热水 B.80℃的热水 C.100℃的饱和蒸汽， D. 120℃的过热蒸汽 3.不可逆过程中孤立体系的〔〕 A.总熵总是增加的，有效能也是增加的。 B.总熵总是减少的，有效能也是减少的。
1、（作业）温度为232℃的饱和蒸汽和水的混合物处于平衡，如果混合物的比容是0.04166m 3 .kg -1 ,用蒸汽表中的数据计算：⑴混合相中蒸汽的含量；⑵混合相的焓；⑶混合相的熵。 已知232℃饱和水和蒸汽见下表 2、（P.67）某二组元液体混合物在298K 和1.0133×105 Pa 下的焓可用下式表示： )510(150100212121x x x x x x H +++= 式中H 单位为J/mol 。试确定在该温度、压力状态下 （1）用1x 表示的1H 和2H ； （2）纯组分焓1H 和2H 的数值； （3）无限稀释下液体的偏摩尔焓∞ 1H 和∞ 2H 的数值。 3、（P.81）例4-6 4、（P.155）试计算非流动过程中1kmolN 2从813K 、4.052MPa 变至373K 、1.013MPa 时可能做的理想功。若N 2是稳定流动过程，理想功又为多少？设大气的T 0=293K 、p 0=0.1013MPa, N 2的等压热容C p =27.89+4.271×10-3 T kJ.kmol -1 .K -1 。 5、（P.190）例7-7（P.188- P.189） 6、（作业）设有一含20%（摩尔分数）A ，35%B 和45%C 的三元气体混合物。已知在体系压力6079.5kPa 及348.2K 下混合物中组分A ，B 和C 的逸度系数分别为0.7，0.6和0.9，试计算该混合物的逸度。 7、（作业）已知40℃和7.09MPa 下，二元混合物的1235.096.1ln x f -=(f ：MPa)，求（a ）2 .01=x 时的21 ˆ,ˆf f ；（b ）21,f f
2－1使用下述三种方法计算1kmol 的甲烷储存在容积为0.1246m3、温度为50℃的容器中所产生的压力是多少？ （1） 理想气体状态方程； （2） Redlich －Kwong 方程； （3） 普遍化关系式。 2－2 欲将25Kg 、298K 的乙烯装入0.1m 3的刚性容器中，试问需多大压力： 2－3 分别用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法，计算510K 、2。5MPa 下，正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm 3•mol -1。 2－4 将一刚性容器抽空，在液氮的常沸点下装到容积的一半，然后关闭这个容器，加热到21℃，试计算所产生的压力。液氮的摩尔体积在常沸点时为0.0347m 3 ·kmol -1 。 2－5有一气体状态方程式V a b V RT p --= ，a 和b 是不为零的常数，则此气体是否有临界点？ 如果有请用a 、b 表示，如果没有请解释为什么没有。 3-1 对于服从V an Der Waals 状态方程的气体，式求出（C p -C V ）的表达式，并证明这种气体的C V 仅是温度的函数。 3-2试用普遍化方法计算丙烷气体从378K 、0.507MPa 的初态变到463K 、2.535MPa 的终态时过程的ΔH 和ΔS 。已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为 T C id p 1775.099.22+= 式中T 用K 表示，id p C 用1 1 --⋅⋅K mol J 表示。 4-1 试证明 RT G E i 和i γln 即是 RT G E i 的偏摩尔量，又是φln ∆的偏摩尔量和f ln ∆的偏摩尔 4-2在一定温度和压力下，测得某二元体系的活度系数方程为： )25.0(ln 12 21x x +=γ )25.1(ln 12 12x x -=γ 试问上述方程式是否满足Gibbs －Duhem 方程？ 4-3在固定的T 、p 下，某二元液体混合物的摩尔体积为： 212121)96(5090x x x x x x V +++= 式中V 的单位为cm 3·mol -1 。试确定在该温度、压力状态下 （1） 用x 1表示的1V 和2V ；
一、单项选择题 1. 对封闭体系而言，当过程的始态和终态确定后，下列哪项的值不能确定 A. Q B. Q + W, U C. W （Q=0） , U D. Q （W=0） , U 2. 对于内能是体系的状态的单值函数概念的错误理解是 A. 体系处于一定的状态，具有一定的内能 B. 对应于某一状态，内能只能有一数值，不能有两个以上的数值 C. 状态发生变化，内能也一定跟着变化 D. 对应于一个内能值，可以有多个状态 3. 封闭体系中的lmol 理想气体由石、尺和旳可逆地变化至“，过程的W=-RTln-^,此过程为 一 P 2 A. 等容过程 B.等温过程 C .绝热过程 4下列各式中哪一个不受理想气体条件的限制 A. AH = AU+PAV B. CPm ・ CVm=R C. 常数 D. W = nRTln （V2/V 】） 5真实气体在的条件下，其行为与理想气体相近 A.高温高压 B.低温低压 C.低温高压 D.高温低压 6T 温度下的过冷纯液体的压力P A.」® B.< P® C./了） 7. 指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为 A.饱和蒸汽 B.超临界流体 C.过热蒸汽 8. 能表达流体在临界点的P ・V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到 A.第三virial 系数 B.第二virial 系数 C.无穷项 9. 当P T O 时，纯气体的［RT/P-V （T,P ）］的值为 A.O B.很高的T 时为0 C.与第三virial 系数有关 10. 对于一均相体系，気 -彳羽 等于 A.零 B. Cp/Cy C ・ R 11.吉氏函数变化与关系为G is （T.P ）-G x = RT\nP ,则G"的状态应该为 化工热力学练习题 D ・只需要理想气体方程 D.在Boyle 温度时为零 D.7
2-1 使用下述三种方法计算1kmol 的甲烷贮存在容积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中所产生的压力是多少？ （1）理想气体方程； （2）Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化关系式。 2-2 欲将25kg ，289K 的乙烯装入0.1m 3的刚性容器中，试问需加多大压力？ 2-3 分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法，计算510K ，2.5MPa 下正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm 3·mol -1. 2-4 试用下列方法求算473K ，1MPa 时甲醇蒸气的Z 值和V 值： （1）三项截尾维里方程式（2-6），式中第二、第三维里系数的实验值为： B = -219cm 3·mol -1 C = -17300 cm 6·mol -2 （2） Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化维里系数法。 2-5 某气体的p v T 行为可用下述在状态方程式来描述： p RT b RT pV ⎪⎭ ⎫ ⎝ ⎛- +=θ 式中b 为常数，θ只是T 的函数。 试证明此气体的等温压缩系数T p V V k ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂- =1的关系式为 ⎥ ⎦⎤⎢⎣ ⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= p RT b RT p RT k θ 2-6 试计算含有30%（摩尔）氮气（1）和70%（摩尔）正丁烷（2）的气体混合物7g ，在188℃和 6.888MPa 条件下的体积。已知：B 11=14 cm 3·mol -1, B 22= -265 cm 3·mol -1, B 12= -9.5 cm 3·mol -1。 2-7分别使用下述方法计算171℃，13.78MPa 下二氧化碳和丙烷的等分子混合物的摩尔体积。已知实验值为0.199m 3·kmol -1 （1）普遍化压缩因子关系式； （2）Redlich-Kwong 方程。 2-8 有一气体的状态方程式V a b V RT p --= ，a 及b 是不为零的常数，则此气体是否有临界点呢？如果有，用a 、b 表示。如果没有，解释为什么没有。 2-9 在体积为58.75ml 的容器中，装有组成为66.9%（摩尔比）H 2和33.1%CH 4混合气1mol 。若气体温度为273K,试求混合气体的压力。 2-10 液氨在-153℃和2.537MPa 条件下的密度为600kg ·m -3,试用Lyderson 的普遍化方法计算在-168℃和1.084MPa 下的密度。 2-11 试编制下列电子计算机程序： （1）用R —K 方程求纯物质的饱和蒸气和饱和液体的摩尔体积； （2）采用Prausnitz 提出的混合规则和R —K 方程求混合气体的摩尔体积。 3-1 试推导方程p T p T V U V T -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂式中T 、V 为独立变量。 3-2 一理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为34.45MPa ，温度为366K ，反抗一恒定的外压力
一、大体概念题 1．理想气体的紧缩因子1Z =，但由于分子间彼此作使劲的存在，实际气体的紧缩因子 。 (A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚 2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为 。 (A) (B) MPa ； (C) MPa (D) MPa 3．关于成立状态方程的作用，以下表达不正确的选项是 。 (A) 能够解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。 (B) 能够解决实验的p -V -T 数据精准度不高的问题。 (C) 能够从容易取得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ，U ，S ，G )。 (D) 能够解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分，无法取得数据点之外的p -V -T 的问题。 4．关于流体混合物，下面式子错误的选项是 。 (A) 0lim i i i x M M ∞ →= (B)i i i H U pV =+ (C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G = 5．剩余性质R M 的概念是表示什么不同的 。 (A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体 (C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度 6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 。 (A) 气体状态 (B) 液体状态 (C) 固体状态 (D) 气液不分状态 7．关于化工热力学研究内容，以下说法中不正确的选项是( )。 (A) 判定新工艺的可行性 (B) 反应速率预测 (C) 化工进程能量分析 (D) 相平稳研究 8．对单位质量，定组成的均相流体系统，在非流动条件下有 。 (A) d = d + d H T S V p (B) d = d + d H S T V p (C) d =d + d H S T V p - (D) d = d d H T S V p -- 9．对1mol 符合Van der Waals 状态方程的气体，有 。 (A) T S R V V b ∂⎛⎫= ⎪∂-⎝⎭ (B) T S R V V b ∂⎛⎫=- ⎪∂-⎝⎭ (C) T S R V V b ∂⎛⎫= ⎪∂+⎝⎭ (D) T S p V b V ∂⎛⎫= ⎪∂-⎝⎭ 10．汽液平稳关系s i i i i py p x γ=的适用的条件______ _。
一、 填空题 1．在PT 图上纯物质三种聚集态互相共存处称 。 2．当T, P 一定时，非理想溶液混合性质变化 △G= 。 3．纯物质逸度的定义式为 、 ，均相混合物中组分逸度的定义式为 、 ，逸度的物理意义是 。 4．体系由一状态到另一状态变化过程中以________方式进行时的功效应，称为此过程的理想功。 5．假设1T 、2T 分别为高温热源和低温冷源的温度，那么工作于高温热源和低温冷源之间的 可逆机的效率为 ，逆向卡诺循环的制冷系数为 。 6．在表格空格处填入合理的性质和关系。 7．某气体温度为 T ，其临界温度 为T C ，给气体 加的压力P 足 够大，则气体 能被液化的温度条件是 。 8．三参数对比状态原理中，三参数是指 。 9．体积膨胀系数的定义式为：P T V V 1⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=β那么，理想气体的体积膨胀系数为 。 10．剩余性质是指在相同的温度和压力下 热力学性质之差。 超额性质是指 热力学性质之差。 11．假设1T 、2T 分别为高温热源和低温冷源的温度，那么工作于高温热源和低温冷源之间 的可逆机的效率为 ，逆向卡诺循环的制冷系数为 。 12．单位质量稳流体系能量平衡方程为 ，对流体通过换热器的过 程，能量平衡方程可简化为 ，对流体通过泵、压缩机等设备的过程，能量平衡方程可简化为 。
反应数为 ，自由度数为 。 14．溶液中组分i 的活度系数的定义是 i = = = 。 15．逸度和活度的标准态有两类，1）以 定则为标准态，2）以 定 则为标准态。如计算雪碧中CO 2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用 定则为标准态；如计算溴水中水的逸度时应采用 定则为标准态。 16．剩余性质的定义是M R =_____________。 17．由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成_________溶液，它们的ΔH=_____________，ΔV=___________。 18．能量平衡时以热力学 为基础，有效能平衡时以热力学 为基础。 能量平衡是反映系统中能量的 利用情况，有效能平衡是反映系统中能量 的利用情况。 19．稳定流动体系物流的火用E X 的基本计算式为：___________；一定状态下体系的火用指 体系由该状态达到与 时，此过程理想功。 20．单位质量稳定流动体系能量平衡方程_______________________________, 对流体通过 换热器的过程，能量平衡方程可简化为 ______________________。 21．写出理想溶液混合时的混合自由焓、混合体积、混合焓及混合熵的表达式 ， ， ， 。 22．正规溶液之所以非理性的原因是 ；无热溶液之所以非理想性的原因是 。 23．写出两种可以作为过程可逆与否标志的热力学性质 ， 。 24．写出三种火用值就是其本身的能量 ， ， 。 25．二元体系单相稳定性的判据为 ， 。 26．对于理想气体反应体系，用摩份数表示的平衡常数y K 与用压力表示的平衡常数p K 之间的关系可表示成 。
—. 单项选择題 ID 2C 3A 4C 5D 6D 7B SB 9C IOC 11A 12B 13B 14D 15D 二. 堆托題 1 •二相 2 •环境3. T 4. a/® 或 / / / | ld 5.A11 + Au~/2 + gAz = q + w s • Ah = q • All = w g 6. 三. 名词牌释题 丄•偏心因r co=-io g 10( p s r)Tr = 0 7-i.oo ,衣小菜•分r偏离球形分r•的程度.分/越复杂.极性越強.其位越人。偏心因子作为第三参数可用于计舜z、H、s和©等。 2 •由热力第二定律・对P+OC个纽分休系.相平衡条件是. >4°=片卩=丐丫= ................... = fP (i = U 2. 3 ...................................... C) 用逸度可表示为.f j a= f = f i Y = ...................................................... = f j P(i=l・2. 3・ ........................................ C> 3•超额性质的定义是M E =M-M ld, 表示柏冋温度.用力和如成下.真实洛液与理忠溶液性质的偏差。AME与M E总义相同。其中卩足一种車要的超额性质.它与活度系数相关。 4 •刊余性两的迄义足M R = M -M ld. 衣示相同温度、IR力下.真实气体耳理想气体的偏蛙.运用M R町计第JX实气体的MfHAM・ 5・理想溶液有二种模住(标准态〉:/\id=X,£ (LR)和f t ld= X t k{ (HL) 冇三个持点：同分"间作用力与不冋分rr«jfr用力相笠.混介过程的姑变化，内能变化和体枳变化为零.炳变人于零.自山恰变化小于辛. 四. 计算題 100人3；置咕臨L勘心鈕弘孟抄跻冷水33 +叱F汽解得：m^= 91.73 kg (2〉AS体系=二臟削痉二％鸟空％匾劈虧扇F异翱曰跖；診/滋 根期稔定流动体系第-定理：席I体芒5；木垂+朋审 * 0 W “ =AH- T n AS446 kJ=-37446 kJ