化工热力学a(答案)

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1、2015至2016学年第1学期化工热力学考试试卷A（答案与评分标准）考试方式：闭卷笔试本试潘考试分数占学生总评成绩的70%1B2A3B4C5c6A7D8A9A10c一、选择题（本题20分，每题2分）二、判断题（本题10分，每题1分）1X2X3X475X6X7X8X9X107三、填空题（本题10分，每空1分）1.相同，重壳，分开，汽液共存区，蒸汽压，沸点2.3,23.与研究态同温、同组成的理想气体混合物4-号％-闵评分标准：每空1分，除了数字必须完全和以上参考答案相同以外，只要和以上参考答案相近的

2、叙述都可以视为正确答案。四、计算题（本题50分，每题10分）1.容积lm，的贮气罐，其安全工作压力为100atm,内装甲烷100kg,问：当夏天来临，如果当地最高温度为40°C时，贮气罐是否会爆炸？（木题用RK方程计算，RK方程为：RTaV-b~V(V+b)^-b(V-b)方程的参数3.22Y7MPacftT6•mo卩；b=2.985X10-5m3-mol~x.)解：100kg甲烷的物质的量为:lOOxlOOOgn=16g/mol=6250"2o/6250m/（2分）（1分）（2分）=1.6x1

3、0_4/77?-mol（1分）根据PR方程，40°C（313.15K）下，In?的贮气罐其压力应该为:RTa~V-b~TQ5V(V^-b)8.314x313」53.2217.6x~4-2.9S5x-5~+2.9S5x~5)（2分）=1.401X107Pa=138.3atm>100atm（1分）故储气罐会发生爆炸。（1分）评分标准：公式和计算方法对但数值略有差错的不扣分；直接代入数据，不写公式且计算正确也得分；仅仅写出公式并罗列数据，但没有计算结果或结果不准确的酌情给分。项Fl纯物质

4、摩尔体积（cm3/mol）偏摩尔体积（cm'/mol）甲醇40.72738.632水18.06817.7652.现需配制25°C的甲醇（1）-水（2）混合液500cm3,甲醇的摩尔分数为0.3,问需要水和甲醇各多少毫升？解：要配置甲醇的摩尔分数为0.3的混合液500cm3,其摩尔体积卩=西习+兀2可（2分）=0.3x38.632+0.7x17.765=24.025cm3>7w/_l（2分）则500cn?混合液总的物质的量为:n==20.8rnol24.025需要甲醇和水的体积分别为：（2分）V

5、,二03心=0.3x20.81x40.727=254.26cm3（2分）V2=0.7nV2=0.7x20.81x18.068=263,20cm3（2分）评分标准：公式和计算方法对但数值略有差错的不扣分；直接代入数据，不写公式且计算正确也得分；仅仅写出公式并罗列数据，但没有计算结果或结果不准确的酌情给分。「E3.已知环己烷（1）—苯（2）体系在40°C吋的超额吉氏函数是—=0.458x^2和RT12耳=24.6,厅=24.3kPa,求（a）幷宀，斤，允，厂（b）（c）”』；。（2分）（1分）（1分

6、）（1分）（C）由•nY-=ln/z-In/；=lny.-limflny；）得到lny；XT（）'Iny；=0.458（%^-1）（1分）（1分）解：（a）由于1州是而的偏摩尔性质，由偏摩尔性质的定义知lny2=0.458彳f=fxY~x7=24.6兀岸458巾同样得fl—了；兀2丫2uP；兀2丫2=24.3x2^°'45SAi（b）^,2=4同理^=4XiYi由（C）的计算结果可得0,2和禺」（1分）（1分）lny*=0.458（彳一1）口一f_24.6坷严盹Hz一歹一。0.45

7、8（耳1）/1e（1分）H24.6西严8彳2」元^0.458（.v,2-I）评分标准：公式和计算方法对但数值略有差错的不扣分；直接代入数据，不写公式且计算正确也得分；仅仅写出公式并罗列数据，但没有计算结果或结果不准确的酌情给分。4.测得甲醇（1）■水⑵系统的无限稀释活度系数分别是厂=2.04和席=1.57,求与七=0.3603、Q30&15K的液体混合物相平衡的气相组成是多少？系统的压力为多少？液相的活度系数用Wilson模型计算。其中片=27.824K/么厅=5.634KPa。二元Wilson

8、模型为：In久=-ln(Xj+x2A］2)+兀2A［2人21Iny2=-ln(x2+兀］人21)_兀1X］+兀2人12X2+兀1人21A］2A?】兀］+无2人12X2+兀1人21解：首先利用无限稀活度系数求岀模型参数ln/f°=ln2e04=l-lnh’、In丫；—In1.57=1—In解出:AI2=0.43738A21=1.11598（2分）（2分）ln/j=-ln(xI+厶2兀2)+兀2=-ln(y+0.43738x2)+x2兀l+/12兀2X2+A1X10.43738L11598ln/j=