《化工热力学》第三版课后习题答案
化工热力学课后答案
第1章 绪言
一、是否题
1. 封闭体系的体积为一常数。（错）
2. 封闭体系中有两个相βα,
。在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系；
达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。（对）
3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对）
4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。）
5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相
等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的?
=2
1
T T V dT C U ?；同样，对于初、终态
压力相等的过程有?
=2
1
T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。）
二、填空题
1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
2. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的
功为()
f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或()
i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。
3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig
P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则
A 等容过程的 W = 0 ，Q =()
1121T P P R C ig
P ???
? ??--，
U =(
)11
2
1T P
P
R C ig
P ???
?
?
?--，H =
112
1T P P C ig P ???
? ??-。 B 等温过程的 W =21ln
P P RT -，Q =2
1ln P P
RT ，U = 0 ，H = 0 。 C 绝热过程的 W =(
)
????
?????
?
-???? ??--112
11ig
P
C R
ig
P
P P R V P R C ，Q = 0 ，U =
(
)
??????????-???? ??-11211ig P C R ig
P
P P R V P R C ，H =1121T P P C ig
P C R ig P ??????????-???? ??。
4. 1MPa=106
Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。
5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1
=1.980cal mol -1 K -1。
四、计算题 1. 某一服从P （V-b ）=RT 状态方程（b 是正常数）的气体，在从1000b 等温可逆膨胀至2000b ，
所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？
解：000722
.12ln 9991999ln ln ln
1
212=???
??=----=V V RT b V b
V RT W W ig
rev
EOS rev
2. 对于ig
P C 为常数的理想气体经过一绝热可逆过程，状态变化符合下列方程
γ
γ)
1(1212-??
?
???=P P T T ，其中ig V
ig P C C =
γ，试问，对于2cT bT a C ig
P ++=的理想气体，上述关系
式又是如何? 以上a 、b 、c 为常数。
解：理想气体的绝热可逆过程，PdV W dU rev -=-=δ
(
)
()()()
0ln 2ln
,,0ln 0
ln 1
221221212122112122
2
1=--+-+==+???
?
?++-=+-++→
-=-?P P R T T c
T T b T T a T T P P V V V V R dT cT b T R a V Rd dT T
R
cT
bT a dV
V
RT
dT R C T T ig P
故又
3. 一个0.057m 3
气瓶中贮有的1MPa 和294K 的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa 的气柜中，当气瓶中的压力降至0.5MPa 时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体) (a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；
(b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数4.1=γ）。 解：（a ）等温过程
66.11294314.8570005.0294314.8570001112111=??-??=-=RT V P RT V P n ?mol (b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化
18.24115.02944
.11
4.11
12
12=?
?
? ???=???
? ??=--r
P
P T T γK
11.918
.241314.857000
5.0294314.8570001212111=??-??=-=
RT V P RT V P n ?mol 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程
一、是否题
1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）
2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。）
3. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的
摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。（错。如温度大于Boyle 温度时，Z ＞1。）
4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体
系自由度是零，体系的状态已经确定。）
5. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。（对。这是纯物质的汽
液平衡准则。）
6. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。（错。
只有吉氏函数的变化是零。） 7. 气体混合物的virial 系数，如B ，C …，是温度和组成的函数。（对。） 二、选择题
1. 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(C 。参考
P －V 图上的亚临界等温线。)
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 。参考P －V 图上的亚临界等温线。）
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 （B 。参考P －V 图上的亚临界等温线。）
A. >()T P s
B. <()T P s
C. =()T P s
4. 纯物质的第二virial 系数B （A 。virial 系数表示了分子间的相互作用，仅是温度的函数。）
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 。要表示
出等温线在临界点的拐点特征，要求关于V 的立方型方程）
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. 当0→P 时，纯气体的()[]P T V P RT ,-的值为（D 。因
()[]0lim lim ,lim 000=??? ??????? ????=-=→→→B
T T P T P P P Z P Z RT P T V P RT ，又） 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
三、填空题
1. 表达纯物质的汽平衡的准则有()()()()
sl sv
sl sv V T G V T G T G T G ,,==或（吉氏函数）
、vap
vap
s V T H dT dP ??=（Claperyon 方程）、()
?
-=sv
sl
V V sl sv s V V P dV V T P ),(（Maxwell 等面积规则）。它们能（能/不能）推广到其它类型的相平衡。
2. Lydersen 、Pitzer 、Lee-Kesler 和Teja 的三参数对应态原理的三个参数分别为c r r Z P T ,,、
ω,,r r P T 、ω,,r r P T 和ω,,r r P T 。
3. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡
点与露点，在P －T 图上是重叠的(重叠／分开)，而在P-V 图上是分开的(重叠／分开)，泡点的轨迹称为饱和液相线，露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所
包围的区域称为汽液共存区。纯物质汽液平衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。 4. 对于三混合物，展开PR 方程常数a 的表达式，∑∑==-=
313
1
)1(i j ij jj ii j
i
k a a y
y a =
()()()311313233232122121323222121121212k a a y y k a a y y k a a y y a y a y a y -+-+-+++，其
中，下标相同的相互作用参数有332211,k k k 和，其值应为1；下标不同的相互作用参数有),,(,,123132232112123132232112处理已作和和和k k k k k k k k k k k k ===，通常它们值是如何得到？从
实验数据拟合得到，在没有实验数据时，近似作零处理。 。
5. 正丁烷的偏心因子
=0.193，临界压力P c =3.797MPa 则在T r =0.7时的蒸汽压为
2435.0101==--ωc s P P MPa 。
四、计算题
1. 在常压和0℃下，冰的熔化热是334.4Jg -1，水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cm 3 g -1
，
且0℃时水的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa 和2508Jg -1
，请由此估计水的三相点数据。
解：在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理。
对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K ，101325Pa ；并能计算其斜率是
7103453.1?-=??=fus
m fus
m V
T H dT dP PaK -1
熔化曲线方程是()15.273103453.11013257-?-=T P m
对于汽化曲线，也已知曲线上的一点是273.15K ，610.62Pa ；也能计算其斜率是
4688.262
.61015
.273314.815.2732508
=??
=?≈??=sv b vap
vap b vap s V
T H V T H dT dP PaK -1
汽化曲线方程是()15.2734688.262.610-+=T P s
解两直线的交点，得三相点的数据是：09.615=t P Pa ，1575.273=t T K
2. 试由饱和蒸汽压方程（见附录A-2），在合适的假设下估算水在25℃时的汽化焓。
解：
dT
P d RT H
RT H T RZ H T Z R H dT P d s
vap
vap
vap vap
vap vap s ln ln 2
2
2
2=→≈==
?????低压下
由Antoine 方程()
2
ln ln T C B
dT P d T C B A P s s
+=+-=得 查附录C-2得水和Antoine 常数是47.45,36.3826-==C B 故
()
84.44291115.29847.4536.3826314.812
2
22
=??
?
??+-?=
??
? ??+=
+=
T C RB RT T C B
H vap ?Jmol -1
3. 一个0.5m 3
的压力容器，其极限压力为2.75MPa ，出于安全的考虑，要求操作压力不得
超过极限压力的一半。试问容器在130℃条件下最多能装入多少丙烷？（答案：约10kg ） 解：查出T c =369.85K,P c =4.249MPa,ω=0.152 P =2.75/2=1.375MPa,T =130℃
由《化工热力学多媒体教学》软件，选择“计算模块”→“均相性质” →“PR 状态方程”，计算出给定状态下的摩尔体积，
V v ＝2198.15cm 3mol -1
m =500000/2198.15*44=10008.4(g)
4. 用Antoine 方程计算正丁烷在50℃时蒸汽压；用PR 方计算正丁烷在50℃时饱和汽、液相
摩尔体积（用软件计算）；再用修正的Rackett 方程计算正丁烷在50℃时饱和液相摩尔体
积。（液相摩尔体积的实验值是106.94cm 3 mol -1
）。
解：查附录得Antoine 常数：A =6.8146,B =2151.63,C =-36.24 临界参数T c =425.4K,P c =3.797MPa,ω=0.193
修正的Rackett 方程常数：α=0.2726,β=0.0003
?+--
=T
P S 24.3663
.21518146.6ln MPa P S 504.0=
由软件计算知130193.103-=mol cm V
sl
，13469.4757-=mol cm V sv
利用Rackett 方程()[]
7
/2)1(11)/(r T r C C sl
T P RT V
-+-+=βα
1301.107-=mol cm V sl
5. 试计算一个125cm 3
的刚性容器，在50℃和18.745MPa 的条件下能贮存甲烷多少克（实验
值是17克）？分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR 方程的结果（PR 方程可以用软件计算）。
解：查出T c =190.58K,P c =4.604MPa,ω=0.011
利用理想气体状态方程nRT PV = g m RT
PV
n 14872.0=?==
PR 方程利用软件计算得g m n mol cm V 3.1602.1/7268.1223
=?=?=
6. 试用PR 方程计算合成气（3:1:22=N H mol ）在40.5MPa 和573.15K 摩尔体积（实验值为
135.8cm 3
mol -1
，用软件计算）。
解：查出
T c =33.19, P c =1.297MPa, ω=-0.22 T c =126.15K, P c =3.394MPa,ω=0.045
五、图示题
1. 试定性画出纯物质的P-V 相图，并在图上指出 (a)超临界流体，(b)气相，（c ）蒸汽，（d ）
固相，（e ）汽液共存，（f ）固液共存，（g ）汽固共存等区域；和(h)汽-液-固三相共存线，(i)T>T c 、T 2. 试定性讨论纯液体在等压平衡汽化过程中，M （= V 、S 、G ）随T 的变化（可定性作出M-T 图上的等压线来说明）。 六、证明题 1. 由式2-29知，流体的Boyle 曲线是关于0=??? ????T P Z 的点的轨迹。证明vdW 流体的Boyle 曲 线是()0222=+--ab abV V bRT a 证明：001=??? ????+=????? ??? ??? ? ??? ????+= ??? ????T T T V P V P V P P V RT P Z 得由 由vdW 方程得 ()03322=+----V Va b V RTV V a b V RT 整理得Boyle 曲线 ()0222=+--ab abV V bRT a V V/S S/L V/L 三相线 C P V G 超临界流体 V T=T b P =常数 S T=T b P =常数 G T=T b P =常数 C P T=T b P =常数 第3章 均相封闭体系热力学原理及其应用 一、是否题 1. 热力学基本关系式dH=TdS+VdP 只适用于可逆过程。（错。不需要可逆条件，适用于只有 体积功存在的封闭体系） 2. 当压力趋于零时，()()0,,≡-P T M P T M ig （M 是摩尔性质）。（错。当M ＝V 时，不恒等 于零，只有在T ＝T B 时，才等于零） 3. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，f RTd dG ln =。（错。应该是=-ig G G 0 ()0ln P f RT 等） 4. 当0→P 时，∞→P f 。（错。当0→P 时，1→P f ） 5. 因为? ??? ??-=P dP P RT V RT 01ln ?，当0→P 时，1=?，所以，0=- P RT V 。（错。从积分式看，当0→P 时，P RT V - 为任何值，都有1=?；实际上，0lim 0=? ???????? ? ?-=→B T T P P RT V 6. 吉氏函数与逸度系数的关系是()()?ln 1,,RT P T G P T G ig ==-。（错,(),(T G P T G ig - f RT P ln )1==） 7. 由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的 变化。（错。因为：()()()()[ ]()()[]()()[] 0102011102221122,,,,,,,,P T M P T M P T M P T M P T M P T M P T M P T M ig ig ig ig -+---=-） 二、选择题 1. 对于一均匀的物质，其H 和U 的关系为（B 。因H ＝U ＋PV ） A. H U B. H>U C. H=U D. 不能确定 2. 一气体符合P=RT/(V-b )的状态方程从V 1等温可逆膨胀至V 2，则体系的 S 为（C 。 b V b V R dV b V R dV T P dV V S S V V V V V V V T --=-= ??? ????=??? ????=? ??12ln 2 1 2 12 1?） A. b V b V RT --12ln B. 0 C. b V b V R --12ln D. 1 2 ln V V R 3. P S T T S P T V P ??? ????? ????? ????????等于（D 。因为 V V P T T T T T P S T P S T T P P T T V V P P S V P S P V P T S P T V P T S P T V P ??? ????-=??? ????-=??? ??????? ??=????????? ????-??? ??=?? ? ?????? ????-??? ??=????????? ????? ????? ??=??? ????? ????? ??1??????????????????） A. T V S ??? ???? B. V T P ??? ???? C. S T V ??? ???? D. V T P ??? ??-?? 4. 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（C 。因为 ()()P RT P P RT P T G P T G ig ig ln ln 1,),(00===-） A. T 和P 下纯理想气体 B. T 和零压的纯理想气体 C. T 和单位压力的纯理想气体 三、填空题 1. 状态方程P Vb R T ()-=的偏离焓和偏离熵分别是bP dP P R T b P RT dP T V T V H H P P P ig =???? ??-+=????????? ????-=-? ?0 0和0ln 0 000 =??? ???-=????????? ????-=+- ? ?dP P R P R dP T V P R P P R S S P P P ig ；若要计算()()1122,,P T H P T H -和()()1122,,P T S P T S -还需要什么性质？ig P C ；其计算式分别是()() 1122,,P T H P T H -()()[]()()[]()() [] ()dT C P P b dT C bP bP T H T H T H P T H T H P T H T T ig P T T ig P ig ig ig ig ? ? +-=+ -=-+---=2 1 2 1 121212111222,, 和 ()() 1122,,P T S P T S -()()[]()()[]()() [] dT T C P P R dT T C P P R P P R P T S P T S P T S P T S P T S P T S T T ig P T T ig P ig ig ig ig ? ? +-=++-=-+---=21 21 12 0102010201110222ln ln ln ,,,,,,。 2. 对于混合物体系，偏离函数中参考态是与研究态同温．同组成的理想气体混合物。 四、计算题 1. 试计算液态水从 2.5MPa 和20℃变化到30MPa 和300℃的焓变化和熵变化，既可查水的性质 表，也可以用状态方程计算。 解：用PR 方程计算。查附录A-1得水的临界参数T c =647.30K ；P c =22.064MPa ；ω=0.344 另外，还需要理想气体等压热容的数据，查附录A-4得到，得到水的理想气体等压热容是 3925310602.310057.110908.124.32T T T C ig P ---?-?+?+= 为了确定初、终态的相态，由于初．终态的温度均低于T c ，故应查出初、终态温度所对 应的饱和蒸汽压(附录C-1)，P 1s =0.02339MPa ；P 2s =8.581MPa 。体系的状态变化如下图所示。 计算式如下 ()() ()()()()()()[] 1211111222221122,,,,T H T H RT T H P T H RT RT T H P T H RT P T H P T H ig ig ig ig -+?? ????-+??????-=- ()() ()()()()()()[] 1122111122221122,,,,,,,,P T S P T S R P T S P T S R R P T S P T S R P T S P T S ig ig ig ig -+??? ?????-+????????-=- 由热力学性质计算软件得到， 初态（蒸汽）的标准偏离焓和标准偏离熵分别是()()86782.18,1 111-=-RT T H P T H ig 和 ()()72103.11,,1111-=-R P T S P T S ig ； 终态（蒸汽）的标准偏离焓和标准偏离熵分别是()()438752 .6,2 222-=-RT T H P T H ig 和()()100481 .5,,2222-=-R P T S P T S ig ； 另外，，得到( ) 1 2.18622 1 -=? Jmol dT C T T ig P 和() ?--=2 1 11236.23T T ig P K Jmol dT T C C T 1＝20℃P 1s =0.023MPa T ＝300℃ P 2s =8.581MPa P 1=2.5MPa T 1＝20℃ P 2=30MPa T 2＝300℃ P V 化工热力学标准化作业一 一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因） 1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 3、由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z＜1。 4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。 5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零， 7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。 8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。 9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。 10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。 二、填空题 1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。 2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。 3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。 4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______的（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在p-T图上是______的（重叠／分开），而在p-Ｖ图上是______的（重叠／分开）；泡点的轨迹称为___________，露点的轨迹称为___________，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。 5、正丁烷的偏心因子ω=，临界压力p c=时，则在T r=时的蒸汽压为___________MPa。 6*、状态方程通常分为三类，分别是__________，__________，__________。7*、在状态方程的分类中，RK方程属于__________，virial方程属于__________。 8*、RK方程是在vdW方程的基础上建立起来的，vdW方程的形式是p=RT/(V －b)－a/V2，RK方程的形式为____________________。 三、计算题 1、将1mol甲烷压缩贮于容积为，温度为的钢瓶内，问此甲烷产生的压力有多大分别用（1）理想气体状态方程；（2）RK方程计算。已知甲烷的临界参数为T c=，p c=。RK方程中a=，b= RT c/p c。 解： 2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm3的钢弹内，钢弹浸于温度为65℃的恒瘟水浴中，试分别用下述方法计算氨的压力。（1）理想气体状态方程；（2）RK方程；（3）Pitzer普遍化方法。已知氨的临界常数为T c=，p c=,V c=mol，ω=。RK方程中a=，b= RT c/p c。Virial方程中B(0)=－；B(1)=－。 解： 3、试分别用下列三种方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。(1) 用理想 化学化工学院《化工热力学》课程考试试题（A 卷） 2013-2014学年 第一学期 班级 时量120分钟 总分100分 考试形式：闭卷 一、填空题（24分，每空1.5分） 1、写出热力学基本方程式dU= ；dA = 。 2、几个重要的定义公式： A= ； H= ；G=__________。 3、对理想溶液，ΔH=_______，ΔS=________。 4、热力学第一定律的公式表述（用微分形式）： 。 5、等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_________+0ln 11=γd x 。 6、化工热力学研究的主要方法包括： 、 、 。 7、以压缩因子表示的三参数对应态原理的关系式： 。 8、朗肯循环的改进的方法： 、 、 。 二、选择题（每个2分，共22分，每题只一个选择项是正确答案） 1、纯物质的第二virial 系数（ ） A 、仅是温度的函数 B 、是温度和压力的函数 C 、 是温度和体积的函数 D 、是任何两强度性质的函数 2、泡点的轨迹称为（ ） A 、饱和汽相线 B 、汽液共存线 C 、饱和液相线 3、等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随A 浓度的减小而减小，则B 的偏摩尔体积将随A 浓度的减小而（ ） A 、增加 B 、减小 C 、不变 D 、不一定 4、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 、γi 是G E /RT 的偏摩尔量。 5、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ ）。 为混合物的逸度）） （； ； ； Ｌ２Ｖ１Ｖ２Ｌ１Ｌ２ Ｌ１Ｖ２１２２f f f D f f f f C f f f f B f f f f A V L V L V L V (????).(????)(????).(=======11 6、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ ） A 、纯物质无偏摩尔量。 B 、T 与P 一定，偏摩尔性质就一定。 第一章概论 1. 精细化学品的特点有哪些？ 生产量不大；制造技术高；应用需要专门的知识；产品的市场寿命短、更新快；附加值高。 2. 精细化工的主要特点有哪些？ （1）具有特定的功能和实用性特征。 （2）技术密集程度高。 （3）小批量，多品种。 （4）生产流程复杂，设备投资大，对资金需求量大。 （5）实用性、商品性强，市场竞争激烈，销售利润高，附加值高的特点。 （6）产品周期短，更新换代快，多采用间歇式生产工艺。 3. 精细化学品的定义：能增进或赋予一种产品以特定功能，或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品 4. 精细化工产品的门类：日本：３０类；美国：３８类；我国：１１类 1.农药； 2.染料；３.涂料(包括油漆和油墨)；４.颜料；５．试剂和高纯品；６．信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等)；７．食品和饲料添加剂；８．黏合剂；９．催化剂和各种助剂；１０．化学原料药和日用化学品；１１．功能高分子材料 5. 助剂又分为： 印染助剂、塑料助剂、橡胶助剂、水处理剂、纤维抽丝用油剂、有机抽提剂、高分子聚合物添加剂、表面活性剂、农药用助剂、混凝土添加剂、机械及冶金用助剂、油品添加剂、炭黑(橡胶制品的补强剂)、吸附剂、电子用化学品、造纸用化学品及其他助剂等１９个门类。 第二章基础理论 6. 物质间的溶解与共混规律有哪些？ 一、极性相似相溶 聚合物与溶剂的化学结构和极性相似时，两者是相互溶解的。 二、溶解度参数相等相溶 内聚能，内聚能密度，溶解度参数。非（弱）极性高分子材料，它与某一溶剂的溶解度参数相差不超过1.5时便相溶。 三、溶剂化原则 溶剂-溶质间作用力大于溶质间作用力时，溶质将发生溶解，含亲电基团的高分子易和含亲核基的溶剂相互作用而溶解。 四、混合溶剂原则 混合溶剂具有协同作用和综合效果。 7. 表面活性剂的定义：加入很少量即能显著降低溶剂(一般为水)的表面张力，改变体系界面状态、从而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用(或其反作用)，以达到实际应用要求的一类物质。 8. 表面活性剂的特点有哪些？ 表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。亲水基:易溶于水，具有亲水性质。亲油基:易溶于油，具有亲油性质 9. 表面活性剂的作用有哪些？可以起乳化、分散、增溶、润湿、发泡、消泡、保湿、润滑、洗涤、杀菌、柔软、拒水、抗静电、防腐蚀等一系列作用 精细化工课后习题及答案化工095 1、以下化工原料主要来自哪些资源： （1）甲烷（2）一氧化碳（3）乙炔（4）乙烯（5）苯（6）萘 答：（1）天然气（2）煤的气化（3）煤制电石（4）石油烃类热裂解（5）石油馏分催化重整（6）煤的高温干馏 2、相似相溶原则：溶质易溶于化学结构相似的溶剂，而不易溶于化学结构完全不同的溶剂。极性溶质易溶于性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。 1什么是精细化工，精细化工的特点是什么？2什么是精细化学品，请列举五类主要的精细化学品。 3精细化学品的原料来源主要有哪些？4精细有机合成的主要单元反应有哪些？ 1.芳香族亲电取代的反应历程 绝大多数是按照经过σ络合物中间体的两步历程进行的。 第一步是亲电试剂E+进攻芳环,先生成π络合物，接着E+与芳环上某一个碳原子形成σ键，生成σ络合物中间体。 第二步是σ络合物中间体脱落一个H+,生成取代产物。 2.取代基的电子效应包括哪些内容? 诱导效应、共轭效应、超共轭效应统称取代基的电子效应。 3、萘环的α位比β位的亲电取代反应活性高的原因是什么？ α-取代和β-取代中间体正离子含有一个苯环的较稳定的共振结构式： α-取代时，含有一个苯环的较稳定的共振结构式有两个，而β-取代时只有一个；同时α-取代的中间体正离子的的一个共振结构式中非苯环部分有一个烯丙基型正碳离子直接和苯环相连，使电子离宇范围较大，因而取代需要的能量更低。上述两个原因使萘的一元亲电取代在α位比β位更容易发生。 4、苯发生亲电取代反应时，亲电试剂的活泼性越高，亲电取代反应速度越快，反应的选择性越低。 亲电试剂的活泼性越低，亲电取代反应速度越低，反应的选择性越高。 第三章 1 芳环上亲电取代卤化时，有哪些重要影响因素？ 2 卤化反应用到的催化剂主要有哪些？ 3 丙酮用氯气进行氯化制一氯丙酮时，如何减少二氯化副产物？ 4 对叔丁基甲苯在四氯化碳中，光照下进行一氯化，生成什么产物？ 5 简述由甲苯制备以下化合物的合成路线和工艺过程 (1)邻氯三氟甲苯 (2)间氯三氟甲苯 6 写出本章所遇到的各种亲电卤化反应、亲核卤化反应和自由基卤化反应的名称。 1 主要有：被卤化物的结构、卤化剂、催化剂、卤化深度、卤化介质的PH值、卤化溶剂、卤化温度、杂质等。 2 主要有： 路易斯酸例如FeCl3 、SbCl3、AlCl3等 质子酸例如苯磺酸、硫酸等 元素例如碘、硫磺等 胺类碱性催化剂例如二异丙胺等 硫化物例如硫化铁-硅胶、Sb2S3等 沸石类分子筛例如ZMF-1催化剂 3 丙酮的一氯化制一氯丙酮是连串反应，为了避免多氯化物的生成，应该用不足量的氯气，控制适当的Cl2/C3H6O摩尔比。 化工热力学习题集(附标准答案) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） 本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表： 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（C ） 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 ） 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 （ B ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 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 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 ） 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（ B ） 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 ） A. 0.7lg()1 s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1 s 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（ 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 ????????? =- ? ? ?????????? 10. 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 =+ 11. 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 。 12. 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。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 一．选择题(每题2分,共10分) 1、纯物质的第二virial 系数B ( A ) A 仅就是温度的函数 B 就是T 与P 的函数 C 就是T 与V 的函数 D 就是任何两强度性质的函数 2、T 温度下的过冷纯液体的压力P (A 。参考P －V 图上的亚临界等温线。) A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3、 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0、3,在一定的T,P 下,8812.0?,9381.0?21==?? ,则此时混合物的逸度系数为 。(C) A 0、9097 B 0、89827 C 0、8979 D 0、9092 4、 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程,装置所产生的功为24kJ,则流体的熵变( A ) A 、大于零 B 、小于零 C 、等于零 D 、可正可负 5、 Henry 规则( C ) A 仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分 C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂 二、填空题(每题2分,共10分) 1. 液态水常压下从25℃加热至50℃,其等压平均热容为75、31J/mol,则此过程的焓变为 (1882、75)J/mol 。 2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C ),按下列途径由T 1、P 1与V 1可逆地变化至P 2,则, 等温过程的 W =21ln P P RT -,Q =21ln P P RT ,U = 0 ,H = 0 。 3. 正丁烷的偏心因子ω＝0、193,临界压力为p c ＝3、797MPa,则在Tr ＝0、7时的蒸汽压为 ( 0、2435 )MPa 。 4. 温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递,其等于热容为Cp,则ExQ 的 计算式为(00(1)T xQ p T T E C dT T =-? )。 5. 指出下列物系的自由度数目,(1)水的三相点 0 ,(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡 状态 1 三、简答题:(共30分) 1. 填表(6分) 一、选择题 1．下列物质不属于精细化学品分析研究范畴的是（A ） A. 煤炭 B. 胶黏剂 C. 表面活性剂 D. 涂料 2．在气相色谱分析中，要使分配比增加，可以采取（C ） A. 增加柱长 B. 减小流动相流速 C. 降低柱温 D. 增加柱温 3．在气相色谱中用于定性的参数是（A ） A. 相对保留值 B. 半峰宽 C. 校正因子 D. 峰面积 4．高效液相色谱法之所以高效是由于（C ） A. 较高的流动相速率 B. 高灵敏度的检测器 C. 粒径小，孔浅而且均一的填料 D. 精密的进样系统 5．红外光谱分析法通常用下列哪个英文缩写表示（C ） A. HPLC B. GC C. IR D. TLC 6．化合物CH3CH2COOCH2CH2COOCH3的1H NMR中有几组吸收峰（C ） A . 四组峰 B. 一组峰 C. 三组峰 D. 五组峰 7．在高效液相色谱中，色谱柱的长度一般为（A ） A. 10～30cm B. 20～50m C. 1～2m D. 2～5m 8．色谱流出曲线中的基线是指（B ） A. 当流动相含有组分时通过检测器所得到的信号 B. 在只有流动相通过检测器是所得到的信号 C. 分离后的组分依次进入检测器而形成的色谱流出曲线 D. 色谱流出曲线的横坐标 9．反相键合相色谱是指（B ） A. 固定相为极性，流动相为非极性 B. 固定相的极性小于流动相的极性 C 键合相的极性小于载体的极性 D. 键合相的极性大于于载体的极性10．对下列化合物进行质谱测定后，分子离子峰为奇数的是（B ） A. C6H6N4 B. C6H5NO2 C. C9H10O2 D. C8H15O2 11．下列各项不属于H = A+B/u + Cgu + CLu的影响因素的是（D ） A. 涡流扩散项 B. 分子扩散项 C. 传质阻力项 D. 纵向扩散项12．下列不属于气相色谱仪部件的是（C ） A. 载气钢瓶 B. 色谱柱 C. 光电管 D. 检测器 精细化工工艺学复习题及答 案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 1、精细化学品的定义是什么？ 精细化学品是与大宗化学品相对应的一类化工产品，是指对化学工业生产的初级或次级产品进行深加工而制成的具有某些或某些种特殊功能的化学品2、精细化学品的分类：精细有机化学品、精细无机化学品、精细生物制品 特点：生产特性，小批量、多品种、复配型居多；技术密集度高；多采用间歇式生产装置；生产流程多样化 经济特性，投资效率高、附加价值高、利润率高； 商业特性，市场竞争激烈、重视市场调研、适应市场需求、重视技术的应用服务、要求技术保密、独家经营； 产品特性，具有一定的物理功能、化学功能和生物活性 3、选择聚合物助剂是应注意：与树脂的配伍性、耐久性、对加工条件的适应性、制品用途对助剂的制约、协同效应 4、常用的塑料加工助剂有增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、发泡剂 5、DOP邻苯二甲酸二辛酯、DBP邻苯二甲酸二丁酯、TPP磷酸三苯酯、DOA 己二酸二辛酯 6、表面活性剂分为哪几类各自具有什么特点？ 阴离子表面活性剂一般都具有好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、去污等作用 阳离子表面活性剂它除用作纤维柔软剂、抗静电剂、防水剂、染色助剂等之外，还用作矿物浮选剂、防锈剂、杀菌剂、防腐剂等 两性活性剂由阳离子部分和阴离子部分组成的表面活性剂 非离子表面活性剂在水中不电离，其亲水是主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基)构成 7、化妆品的辅助原料有哪些？ 表面活性剂、香料、色素、防腐剂、保湿剂、营养剂、防晒剂、收敛剂 8、亲水亲油平衡值（HLB）是指：反应表面活性剂的亲水基和亲油基之间在大小和力量上的平衡程度的量 计算：非离子型聚乙二醇和多元醇类（亲水基的分子量*100）/（表面活性剂分子量*5）=（亲水基的分子量*100）/（疏水基分子+亲水基分子量）*5 多元醇脂肪酸酯 20（1—S/A） S酯的皂化值 A原料脂肪酸的酸值 聚乙二醇类 EO/5 EO聚环氧乙烷部分的质量分数 离子型 7+∑亲水基基团数+∑亲油基基团数 9、常用食品防腐剂主要有哪四类？试简要说明 苯甲酸及其盐类食品中可大量食用 山梨酸及其盐类 对羟基苯甲酸酯类防腐效果好，毒性低，无刺激性 丙酸及丙酸盐新型防腐剂，对人体无毒副作用 10、日允许摄入量ADI：人一生中每日从食物或饮水中摄取某种物质而对健康无明显危害的量 化工热力学复习题 一、选择题 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（ 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 8. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) 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 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E ) （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 ）r i 是G E /RT 的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A 和B 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（B ） A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 11．下列各式中，化学位的定义式是 ( A ) 12．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是（ A ）。 A. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^i /(Y i P)]=1 B. d G ___i =RTdln f ^i , 0 lim →p [f ^i /P]=1 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 ★释义： 精细化工：生产精细化学品的工业称精细化学工业，简称精细化工 精细化学品：凡能增进或赋予一种(一类)产品以特定功能、或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品，称精细化学品。 化工产品附加值：：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值，包括：利润、工人的工资、动力消耗以及技术开发等费用。 纳米技术：是指研究电子、原子和分子在0.1—100纳米尺度空间的在运动规律、在运动特点，并利用这些特性制造出特定功能的物质的技术。 是指在纳米尺度的围，通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质材料的技术。即研究100纳米到1纳米围物质所具有的特异现象和特异功能，并在此基础上制造新材料，研究新工艺的方法与手段。 纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既不同于原来的原子、分子，也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料，即为纳米材料。 尺度达到纳米级，而性能既不同于其原子或分子，也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料。 感光材料：指曝光后发生化学变化，经适当的显影定影处理，能够形成影像的材料。 染料索引：《染料索引》是一部国际性的染料、颜料品种汇编。它将世界大多数国家各染料厂的商品，分别按它们的应用性质和化学结构归纳、分类、编号，逐一说明他们的应用特性，列出它们的结构式，注明其合成方法，附有同类商品名称的对应表。 香料和香精：香料：气味有益的香味质。不仅包括香味物质，有时为了调香的需要往往要采用臭味物质，因此，某些臭味物质也属于香料畴。 香精是香料成品（亦称调和香料） 变色涂料：是指涂层的颜色随环境条件如光，温度，湿度，PH值，电场，磁场等变化而变化的一种特殊涂料。 环保染料：按照生态纺织品的要求，以及禁用了118种染料以来，环保染料已成为染料行业和印染行业发展的重点，环保型染料应包括以下十方面的容： (1)不含德国政府和欧共体及其它Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22种致癌芳香胺的偶氮染料； (2)不是过敏性染料； (3)不是致癌性染料； (4)不是急性毒性染料； (5)可萃取重金属的含量在限制值以下； (6)不含环境激素； (7)不含会产生环境污染的化学物质； (8)不含变异性化合物和持久性有机污染物； (9)甲醛含量在规定的限值以下； (10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下； 食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。胶粘剂：靠界面间作用使各种材料牢固地粘接在一起的物质。 物理吸附：基于德华力、氢键和静电力，它相当于流体中组分分子在吸附剂表面上的凝聚，可以是单分子层，也可以是多分子层。物理吸附一般速度较快且是可逆的。 化学吸附：基于在固体吸附剂表面发生化学反应使吸附质和吸附剂之间以化学键力结合的吸附过程，因此选择性较强。化学吸附一般速度较慢，只能形成单分子层且不可逆。 瓷材料：瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料的通称。 工业上应用的典型的传统瓷产品如瓷器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展，出现了许多性能优良的新型瓷。 增塑剂：凡添加到橡塑材料中能使其玻璃化温度降低，塑性增加，更易于加工的助剂即为增塑剂。 LD50值：（半数致死量，亦称致死中量），它是粗略衡量急性毒性高低的一个指标。一般指能使一群被试验动物中毒而死亡一半时所需的最低剂量，其单位是mg/kg（体重）。 ADI值：（人体每日摄入量）:它指人一生连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量，以每公斤体重摄入的毫克数表示，单位是mg/kg。 食品安全问题：世界卫生组织对于食品安全问题的定义包含两个方面: ?一是有毒、有害物质; 一、精细化工的定义及其特征，精细化率， 精细化工：生产精细化学品（fine chemicals）的工业 1．具有特定功能： 2、大量采用复配技术 3．小批量多品种 4．技术密集 5、附加值高 精细化工产值率（精细化率）=精细化学产品的总值/化学产品的总值×100% 二、精细化工的现状和发展方向 二十一世纪精细化工的发展现状： 20世纪人们合成和分离了2285万种新化合物，新药物、新材料的合成技术大幅度提高，典型的单元操作日趋成熟，这主要当归属于精细化工的长足发展和贡献。21 世纪科技界三大技术，即纳米技术、信息技术和生物技术，实际上都与精细化工紧密相关。 精细化工还将继续在社会发展中发挥其核心作用，并被新兴的信息、生命、新材料、能源、航天等高科技产业赋予新时代的内容和特征。 发展方向： 1 高尖端、高技术、功能化、专用化，与快速发展的高科技时代接轨。 2 绿色化发展方向，与“全球变化科学”和现行政策接轨。 3 开发新能源，与日趋紧张的能源形势接轨。 4 开发新方法、新路线，完善传统化工产品生产中存在的问题。 三、涂料用合成树脂种类，形成涂料的哪五大系列。 合成树脂占主导地位：形成了醇酸、丙烯酸、乙烯、环氧、聚氨酯为主的五大系列。 四、涂料分类：按形态分粉末涂料、液体涂料（溶剂、分散型、水性）， 按使用层次（作用）：底漆、腻子、二道底漆、面漆， 1．按形态分：粉末涂料、液体涂料（溶剂、分散型、水性） 2．按成膜机理分：非转化型（挥发型、热熔型、水乳型等） 转化型（热固性、氧化聚合、辐射固化） 3．按施工方法：刷漆、辊漆、喷漆、烘漆、电脉漆、流化床 4．按使用层次（作用）：底漆、腻子、二道底漆、面漆 5．按用途：建筑用漆、船舶漆、汽车漆、绝缘漆、皮革涂料、防锈漆、 耐高温漆、可剥离漆。 五、涂料的组成，命名。 答：组成：成膜物质、颜料、溶剂和助剂 命名：（1）全名=颜色名称+成膜物质名称+基本名称如铁红醇酸防锈漆 （2）对特殊用产品，必要时在成膜物质加以说明，如白硝基外用漆。 型号分三部分如C04-02 F53—33 铁红酚醛防锈漆 C—成膜物质（醇酸）04—基本名称（瓷漆）02—序号（用来区分同一类型的不同品种，表示油在树脂中所占的比例） 六、催干剂的种类主要有那些 答：Co、Mn、Pb、Zr、Zn、Ca等金属的有机酸皂类，同作制造催干剂的有机酸主要有环烷酸，辛酸、植物油酸等 《化工热力学》试题（一） 一、填空题（10分）： 1. 纯物质的P-V-T 图上，高于临界压力和临界温度的区域称为 。 2. 写出偏摩尔性质i γln 对应的溶液性质 。 3. 工作于温度为T 1的高温热源和温度为T 2的低温冷源之间的可逆热机的效率为 。 4. 理想溶液混合过程的=?id H 。 5．对于二组分汽液两相平衡体系来说，其体系的自由度为 。 二、判断题（14分） 1. 理想气体混合物就是一种理想溶液。（ ） 2. 三参数对应态原理由于两参数对应态原理是因为前者适用于任何流体。（ ） 3. 吸热过程一定使系统熵增，反之熵增过程也是吸热过程。（ ） 4. 纯物质的气液平衡常数K ＝１。（ ） 5. 对于一个绝热不可逆过程，可以设计一个绝热可逆过程来计算其熵的变化。（ ） 6. 混合物气液相图中的泡点曲线表示的是饱和气相，而露点曲线表示的是饱和液相。 （ ） 7. 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。（ ） 三、选择题（16分） 1. 对于一给定的物质来说，virial 方程中的virial 系数与（ ）有关。 A ．温度 B ．压力 C ．密度 D ．体积 2．对于一均相物质，其H 和U 的关系为 A ．U H ≤ B ．U H > C ．U H = D ．不能确定 3．气液平衡关系i S i i x P Py =的适用条件是： A ．无限制条件 B ．低压条件下的非理想液相 C ．理想气体和理想溶液 D ．理想溶液和非理想气体 4．已知乙炔在7.0=r T 时，其对比饱和蒸汽压为0.0655，则乙炔的偏心因子为： A ．0.195 B ．0.184 C ．0.084 D ．0.127 5．偏心因子是从下列定义的： 精细化工课后习题答案 第二章 1．表面活性物质和表面活性剂有什么异同点？ 答：把能使溶剂的表面力降低的性质称为表面活性，具有表面活性的物质称为表面活性物质。把加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，称为表面活性剂。表面活性剂在加入很少量时即能显著降低其表面力，改变体系界面状态。 举例：肥皂、油酸钠、洗涤剂等物质的水溶液，在溶液浓度很低时，表面力随溶液浓度的增加而急剧下降，降到一定程度后便缓慢或不再下降；乙醇、丁醇等低碳醇和醋酸等物质，表面力随溶液浓度的增加而下降。这两类都是表面活性物质。2，表面活性剂的结构特点 答；表面活性剂一般都是直线形分子，其分子同时含有亲水（增油）性的极性基团和亲油（憎水）性的非极性疏水基团，因而是表面活性剂既具有亲水性又具有增油性的双亲结构，所以，表面活性剂也称为双亲化合物。 3.临界胶束浓度CMC和HLB、浊点、克拉夫拖点之间有何关系？ 答,Tk越高，CMC越小，亲油性好，HLB越小。浊点越高，亲油性越好，CMC越大，HLB越大。 4，表面活性剂的活性与CMC的关系？ 答，（CMC）可用来衡量表面活性剂的大小。CMC越小，表示该表面活性剂形成胶束所需的浓度越低，即达到表面饱和吸附的浓度就越低，因而，改变表面性质，起到润湿、乳化、曾溶、起泡等作用所需的浓度也越低，表示该表面活性剂的活性越大。 5，阳离子表面活性剂可用作润湿剂吗？为什么？ 答，阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面，吸附在带负电荷的固体表面，疏水基朝向水相，使固体表面呈“疏水”状态，通常不用于洗涤和清洗，故…… 6.哪种表面活性剂具有柔软平滑作用？为什么？ 答，阳离子表面活性剂。原因：阳离子表面活性剂具有高效定向吸附性能，可在纤维表面覆盖一层亲油基团膜层，从而具有柔软平滑效果。 7表面活性剂为何具有抗静电作用？ 答，表面活性剂的憎水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，吸收空气中水分，好像在物体表面多了一层水层，这样产生的静电就易于传递到大气中去，从而降低了表面电荷，起到抗静电的的作用。（如果是以亲水基吸附在物体表面，当表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度时，表面活性剂的疏水剂间相互作用，可进一步形成亲水基向外的第二层吸附层，同样将亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，起到抗静电作用。） 8阳离子表面活性剂的去污力与碳链原子数之间有何关系？ 答，图 9阳离子表面活性剂能否用于衣物洗涤去污？ 答，不能。因为阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面，吸附在带负电荷的固体表面，疏水基朝向水相，使固体表面呈“疏水”状态，通常 第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。） 北京化工大学2016——2017学年第一学期 《化工热力学》期末考试试卷 班级： 姓名： 学号： 任课教师： 分数： 一、（2?8=16分）正误题（正确的画√，错误的画×，标在[ ]中） ［√］剩余性质法计算热力学性质的方便之处在于利用了理想气体的性质。 ［×］Virial 方程中12B 反映了不同分子间的相互作用力的大小，因此120B =的气体混合物，必定是理想气体混合物。 ［√］在二元体系中，如果在某浓度范围内Henry 定律适用于组分1，则在相同的浓度范围内，Lewis-Randall 规则必然适用于组分2。 ［×］某绝热的房间内有一个冰箱，通电后若打开冰箱门，则房间内温度将逐渐下降。 ［×］溶液的超额性质数值越大，则溶液的非理想性越大。 ［×］水蒸汽为加热介质时，只要传质推动力满足要求，应尽量采用较低压力。 ［×］通过热力学一致性检验，可以判断汽液平衡数据是否正确。 ［×］如果一个系统经历某过程后熵值没有变化，则该过程可逆且绝热。 二、（第1空2分，其它每空1分，共18分）填空题 （1）某气体符合/()p RT V b =-的状态方程，从 1V 等温可逆膨胀至 2V ，则体系的 S ? 为 21ln V b R V b --。 （2）写出下列偏摩尔量的关系式：,,(/)j i E i T p n nG RT n ≠?? ?=?? ???ln i γ， ,,(/)j i R i T p n nG RT n ≠???=??????ln i ?, ,,(/)j i i T p n nG RT n ≠?? ?=?? ???i μ。 （3）对于温度为T ，压力为P 以及组成为{x}的理想溶液，E V =__0__，E H = __0__，/E G RT =__0__，ln i γ=__0__，?i f =__i f __。 （4）Rankine 循环的四个过程是：等温加热（蒸发），绝热膨胀（做功）， 等压（冷凝）冷却，绝热压缩。 （5）纯物质的临界点关系满足0p V ??? = ????， 220p V ???= ???? ，van der Waals 方程的临界压缩因子是__0.375__，常见流体的临界压缩因子的范围是_0.2-0.3_。 二、（5?6=30分）简答题（简明扼要，写在以下空白处） （1）简述如何通过水蒸汽表计算某一状态下水蒸汽的剩余焓和逸度（假定该温度条件下表中最低压力的蒸汽为理想气体）。 剩余焓： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓值； ②从饱和蒸汽表中查得标准状态时的蒸发焓vap H ?（饱和液体的焓-饱和蒸汽的焓）； ③通过00()T ig ig ig p p T H C dT C T T ?=≈-? 计算理想气体的焓变； ④通过R ig vap H H H H ?=-?-?得到剩余焓。 逸度： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓和熵并根据 G H TS =-得到Gibbs 自由能(,)G T p ； ②从过热蒸汽表中查得最低压力时的焓和熵，计算得到Gibbs 自由能 0(,)ig G T p ； 精细化工工艺学复习题 ★ 释义： 精细化工：生产精细化学品的工业称精细化学工业，简称精细化工。 精细化学品：凡能增进或赋予一种 (一类) 产品以特定功能，或本身拥有特定功能的小批量高纯度化学品 化工产品附加值：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的li 折旧费后剩余部分的价值，包括：利润，工人的工资，动力消耗以及技术开发等费用 纳米技术：在纳米尺度的范围内，通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质材料的的技术，即研究100 纳米到1纳米范围内物质所具有的特异现象和特异功能，并在此基础上制造新材料，研究新工艺的方法与手段 纳米材料：尺度达到纳米级，而性能既不同于其原子或分子，也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料 染料索引：《染料索引》是一部国际性染料，颜料品种汇编。它将世界大多数国家各染料厂的商品，分别按它们的应用性质和化学结构归纳，分类，编号，逐一说明他们的应用特性，列出他们的结构式，注明其合成方法，附有同类商品名称的对应表 环保染料：(1)不含德国政府和欧共体及其它Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22 种致癌芳香胺的偶氮染料；(2)不是过敏性染料；(3) 不是致癌性染料； (4)不是急性毒性染料；(5)可萃取重金属的含量在限制值以下；(6)不含环境激素； (7) 不含会产生环境污染的化学物质；(8) 不含变异性化合物和持久性有机污染物； (9) 甲醛含量在规定的限值以下；(10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下；食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味，以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质 胶粘剂：靠界面间作用使各种材料牢固的粘结在一起的物质 陶瓷材料：陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料的统称 LD50 值：它是粗略衡量急性毒性好低的一个指标，一般指能使一群被实验动物中毒死亡一半时所需的最低剂量，单位mg／Kg ADI 值：它指人一声连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量，以每公斤摄入毫克数表示，单位mg／Kg 。 老化：老化是指塑料、橡胶以及其它高分子材料在成型加工、贮存和使用过程中，因各种因素导致其结构变化、性能变化，逐渐失去使用价值的现象。 闪点：在规定的试验条件下，液体表面上能发生闪燃的最低温度。 香料：一种能被嗅觉嗅出香气或被味觉尝出香味的物质，是配置香精的原料。 香精：香精是一种由人工调配出来的含有两种以上乃至几十种香料 (一般含有适宜的溶剂或载体)的混合物。 ★ 填空： 1. 食品添加剂的危害主要表现为哪些方面？ 答：急性中毒、慢性中毒、致癌作用、过敏反应 2. 评价食品添加剂的毒性（或安全性）两大指标是什么？答：ADI （Acceptable Daily Intake）值（人体每日摄入量）； LD50（50%Lethal dose）值（半数致死量，亦称致死中量） 3. 茶多酚主要通过哪些方式来达到抗氧化目的的？化工热力学考试复习题
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