2025年大學大二（化學工程與工藝）化工熱力學綜合測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）（總共8題，每題5分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內）w1.關于化工熱力學研究特點的下列說法中不正確的是（）A.研究體系為實際狀態(tài)。B.解釋微觀本質及其產生某種現(xiàn)象的內部原因。C.處理方法為以理想態(tài)為標準態(tài)加上校正。D.獲取數據的方法為少量實驗數據加半經驗模型。w2.純物質臨界點時，其對比溫度Tr（）A.=0B.=1C.>1D.<1w3.關于偏摩爾性質，下面說法中不正確的是（）A.偏摩爾性質與溫度、壓力和組成有關。B.偏摩爾性質是強度性質。C.系統(tǒng)的容量性質等于各組分偏摩爾性質與其物質的量的乘積之和。D.純物質的偏摩爾性質等于其摩爾性質。w4.下列關于逸度的說法中不正確的是（）A.逸度可稱為“校正壓力”。B.逸度可視為氣體在所處狀態(tài)下的有效壓力。C.逸度系數表示實際氣體對理想氣體的偏差程度。D.逸度與壓力的單位不同。w5.對于理想溶液，下列偏摩爾性質與摩爾性質的關系中不正確的是（）A.B.C.D.w6.下列關于活度和活度系數的說法中正確的是（）A.活度是為了校正實際溶液對理想溶液的偏差而引入的。B.活度系數大于1，表示溶液對理想溶液為正偏差。C.活度系數小于1，表示溶液對理想溶液為負偏差。D.以上說法都正確。w7.關于相律，下面的陳述中不正確的是（）A.相律不適用于有化學反應的多相系統(tǒng)。B.影響相平衡的強度因素有溫度、壓力和組成。C.自由度為零意味著系統(tǒng)的狀態(tài)不變。D.平衡的各相中，系統(tǒng)包含的每種物質都不缺少時相律才正確。w8.關于汽液平衡關系，下列說法中不正確的是（）A.對于理想溶液，汽液平衡關系遵循拉烏爾定律和道爾頓定律。B.對于非理想溶液，汽液平衡關系不能用簡單的公式描述。C.汽液平衡關系可通過實驗測定。D.汽液平衡關系與系統(tǒng)的溫度無關。第II卷（非選擇題共60分）w9.（10分）簡述化工熱力學中理想氣體的概念以及其重要性。w10.（15分）推導理想溶液的混合性質變化公式，包括混合熵、混合焓和混合吉布斯自由能。（一）閱讀以下材料，回答問題（15分）在化工生產中，常常需要處理多組分系統(tǒng)的相平衡問題。例如在某精餾塔中，分離乙醇-水混合溶液。已知乙醇和水形成非理想溶液，其汽液平衡關系較為復雜。通過實驗測定得到了不同溫度下乙醇-水系統(tǒng)的汽液平衡數據。w11.請解釋為什么乙醇-水系統(tǒng)的汽液平衡關系不能用理想溶液的汽液平衡關系來描述？（二）閱讀以下材料，回答問題（20分）某化工過程涉及到一個反應釜中的氣-液-固三相反應體系。該體系中存在多種物質，其相平衡關系對于反應的進行和產物的分離至關重要。通過研究發(fā)現(xiàn)，體系的溫度、壓力以及各物質的組成對相平衡有著顯著影響。w12.對于這樣的三相反應體系，相律如何應用？請說明相律中各參數的含義以及如何確定自由度。答案：w1.Bw2.Bw3.Dw4.Dw5.Dw6.Dw7.Cw8.Dw9.理想氣體是一種假想的氣體模型，其分子間無相互作用力，分子本身不占有體積。理想氣體狀態(tài)方程簡單，在化工熱力學中作為基礎模型，便于分析和計算。它可用于初步估算系統(tǒng)性質，為復雜實際系統(tǒng)的研究提供對比和參考，幫助理解真實氣體與理想情況的偏差，對化工過程的設計、優(yōu)化等有重要指導意義。w10.對于理想溶液，混合熵：\(\DeltaS_{mix}=-R\sum_{i=1}^{n}n_ilnx_i\)；混合焓\(\DeltaH_{mix}=0\)；混合吉布斯自由能\(\DeltaG_{mix}=RT\sum_{i=1}^{n}n_ilnx_i\)。推導過程基于理想溶液中各組分分子間作用力相同的假設，利用熵、焓和吉布斯自由能的定義及公式進行推導。w11.乙醇和水形成非理想溶液，分子間作用力與理想溶液不同。理想溶液中各組分分子間作用力相同，而乙醇-水分子間存在氫鍵等特殊相互作用，導致其汽液平衡關系偏離理想溶液的拉烏爾定律和道爾頓定律，不能用理想溶液的汽液平衡關系描述。w12.相律公式為\(f=C-P+2\)。對于三相反應體系，\(C\)為組分數，需考慮體系中所有