2025年大學化工技術（化工熱力學基礎）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）1.關于化工熱力學研究內容，下列說法錯誤的是（）A.判斷新工藝的可行性B.研究系統(tǒng)能量轉換C.只研究化學反應的熱效應D.預測反應的方向2.純物質臨界點時，其對比溫度Tr（）A.等于0B.等于1C.大于1D.小于13.理想氣體混合物中某組分的逸度系數(shù)（）A.等于1B.大于1C.小于1D.不一定4.對于理想溶液，下列偏摩爾性質與摩爾性質關系表述正確的是（）A.偏摩爾體積等于摩爾體積B.偏摩爾焓不等于摩爾焓C.偏摩爾熵不等于摩爾熵D.以上都不對5.下列狀態(tài)方程中，屬于立方型狀態(tài)方程的是（）A.理想氣體狀態(tài)方程B.范德華方程C.Redlich-Kwong方程D.以上都不是6.化工過程中，體系與環(huán)境之間的能量傳遞方式不包括（）A.熱傳遞B.功傳遞C.物質傳遞D.以上都包括7.對于封閉體系，下列說法正確的是（）A.體系與環(huán)境無物質交換B.體系與環(huán)境無能量交換C.體系與環(huán)境無任何交換D.以上都不對8.某氣體在一定條件下的壓縮因子Z=0.8，則該氣體（）A.比理想氣體難壓縮B.比理想氣體易壓縮C.與理想氣體壓縮難易程度相同D.無法判斷第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（每題5分，共15分）1.化工熱力學中，常用的狀態(tài)方程有______、______等。2.理想溶液的混合性質中，混合熵ΔmixS=______。3.對比態(tài)原理是指______。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述化工熱力學在化工生產(chǎn)中的作用。2.簡述理想氣體與實際氣體的區(qū)別。四、計算題（每題12分，共24分）1.某氣體服從范德華方程，已知其范德華常數(shù)a=0.1408Pa·m^6/mol^2，b=3.92×10^-5m^3/mol，在273K時，1mol該氣體在101325Pa下體積為22.4×10^-3m^3，求此時該氣體的壓縮因子Z。2.已知某二元體系在一定溫度和壓力下，組分1的逸度系數(shù)lnγ1=0.2x2^2，其中x2為組分2的摩爾分數(shù)，若體系中x1=0.6，x2=0.4，求組分1的逸度f^1。五、分析論述題（1分，共1分）材料：在化工生產(chǎn)中，常常需要對化學反應進行熱效應分析。例如合成氨反應N2+3H2?2NH3，該反應在一定條件下是放熱反應。從化工熱力學角度分析，如何通過改變條件來提高氨的產(chǎn)率。請論述你的觀點，不少于150字。答案：一、選擇題1.C2.B3.A4.A5.C6.C7.A8.B二、填空題1.范德華方程、Redlich-Kwong方程等（答案不唯一）2.-nR(x1lnx1+x2lnx2)3.處于相同對比態(tài)的不同氣體具有相同的對比性質三、簡答題1.化工熱力學在化工生產(chǎn)中的作用主要包括：預測化學反應的方向和限度，為工藝設計提供理論依據(jù)；計算過程的能量變化，優(yōu)化能量利用；分析相平衡關系，指導分離過程設計等。2.理想氣體是分子間無相互作用力、分子本身無體積的氣體，遵循理想氣體狀態(tài)方程。實際氣體分子間有相互作用力且分子本身有體積，不嚴格遵循理想氣體狀態(tài)方程，在高壓、低溫等條件下與理想氣體偏差較大。四、計算題1.由范德華方程\((p+\frac{n^2a}{V^2})(V-nb)=nRT\)，可得\(p=\frac{nRT}{V-nb}-\frac{n^2a}{V^2}\)。已知\(n=1mol\)，\(T=273K\)，\(p=101325Pa\)，\(V=22.4×10^{-3}m^3\)，\(a=0.1408Pa·m^6/mol^2\)，\(b=3.92×10^{-5}m^3/mol\)，代入計算\(p\)的實際值，再由\(Z=\frac{pV}{nRT}\)計算壓縮因子\(Z\)。2.由\(lnγ1=0.2x2^2\)，\(x1=0.6\)，\(x2=0.4\)，可得\(lnγ1=0.2×0.4^2=0.032\)，\(γ1=e^{0.032}\)。\(f^1=γ1p^1=γ1px1\)，代入計算可得\(f^1\)的值。五、分析論述題：可從改變溫度、壓力、濃度等條