化工熱力學(xué)期末考試試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.純物質(zhì)臨界點(diǎn)時(shí)，其對(duì)比溫度Tr（）。A.=0B.<1C.=1D.>12.下列偏摩爾性質(zhì)與化學(xué)勢(shì)的關(guān)系中，正確的是（）。A.μi=ViB.μi=HiC.μi=GiD.μi=Si3.關(guān)于狀態(tài)方程，以下說法正確的是（）。A.理想氣體狀態(tài)方程適用于所有氣體B.范德華方程對(duì)理想氣體不適用C.維里方程只能用于低壓氣體D.狀態(tài)方程用于描述氣體p、V、T之間的關(guān)系4.下列過程中，△U=0的是（）。A.理想氣體絕熱自由膨脹過程B.實(shí)際氣體絕熱自由膨脹過程C.理想氣體等壓膨脹過程D.實(shí)際氣體等壓膨脹過程5.對(duì)不可逆過程描述正確的是（）。A.能使系統(tǒng)和環(huán)境都完全復(fù)原B.一定是自發(fā)過程C.具有機(jī)械能耗散D.推動(dòng)力無限小6.混合氣體的第二維里系數(shù)（）。A.是溫度和組成的函數(shù)B.僅與溫度有關(guān)C.僅與組成有關(guān)D.與溫度和組成都無關(guān)7.理想溶液中各組分的活度系數(shù)γi（）。A.大于1B.小于1C.等于1D.不確定8.當(dāng)汽液平衡時(shí)，汽相逸度與液相逸度的關(guān)系是（）。A.汽相逸度大于液相逸度B.汽相逸度小于液相逸度C.汽相逸度等于液相逸度D.不確定9.某體系經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)后，體系熵變（）。A.大于0B.小于0C.等于0D.無法確定10.關(guān)于剩余性質(zhì)MR，表述正確的是（）。A.MR=M-MigB.MR=Mig-MC.MR=M+MigD.以上都不對(duì)答案：1.C2.C3.D4.A5.C6.A7.C8.C9.C10.A二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列屬于化工熱力學(xué)研究內(nèi)容的有（）。A.熱性質(zhì)計(jì)算B.相平衡C.化學(xué)平衡D.過程能量分析2.以下哪些是狀態(tài)函數(shù)（）。A.UB.QC.HD.S3.影響氣體壓縮因子Z的因素有（）。A.溫度B.壓力C.氣體性質(zhì)D.體積4.下列關(guān)于熵變的說法正確的有（）。A.絕熱可逆過程熵變等于0B.絕熱不可逆過程熵變大于0C.系統(tǒng)發(fā)生不可逆過程熵變一定增加D.孤立系統(tǒng)熵變永不減小5.活度系數(shù)的計(jì)算方法有（）。A.正規(guī)溶液理論B.無熱溶液理論C.威爾遜方程D.NRTL方程6.汽液平衡的判據(jù)包括（）。A.溫度相等B.壓力相等C.化學(xué)勢(shì)相等D.逸度相等7.關(guān)于理想溶液，正確的有（）。A.各組分混合時(shí)無熱效應(yīng)B.混合熵等于0C.各組分化學(xué)勢(shì)與組成無關(guān)D.符合拉烏爾定律8.以下哪些是不可逆過程（）。A.有溫差的傳熱過程B.有摩擦的流動(dòng)過程C.等壓下的化學(xué)反應(yīng)D.理想氣體等溫膨脹9.計(jì)算氣體混合物性質(zhì)的方法有（）。A.理想氣體混合物規(guī)則B.虛擬臨界參數(shù)法C.維里混合規(guī)則D.狀態(tài)方程混合規(guī)則10.化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素有（）。A.溫度B.壓力C.惰性氣體D.反應(yīng)物初始濃度答案：1.ABCD2.ACD3.ABC4.ABD5.ABCD6.ABCD7.AD8.ABC9.ABCD10.ABCD三、判斷題（每題2分，共20分）1.體系的焓等于體系的熱量。（）2.理想氣體的內(nèi)能和焓只是溫度的函數(shù)。（）3.狀態(tài)方程中的常數(shù)a、b對(duì)于不同氣體是不同的。（）4.絕熱過程一定是等熵過程。（）5.活度系數(shù)反映了實(shí)際溶液與理想溶液的偏差程度。（）6.對(duì)于一定組成的混合物，其泡點(diǎn)和露點(diǎn)是相同的。（）7.體系發(fā)生一個(gè)過程，若熵變大于0，則該過程一定是自發(fā)的。（）8.混合氣體的性質(zhì)只取決于其組成，與混合過程無關(guān)。（）9.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)的吉布斯自由能變化為0。（）10.不可逆過程的熵產(chǎn)生大于0。（）答案：1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.√四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述化工熱力學(xué)在化工過程中的作用。答案：用于化工過程的能量分析，計(jì)算熱、功等能量變化；確定相平衡和化學(xué)平衡條件，指導(dǎo)分離過程和反應(yīng)過程設(shè)計(jì)；為化工設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2.寫出理想氣體狀態(tài)方程，并說明其適用條件。答案：理想氣體狀態(tài)方程為pV=nRT。適用條件是低壓、高溫的氣體，此時(shí)氣體分子間距離大，分子間作用力和分子本身體積可忽略。3.簡述熵增原理。答案：在絕熱條件下，系統(tǒng)發(fā)生不可逆過程時(shí)，熵增加；發(fā)生可逆過程時(shí)，熵不變。即絕熱系統(tǒng)的熵永不減小，孤立系統(tǒng)熵增意味著過程自發(fā)。4.簡述汽液平衡的計(jì)算步驟。答案：首先選擇合適的狀態(tài)方程和活度系數(shù)模型；確定體系的溫度、壓力等條件；計(jì)算汽相和液相的逸度；根據(jù)汽液平衡判據(jù)（逸度相等）迭代求解平衡組成。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論如何提高化工過程的能量利用效率。答案：可通過回收余熱，采用換熱器等設(shè)備預(yù)熱原料；合理選擇反應(yīng)條件，降低反應(yīng)能耗；優(yōu)化流程，減少不必要的能量損失；利用熱泵等技術(shù)提升能量品質(zhì)。2.舉例說明相平衡原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。答案：如精餾過程，利用不同物質(zhì)在汽液平衡時(shí)的揮發(fā)性差異進(jìn)行分離；萃取過程，依據(jù)溶質(zhì)在不同溶劑中的分配平衡實(shí)現(xiàn)提純；結(jié)晶過程，根據(jù)溶解度平衡獲取純凈晶體。3.討論實(shí)際氣體與理想氣體的偏差原因及修正方法。答案：偏差原因是實(shí)際氣體分子有體積且存在分子間作用力。修正方法有引入壓縮因子Z修正理想氣體狀態(tài)方程；采用范