2025年大學(xué)大一（化學(xué)工程與工藝）化工熱力學(xué)基礎(chǔ)階段試題

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題只有一個選項符合題意)1.化工熱力學(xué)研究的對象不包括以下哪項？（）A.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)B.化工過程中能量的有效利用C.物質(zhì)的相平衡關(guān)系D.化學(xué)反應(yīng)的速率2.理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT中，R的單位是（）A.J/(mol·K)B.Pa·m3/(mol·K)C.kJ/(mol·K)D.cal/(mol·K)3.對于純物質(zhì)，其飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系符合（）A.亨利定律B.拉烏爾定律C.道爾頓分壓定律D.阿累尼烏斯定律4.下列哪種性質(zhì)不屬于廣度性質(zhì)？（）A.體積B.溫度C.質(zhì)量D.內(nèi)能5.化工過程中，體系與環(huán)境之間既有能量交換又有物質(zhì)交換的過程稱為（）A.封閉體系B.敞開體系C.孤立體系D.絕熱體系6.偏摩爾吉布斯自由能的定義式為（）A.(?G/?n_i)_T,p,n_j≠iB.(?U/?n_i)_T,V,n_j≠iC.(?H/?n_i)_T,p,n_j≠iD.(?S/?n_i)_T,p,n_j≠i7.活度系數(shù)γ_i反映了實際溶液中組分i的（）與理想溶液中組分i的偏差程度。A.化學(xué)勢B.偏摩爾體積C.偏摩爾內(nèi)能D.偏摩爾熵8.對于理想溶液，下列說法正確的是（）A.各組分的化學(xué)勢相等B.各組分的活度系數(shù)均為1C.混合過程無熱效應(yīng)D.以上說法都不對9.汽液相平衡關(guān)系中，汽相組成y_i與液相組成x_i的關(guān)系可以用（）表示。A.亨利定律B.拉烏爾定律C.相平衡常數(shù)K_iD.以上都可以10.下列哪種方法不能用于計算汽液相平衡常數(shù)K_i？（）A.狀態(tài)方程法B.活度系數(shù)法C.泡點方程法D.露點方程法11.化工過程中，節(jié)流膨脹過程的特點是（）A.絕熱可逆B.絕熱不可逆C.等溫可逆D.等溫不可逆12.對于穩(wěn)定流動體系，能量衡算方程為（）A.ΔU=Q-WB.ΔH=Q-WC.ΔH=Q+W_sD.ΔU=Q+W_s13.有效能的概念與下列哪種熱力學(xué)函數(shù)相關(guān)？（）A.焓B.熵C.吉布斯自由能D.內(nèi)能14.下列哪種物質(zhì)的標準生成吉布斯自由能為零？（）A.O?(g)B.H?O(l)C.CO?(g)D.CH?(g)15.化學(xué)反應(yīng)的標準平衡常數(shù)K°與溫度T的關(guān)系符合（）A.亨利定律B.拉烏爾定律C.范特霍夫方程D.阿累尼烏斯方程16.對于化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)進度ξ的定義式為（）A.dξ=dn_i/ν_iB.dξ=-dn_i/ν_iC.ξ=n_i-n_i?/ν_iD.ξ=n_i?-n_i/ν_i17.化工過程中，反應(yīng)熱效應(yīng)的計算可以通過（）來進行。A.蓋斯定律B.范特霍夫方程C.阿累尼烏斯方程D.理想氣體狀態(tài)方程18.下列哪種物質(zhì)的臨界溫度最高？（）A.N?B.O?C.H?OD.CO?19.對于純物質(zhì)的臨界點，下列說法正確的是（）A.氣液界面消失B.汽化熱為零C.壓縮因子Z=0.２９D.以上說法都對20.化工熱力學(xué)中，逸度的概念是為了修正（）而引入的。A.壓力B.溫度C.體積D.在實際氣體狀態(tài)方程中，壓力對理想氣體行為的偏差第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每題2分，共10分）1.化工熱力學(xué)的研究內(nèi)容主要包括______、______、______等方面。2.理想氣體的內(nèi)能和焓僅是______的函數(shù)。3.活度系數(shù)與______有關(guān)，反映了實際溶液與理想溶液的偏差程度。4.汽液相平衡關(guān)系的計算方法主要有______、______、______等。5.化學(xué)反應(yīng)的標準平衡常數(shù)K°與溫度T的關(guān)系可以用______表示。三、簡答題（每題10分共30分）1.簡述化工熱力學(xué)中理想溶液的定義及特點。2.說明節(jié)流膨脹過程的原理及應(yīng)用。3.簡述化學(xué)反應(yīng)的標準平衡常數(shù)K°的意義及影響因素。四、計算題（每題10分，共20分）1.已知某理想氣體的狀態(tài)方程為pV=nRT，現(xiàn)有1mol該氣體，在298K、101.3kPa下，體積為24.45L?，F(xiàn)將其等溫壓縮至12.225L，求過程的功W和熱Q。（R=8.314J/(mol·K)）2.在一定溫度下，某二元溶液中組分1的活度系數(shù)γ?=1.2，已知該溫度下純組分1的飽和蒸汽壓p??=100kPa，液相組成x?=0.5，求組分1的蒸汽壓p?。五、分析題（10分）閱讀以下材料：在化工生產(chǎn)中，常常涉及到物質(zhì)的相變化和化學(xué)反應(yīng)。例如，在合成氨的過程中，需要將氮氣和氫氣在高溫高壓下反應(yīng)生成氨。同時，還需要考慮反應(yīng)過程中的能量變化以及物質(zhì)的相平衡關(guān)系。問題：請分析在合成氨過程中，如何運用化工熱力學(xué)的原理來優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高氨的產(chǎn)率？1.選擇題答案：1.D2.B3.B4.B5.B6.A7.A8.B9.C10.C11.B12.C13.B1B.A15.C16.A17.A18.C19.D20.D2.填空題答案：1.流體的pVT關(guān)系、相平衡、化學(xué)平衡2.溫度3.溫度、壓力、組成4.狀態(tài)方程法、活度系數(shù)法、泡點露點計算法5.范特霍夫方程3.簡答題答案：1.理想溶液定義：溶液中各組分在全部濃度范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律的溶液。特點：混合過程無熱效應(yīng)，混合過程無體積變化，各組分的活度系數(shù)均為1，各組分的化學(xué)勢表達式簡單。2.節(jié)流膨脹過程原理：流體在絕熱條件下，通過多孔塞或閥門等節(jié)流元件，壓力降低，體積增大的過程。應(yīng)用：可用于制冷、氣體液化等。3.標準平衡常數(shù)K°意義：反映了化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下達到平衡時的限度。影響因素：溫度，對于吸熱反應(yīng)，溫度升高K°增大；對于放熱反應(yīng)，溫度升高K°減小。4.計算題答案：1.等溫壓縮，理想氣體內(nèi)能不變，ΔU=0。根據(jù)W=-p外ΔV，p外=p=101.3kPa，V?=24.45L，V?=12.225L，W=-101.3×103×(12.225-24.45)×10?3=1230J。由ΔU=Q+W，Q=-W=-1230J。2.根據(jù)拉烏爾定律p?=p??γ?x?=100×1.2×0.5=60kPa。5.分析題答