2025年大學（化學工程與工藝）化工熱力學應用階段測評試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）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。(總共20題，每題2分，每題只有一個選項符合題意)1.化工熱力學中，理想氣體狀態(tài)方程不適用于以下哪種情況？（）A.高溫低壓B.低溫高壓C.常溫常壓D.任何情況2.對于純物質的氣液平衡，以下說法正確的是（）A.溫度升高，飽和蒸氣壓降低B.壓力升高，沸點升高C.氣液平衡時，氣相和液相組成相同D.以上都不對3.化工過程中，體系與環(huán)境之間既有能量交換又有物質交換的是（）A.敞開體系B.封閉體系C.孤立體系D.絕熱體系4.下列哪種性質不是廣度性質？（）A.體積B.內能C.溫度D.質量5.對于理想溶液，下列關系式正確的是（）A.活度系數(shù)大于1B.超額吉布斯自由能為零C.亨利系數(shù)等于1D.以上都不對6.化工熱力學中，逸度的物理意義是（）A.真實氣體壓力的校正值B.理想氣體壓力C.與壓力無關的量D.以上都不對7.以下哪種方法可以計算純物質的飽和蒸氣壓？（）A.Antoine方程B.理想氣體狀態(tài)方程C.道爾頓分壓定律D.拉烏爾定律8.對于二元混合物的氣液平衡，若體系偏離理想溶液，通常采用（）來描述。A.活度系數(shù)模型B.理想氣體模型C.亨利定律D.拉烏爾定律9.化工過程中，等溫等壓下進行的化學反應，其吉布斯自由能變化（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不確定10.下列關于偏摩爾性質的說法，錯誤的是（）A.偏摩爾吉布斯自由能等于化學勢B.偏摩爾性質是廣度性質C.偏摩爾性質與體系組成有關D.以上都不對11.對于真實氣體混合物，其逸度系數(shù)與以下哪些因素有關？（）A.溫度、壓力和組成B.僅溫度和壓力C.僅組成D.僅溫度12.化工熱力學中，計算體系熵變時，通常采用（）方法。A.理想氣體熵變公式B.實際氣體熵變公式C.熵變的定義式及相關計算方法D.以上都不對13.對于純物質的臨界點，以下說法正確的是（）A.氣液界面消失B.壓力和溫度都為零C.比容為無窮大D.以上都不對14.化工過程中，體系的焓變與以下哪種過程無關？（）A.溫度變化B.壓力變化C.相變D.化學反應15.下列哪種狀態(tài)方程可用于描述真實氣體的p-V-T關系？（）A.理想氣體狀態(tài)方程B.Virial方程C.范德華方程D.以上都可以16.對于理想溶液的混合過程熵變，以下說法正確的是（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不確定17.化工熱力學中，計算化學反應的標準摩爾反應吉布斯自由能時，可通過（）得到。A.標準摩爾生成吉布斯自由能B.理想氣體狀態(tài)方程C.化學反應平衡常數(shù)D.以上都不對18.對于二元混合物的精餾過程，其分離原理基于（）A.氣液平衡差異B.沸點差異C.組成差異D.以上都是19.化工過程中，體系的亥姆霍茲自由能變化適用于（）過程。A.等溫等容B.等溫等壓C.絕熱等容D.絕熱等壓20.下列關于化工熱力學研究內容的說法，錯誤的是（）A.判斷化工過程的可行性B.計算化工過程的能量變化C.確定化工過程的反應速率D.研究化工體系的相平衡第II卷（非選擇題共60分）21.（1）簡述化工熱力學中理想氣體的假設條件及理想氣體狀態(tài)方程。（8分）（2）說明理想氣體狀態(tài)方程在化工過程中的應用局限性。（4分）22.（1）寫出純物質氣液平衡的相律表達式，并解釋各參數(shù)的含義。（8分）（2）闡述相律在分析氣液平衡體系自由度方面的作用。（4分）23.（1）簡述活度系數(shù)的定義及物理意義。（6分）（2）對于非理想溶液，活度系數(shù)與哪些因素有關？（6分）24.材料：在某化工生產過程中，涉及到一個二元混合物的精餾塔操作。已知進料組成為x1=0.4，x2=0.6（摩爾分數(shù)），進料流量為100kmol/h。塔頂產品組成為y1=0.9，塔底產品組成為y2=0.1。（1）計算塔頂和塔底產品的流量。（8分）（2）分析精餾塔操作中，回流比的大小對分離效果的影響。（6分）25.材料：某化學反應在等溫等壓條件下進行，反應方程式為A+B→C。已知反應物A和B的初始物質的量分別為nA0=2mol，nB0=3mol，反應達到平衡時，A的轉化率為50%。（1）計算平衡時各物質的物質的量。（8分）（2）根據(jù)平衡時的組成，計算該反應的標準平衡常數(shù)Kθ。（6分）答案：1.B2.B3.A4.C5.B6.A7.A8.A9.B10.B11.A12.C13.A14.D15.C16.A17.A18.D19.A20.C21.（略）答案：理想氣體假設條件：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：pV=nRT。應用局限性：在高溫低壓下近似適用，對于低溫高壓、強極性或易液化氣體偏差較大。22.（略）答案：相律表達式：F=C-P+2，F(xiàn)為自由度，C為組分數(shù)，P為相數(shù)。作用：通過相律可確定氣液平衡體系中能獨立改變的變量數(shù)，指導實驗設計和分析。23.（略）答案：活度系數(shù)定義：γi=ai/xi，ai為組分i的活度，xi為摩爾分數(shù)。物理意義：反映實際溶液與理想溶液的偏差程度。與溫度、壓力、組成等因素有關。24.（略）答案：（1）設塔頂產品流量為D，塔底產品流量為W。由物料衡算可得：D+W=100，0.9D+0.1W=0.4×100，解得D=37.5kmol/h，W=62.5kmol/h。（2）回流比增大可提高分離效果，但能耗增加；回流比減小