2025年高職第一學(xué)年（應(yīng)用化工技術(shù)）化工熱力學(xué)基礎(chǔ)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：本大題共20小題，每小題2分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.化工熱力學(xué)主要研究的是以下哪方面的內(nèi)容？A.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)B.化工過程中的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)平衡C.化工設(shè)備的設(shè)計與優(yōu)化D.化工產(chǎn)品的質(zhì)量控制2.狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)是其變化值只取決于A.系統(tǒng)的初態(tài)B.系統(tǒng)的終態(tài)C.系統(tǒng)的變化過程D.系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)，與變化過程無關(guān)3.理想氣體的內(nèi)能僅與什么有關(guān)？A.溫度B.壓力C.體積D.物質(zhì)的量4.對于封閉系統(tǒng)，下列哪個式子表示的是熱力學(xué)第一定律？A.ΔU=Q+WB.ΔH=Q+WC.ΔS=Q/TD.ΔG=ΔH-TΔS5.熵增加原理適用于以下哪種過程？A.可逆過程B.不可逆過程C.絕熱過程D.孤立系統(tǒng)中的過程6.某化學(xué)反應(yīng)在恒壓、絕熱和只做體積功的條件下進(jìn)行，系統(tǒng)的溫度由T1升高到T2，則此過程的焓變ΔHA.大于零B.小于零C.等于零D.不能確定7.對于理想氣體混合物，下列哪個說法是正確的？A.各組分的分體積之和等于混合氣體的總體積B.各組分的分壓之和等于混合氣體的總壓C.以上兩種說法都正確D.以上兩種說法都不正確8.活度系數(shù)表示實(shí)際溶液與理想溶液的偏差程度，當(dāng)活度系數(shù)γi=1時，表示A.溶液為理想溶液B.溶液對理想溶液有正偏差C.溶液對理想溶液有負(fù)偏差D.無法判斷9.下列哪種方法可以用來計算純物質(zhì)的飽和蒸氣壓？A.Antoine方程B.Clausius-Clapeyron方程C.理想氣體狀態(tài)方程D.以上都可以10.相律的表達(dá)式為f=C-P+2，其中C表示A.組分?jǐn)?shù)B.相數(shù)C.自由度D.外界條件數(shù)11.對于二組分氣-液平衡系統(tǒng)，在恒壓下最多可以有幾個相平衡共存？A.1個B.2個C.3個D.4個12.精餾塔的塔頂溫度通常比塔底溫度A.高B.低C.相等D.不確定13.吸收操作中，吸收劑的選擇應(yīng)滿足以下哪些要求？A.對溶質(zhì)有較大的溶解度B.與溶質(zhì)有較大的化學(xué)反應(yīng)速率C.揮發(fā)性小D.以上都是14.化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ與下列哪個因素有關(guān)？A.溫度B.壓力C.反應(yīng)物的濃度D.催化劑15.對于反應(yīng)aA+bB=cC+dD，其反應(yīng)進(jìn)度ξ的定義式為A.ξ=nA-nA0B.ξ=nB-nB0C.ξ=(nC-nC0)/c=(nD-nD0)/dD.以上都不對16.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)的途徑有關(guān)嗎？A.有關(guān)B.無關(guān)C.有時有關(guān)，有時無關(guān)D.不確定17.以下哪種情況屬于自發(fā)過程？A.水從高處流向低處B.熱量從高溫物體傳向低溫物體C.氣體向真空膨脹D.以上都是18.對于一個封閉系統(tǒng)，若經(jīng)歷一個循環(huán)過程，則系統(tǒng)的A.ΔU=0，ΔH=0，ΔS=0，ΔG=0B.ΔU=0，ΔH=0，ΔS>0，ΔG<0C.ΔU=0，ΔH=0，ΔS<0，ΔG>0D.ΔU≠0，ΔH≠0，ΔS≠0，ΔG≠019.下列哪種性質(zhì)是廣度性質(zhì)？A.溫度B.壓力C.體積D.密度20.化工生產(chǎn)中，通常希望化學(xué)反應(yīng)在以下哪種條件下進(jìn)行？A.高溫高壓B.低溫低壓C.適宜的溫度和壓力D.無所謂第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共5小題，每小題3分。請將正確答案填寫在題中的橫線上。1.化工熱力學(xué)的研究對象是_____________________。2.理想氣體狀態(tài)方程為_____________________。3.熵的定義式為_____________________。4.對于二組分理想溶液，其蒸氣壓與組成的關(guān)系符合_____________________定律。5.化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系可由_____________________方程表示。（二）簡答題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述化工熱力學(xué)在化工生產(chǎn)中的作用。2.什么是偏摩爾量？寫出其定義式。3.簡述相平衡的條件。（三）計算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、計算步驟和答案。1.某理想氣體從25℃、100kPa的初態(tài)，經(jīng)絕熱可逆壓縮到500kPa，求終態(tài)溫度及過程的W、ΔU、ΔH。已知該理想氣體的Cp,m=29.10J/(mol·K)。2.在25℃時，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ=5.8×10^5。若反應(yīng)開始時，N2、H2的分壓分別為100kPa和300kPa，求平衡時NH3的分壓。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某化工生產(chǎn)過程中，涉及到一個氣-液平衡系統(tǒng)。該系統(tǒng)中含有A、B兩種物質(zhì)，在一定溫度和壓力下，A、B形成理想溶液。已知在該溫度下，A的飽和蒸氣壓pA=100kPa，B的飽和蒸氣壓pB=50kPa。當(dāng)系統(tǒng)中A的摩爾分?jǐn)?shù)xA=0.4時，求氣相中A的摩爾分?jǐn)?shù)yA。（五）論述題（共10分）答題要求：本大題共1小題。闡述你對化工熱力學(xué)中某一重要概念或原理的理解，并舉例說明其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。答案：1.B2.D3.A4.A5.D6.C7.C8.A9.A10.A11.C12.B13.D14.A15.C16.B17.D18.A19.C20.C填空題答案：1.化工生產(chǎn)過程中的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)平衡規(guī)律2.pV=nRT3.dS=δQr/T4.Raoult5.Kirchhoff簡答題答案：1.化工熱力學(xué)為化工生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)，可用于分析和優(yōu)化化工過程，如確定反應(yīng)條件、設(shè)計分離設(shè)備、預(yù)測過程性能等，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。2.偏摩爾量是在恒溫、恒壓下，在大量的定組成系統(tǒng)中，加入1mol某組分引起廣度性質(zhì)的變化率。定義式為Zi=(?Z/?ni)T,p,nj≠i。3.相平衡的條件是各相的溫度、壓力相等，各組分在各相中的化學(xué)勢相等。計算題答案：1.首先求絕熱指數(shù)γ=Cp,m/CV,m=29.10/(29.10-8.314)=1.33。由絕熱可逆過程方程p1^(1-γ)T1^γ=p2^(1-γ)T2^γ，可求出T2=464.5K。W=ΔU=nCV,m(T2-T1)，通過理想氣體狀態(tài)方程求出n后可計算得W=-2.48kJ，ΔU=-2.48kJ，ΔH=nCp,m(T2-T1)=-3.47kJ。2.設(shè)平衡時NH3的分壓為p，根據(jù)反應(yīng)式列出平衡時各物質(zhì)分壓表達(dá)式，利用Kθ=p(NH3)^2/(p(N2)p(H2)^3)，代入數(shù)據(jù)解得p=34.6kPa。材料分析題答案：根據(jù)Raoult定律，pA=pAxA=100×0.4=40kPa，pB=pB(1-xA)=50×0.6=30kPa，總壓p=pA+pB=70kPa。由yA=pA/p，可得yA=4