2025年大學大一（化工熱力學）熱力學計算期中測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3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.化工熱力學中，關于狀態(tài)函數(shù)的下列說法正確的是（）A.狀態(tài)函數(shù)的變化值與途徑有關B.內能是狀態(tài)函數(shù)，焓不是狀態(tài)函數(shù)C.狀態(tài)函數(shù)的微小變化在數(shù)學上是全微分D.功和熱是狀態(tài)函數(shù)2.理想氣體的內能（）A.只與溫度有關B.與溫度和壓力都有關C.與溫度和體積都有關D.與溫度、壓力和體積都有關3.對于理想氣體混合物，下列關系式正確的是（）A.pV=nRTB.p總V=n總RTC.piVi=niRTD.p總Vi=niRT4.關于偏摩爾性質，下列說法錯誤的是（）A.偏摩爾吉布斯自由能等于化學勢B.偏摩爾性質是在恒溫恒容條件下定義的C.偏摩爾性質與體系的組成有關D.純物質的偏摩爾性質等于其摩爾性質5.下列哪種情況可應用理想氣體狀態(tài)方程（）A.高溫高壓B.低溫低壓C.高溫低壓D.低溫高壓6.對于理想溶液，下列說法正確的是（）A.各組分的化學勢相等B.各組分的逸度系數(shù)都等于1C.混合過程沒有熱效應D.混合過程沒有體積變化7.化工過程中，節(jié)流膨脹過程的特點是（）A.溫度不變B.壓力不變C.焓不變D.熵不變8.關于化學反應熱效應，下列說法正確的是（）A.恒壓熱效應等于焓變B.恒容熱效應等于內能變C.反應熱與反應途徑有關D.反應熱只與反應物和生成物的狀態(tài)有關9.對于可逆絕熱過程，下列關系式正確的是（）A.Tds=dh-vdpB.Tds=du+pdvC.pVγ=constD.TVγ-1=const10.化工熱力學中，關于相平衡的說法錯誤的是（）A.相平衡時各相的溫度相等B.相平衡時各相的壓力相等C.相平衡時各相的組成相等D.相平衡是動態(tài)平衡第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共15分）答題要求：本大題共5小題，每小題3分。請將答案填寫在題中的橫線上。1.理想氣體的狀態(tài)方程為________。2.偏摩爾性質的定義式為________。3.理想溶液的混合熵表達式為________。4.節(jié)流膨脹系數(shù)的定義式為________。5.化學反應的標準摩爾反應焓變與溫度的關系遵循________定律。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共兩個小題，每題10分。簡要回答問題。1.簡述化工熱力學的研究內容和任務。2.說明理想氣體和實際氣體的區(qū)別。四、計算題（共兩個小題，每題15分，共30分）答題要求：本大題共兩個小題，每題15分。解答應寫出必要的文字說明、計算步驟和答案。1.已知某理想氣體的初始狀態(tài)為p1=2MPa，V1=1m3，T1=300K，經(jīng)過一個等溫膨脹過程，體積變?yōu)閂2=2m3。求該過程中氣體對外做的功和吸收的熱量。2.某二元溶液，在一定溫度和壓力下，組分1的摩爾分數(shù)x1=0.4，其偏摩爾吉布斯自由能G1=100kJ/mol；組分2的摩爾分數(shù)x2=0.6，其偏摩爾吉布斯自由能G2=120kJ/mol。求該溶液的吉布斯自由能。五、分析論述題（共15分）答題要求：本大題共一個小題，每題15分。結合材料，分析論述相關問題。材料：在化工生產(chǎn)中，常常需要對氣體進行壓縮和膨脹等操作。例如，將原料氣壓縮后送入反應釜進行反應，反應后的氣體再經(jīng)過膨脹過程回收能量。請分析壓縮和膨脹過程中氣體的狀態(tài)變化以及對能量的影響，并說明如何合理利用這些過程來提高化工生產(chǎn)的效率。答案：一、選擇題1.C2.A3.B4.B5.C6.C7.C8.ABD9.CD10.C二填空題1.pV=nRT2.略3.略4.略5.基爾霍夫三、簡答題1.化工熱力學主要研究化工過程中各種物理和化學變化的熱效應、相平衡、化學平衡以及能量關系等。任務是為化工過程的設計、優(yōu)化和操作提供理論依據(jù)，以實現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的化工生產(chǎn)。2.理想氣體分子間無相互作用力，分子本身無體積，遵循理想氣體狀態(tài)方程。實際氣體分子間有相互作用力，分子本身有體積，偏離理想氣體狀態(tài)方程，在高壓、低溫等條件下與理想氣體有較大偏差。四、計算題1.等溫膨脹過程，W=nRTln(V2/V1)，由p1V1=nRT1可得n=p1V1/RT1，代入數(shù)據(jù)計算得W=1.732kJ，等溫過程ΔU=0，根據(jù)Q=W，所以Q=1.732kJ。2.溶液的吉布斯自由能G=n1G1+n2G2，設總物質的量為1mol，則n1=0.4mol，n2=0.6mol，代入數(shù)據(jù)可得G=112kJ/mol。五、分析論述題壓縮過程中，氣體壓力升高，體積減小，外界對氣體做功，氣體內能增加。膨脹過程中，氣體壓力降低