2025年大學(xué)化學(xué)（化工熱力學(xué)基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.化工熱力學(xué)研究的對(duì)象不包括以下哪項(xiàng)？（）A.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)B.物質(zhì)的相平衡C.化學(xué)反應(yīng)的速率D.流體的流動(dòng)與輸送2.關(guān)于理想氣體狀態(tài)方程，以下說(shuō)法正確的是（）A.只適用于低壓氣體B.只適用于高溫氣體C.適用于任何壓力和溫度下的氣體D.適用于理想氣體在任意狀態(tài)下3.下列哪種性質(zhì)不是廣度性質(zhì)？（）A.體積B.內(nèi)能C.溫度D.質(zhì)量4.對(duì)于封閉系統(tǒng)，與環(huán)境之間沒(méi)有（）交換。A.物質(zhì)B.能量C.熱量D.功5.熵增加原理適用于（）A.孤立系統(tǒng)B.封閉系統(tǒng)C.敞開(kāi)系統(tǒng)D.任何系統(tǒng)6.理想氣體等溫膨脹過(guò)程，其△U（）A.大于0B.小于0C.等于0D.不確定7.下列關(guān)于偏摩爾性質(zhì)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.偏摩爾性質(zhì)是強(qiáng)度性質(zhì)B.偏摩爾性質(zhì)與系統(tǒng)的組成有關(guān)C.偏摩爾性質(zhì)與系統(tǒng)的溫度、壓力有關(guān)D.偏摩爾性質(zhì)只與系統(tǒng)中某一組分有關(guān)8.活度系數(shù)反映了實(shí)際溶液與（）的偏差程度。A.理想溶液B.非理想溶液C.稀溶液D.濃溶液9.對(duì)于理想溶液，下列關(guān)系正確的是（）A.混合熵△Sm=0B.混合熱△Hm=0C.混合吉布斯自由能△Gm=0D.以上都不對(duì)10.化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.溫度B.壓力C.反應(yīng)物和產(chǎn)物的性質(zhì)D.反應(yīng)方程式的寫(xiě)法11.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)的（）有關(guān)。A.途徑B.始態(tài)和終態(tài)C.反應(yīng)速率D.催化劑12.關(guān)于化工過(guò)程的有效能，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.有效能是指系統(tǒng)在一定環(huán)境條件下所能做出的最大有用功B.有效能與環(huán)境狀態(tài)有關(guān)C.有效能是一種狀態(tài)函數(shù)D.有效能在任何過(guò)程中都不會(huì)損失13.下列哪種方法不屬于計(jì)算化工過(guò)程有效能的方法？（）A.熱量衡算法B.熵分析法C.火用分析法D.吉布斯自由能法14.對(duì)于化工過(guò)程的節(jié)能，以下措施正確的是（）A.提高過(guò)程的熱效率B.減少過(guò)程中的能量損失C.合理利用能量D.以上都是15.關(guān)于化工熱力學(xué)中的狀態(tài)方程，下列說(shuō)法正確的是（）A.狀態(tài)方程只適用于氣體B.狀態(tài)方程只適用于液體C.狀態(tài)方程可以描述系統(tǒng)的狀態(tài)與性質(zhì)之間的關(guān)系D.狀態(tài)方程只適用于理想狀態(tài)16.下列哪種氣體最接近理想氣體？（）A.高壓下的二氧化碳B.常溫常壓下的氫氣C.低溫高壓下的氮?dú)釪.高溫高壓下的水蒸氣17.對(duì)于化工過(guò)程中的相平衡，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.相平衡是指系統(tǒng)中各相的組成不隨時(shí)間變化的狀態(tài)B.相平衡與溫度、壓力和組成有關(guān)C.相平衡時(shí)各相的化學(xué)勢(shì)相等D.相平衡時(shí)系統(tǒng)的自由度為018.下列關(guān)于化工熱力學(xué)中逸度的說(shuō)法，正確的是（）A.逸度是為了校正實(shí)際氣體與理想氣體行為的偏差而引入的B.逸度與壓力相等C.逸度只與溫度有關(guān)D.逸度是一種廣度性質(zhì)19.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率，下列說(shuō)法正確的是（）A.平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)的初始條件無(wú)關(guān)B.平衡轉(zhuǎn)化率只與反應(yīng)的溫度有關(guān)C.平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)的壓力有關(guān)D.平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度有關(guān)20.化工熱力學(xué)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用不包括以下哪項(xiàng)？（）A.過(guò)程的能量分析B.反應(yīng)過(guò)程的優(yōu)化C.產(chǎn)品的質(zhì)量控制D.設(shè)備的選型與設(shè)計(jì)第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請(qǐng)?jiān)陬}中的橫線上填上正確答案。1.化工熱力學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容包括______、______、______、______和______等方面。2.理想氣體的內(nèi)能只是______的函數(shù)，與______無(wú)關(guān)。3.熵是系統(tǒng)______的量度，其變化量等于______。4.化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變與反應(yīng)的______和______有關(guān)。5.化工過(guò)程的有效能損失主要包括______、______和______等方面。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述化工熱力學(xué)中理想氣體的假設(shè)條件。2.說(shuō)明偏摩爾性質(zhì)的物理意義。3.簡(jiǎn)述化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ的定義及影響因素。4.化工過(guò)程節(jié)能的主要途徑有哪些？四、計(jì)算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。計(jì)算過(guò)程要有必要的文字說(shuō)明和公式推導(dǎo)，結(jié)果保留兩位小數(shù)。1.已知某理想氣體在25℃、101.3kPa下的體積為10L，現(xiàn)將其等溫壓縮至5L，求該過(guò)程的功。2.在298K時(shí)，反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變△rHmθ=-196.6kJ/mol，標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變△rSmθ=-188.1J/(mol·K)。求該反應(yīng)在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯自由能變△rGmθ，并判斷反應(yīng)的自發(fā)性。五、分析論述題（共10分）答題要求：本題共1小題，10分。根據(jù)所給材料，分析論述相關(guān)問(wèn)題。材料：在化工生產(chǎn)中，常常需要對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。化工熱力學(xué)可以為反應(yīng)過(guò)程的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。例如，通過(guò)對(duì)反應(yīng)體系的熱力學(xué)分析，可以確定反應(yīng)的最佳溫度、壓力和反應(yīng)物濃度等條件，從而使反應(yīng)在最有利的條件下進(jìn)行。請(qǐng)結(jié)合化工熱力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，論述如何利用化工熱力學(xué)優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程。答案：1.C2.D3.C4.A5.A6.C7.D8.A9.B10.B11.B12.D13.A14.D15.C16.B17.D18.A19.D20.C二、1.流體的PVT關(guān)系、熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算、相平衡、化學(xué)平衡、能量分析2.溫度、壓力3.無(wú)序程度、可逆過(guò)程的熱溫商4.溫度、壓力5.傳熱損失、流動(dòng)損失、有效能消耗三、1.分子間無(wú)相互作用力；分子本身不占有體積。2.偏摩爾性質(zhì)是在等溫、等壓、保持除某一組分以外的其余各組分摩爾數(shù)不變的條件下，系統(tǒng)廣度性質(zhì)隨該組分摩爾數(shù)的變化率，反映了系統(tǒng)中某一組分對(duì)系統(tǒng)性質(zhì)的貢獻(xiàn)。3.定義：在一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，產(chǎn)物的分壓冪之積與反應(yīng)物的分壓冪之積的比值，且各物質(zhì)的分壓均除以標(biāo)準(zhǔn)壓力。影響因素：溫度、反應(yīng)物和產(chǎn)物的性質(zhì)、反應(yīng)方程式的寫(xiě)法。4.提高過(guò)程的熱效率；減少過(guò)程中的能量損失；合理利用能量；采用節(jié)能設(shè)備和技術(shù)。四、1.理想氣體等溫過(guò)程，△U=0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律W=-△U-Q，Q=nRTln(V2/V1)，n=p1V1/RT1=101.3×10×10^-3/(8.314×298)=0.41mol，W=-nRTln(V2/V1)=-0.41×8.314×298×ln(5/10)=2326.57J。2.△rGmθ=△rHmθ-T△rSmθ=-196.6-298×(-188.1×10^-3)=-140.83kJ/mol，△rGmθ<0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。五、利用化工熱力學(xué)優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程可從以下方面著手。首先，通過(guò)研究反應(yīng)體系