2025年大學(xué)大二（化學(xué)工程與工藝）化工熱力學(xué)階段測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）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6題，每題5分）w1.關(guān)于化工熱力學(xué)研究內(nèi)容，下列說法錯誤的是（）A.判斷新工藝的可行性B.研究體系的平衡性質(zhì)C.探討過程的速率問題D.計算過程的熱效應(yīng)w2.下列哪個狀態(tài)方程能較好地描述非極性氣體的pVT關(guān)系（）A.理想氣體狀態(tài)方程B.范德華方程C.維里方程D.彭-羅賓遜方程w3.對于純物質(zhì)，一定溫度下的泡點壓力與露點壓力的關(guān)系是（）A.泡點壓力大于露點壓力B.泡點壓力小于露點壓力C.泡點壓力等于露點壓力D.無法確定w4.關(guān)于偏摩爾性質(zhì)，下列說法正確的是（）A.偏摩爾性質(zhì)與混合物的組成無關(guān)B.偏摩爾性質(zhì)是強度性質(zhì)C.純物質(zhì)的偏摩爾性質(zhì)等于其摩爾性質(zhì)D.以上都不對w5.理想溶液中組分i的化學(xué)勢表達式為（）A.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+RT\lnx_i$B.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+pV_i$C.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+RT\lnp_i$D.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+V_idp$w6.某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成$x_A=0.6$，相應(yīng)的泡點溫度為$t_1$，氣相組成$y_A=0.6$，相應(yīng)的露點溫度為$t_2$，則（）A.$t_1=t_2$B.$t_1>t_2$C.$t_1<t_2$D.無法判斷第II卷（非選擇題共70分）w7.（10分）簡述化工熱力學(xué)在化學(xué)工程與工藝中的重要性。w8.（15分）寫出范德華方程，并說明方程中各項修正的意義。材料：某二元溶液由A和B組成，在一定溫度下，其氣液相平衡關(guān)系符合拉烏爾定律。已知純A的飽和蒸氣壓$p_A^=100kPa$，純B的飽和蒸氣壓$p_B^=50kPa$。w9.（15分）當(dāng)溶液中A的摩爾分數(shù)$x_A=0.4$時，求平衡氣相中A的摩爾分數(shù)$y_A$。材料：某化工過程涉及一個氣體混合物的壓縮過程，初始狀態(tài)氣體壓力為$p_1=0.1MPa$，溫度為$T_1=300K$，經(jīng)過壓縮后壓力變?yōu)?p_2=1MPa$。假設(shè)氣體為理想氣體，比熱容$C_p$為常數(shù)。w10.（20分）計算壓縮過程的焓變$\DeltaH$和熵變$\DeltaS$。已知氣體的摩爾定壓熱容$C_p=29.1J/(mol·K)$。答案：w1.Cw2.Cw3.Cw4.Bw5.Aw6.Cw7.化工熱力學(xué)為化學(xué)工程與工藝提供了理論基礎(chǔ)，可用于分析和解決化工過程中的能量轉(zhuǎn)化、物質(zhì)平衡、相平衡等問題。幫助優(yōu)化工藝設(shè)計，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，確保安全生產(chǎn)，對化工行業(yè)的發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。w8.范德華方程：$(p+\frac{a}{V_m^2})(V_m-b)=RT$。其中，$p$為壓力，$V_m$為摩爾體積，$T$為溫度，$R$為摩爾氣體常數(shù)。$a$是考慮分子間引力對壓力的修正項，$b$是考慮分子本身體積對體積的修正項。w9.根據(jù)拉烏爾定律，$p_A=p_A^x_A=100×0.4=40kPa$，$p_B=p_B^x_B=50×(1-0.4)=30kPa$?？倝?p=p_A+p_B=40+30=70kPa$。由$y_A=\frac{p_A}{p}$，可得$y_A=\frac{40}{70}\approx0.57$。w10.理想氣體焓變$\DeltaH=nC_p(T_2-T_1)$，由理想氣體狀態(tài)方程$pV=nRT$，可得$T_2=\frac{p_2}{p_1}T_1=10×300=3000K$。$\DeltaH=nC_p(T_2-T_1)$，$n$未知，但可約去，$\DeltaH=C_p(T_2-T_1)=29.1×(3000-300)=78570J/mol$。理想氣體熵變$\DeltaS=nC_p\ln\frac{T_2}{T_1}-nR\ln\frac{p_2}{p_1}$，同樣$n$可約去，$\Del