2025年大學(xué)大二（化工熱力學(xué)）熱力分析綜合測試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.對(duì)于理想氣體，以下哪個(gè)關(guān)系式是錯(cuò)誤的？（）A.pV=nRTB.Cp-Cv=RC.U=f(T)D.H=U+pV，其中p為理想氣體壓力，V為理想氣體體積，n為物質(zhì)的量，R為摩爾氣體常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度，Cp為定壓熱容，Cv為定容熱容，U為內(nèi)能，H為焓。（）答案：D2.關(guān)于化工熱力學(xué)研究特點(diǎn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.研究體系為實(shí)際狀態(tài)B.研究方法為宏觀方法C.處理對(duì)象為理想體系D.需要考慮分子間相互作用（）答案：C3.純物質(zhì)在臨界點(diǎn)時(shí)，其對(duì)比溫度Tr（）A.=0B.=1C.>1D.<1（）答案：B4.下列哪個(gè)狀態(tài)方程可用于計(jì)算非理想氣體的性質(zhì)？（）A.理想氣體狀態(tài)方程B.范德華方程C.理想溶液狀態(tài)方程D.拉烏爾定律（）答案：B5.對(duì)于封閉體系，下列哪個(gè)過程的ΔU=0？（）A.等溫過程B.等壓過程C.絕熱過程D.理想氣體等溫過程（）答案：D6.化工熱力學(xué)中，逸度的物理意義是（）A.實(shí)際氣體壓力B.理想氣體壓力C.校正后的壓力D.反映氣體偏離理想氣體的程度（）答案：D第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題4分，共20分）答題要求：請(qǐng)?jiān)诿款}的橫線上填上正確答案。1.化工熱力學(xué)的研究內(nèi)容包括______、______、______等方面。答案：流體的pVT關(guān)系、熱性質(zhì)、相平衡2.對(duì)比參數(shù)包括對(duì)比溫度Tr=______，對(duì)比壓力Pr=______，對(duì)比體積Vr=______。答案：T/Tc、p/pc、V/Vc（其中T為溫度，Tc為臨界溫度，p為壓力，pc為臨界壓力，V為體積、V為體積，Vc為臨界體積）3.理想氣體混合物中某組分i的分壓力pi=______。答案：yip（其中yi為組分i的摩爾分?jǐn)?shù)，p為混合氣體總壓力）4.活度系數(shù)γi反映了溶液中組分i對(duì)______的偏離程度。答案：拉烏爾定律5.對(duì)于理想溶液，其混合焓ΔHmix=______，混合熵ΔSmix=______。答案：0、-R∑nilnxi（其中ni為組分i的物質(zhì)的量，xi為組分i的摩爾分?jǐn)?shù)，R為摩爾氣體常數(shù)）三、簡答題（每題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題，要求條理清晰，要點(diǎn)準(zhǔn)確。1.簡述化工熱力學(xué)在化工過程中的作用。答案：化工熱力學(xué)為化工過程提供理論基礎(chǔ)，可用于計(jì)算和預(yù)測物質(zhì)的pVT關(guān)系、熱性質(zhì)、相平衡等，幫助優(yōu)化化工工藝，確定反應(yīng)條件、分離過程的操作參數(shù)等，提高化工生產(chǎn)的效率、降低能耗、減少成本，還能對(duì)新的化工過程和技術(shù)進(jìn)行可行性分析和評(píng)估。2.說明理想氣體與實(shí)際氣體的區(qū)別。答案：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pV=nRT。實(shí)際氣體分子間存在相互作用力，分子本身有體積，偏離理想氣體行為，需用更復(fù)雜的狀態(tài)方程描述，如范德華方程等，在高壓、低溫等條件下與理想氣體偏差較大。四、計(jì)算題（每題15分，共30分）答題要求：寫出詳細(xì)的計(jì)算過程和答案，步驟清晰，邏輯連貫。1.某氣體在300K、10MPa下，其摩爾體積為0.5dm3/mol，已知該氣體的臨界溫度Tc=405.6K，臨界壓力pc=4.6MPa，試用范德華方程計(jì)算該氣體的壓縮因子Z。（已知范德華常數(shù)a=0.427Pa·m?/mol2，b=3.71×10??m3/mol）答案：首先將壓力和體積單位換算：p=10×10?Pa，V=0.5×10?3m3/mol根據(jù)范德華方程：(p+a/V2)(V-b)=RT將已知數(shù)據(jù)代入：(10×10?+0.427/(0.5×10?3)2)(0.5×10?3-3.71×10??)=8.314×300先計(jì)算括號(hào)內(nèi)的值：(10×10?+0.427/(0.5×10?3)2)=10×10?+1.708×10?=11.708×10?(0.5×10?3-3.71×10??)=0.4629×10?3則11.708×10?×0.4629×10?3=8.314×3005419.7=2494.2壓縮因子Z=pV/RT=10×10?×0.5×10?3/(8.314×300)=2.002.已知苯（1）-甲苯（2）二元體系在373K、101.3kPa下形成理想溶液，苯的飽和蒸氣壓p1=179.1kPa，甲苯的飽和蒸氣壓p2=74.5kPa，求該體系的氣液相組成。答案：根據(jù)拉烏爾定律：p1=p1x1，p2=p2x2，且p=p1+p2，x1+x2=1p=101.3kPa，p1=179.1kPa，p2=74.5kPa設(shè)苯的摩爾