2025年大學(xué)大二（化學(xué)工程）化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合測(cè)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）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)w1.化工熱力學(xué)中，關(guān)于狀態(tài)函數(shù)的描述，以下正確的是（）A.狀態(tài)函數(shù)的變化值與途徑有關(guān)B.內(nèi)能是狀態(tài)函數(shù)，功和熱也是狀態(tài)函數(shù)C.狀態(tài)函數(shù)的微小變化在數(shù)學(xué)上是全微分D.以上都不對(duì)w2.對(duì)于理想氣體，以下說(shuō)法正確的是（）A.分子間沒(méi)有相互作用力B.分子本身不占有體積C.滿足理想氣體狀態(tài)方程pV=nRTD.以上都是w3.純物質(zhì)臨界點(diǎn)的特點(diǎn)是（）A.氣液兩相摩爾體積相等B.氣液兩相密度相等C.氣液兩相性質(zhì)完全相同D.以上都對(duì)w4.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)與體系組成有關(guān)C.偏摩爾性質(zhì)與溫度、壓力無(wú)關(guān)D.偏摩爾吉布斯自由能可用于判斷相平衡w5.關(guān)于逸度的說(shuō)法，正確的是（）A.逸度是真實(shí)氣體的壓力B.逸度與壓力在理想氣體時(shí)相等C.逸度系數(shù)恒大于1D.逸度的引入是為了修正理想氣體狀態(tài)方程w6.化工過(guò)程中，等溫等壓下的化學(xué)反應(yīng)，吉布斯自由能變（）A.大于0反應(yīng)自發(fā)B.小于0反應(yīng)自發(fā)C.等于0反應(yīng)自發(fā)D.與反應(yīng)自發(fā)性無(wú)關(guān)w7.對(duì)于二組分體系，相律的表達(dá)式為（）A.f=C-P+2B.f=C-P+1C.f=C-PD.f=C-P-2w8.以下哪種情況屬于理想溶液（）A.分子間作用力完全相同B.混合過(guò)程無(wú)熱效應(yīng)C.混合過(guò)程無(wú)體積變化D.以上都是w9.關(guān)于活度系數(shù)，說(shuō)法正確的是（）A.活度系數(shù)反映了實(shí)際溶液與理想溶液的偏差B.活度系數(shù)恒大于1C.活度系數(shù)與溫度無(wú)關(guān)D.活度系數(shù)與壓力無(wú)關(guān)w10.化工熱力學(xué)中，關(guān)于壓縮因子Z的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.Z=pV/nRTB.Z反映了真實(shí)氣體與理想氣體的偏差程度C.Z恒等于1D.Z的大小與氣體的性質(zhì)、溫度、壓力有關(guān)第II卷（非選擇題，共70分）w11.（10分）簡(jiǎn)述化工熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容及在化工過(guò)程中的作用。w12.（15分）推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程，并說(shuō)明其適用條件。w13.（15分）某二元體系在一定溫度和壓力下，液相組成x1=0.4，氣相組成y1=0.6，已知該體系的相對(duì)揮發(fā)度α=2.5，試用相平衡方程計(jì)算平衡溫度和壓力。（假設(shè)為理想體系）w14.（15分）材料：在某化工生產(chǎn)過(guò)程中，需要將原料A和原料B在一定條件下反應(yīng)生成產(chǎn)品C。反應(yīng)方程式為A+B→C，反應(yīng)在等溫等壓下進(jìn)行。已知原料A的初始摩爾數(shù)為nA0，原料B的初始摩爾數(shù)為nB0，且nB0>nA0。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得體系中各物質(zhì)的摩爾數(shù)分別為nA、nB、nC。問(wèn)題：請(qǐng)分析該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率，并說(shuō)明如何通過(guò)改變條件提高平衡轉(zhuǎn)化率。w15.（15分）材料：有一化工過(guò)程，涉及到氣體混合物的分離。該氣體混合物主要由甲烷、乙烷和丙烷組成。在一定溫度和壓力下，通過(guò)精餾塔進(jìn)行分離。問(wèn)題：請(qǐng)簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理，并分析影響精餾效果的因素。答案：w1.Cw2.Dw3.Dw4.Cw5.Bw6.Bw7.Aw8.Dw9.Aw10.Cw11.化工熱力學(xué)研究?jī)?nèi)容包括純物質(zhì)和混合物的熱力學(xué)性質(zhì)，如p-V-T關(guān)系、相平衡、化學(xué)平衡等。在化工過(guò)程中，可用于設(shè)計(jì)新的化工工藝，優(yōu)化現(xiàn)有工藝參數(shù)，預(yù)測(cè)過(guò)程的可行性和性能，計(jì)算能量消耗等，為化工生產(chǎn)提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。w12.理想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)：假設(shè)氣體分子為剛性球體，分子間無(wú)相互作用力，分子本身不占有體積。根據(jù)理想氣體的微觀模型，由氣體分子運(yùn)動(dòng)論可導(dǎo)出pV=nRT。適用條件：高溫低壓下的氣體，分子間距離較大，分子間相互作用力可忽略不計(jì)。w13.相平衡方程y1=αx1/[1+(α-1)x1]，將x1=0.4，α=2.5代入可得y1=0.615，與已知y1=0.6有偏差，說(shuō)明假設(shè)理想體系不完全準(zhǔn)確。但按照理想體系計(jì)算，平衡溫度和壓力需更多條件才能確定，這里無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算。w14.平衡轉(zhuǎn)化率=(nA0-nA)/nA0。提高平衡轉(zhuǎn)化率的方法：增大反應(yīng)物濃度（如增加原料A的量）；降低產(chǎn)物濃度（及時(shí)分離出產(chǎn)品C）；對(duì)于放熱反應(yīng)，降低溫度；對(duì)于氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓力等。w15.精餾塔工作原理：利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，多次進(jìn)行部分汽化和部分冷凝，使輕組分