2025年大學大二（化學工程）化工熱力學綜合測試題及答案

（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：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內。(總共10題，每題3分)1.化工熱力學研究的對象不包括以下哪項？（）A.化學反應的熱效應B.物質的相平衡C.流體的流動規(guī)律D.化學反應的方向和限度2.下列關于偏摩爾性質的說法，正確的是（）A.偏摩爾性質與體系總性質無關B.偏摩爾性質只取決于體系的溫度和壓力C.偏摩爾性質是廣度性質D.偏摩爾性質與體系中各組分的濃度有關3.理想氣體混合物的總壓力與各組分的分壓之間的關系遵循（）A.道爾頓分壓定律B.亨利定律C.拉烏爾定律D.阿馬加定律4.對于理想溶液，下列說法錯誤的是（）A.各組分的化學勢表達式形式相同B.超額吉布斯自由能為零C.活度系數(shù)均為1D.混合過程無熱效應5.純物質的臨界點處，下列說法正確的是（）A.氣相和液相的摩爾體積相等B.氣相和液相的密度相等C.氣相和液相的性質完全相同D.以上說法都不對6.下列哪種狀態(tài)方程可用于描述非理想氣體的p-V-T關系？（）A.理想氣體狀態(tài)方程B.范德華方程C.維里方程D.以上都可以7.化工過程中，體系與環(huán)境之間的能量傳遞方式不包括（）A.熱傳遞B.功傳遞C.質量傳遞D.以上都是能量傳遞方式8.對于封閉體系，下列說法正確的是（）A.體系與環(huán)境之間無物質交換B.體系與環(huán)境之間無能量交換C.體系的質量和能量都不變D.體系的狀態(tài)參數(shù)都不變9.下列關于逸度的說法，錯誤的是（）A.逸度是一種校正壓力B.逸度與壓力的比值稱為逸度系數(shù)C.逸度系數(shù)只取決于體系的溫度和壓力D.理想氣體的逸度等于其壓力10.化工熱力學中，用于計算化學反應平衡常數(shù)的方法是（）A.狀態(tài)方程法B.相平衡法C.化學平衡法D.以上都不對第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題3分，共15分）答題要求：請在橫線上填寫正確答案。1.化工熱力學的研究方法主要有__________和__________。2.理想氣體混合物的熵等于各組分熵的__________。（填“和”或“加權平均”）3.純物質的飽和蒸氣壓與溫度的關系可以用__________方程描述。4.對于二元溶液，活度系數(shù)與組成之間的關系可以用__________模型來描述。5.化學反應的標準平衡常數(shù)與溫度的關系可以用__________方程表示。三、簡答題（每題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題，要點明確。1.簡述化工熱力學在化工過程中的作用。2.說明理想氣體和實際氣體的區(qū)別。四、計算題（每題15分，共30分）答題要求：寫出詳細的計算步驟和答案。材料：在一定溫度和壓力下，某二元混合物的汽液相平衡數(shù)據(jù)如下：液相組成x1=0.4，汽相組成y1=0.6，已知該溫度下純組分1的飽和蒸氣壓p1s=100kPa，純組分2的飽和蒸氣壓p2s=50kPa。1.求該體系的平衡壓力p和相對揮發(fā)度α。2.若體系總壓變?yōu)?20kPa，求此時的汽液相組成。五、論述題（15分）答題要求：結合所學知識，對給定的問題進行深入分析和闡述。材料：隨著化工行業(yè)的發(fā)展，對化工過程的節(jié)能要求越來越高。請論述化工熱力學在化工過程節(jié)能中的應用。答案：一、1.C2.D3.A4.C5.B6.C7.C8.A9.C10.C二、1.經(jīng)典熱力學方法、統(tǒng)計熱力學方法2.和3.克勞修斯-克拉佩龍4.吉布斯-杜亥姆5.范特霍夫三、1.化工熱力學可用于預測和分析化工過程中的各種物理和化學變化，如相平衡、化學反應平衡、能量傳遞等，為化工工藝的設計、優(yōu)化和操作提供理論依據(jù)，幫助提高化工生產(chǎn)的效率、降低能耗、減少污染等。2.理想氣體分子間無相互作用力，分子本身不占有體積，遵循理想氣體狀態(tài)方程；實際氣體分子間存在相互作用力，分子本身占有體積，其p-V-T關系偏離理想氣體狀態(tài)方程。四、1.由汽液相平衡關系y1=αx1/[1+(α-1)x1]，代入x1=0.4，y1=0.6可得α=2.5。再由p=p1sx1+p2s(1-x1)=100×0.4+50×(1-0.4)=70kPa。2.由p=p1sx1+p2s(1-x1)可得120=100x1+50(1-x1)，解得x1=0.7。再由y1=αx1/[1+(α-1)x1]，α=2.5，可得y1=0.875。則y2=1-y1=0.125，x2=1-x1=0.3。五、化工熱力學在化工過程節(jié)能中有著重要應用。通過準確計算和分析化工過程中的能量變化，如化學反應熱、相變熱、流體流動能量損失等，能合理優(yōu)化工藝