2025年大学化工技术（化工热力学基础）试题及答案

2025年大学化工技术（化工热力学基础）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）（总共8题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.关于化工热力学研究内容，下列说法错误的是（）A.判断新工艺的可行性B.研究系统能量转换C.只研究化学反应的热效应D.预测反应的方向2.纯物质临界点时，其对比温度Tr（）A.等于0B.等于1C.大于1D.小于13.理想气体混合物中某组分的逸度系数（）A.等于1B.大于1C.小于1D.不一定4.对于理想溶液，下列偏摩尔性质与摩尔性质关系表述正确的是（）A.偏摩尔体积等于摩尔体积B.偏摩尔焓不等于摩尔焓C.偏摩尔熵不等于摩尔熵D.以上都不对5.下列状态方程中，属于立方型状态方程的是（）A.理想气体状态方程B.范德华方程C.Redlich-Kwong方程D.以上都不是6.化工过程中，体系与环境之间的能量传递方式不包括（）A.热传递B.功传递C.物质传递D.以上都包括7.对于封闭体系，下列说法正确的是（）A.体系与环境无物质交换B.体系与环境无能量交换C.体系与环境无任何交换D.以上都不对8.某气体在一定条件下的压缩因子Z=0.8，则该气体（）A.比理想气体难压缩B.比理想气体易压缩C.与理想气体压缩难易程度相同D.无法判断第II卷（非选择题共60分）二、填空题（每题5分，共15分）1.化工热力学中，常用的状态方程有______、______等。2.理想溶液的混合性质中，混合熵ΔmixS=______。3.对比态原理是指______。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述化工热力学在化工生产中的作用。2.简述理想气体与实际气体的区别。四、计算题（每题12分，共24分）1.某气体服从范德华方程，已知其范德华常数a=0.1408Pa·m^6/mol^2，b=3.92×10^-5m^3/mol，在273K时，1mol该气体在101325Pa下体积为22.4×10^-3m^3，求此时该气体的压缩因子Z。2.已知某二元体系在一定温度和压力下，组分1的逸度系数lnγ1=0.2x2^2，其中x2为组分2的摩尔分数，若体系中x1=0.6，x2=0.4，求组分1的逸度f^1。五、分析论述题（1分，共1分）材料：在化工生产中，常常需要对化学反应进行热效应分析。例如合成氨反应N2+3H2⇌2NH3，该反应在一定条件下是放热反应。从化工热力学角度分析，如何通过改变条件来提高氨的产率。请论述你的观点，不少于150字。答案：一、选择题1.C2.B3.A4.A5.C6.C7.A8.B二、填空题1.范德华方程、Redlich-Kwong方程等（答案不唯一）2.-nR(x1lnx1+x2lnx2)3.处于相同对比态的不同气体具有相同的对比性质三、简答题1.化工热力学在化工生产中的作用主要包括：预测化学反应的方向和限度，为工艺设计提供理论依据；计算过程的能量变化，优化能量利用；分析相平衡关系，指导分离过程设计等。2.理想气体是分子间无相互作用力、分子本身无体积的气体，遵循理想气体状态方程。实际气体分子间有相互作用力且分子本身有体积，不严格遵循理想气体状态方程，在高压、低温等条件下与理想气体偏差较大。四、计算题1.由范德华方程\((p+\frac{n^2a}{V^2})(V-nb)=nRT\)，可得\(p=\frac{nRT}{V-nb}-\frac{n^2a}{V^2}\)。已知\(n=1mol\)，\(T=273K\)，\(p=101325Pa\)，\(V=22.4×10^{-3}m^3\)，\(a=0.1408Pa·m^6/mol^2\)，\(b=3.92×10^{-5}m^3/mol\)，代入计算\(p\)的实际值，再由\(Z=\frac{pV}{nRT}\)计算压缩因子\(Z\)。2.由\(lnγ1=0.2x2^2\)，\(x1=0.6\)，\(x2=0.4\)，可得\(lnγ1=0.2×0.4^2=0.032\)，\(γ1=e^{0.032}\)。\(f^1=γ1p^1=γ1px1\)，代入计算可得\(f^1\)的值。五、分析论述题：可从改变温度、压力、浓度等条