2025年大学化学（化工热力学基础）试题及答案

2025年大学化学（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）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分)1.化工热力学主要研究的是（）。A.化学反应的热效应B.化工过程中的能量转换和平衡关系C.物质的化学组成D.化学反应的速率2.下列关于状态函数的说法正确的是（）。A.状态函数与变化途径有关B.状态函数的变化值与变化途径无关C.功和热是状态函数D.内能不是状态函数3.理想气体的状态方程为（）。A.pV=nRTB.pV=mRTC.pV=MrTD.pV=RT4.对于封闭体系，下列哪个过程的ΔU=0（）。A.等温过程B.等压过程C.绝热过程D.理想气体等温膨胀过程5.下列哪种情况属于自发过程（）。A.水从高处向低处流B.热量从低温物体传向高温物体C.气体从低压容器向高压容器扩散D.铁棒自动变成铁锈6.熵增加原理适用于（）。A.孤立体系B.封闭体系C.敞开体系D.任何体系7.化学反应的标准摩尔反应吉布斯自由能变ΔrGmθ与平衡常数Kθ的关系为（）。A.ΔrGmθ=-RTlnKθB.ΔrGmθ=RTlnKθC.ΔrGmθ=-KθlnRTD.ΔrGmθ=KθlnRT8.对于理想溶液，下列说法正确的是（）。A.各组分的化学势相等B.各组分的逸度系数相等C.各组分的活度系数相等且等于1D.各组分的蒸汽压相等9.偏摩尔吉布斯自由能的定义式为（）。A.Gi=(∂G/∂ni)T,p,nj≠iB.Gi=(∂G/∂ni)V,T,nj≠iC.Gi=(∂G/∂ni)p,V,nj≠iD.Gi=(∂G/∂ni)S,p,nj≠i10.下列哪种气体最接近理想气体（）。A.氢气B.二氧化碳C.水蒸气D.氨气11.真实气体与理想气体的偏差主要是由于（）。A.分子间存在相互作用力B.分子有体积C.分子间存在相互作用力和分子有体积D.分子运动的无规则性12.压缩因子Z的定义式为（）。A.Z=pV/nRTB.Z=pV/RTC.Z=pV/mRTD.Z=pV/MrRT13.对于纯物质的气液平衡，下列说法正确的是（）。A.饱和蒸汽压与温度有关B.饱和蒸汽压与压力有关C.饱和蒸汽压与物质的量有关D.饱和蒸汽压与体积有关14.相律的数学表达式为（）。A.f=C-P+2B.f=C-P+1C.f=C-PD.f=C-P-215.下列哪种情况属于二组分系统的恒沸混合物（）。A.具有最高沸点的混合物B.具有最低沸点的混合物C.沸点随组成变化而变化的混合物D.沸点不随组成变化的混合物16.对于理想溶液的混合过程，下列说法正确的是（）。A.ΔmixH=0，ΔmixS=0,ΔmixG=0B.ΔmixH=0，ΔmixS>0,ΔmixG<0C.ΔmixH>0，ΔmixS>0,ΔmixG<0D.ΔmixH<0，ΔmixS>0,ΔmixG<017.化学势判据适用于（）。A.封闭体系B.敞开体系C.孤立体系D.任何体系18.对于稀溶液的依数性，下列说法错误的是（）。A.溶液的蒸气压下降B.溶液的沸点升高C.溶液的凝固点升高D.溶液具有渗透压19.亨利定律适用于（）。A.稀溶液中的溶质B.理想溶液中的溶质C.任何溶液中的溶质D.浓溶液中的溶质20.下列哪种方法可以提高反应的平衡转化率（）？A.升高温度B.降低温度C.增加压力D.减小压力第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述化工热力学的研究内容和主要任务。22.（10分）写出理想气体状态方程，并说明其适用条件。23.（10分）什么是熵增加原理？它有什么重要意义？24.（15分）材料：在一定温度和压力下，某二元溶液中组分A的摩尔分数为0.4，其蒸汽压为30kPa，纯组分A的饱和蒸汽压为50kPa。已知该溶液符合拉乌尔定律。问题：计算该溶液中组分B的蒸汽压。25.（15分）材料：某化学反应在298K时的标准摩尔反应吉布斯自由能变ΔrGmθ=-100kJ/mol。问题：计算该反应在298K时的平衡常数Kθ，并判断反应的自发性。答案：1.B2.B3.A4.D5.A6.A7.A8.C9.A10.A11.C12.A13.A14.A15.D16.B17.B18.C19.A20.A21.化工热力学研究化工过程中能量转换和平衡关系等。主要任务包括研究物质的pVT关系、热力学性质计算、相平衡和化学平衡等，为化工过程设计、优化等提供理论依据。22.理想气体状态方程为pV=nRT。适用条件：理想气体，即分子间无相互作用力、分子本身无体积的气体，低压高温下的实际气体可近似看作理想气体。23.熵增加原理：孤立体系中发生的不可逆过程，熵总是增加的，可逆过程熵不变。意义：可判断孤立体系中过程的方向和限度，是热力学第二定律的一种表述形式。24.根据拉乌尔定律pA=pAxA，已知pA=30kPa，pA=50kPa，xA=0.4，则该溶液中组分B的摩尔分数xB=1-xA=0.6。又因为pB=pBxB，纯组分B的饱和蒸汽压pB可由总压关系求出，设总压为p，p=pA+pB，pA