化工热力学期末考试试题及答案

化工热力学期末考试试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.纯物质临界点时，其对比温度Tr（）。A.=0B.<1C.=1D.>12.下列偏摩尔性质与化学势的关系中，正确的是（）。A.μi=ViB.μi=HiC.μi=GiD.μi=Si3.关于状态方程，以下说法正确的是（）。A.理想气体状态方程适用于所有气体B.范德华方程对理想气体不适用C.维里方程只能用于低压气体D.状态方程用于描述气体p、V、T之间的关系4.下列过程中，△U=0的是（）。A.理想气体绝热自由膨胀过程B.实际气体绝热自由膨胀过程C.理想气体等压膨胀过程D.实际气体等压膨胀过程5.对不可逆过程描述正确的是（）。A.能使系统和环境都完全复原B.一定是自发过程C.具有机械能耗散D.推动力无限小6.混合气体的第二维里系数（）。A.是温度和组成的函数B.仅与温度有关C.仅与组成有关D.与温度和组成都无关7.理想溶液中各组分的活度系数γi（）。A.大于1B.小于1C.等于1D.不确定8.当汽液平衡时，汽相逸度与液相逸度的关系是（）。A.汽相逸度大于液相逸度B.汽相逸度小于液相逸度C.汽相逸度等于液相逸度D.不确定9.某体系经历一个不可逆循环后，体系熵变（）。A.大于0B.小于0C.等于0D.无法确定10.关于剩余性质MR，表述正确的是（）。A.MR=M-MigB.MR=Mig-MC.MR=M+MigD.以上都不对答案：1.C2.C3.D4.A5.C6.A7.C8.C9.C10.A二、多项选择题（每题2分，共20分）1.下列属于化工热力学研究内容的有（）。A.热性质计算B.相平衡C.化学平衡D.过程能量分析2.以下哪些是状态函数（）。A.UB.QC.HD.S3.影响气体压缩因子Z的因素有（）。A.温度B.压力C.气体性质D.体积4.下列关于熵变的说法正确的有（）。A.绝热可逆过程熵变等于0B.绝热不可逆过程熵变大于0C.系统发生不可逆过程熵变一定增加D.孤立系统熵变永不减小5.活度系数的计算方法有（）。A.正规溶液理论B.无热溶液理论C.威尔逊方程D.NRTL方程6.汽液平衡的判据包括（）。A.温度相等B.压力相等C.化学势相等D.逸度相等7.关于理想溶液，正确的有（）。A.各组分混合时无热效应B.混合熵等于0C.各组分化学势与组成无关D.符合拉乌尔定律8.以下哪些是不可逆过程（）。A.有温差的传热过程B.有摩擦的流动过程C.等压下的化学反应D.理想气体等温膨胀9.计算气体混合物性质的方法有（）。A.理想气体混合物规则B.虚拟临界参数法C.维里混合规则D.状态方程混合规则10.化学平衡移动的影响因素有（）。A.温度B.压力C.惰性气体D.反应物初始浓度答案：1.ABCD2.ACD3.ABC4.ABD5.ABCD6.ABCD7.AD8.ABC9.ABCD10.ABCD三、判断题（每题2分，共20分）1.体系的焓等于体系的热量。（）2.理想气体的内能和焓只是温度的函数。（）3.状态方程中的常数a、b对于不同气体是不同的。（）4.绝热过程一定是等熵过程。（）5.活度系数反映了实际溶液与理想溶液的偏差程度。（）6.对于一定组成的混合物，其泡点和露点是相同的。（）7.体系发生一个过程，若熵变大于0，则该过程一定是自发的。（）8.混合气体的性质只取决于其组成，与混合过程无关。（）9.化学反应达到平衡时，反应的吉布斯自由能变化为0。（）10.不可逆过程的熵产生大于0。（）答案：1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.√四、简答题（每题5分，共20分）1.简述化工热力学在化工过程中的作用。答案：用于化工过程的能量分析，计算热、功等能量变化；确定相平衡和化学平衡条件，指导分离过程和反应过程设计；为化工设备的设计和优化提供基础数据。2.写出理想气体状态方程，并说明其适用条件。答案：理想气体状态方程为pV=nRT。适用条件是低压、高温的气体，此时气体分子间距离大，分子间作用力和分子本身体积可忽略。3.简述熵增原理。答案：在绝热条件下，系统发生不可逆过程时，熵增加；发生可逆过程时，熵不变。即绝热系统的熵永不减小，孤立系统熵增意味着过程自发。4.简述汽液平衡的计算步骤。答案：首先选择合适的状态方程和活度系数模型；确定体系的温度、压力等条件；计算汽相和液相的逸度；根据汽液平衡判据（逸度相等）迭代求解平衡组成。五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论如何提高化工过程的能量利用效率。答案：可通过回收余热，采用换热器等设备预热原料；合理选择反应条件，降低反应能耗；优化流程，减少不必要的能量损失；利用热泵等技术提升能量品质。2.举例说明相平衡原理在化工生产中的应用。答案：如精馏过程，利用不同物质在汽液平衡时的挥发性差异进行分离；萃取过程，依据溶质在不同溶剂中的分配平衡实现提纯；结晶过程，根据溶解度平衡获取纯净晶体。3.讨论实际气体与理想气体的偏差原因及修正方法。答案：偏差原因是实际气体分子有体积且存在分子间作用力。修正方法有引入压缩因子Z修正理想气体状态方程；采用范