2025年大学（化学工程与工艺）化工热力学阶段测试题及答案

2025年大学（化学工程与工艺）化工热力学阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6题，每题5分。每题只有一个选项符合题意，请将正确选项的序号填在题后的括号内。1.关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（）A.判断新工艺的可行性B.研究系统能量的有效利用C.研究化工过程中能量的转化D.预测反应的热效应2.下列状态函数中，属于广度性质的是（）A.温度B.压力C.体积D.密度3.理想气体混合物中组分i的逸度系数等于（）A.1B.0C.与纯组分i的逸度系数相同D.与混合物的总逸度系数相同4.对于理想溶液，下列关系式中不正确的是（）A.$\Delta_{mix}H=0$B.$\Delta_{mix}S=0$C.$\Delta_{mix}G=RT\sum_{i}n_{i}\lnx_{i}$D.$\Delta_{mix}V=0$5.纯物质临界点时，其对比温度Tr（）A.=0B.=1C.>1D.<16.某气体在一容器中，压力为p，温度为T，体积为V，当该气体在另一容器中，压力变为2p，温度变为2T时，其体积为（）A.VB.2VC.0.5VD.4V第II卷（非选择题共70分）7.（10分）简述化工热力学在化工领域的重要性。8.（15分）写出理想气体状态方程，并说明其适用条件。9.（15分）已知某二元混合物在一定温度和压力下，组分1的摩尔分数为0.4，组分2的摩尔分数为0.6，纯组分1的饱和蒸气压为100kPa，纯组分2的饱和蒸气压为200kPa，求该混合物的泡点压力。10.（20分）材料：在化工生产中，常常需要对一些反应进行热效应的计算。例如，某反应在恒压条件下进行，反应物的初始温度为25℃，反应结束后温度升高到50℃，已知反应物和产物的比热容以及反应前后物质的量的变化。问题：请根据上述材料，简述如何计算该反应的热效应。11.（20分）材料：某化工过程涉及到气体的压缩和膨胀，已知气体的初始状态和终了状态的压力、温度和体积等参数。问题：利用热力学原理，分析该过程中气体的内能、焓、熵等状态函数的变化情况，并说明该过程是吸热还是放热。答案：1.D2.C3.A4.B5.B6.A7.化工热力学在化工领域至关重要。它能帮助判断新工艺的可行性，通过计算和分析确定过程是否能实现及经济上是否合理。可研究系统能量的有效利用，提高能源利用率，降低生产成本。还能研究化工过程中能量的转化，为优化工艺提供理论依据，指导化工生产朝着高效、节能方向发展。8.理想气体状态方程为pV=nRT。适用条件为：气体为理想气体，即分子间无相互作用力，分子本身无体积；在温度不太低、压力不太高的情况下，实际气体可近似看作理想气体。9.根据拉乌尔定律，$p=p_{1}x_{1}+p_{2}x_{2}$，其中$p_{1}=100kPa$，$x_{1}=0.4$，$p_{2}=200kPa$，$x_{2}=0.6$，则$p=100×0.4+200×0.6=160kPa$。10.首先根据反应物和产物的比热容以及物质的量变化，计算出反应过程中体系的热容。然后利用恒压热效应与热容的关系，通过积分计算出反应的热效应。具体公式为$Q_{p}=\int_{T_{1}}^{T_{2}}C_{p}dT$，其中$C_{p}$为体系的恒压热容，$T_{1}$为初始温度，$T_{2}$为终了温度。11.根据热力学第一定律$\DeltaU=Q+W$，对于气体的压缩和膨胀过程，$W=-p\DeltaV$。通过已知的压力、温度和体积变化，可计算出功W。内能变化$\DeltaU$可根据理想气体内能公式$\DeltaU=nC_{V}\DeltaT$计算，其中$C_{V}$为定容比热容。焓变化$\D