2025年大学（化学工程与工艺）化工热力学应用阶段测评试题及答案

2025年大学（化学工程与工艺）化工热力学应用阶段测评试题及答案

（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，每题只有一个选项符合题意)1.化工热力学中，理想气体状态方程不适用于以下哪种情况？（）A.高温低压B.低温高压C.常温常压D.任何情况2.对于纯物质的气液平衡，以下说法正确的是（）A.温度升高，饱和蒸气压降低B.压力升高，沸点升高C.气液平衡时，气相和液相组成相同D.以上都不对3.化工过程中，体系与环境之间既有能量交换又有物质交换的是（）A.敞开体系B.封闭体系C.孤立体系D.绝热体系4.下列哪种性质不是广度性质？（）A.体积B.内能C.温度D.质量5.对于理想溶液，下列关系式正确的是（）A.活度系数大于1B.超额吉布斯自由能为零C.亨利系数等于1D.以上都不对6.化工热力学中，逸度的物理意义是（）A.真实气体压力的校正值B.理想气体压力C.与压力无关的量D.以上都不对7.以下哪种方法可以计算纯物质的饱和蒸气压？（）A.Antoine方程B.理想气体状态方程C.道尔顿分压定律D.拉乌尔定律8.对于二元混合物的气液平衡，若体系偏离理想溶液，通常采用（）来描述。A.活度系数模型B.理想气体模型C.亨利定律D.拉乌尔定律9.化工过程中，等温等压下进行的化学反应，其吉布斯自由能变化（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不确定10.下列关于偏摩尔性质的说法，错误的是（）A.偏摩尔吉布斯自由能等于化学势B.偏摩尔性质是广度性质C.偏摩尔性质与体系组成有关D.以上都不对11.对于真实气体混合物，其逸度系数与以下哪些因素有关？（）A.温度、压力和组成B.仅温度和压力C.仅组成D.仅温度12.化工热力学中，计算体系熵变时，通常采用（）方法。A.理想气体熵变公式B.实际气体熵变公式C.熵变的定义式及相关计算方法D.以上都不对13.对于纯物质的临界点，以下说法正确的是（）A.气液界面消失B.压力和温度都为零C.比容为无穷大D.以上都不对14.化工过程中，体系的焓变与以下哪种过程无关？（）A.温度变化B.压力变化C.相变D.化学反应15.下列哪种状态方程可用于描述真实气体的p-V-T关系？（）A.理想气体状态方程B.Virial方程C.范德华方程D.以上都可以16.对于理想溶液的混合过程熵变，以下说法正确的是（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不确定17.化工热力学中，计算化学反应的标准摩尔反应吉布斯自由能时，可通过（）得到。A.标准摩尔生成吉布斯自由能B.理想气体状态方程C.化学反应平衡常数D.以上都不对18.对于二元混合物的精馏过程，其分离原理基于（）A.气液平衡差异B.沸点差异C.组成差异D.以上都是19.化工过程中，体系的亥姆霍兹自由能变化适用于（）过程。A.等温等容B.等温等压C.绝热等容D.绝热等压20.下列关于化工热力学研究内容的说法，错误的是（）A.判断化工过程的可行性B.计算化工过程的能量变化C.确定化工过程的反应速率D.研究化工体系的相平衡第II卷（非选择题共60分）21.（1）简述化工热力学中理想气体的假设条件及理想气体状态方程。（8分）（2）说明理想气体状态方程在化工过程中的应用局限性。（4分）22.（1）写出纯物质气液平衡的相律表达式，并解释各参数的含义。（8分）（2）阐述相律在分析气液平衡体系自由度方面的作用。（4分）23.（1）简述活度系数的定义及物理意义。（6分）（2）对于非理想溶液，活度系数与哪些因素有关？（6分）24.材料：在某化工生产过程中，涉及到一个二元混合物的精馏塔操作。已知进料组成为x1=0.4，x2=0.6（摩尔分数），进料流量为100kmol/h。塔顶产品组成为y1=0.9，塔底产品组成为y2=0.1。（1）计算塔顶和塔底产品的流量。（8分）（2）分析精馏塔操作中，回流比的大小对分离效果的影响。（6分）25.材料：某化学反应在等温等压条件下进行，反应方程式为A+B→C。已知反应物A和B的初始物质的量分别为nA0=2mol，nB0=3mol，反应达到平衡时，A的转化率为50%。（1）计算平衡时各物质的物质的量。（8分）（2）根据平衡时的组成，计算该反应的标准平衡常数Kθ。（6分）答案：1.B2.B3.A4.C5.B6.A7.A8.A9.B10.B11.A12.C13.A14.D15.C16.A17.A18.D19.A20.C21.（略）答案：理想气体假设条件：分子间无相互作用力；分子本身不占有体积。理想气体状态方程：pV=nRT。应用局限性：在高温低压下近似适用，对于低温高压、强极性或易液化气体偏差较大。22.（略）答案：相律表达式：F=C-P+2，F为自由度，C为组分数，P为相数。作用：通过相律可确定气液平衡体系中能独立改变的变量数，指导实验设计和分析。23.（略）答案：活度系数定义：γi=ai/xi，ai为组分i的活度，xi为摩尔分数。物理意义：反映实际溶液与理想溶液的偏差程度。与温度、压力、组成等因素有关。24.（略）答案：（1）设塔顶产品流量为D，塔底产品流量为W。由物料衡算可得：D+W=100，0.9D+0.1W=0.4×100，解得D=37.5kmol/h，W=62.5kmol/h。（2）回流比增大可提高分离效果，但能耗增加；回流比减小