2026年大学大二（化学工程与工艺）化工热力学阶段测试试题及答案

2025年大学大二（化学工程与工艺）化工热力学阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）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6题，每题5分）w1.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.研究体系的平衡性质C.探讨过程的速率问题D.计算过程的热效应w2.下列哪个状态方程能较好地描述非极性气体的pVT关系（）A.理想气体状态方程B.范德华方程C.维里方程D.彭-罗宾逊方程w3.对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力的关系是（）A.泡点压力大于露点压力B.泡点压力小于露点压力C.泡点压力等于露点压力D.无法确定w4.关于偏摩尔性质，下列说法正确的是（）A.偏摩尔性质与混合物的组成无关B.偏摩尔性质是强度性质C.纯物质的偏摩尔性质等于其摩尔性质D.以上都不对w5.理想溶液中组分i的化学势表达式为（）A.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+RT\lnx_i$B.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+pV_i$C.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+RT\lnp_i$D.$\mu_i=\mu_i^(T,p)+V_idp$w6.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成$x_A=0.6$，相应的泡点温度为$t_1$，气相组成$y_A=0.6$，相应的露点温度为$t_2$，则（）A.$t_1=t_2$B.$t_1>t_2$C.$t_1<t_2$D.无法判断第II卷（非选择题共70分）w7.（10分）简述化工热力学在化学工程与工艺中的重要性。w8.（15分）写出范德华方程，并说明方程中各项修正的意义。材料：某二元溶液由A和B组成，在一定温度下，其气液相平衡关系符合拉乌尔定律。已知纯A的饱和蒸气压$p_A^=100kPa$，纯B的饱和蒸气压$p_B^=50kPa$。w9.（15分）当溶液中A的摩尔分数$x_A=0.4$时，求平衡气相中A的摩尔分数$y_A$。材料：某化工过程涉及一个气体混合物的压缩过程，初始状态气体压力为$p_1=0.1MPa$，温度为$T_1=300K$，经过压缩后压力变为$p_2=1MPa$。假设气体为理想气体，比热容$C_p$为常数。w10.（20分）计算压缩过程的焓变$\DeltaH$和熵变$\DeltaS$。已知气体的摩尔定压热容$C_p=29.1J/(mol·K)$。答案：w1.Cw2.Cw3.Cw4.Bw5.Aw6.Cw7.化工热力学为化学工程与工艺提供了理论基础，可用于分析和解决化工过程中的能量转化、物质平衡、相平衡等问题。帮助优化工艺设计，提高生产效率，降低能耗，确保安全生产，对化工行业的发展具有重要指导意义。w8.范德华方程：$(p+\frac{a}{V_m^2})(V_m-b)=RT$。其中，$p$为压力，$V_m$为摩尔体积，$T$为温度，$R$为摩尔气体常数。$a$是考虑分子间引力对压力的修正项，$b$是考虑分子本身体积对体积的修正项。w9.根据拉乌尔定律，$p_A=p_A^x_A=100×0.4=40kPa$，$p_B=p_B^x_B=50×(1-0.4)=30kPa$。总压$p=p_A+p_B=40+30=70kPa$。由$y_A=\frac{p_A}{p}$，可得$y_A=\frac{40}{70}\approx0.57$。w10.理想气体焓变$\DeltaH=nC_p(T_2-T_1)$，由理想气体状态方程$pV=nRT$，可得$T_2=\frac{p_2}{p_1}T_1=10×300=3000K$。$\DeltaH=nC_p(T_2-T_1)$，$n$未知，但可约去，$\DeltaH=C_p(T_2-T_1)=29.1×(3000-300)=78570J/mol$。理想气体熵变$\DeltaS=nC_p\ln\frac{T_2}{T_1}-nR\ln\frac{p_2}{p_1}$，同样$n$可约去，$\Del