2025年大学大二（化学工程）化工热力学综合测试题及答案

2025年大学大二（化学工程）化工热力学综合测试题及答案

（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：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10题，每题3分)1.化工热力学研究的对象不包括以下哪项？（）A.化学反应的热效应B.物质的相平衡C.流体的流动规律D.化学反应的方向和限度2.下列关于偏摩尔性质的说法，正确的是（）A.偏摩尔性质与体系总性质无关B.偏摩尔性质只取决于体系的温度和压力C.偏摩尔性质是广度性质D.偏摩尔性质与体系中各组分的浓度有关3.理想气体混合物的总压力与各组分的分压之间的关系遵循（）A.道尔顿分压定律B.亨利定律C.拉乌尔定律D.阿马加定律4.对于理想溶液，下列说法错误的是（）A.各组分的化学势表达式形式相同B.超额吉布斯自由能为零C.活度系数均为1D.混合过程无热效应5.纯物质的临界点处，下列说法正确的是（）A.气相和液相的摩尔体积相等B.气相和液相的密度相等C.气相和液相的性质完全相同D.以上说法都不对6.下列哪种状态方程可用于描述非理想气体的p-V-T关系？（）A.理想气体状态方程B.范德华方程C.维里方程D.以上都可以7.化工过程中，体系与环境之间的能量传递方式不包括（）A.热传递B.功传递C.质量传递D.以上都是能量传递方式8.对于封闭体系，下列说法正确的是（）A.体系与环境之间无物质交换B.体系与环境之间无能量交换C.体系的质量和能量都不变D.体系的状态参数都不变9.下列关于逸度的说法，错误的是（）A.逸度是一种校正压力B.逸度与压力的比值称为逸度系数C.逸度系数只取决于体系的温度和压力D.理想气体的逸度等于其压力10.化工热力学中，用于计算化学反应平衡常数的方法是（）A.状态方程法B.相平衡法C.化学平衡法D.以上都不对第II卷（非选择题共70分）二、填空题（每题3分，共15分）答题要求：请在横线上填写正确答案。1.化工热力学的研究方法主要有__________和__________。2.理想气体混合物的熵等于各组分熵的__________。（填“和”或“加权平均”）3.纯物质的饱和蒸气压与温度的关系可以用__________方程描述。4.对于二元溶液，活度系数与组成之间的关系可以用__________模型来描述。5.化学反应的标准平衡常数与温度的关系可以用__________方程表示。三、简答题（每题10分，共20分）答题要求：简要回答问题，要点明确。1.简述化工热力学在化工过程中的作用。2.说明理想气体和实际气体的区别。四、计算题（每题15分，共30分）答题要求：写出详细的计算步骤和答案。材料：在一定温度和压力下，某二元混合物的汽液相平衡数据如下：液相组成x1=0.4，汽相组成y1=0.6，已知该温度下纯组分1的饱和蒸气压p1s=100kPa，纯组分2的饱和蒸气压p2s=50kPa。1.求该体系的平衡压力p和相对挥发度α。2.若体系总压变为120kPa，求此时的汽液相组成。五、论述题（15分）答题要求：结合所学知识，对给定的问题进行深入分析和阐述。材料：随着化工行业的发展，对化工过程的节能要求越来越高。请论述化工热力学在化工过程节能中的应用。答案：一、1.C2.D3.A4.C5.B6.C7.C8.A9.C10.C二、1.经典热力学方法、统计热力学方法2.和3.克劳修斯-克拉佩龙4.吉布斯-杜亥姆5.范特霍夫三、1.化工热力学可用于预测和分析化工过程中的各种物理和化学变化，如相平衡、化学反应平衡、能量传递等，为化工工艺的设计、优化和操作提供理论依据，帮助提高化工生产的效率、降低能耗、减少污染等。2.理想气体分子间无相互作用力，分子本身不占有体积，遵循理想气体状态方程；实际气体分子间存在相互作用力，分子本身占有体积，其p-V-T关系偏离理想气体状态方程。四、1.由汽液相平衡关系y1=αx1/[1+(α-1)x1]，代入x1=0.4，y1=0.6可得α=2.5。再由p=p1sx1+p2s(1-x1)=100×0.4+50×(1-0.4)=70kPa。2.由p=p1sx1+p2s(1-x1)可得120=100x1+50(1-x1)，解得x1=0.7。再由y1=αx1/[1+(α-1)x1]，α=2.5，可得y1=0.875。则y2=1-y1=0.125，x2=1-x1=0.3。五、化工热力学在化工过程节能中有着重要应用。通过准确计算和分析化工过程中的能量变化，如化学反应热、相变热、流体流动能量损失等，能合理优化工艺