化學(xué)工程的熱力學(xué)基礎(chǔ)考核試卷

化學(xué)工程的熱力學(xué)基礎(chǔ)考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.熱力學(xué)第一定律表述的是能量（）

A.可以被創(chuàng)造

B.可以被銷毀

C.可以從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，但總量不變

D.總是增加

2.在熱力學(xué)中，系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)對(duì)外界做的功與系統(tǒng)吸收的熱量之和等于（）

A.系統(tǒng)的熵變

B.系統(tǒng)的內(nèi)能變化

C.系統(tǒng)的焓變

D.系統(tǒng)的體積變化

3.理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT中的R代表（）

A.氣體的摩爾質(zhì)量

B.氣體的通用氣體常數(shù)

C.氣體的壓縮因子

D.氣體的溫度

4.等溫過程中，理想氣體的體積與壓強(qiáng)的關(guān)系是（）

A.成正比

B.成反比

C.無關(guān)

D.成平方關(guān)系

5.對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)的ΔG為負(fù)值時(shí)，表示（）

A.反應(yīng)在非等溫條件下不可逆

B.反應(yīng)在等溫條件下一定是自發(fā)的

C.反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)

D.反應(yīng)的ΔH一定為負(fù)

6.熱力學(xué)第二定律說明了（）

A.系統(tǒng)總是趨向于能量最低的狀態(tài)

B.系統(tǒng)的熵不可能減少

C.所有自然過程都是可逆的

D.系統(tǒng)的內(nèi)能等于系統(tǒng)的焓

7.在恒壓過程中，系統(tǒng)對(duì)外做的功等于（）

A.系統(tǒng)的內(nèi)能變化

B.系統(tǒng)的焓變

C.系統(tǒng)吸收的熱量

D.系統(tǒng)的熵變

8.下列哪種情況屬于絕熱過程（）

A.系統(tǒng)與外界無能量交換

B.系統(tǒng)與外界無物質(zhì)交換

C.系統(tǒng)與外界無功交換

D.系統(tǒng)與外界無熱量交換

9.氣體在等壓膨脹過程中，其溫度（）

A.降低

B.升高

C.不變

D.無法確定

10.熱力學(xué)第三定律指出，在（）時(shí)，完美晶體的熵接近于零。

A.絕熱

B.恒壓

C.絕對(duì)零度

D.恒溫

11.對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，其標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓ΔH°f為正值，表示（）

A.反應(yīng)是放熱的

B.反應(yīng)是吸熱的

C.產(chǎn)物比反應(yīng)物穩(wěn)定

D.反應(yīng)物比產(chǎn)物穩(wěn)定

12.焓變與反應(yīng)物和產(chǎn)物的（）有關(guān)。

A.溫度

B.壓強(qiáng)

C.物質(zhì)的量

D.狀態(tài)

13.在下列哪個(gè)條件下，化學(xué)反應(yīng)的ΔG值最?。ǎ?/p>

A.ΔH為正，ΔS為正

B.ΔH為負(fù)，ΔS為負(fù)

C.ΔH為負(fù)，ΔS為正

D.ΔH為正，ΔS為負(fù)

14.關(guān)于理想溶液，以下哪個(gè)說法是正確的（）

A.溶劑和溶質(zhì)之間不存在相互作用力

B.溶液的總蒸汽壓等于溶劑和溶質(zhì)的分壓之和

C.溶液的沸點(diǎn)高于溶劑的沸點(diǎn)

D.溶液的凝固點(diǎn)等于溶劑的凝固點(diǎn)

15.熵是描述系統(tǒng)（）狀態(tài)的物理量。

A.能量

B.狀態(tài)

C.無序度

D.體積

16.下列哪種情況下，系統(tǒng)的熵變?chǔ)為正值（）

A.固體變成液體

B.液體變成氣體

C.氣體被壓縮

D.溫度升高

17.熱力學(xué)效率是指（）

A.系統(tǒng)對(duì)外做的功與系統(tǒng)吸收的熱量之比

B.系統(tǒng)的焓變與系統(tǒng)的內(nèi)能變化之比

C.系統(tǒng)的熵變與系統(tǒng)的內(nèi)能變化之比

D.系統(tǒng)的焓變與系統(tǒng)對(duì)外做的功之比

18.下列哪種現(xiàn)象違反了熱力學(xué)第二定律（）

A.冰融化成水

B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體

C.熱機(jī)效率達(dá)到100%

D.液體在不受外力作用下自發(fā)分層

19.理想氣體在等溫壓縮過程中，其（）

A.壓強(qiáng)增加，體積減小

B.壓強(qiáng)增加，體積不變

C.壓強(qiáng)不變，體積減小

D.壓強(qiáng)不變，體積增加

20.在化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物和產(chǎn)物的化學(xué)勢(shì)相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了（）

A.平衡狀態(tài)

B.最大反應(yīng)速率

C.最小反應(yīng)速率

D.不可逆狀態(tài)

（以下為答題紙，請(qǐng)考生在答題紙上作答。）

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.以下哪些因素會(huì)影響理想氣體的狀態(tài)（）

A.溫度

B.壓強(qiáng)

C.體積

D.摩爾數(shù)

2.熱力學(xué)第二定律可以用以下哪些方式表達(dá)（）

A.熵增原理

B.能量守恒定律

C.熵不可能自發(fā)減少

D.所有自然過程都具有方向性

3.下列哪些情況可能導(dǎo)致系統(tǒng)熵的增加（）

A.系統(tǒng)溫度升高

B.系統(tǒng)體積增大

C.系統(tǒng)從有序變?yōu)闊o序

D.系統(tǒng)進(jìn)行絕熱膨脹

4.關(guān)于熱力學(xué)第一定律，以下哪些描述是正確的（）

A.表明能量守恒

B.僅適用于封閉系統(tǒng)

C.可以用來計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)能的變化

D.需要考慮系統(tǒng)與外界之間的能量交換

5.在熱力學(xué)中，以下哪些過程是可逆的（）

A.等溫膨脹

B.等壓加熱

C.等體變化

D.絕熱過程

6.理想溶液的特性包括（）

A.溶劑和溶質(zhì)之間無相互作用

B.溶液的總蒸汽壓等于溶劑和溶質(zhì)的分壓之和

C.溶液的沸點(diǎn)等于溶劑的沸點(diǎn)

D.溶液的凝固點(diǎn)等于溶劑的凝固點(diǎn)

7.以下哪些情況下，反應(yīng)的自發(fā)趨勢(shì)會(huì)增加（）

A.ΔH為負(fù)，ΔS為正

B.ΔH為正，ΔS為負(fù)

C.ΔH為負(fù)，ΔS為負(fù)

D.ΔH為正，ΔS為正

8.化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K與以下哪些因素有關(guān)（）

A.溫度

B.壓強(qiáng)

C.反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度

D.反應(yīng)的熱力學(xué)活性

9.焓變的符號(hào)與以下哪些因素有關(guān)（）

A.反應(yīng)的熱效應(yīng)

B.反應(yīng)物的初始狀態(tài)

C.產(chǎn)物的最終狀態(tài)

D.反應(yīng)條件

10.以下哪些過程會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)能的增加（）

A.等溫膨脹

B.等壓加熱

C.等體冷卻

D.絕熱壓縮

11.熵的概念與以下哪些方面有關(guān)（）

A.系統(tǒng)的無序度

B.系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)

C.系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)

D.系統(tǒng)的溫度

12.熱力學(xué)第三定律的應(yīng)用包括（）

A.計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化

B.確定反應(yīng)的平衡常數(shù)

C.解釋完美晶體的熵接近零的現(xiàn)象

D.計(jì)算實(shí)際反應(yīng)的熵變

13.以下哪些情況下，系統(tǒng)的自由能會(huì)降低（）

A.ΔG為正

B.ΔG為負(fù)

C.系統(tǒng)進(jìn)行放熱反應(yīng)

D.系統(tǒng)進(jìn)行吸熱反應(yīng)

14.熱力學(xué)效率的計(jì)算需要考慮（）

A.系統(tǒng)的焓變

B.系統(tǒng)對(duì)外做的功

C.系統(tǒng)吸收的熱量

D.系統(tǒng)的熵變

15.以下哪些過程是絕熱過程（）

A.系統(tǒng)與外界無熱量交換

B.系統(tǒng)與外界無物質(zhì)交換

C.系統(tǒng)與外界無功交換

D.系統(tǒng)與外界無能量交換

16.化學(xué)反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力可以由以下哪些因素決定（）

A.吉布斯自由能變化

B.焓變化

C.熵變化

D.反應(yīng)物的活度

17.以下哪些情況下，化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K會(huì)增大（）

A.溫度升高，ΔH為正

B.溫度降低，ΔH為負(fù)

C.溫度升高，ΔH為負(fù)

D.溫度降低，ΔH為正

18.在實(shí)際應(yīng)用中，以下哪些情況可能使熱機(jī)效率低于卡諾效率（）

A.熱源溫度低于理論最高溫度

B.冷卻溫度高于理論最低溫度

C.熱機(jī)存在不可逆過程

D.熱機(jī)在等溫條件下工作

19.以下哪些物質(zhì)的狀態(tài)變化會(huì)導(dǎo)致熵的增加（）

A.氣體凝結(jié)成液體

B.液體固化成固體

C.固體融化成液體

D.液體蒸發(fā)成氣體

20.在化學(xué)工程中，以下哪些情況可能導(dǎo)致相平衡（）

A.兩種物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)相等

B.兩種物質(zhì)達(dá)到相同的活度

C.兩種物質(zhì)的分壓相等

D.兩種物質(zhì)在兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)相等

（以下為答題紙，請(qǐng)考生在答題紙上作答。）

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式是______=0。

2.理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT中的V代表______。

3.熵的單位是______。

4.當(dāng)系統(tǒng)的吉布斯自由能ΔG小于______時(shí)，化學(xué)反應(yīng)是自發(fā)的。

5.熱力學(xué)第三定律描述的是在______時(shí)，完美晶體的熵接近于零。

6.對(duì)于一個(gè)放熱反應(yīng)，其標(biāo)準(zhǔn)焓變?chǔ)°為______值。

7.熱力學(xué)第二定律可以通過______原理來描述。

8.在恒壓過程中，系統(tǒng)的焓變等于______。

9.理想溶液的沸點(diǎn)______溶劑的沸點(diǎn)。

10.熱力學(xué)效率η可以用______/Qh來表示，其中Qh表示系統(tǒng)吸收的熱量。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫√，錯(cuò)誤的畫×）

1.熱力學(xué)第一定律說明能量可以創(chuàng)造也可以銷毀。（）

2.在等溫過程中，理想氣體的壓強(qiáng)與體積成正比。（）

3.熵是衡量系統(tǒng)無序度的物理量，熵值越大，系統(tǒng)的無序度越高。（）

4.吉布斯自由能ΔG為負(fù)值時(shí)，化學(xué)反應(yīng)在任何條件下都是自發(fā)的。（）

5.理想氣體在等壓膨脹過程中，其溫度不變。（）

6.焓變只與反應(yīng)物和產(chǎn)物的始末狀態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)路徑無關(guān)。（）

7.在絕熱過程中，系統(tǒng)對(duì)外做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的減少。（）

8.理想溶液的凝固點(diǎn)等于溶劑的凝固點(diǎn)。（）

9.熱力學(xué)第三定律說明在絕對(duì)零度時(shí)，所有完美晶體的熵都為零。（）

10.熱機(jī)效率可以達(dá)到或超過卡諾效率。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.解釋熱力學(xué)第一定律和第二定律的基本原理，并說明它們?cè)诨瘜W(xué)工程中的應(yīng)用。

2.以一個(gè)化學(xué)反應(yīng)為例，闡述如何使用吉布斯自由能變化來判斷反應(yīng)的自發(fā)性。

3.描述理想溶液的特性，并解釋為什么在實(shí)際應(yīng)用中很難找到完全符合理想溶液定義的溶液。

4.討論熱力學(xué)效率與卡諾效率之間的關(guān)系，并說明在實(shí)際熱力學(xué)過程中可能影響效率的因素。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.C

2.B

3.B

4.B

5.B

6.B

7.C

8.D

9.B

10.C

11.B

12.D

13.C

14.A

15.C

16.A

17.A

18.C

19.A

20.A

二、多選題

1.ABCD

2.AC

3.ABC

4.ABC

5.ABC

6.ABD

7.A

8.A

9.ABC

10.BD

11.ABCD

12.AC

13.BC

14.ABC

15.AD

16.ABC

17.BC

18.ABC

19.CD

20.ABCD

三、填空題

1.ΔU=Q-W

2.體積

3.J/(mol·K)

4.零

5.絕對(duì)零度

6.負(fù)

7.熵增原理

8.系統(tǒng)吸收的熱量

9.等于

10.W/Qh

四、判斷題

1.×

2.×

3.√

4.×

5.×

6.√

7.√

8.√

9.×

10.