事業(yè)單位招聘考試化工類專業(yè)能力測試試卷2025（化工熱力學(xué)）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列每題選項中，只有一項符合題意，請將正確選項的代表字母填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.下列哪個狀態(tài)參數(shù)具有強度性質(zhì)？（）A.焓(H)B.內(nèi)能(U)C.體積(V)D.熱量(Q)2.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述正確的是？（）A.熱量可以自動地從低溫物體傳向高溫物體。B.不可能從單一熱源取熱，使之完全變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響。C.任何循環(huán)熱機，工質(zhì)經(jīng)過循環(huán)后，其內(nèi)能不變。D.孤立系統(tǒng)的熵總是自發(fā)增加的。3.在恒定壓力下，氣體向真空自由膨脹過程，下列哪個狀態(tài)參數(shù)增加？（）A.內(nèi)能(U)B.焓(H)C.熵(S)D.吉布斯函數(shù)(G)4.理想氣體絕熱可逆膨脹過程，其溫度將？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定5.對于純物質(zhì)的相變過程，如恒壓下冰融化為水，下列哪個狀態(tài)參數(shù)不變？（）A.內(nèi)能(U)B.焓(H)C.熵(S)D.吉布斯函數(shù)(G)6.下列哪個方程是吉布斯-杜亥姆方程？（）A.dU=TdS-PdVB.dH=TdS+VdPC.S=S(U,V)D.μ=μ(T,P)7.對于理想氣體混合物，在等溫等壓下混合，其混合熵變δS_mix與混合物的總熵變δS_total的關(guān)系是？（）A.δS_mix=δS_totalB.δS_mix<δS_totalC.δS_mix>δS_totalD.兩者無關(guān)8.在T-S圖上，等壓線的斜率代表？（）A.焓變(ΔH)B.熵變(ΔS)C.比熱容(Cv或Cp)D.絕熱指數(shù)(κ)9.對于一個可逆絕熱過程，系統(tǒng)的熵變等于？（）A.0B.正無窮大C.負(fù)無窮大D.無法確定10.判斷一個化學(xué)反應(yīng)在一定溫度和壓力下能否自發(fā)進(jìn)行，主要依據(jù)？（）A.反應(yīng)焓變(ΔH)B.反應(yīng)熵變(ΔS)C.吉布斯函數(shù)變(ΔG)D.反應(yīng)速率二、計算題（請按題目要求寫出必要的公式、計算過程和結(jié)果。單位須完整。每題10分，共50分。）11.一定量的理想氣體從初態(tài)(P1,V1,T1)經(jīng)歷一個恒定容度的過程，體積不變，壓力減小到P2。已知氣體常數(shù)R，初始溫度T1，求過程后的溫度T2和氣體對外做的功W。假設(shè)氣體為理想氣體。12.10kg的水在100°C,0.1MPa下定壓沸騰變?yōu)橥瑴囟?、同壓力的水蒸氣。已知在此條件下水的比焓h_f=419.17kJ/kg,h_g=2676.0kJ/kg。求該過程系統(tǒng)的焓變ΔH和熵變ΔS。忽略相變過程中的體積變化。13.1mol理想氣體從初態(tài)(500K,1MPa)經(jīng)過一個可逆絕熱膨脹過程，最終壓力變?yōu)?.1MPa。求終態(tài)的溫度T2和該過程氣體對外做的功Ws。氣體常數(shù)R=8.314J/(mol·K)。14.在300K,0.5MPa下，將1kg的水從液態(tài)可逆定溫加熱至飽和蒸氣狀態(tài)。已知在此溫度下水的飽和壓力Psat=0.00611MPa，液體比焓h_f=125.7kJ/kg，蒸氣比焓h_g=2560.3kJ/kg，液體比熵s_f=0.4368kJ/(kg·K)，蒸氣比熵s_g=8.321kJ/(kg·K)。求該過程的焓變ΔH和熵變ΔS。15.某化學(xué)反應(yīng)在298K下進(jìn)行，測得反應(yīng)焓變ΔH=-92.4kJ/mol，反應(yīng)熵變ΔS=-198J/(mol·K)。求該反應(yīng)在298K下的吉布斯函數(shù)變ΔG。判斷該反應(yīng)在此溫度下是否自發(fā)進(jìn)行？三、簡答題（請簡潔明了地回答下列問題。每題5分，共25分。）16.簡述熱力學(xué)第一定律和第二定律的物理意義。17.什么是狀態(tài)參數(shù)？狀態(tài)參數(shù)有何特性？18.為什么理想氣體的內(nèi)能和焓只是溫度的函數(shù)？19.熵增加原理的內(nèi)容是什么？適用于什么范圍？20.在相圖上如何判斷相平衡狀態(tài)？單相、兩相、三相共存區(qū)域如何區(qū)分？試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.D6.B7.C8.C9.A10.C二、計算題11.解：由理想氣體狀態(tài)方程P1V1=nRT1，P2V1=nRT2。兩式相除得：P1/P2=T1/T2。所以T2=T1*(P2/P1)。過程體積不變，系統(tǒng)對外不做功，W=0。12.解：焓變ΔH=m(h_g-h_f)=10kg*(2676.0kJ/kg-419.17kJ/kg)=22546.83kJ。熵變ΔS=m(s_g-s_f)=10kg*(8.321kJ/(kg·K)-0.4368kJ/(kg·K))=78.84kJ/K。13.解：理想氣體可逆絕熱過程方程P1V1^γ=P2V2^γ和T1V1^(γ-1)=T2V2^(γ-1)(γ為絕熱指數(shù)，對于雙原子理想氣體，γ=7/5=1.4)。又P1V1=nRT1,P2V2=nRT2。將P1V1=nRT1和P2V2=nRT2代入T1V1^(γ-1)=T2V2^(γ-1)得T1(P2/P1)^((γ-1)/γ)=T2。T2=T1*(P2/P1)^((1.4-1)/1.4)=500K*(0.1MPa/1MPa)^(0.4/1.4)=500K*(0.1)^(2/7)≈500K*0.5253=262.65K。終態(tài)溫度T2≈262.65K。絕熱過程Q=0，由熱力學(xué)第一定律dU=Q-Ws得dU=-Ws。對于理想氣體dU=nCvdT。Ws=-nCv(T2-T1)。Cv=R/(γ-1)=8.314J/(mol·K)/(1.4-1)=20.785J/(mol·K)。n=P1V1/RT1=(1MPa*1mol)/(8.314J/(mol·K)*500K)=100000Pa*1mol/(8.314J/(mol·K)*500K)≈2.379mol。Ws=-(2.379mol)*(20.785J/(mol·K))*(262.65K-500K)=-(2.379)*(20.785)*(-237.35)J≈11641.7J=11.64kJ。過程功Ws≈11.64kJ。14.解：該過程為等溫過程，ΔU=0,ΔH=Qp。ΔH=m(h_g-h_f)=1kg*(2560.3kJ/kg-125.7kJ/kg)=2434.6kJ。熵變ΔS=Qp/T=ΔH/T=2434.6kJ/300K=8.115kJ/K。（注：此過程熵增加，為不可逆過程，但題目要求計算系統(tǒng)熵變，指孤立系統(tǒng)熵變，或按可逆過程計算。）15.解：ΔG=ΔH-TΔS=-92.4kJ/mol-(298K)*(-0.198kJ/(mol·K))=-92.4kJ/mol+59.204kJ/mol=-33.196kJ/mol。ΔG≈-33.2kJ/mol。由于ΔG<0，該反應(yīng)在298K下能自發(fā)進(jìn)行。三、簡答題16.答：熱力學(xué)第一定律是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，表述為能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，但在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。熱力學(xué)第二定律表述為不可能將熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；或者說，孤立系統(tǒng)的熵總是自發(fā)增加，直到達(dá)到平衡狀態(tài)（熵最大）。17.答：狀態(tài)參數(shù)是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，其數(shù)值僅取決于系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，而與系統(tǒng)如何達(dá)到該狀態(tài)無關(guān)。狀態(tài)參數(shù)的特性是：如果系統(tǒng)從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，其狀態(tài)參數(shù)的增量是確定的，與變化路徑無關(guān)。18.答：理想氣體分子間無相互作用力，分子自身動能是其內(nèi)能的唯一組成部分。根據(jù)能量按自由度均分定理，理想氣體的內(nèi)能和焓僅取決于分子的平動自由度和轉(zhuǎn)動自由度，這些自由度又僅與氣體的溫度有關(guān)。因此，理想氣體的內(nèi)能和焓只是溫度的函數(shù)。19.答：熵