北方民族大学《自动化学科前沿与进展》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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北方民族大学《自动化学科前沿与进展》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在 2A + B ⇌ 3C + 4D 反应中，若 v(A) = 0.8 mol/(L·s)，v(B) = 0.6 mol/(L·s)，v(C) = 1.2 mol/(L·s)，v(D) = 1.6 mol/(L·s)，则反应速率最慢的是（ ）
A. v(A) B. v(B) C. v(C) D. v(D)

2、在一定温度下，可逆反应 3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) 达到平衡的标志是（ ）
A. 单位时间内生成 3n mol A，同时生成 n mol B
B. A、B、C 的浓度不再变化
C. A、B、C 的分子数之比为 3 : 1 : 2
D. 容器内压强保持不变

3、在一定温度下，向密闭容器中充入 1 mol A 和 3 mol B 发生反应：A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g)，达到平衡时，A 的转化率为 50%。若保持温度和容积不变，再向容器中充入 1 mol A 和 1 mol B，达到新平衡时，C 的物质的量（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定

4、在一定温度下，密闭容器中发生反应：N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) ，达到平衡时，再向容器中充入一定量的 N2O4 ，则 N2O4 的转化率（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定

5、在密闭容器中进行如下反应：X₂(g) + Y₂(g) ⇌ 2Z(g)，已知 X₂、Y₂、Z 的起始浓度分别为 0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是？（ ）
A. c(X₂) = 0.2mol/L
B. c(Y₂) = 0.4mol/L
C. c(Z) = 0.4mol/L
D. c(X₂) + c(Y₂) + c(Z) = 0.55mol/L

6、在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，下列反应中能证明这一规律的是？（ ）
A. 2FeCl₃ + Cu = 2FeCl₂ + CuCl₂
B. 2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂
C. Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu
D. 以上都能

7、在一定条件下，反应 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g)达到平衡，若保持温度和容积不变，向容器中再加入一定量的 A 气体，重新达到平衡时，下列说法正确的是（ ）
A. B 的转化率增大 B. A 的转化率减小 C. C 的体积分数增大 D. 平衡不移动

8、对于反应：3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) + 2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是？（ ）
A. v(A) = 0.6 mol/(L·s)
B. v(B) = 0.3 mol/(L·s)
C. v(C) = 0.5 mol/(L·s)
D. v(D) = 0.8 mol/(L·s)

9、在 25℃时，将 pH = 3 的醋酸溶液与 pH = 11 的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液呈？（ ）
A. 中性
B. 酸性
C. 碱性
D. 无法确定

10、对于可逆反应 2NO2(g) ⇌ N2O4(g)，在一定条件下达到平衡。现保持温度和容积不变，再向容器中充入一定量的 NO2，重新达到平衡后，与第一次平衡相比，NO2 的体积分数将？（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定

11、在 2L 密闭容器中发生反应 2A(g) + B(g) ⇌ 2C(g)，若最初加入 A 和 B 都是 4 mol，10 s 后，测得 v(A) = 0.12 mol/(L·s)，则此时容器中 B 的物质的量是（ ）
A. 1.6 mol B. 2.8 mol C. 3.2 mol D. 3.6 mol

12、在一定温度下，向容积为 2L 的密闭容器中充入 2mol A 和 1mol B 发生反应：2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) ，达到平衡时，C 的物质的量为 1.2mol 。若保持温度和容积不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C 的物质的量仍为 1.2mol 的是？（ ）
A. 4mol A + 2mol B
B. 2mol A + 1mol B + 3mol C
C. 1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C
D. 3mol C + 1mol D

13、在一定条件下，反应 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)达到平衡，若保持温度和容积不变，充入一定量的氮气，下列说法正确的是（ ）
A. 平衡向正反应方向移动 B. 平衡向逆反应方向移动
C. 平衡不移动 D. 无法判断

14、已知反应：A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g) ΔH < 0。在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中充入 1 mol A 和 3 mol B 发生反应，达到平衡时 C 的体积分数为 x%。若在相同条件下，向该容器中充入 2 mol A 和 6 mol B 发生反应，达到平衡时 C 的体积分数为？（ ）
A. 大于 x%
B. 小于 x%
C. 等于 x%
D. 无法确定

15、已知在 298K 时，下列反应的热化学方程式为：2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l) ΔH = -571.6kJ/mol；H₂(g) + 1/2O₂(g) = H₂O(g) ΔH = -241.8kJ/mol。则 298K 时，H₂O(l) = H₂O(g)的焓变值为？（ ）
A. +44.0kJ/mol
B. -44.0kJ/mol
C. +285.8kJ/mol
D. -285.8kJ/mol

16、在一定温度下，向饱和的 BaSO₄溶液中加水，下列叙述正确的是？（ ）
A. BaSO₄的溶解度增大，Ksp 不变
B. BaSO₄的溶解度、Ksp 均增大
C. BaSO₄的溶解度不变，Ksp 增大
D. BaSO₄的溶解度、Ksp 均不变

17、在 0.1 mol/L 的氯化铵溶液中，下列离子浓度关系正确的是（ ）
A. c(Cl⁻) > c(NH₄⁺) > c(H⁺) > c(OH⁻)
B. c(NH₄⁺) > c(Cl⁻) > c(H⁺) > c(OH⁻)
C. c(Cl⁻) = c(NH₄⁺) > c(H⁺) = c(OH⁻)
D. c(NH₄⁺) = c(Cl⁻) > c(H⁺) > c(OH⁻)

18、在一定温度下，对于可逆反应：A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g) ，达到平衡的标志是？（ ）
A. C 生成的速率与 C 分解的速率相等
B. 单位时间生成 n mol A ，同时生成 3n mol B
C. A、B、C 的浓度不再变化
D. A、B、C 的分子数之比为 1 : 3 : 2

19、在 2A + B ⇌ 3C + 4D 反应中，下列表示该反应速率最快的是（ ）
A. v(A) = 0.5 mol/(L·s) B. v(B) = 0.3 mol/(L·s)
C. v(C) = 0.8 mol/(L·s) D. v(D) = 1 mol/(L·s)

20、在一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入 a mol NO2，发生如下反应：2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ΔH < 0。达到平衡后再向容器中充入 a mol NO2，再次达到平衡后，与第一次平衡相比，NO2 的转化率？（ ）
A. 不变
B. 增大
C. 减小
D. 无法判断

21、在 2A + B ⇌ 3C + 4D 反应中，若 v(A) = 1 mol/(L·s)，v(B) = 0.5 mol/(L·s)，v(C) = 1.5 mol/(L·s)，v(D) = 2 mol/(L·s)，则反应速率最快的是（ ）
A. v(A) B. v(B) C. v(C) D. v(D)

22、对于反应 3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g)，在其他条件不变的情况下，若增大压强，则平衡？（ ）
A. 向正反应方向移动
B. 向逆反应方向移动
C. 不移动
D. 无法判断

23、在一定温度下，将 2mol A 气体和 3mol B 气体通入一固定容积的密闭容器中，发生如下反应：A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g)。已知反应进行到某时刻时，A 的浓度为 0.8mol/L，B 的浓度为 1.6mol/L，C 的浓度为 1.2mol/L，则此时该反应是否达到平衡状态？（ ）
A. 已达平衡
B. 向正反应方向进行
C. 向逆反应方向进行
D. 无法判断

24、在一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)，下列说法能说明该反应已经达到化学平衡状态的是（ ）
A. N₂、H₂、NH₃的浓度相等
B. N₂、H₂、NH₃在容器中共存
C. N₂、H₂、NH₃的浓度不再变化
D. 正反应和逆反应的速率都为零

25、在一定温度下，向容积固定的密闭容器中充入 2mol A 和 1mol B 发生反应：2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) ，达到平衡时，C 的体积分数为 W% 。若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量 A 为 0.6mol 、B 为 0.3mol 、C 为 1.4mol 充入容器中，达到平衡时，C 的体积分数仍为 W% ，则 x 的值可能为？（ ）
A. 1
B. 2
C. 3
D. 无法确定

26、在 25℃时，将 pH = 3 的醋酸溶液与 pH = 11 的氢氧化钠溶液等体积混合，混合后溶液的 pH（ ）
A. 大于 7 B. 小于 7 C. 等于 7 D. 无法确定

27、在一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)，下列说法中能说明该反应已经达到化学平衡状态的是？（ ）
A. SO₂、O₂、SO₃ 同时存在
B. SO₂、O₂、SO₃ 的物质的量浓度相等
C. SO₂、O₂、SO₃ 的物质的量之比为 2 : 1 : 2
D. 单位时间内生成 2n mol SO₂ 的同时生成 2n mol SO₃

28、在 25℃时，某溶液中由水电离出的 c(H⁺) = 1×10⁻¹² mol/L，则该溶液的 pH 可能为？（ ）
A. 2
B. 7
C. 12
D. 以上都有可能

29、在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入 1 mol X 气体和 2 mol Y 气体，发生如下反应：X(g) + 2Y(g) ⇌ 2Z(g)，此反应达到平衡的标志是（ ）
A. 容器内压强不随时间变化
B. 容器内各物质的浓度不随时间变化
C. 单位时间内消耗 0.1 mol X 同时生成 0.2 mol Z
D. 容器内 X、Y、Z 的分子数之比为 1 : 2 : 2

30、在一定条件下，可逆反应：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ΔH < 0 达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是？（ ）
A. 加催化剂，v(正)、v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等
B. 加压，v(正)、v(逆)都增大，且 v(正)增大的倍数大于 v(逆)增大的倍数
C. 降温，v(正)、v(逆)都减小，且 v(正)减小的倍数小于 v(逆)减小的倍数
D. 加入氩气，v(正)、v(逆)都增大，且 v(正)增大的倍数大于 v(逆)增大的倍数

二、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）论述化学中的膜分离技术在污水处理中的应用优势和挑战。

2、（本题5分）分析无机化学中过渡金属离子的水合热变化规律。

3、（本题5分）分析物理化学中胶体溶液的稳定性因素及聚沉方法。

4、（本题5分）阐述有机化学中芳香杂环化合物的亲电取代反应定位规则。

5、（本题5分）论述高分子材料的降解过程和环境影响。

三、实验题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）设计实验研究在不同酸碱度条件下，氢氧化铝的溶解情况。准备氢氧化铝沉淀、不同酸碱度的溶液、搅拌装置等，观察沉淀的溶解程度，分析溶液酸碱度的影响。

2、（本题5分）设计实验流程，测定某一聚合物乳液的粒径分布和稳定性。详细阐述实验方法（如动态光散射法）、样品的制备、实验操作过程和数据处理，分析聚合物乳液的性能与粒径分布的关系。

3、（本题5分）设计实验流程，测定某一高分子材料的拉伸强度和断裂伸长率。详细说明实验仪器（如万能材料试验机）的使用、样品的制备、实验操作过程和数据处理，讨论高分子材料的力学性能与结构的关系。

4、（本题5分）设计实验探究在一定温度和压力下，二氧化碳气体在水中的溶解度与温度和压力的关系。准备二氧化碳气体、水、密闭容器、压力和温度控制装置等，测量不同条件下溶解的二氧化碳量。

5、（本题5分）设计一个实验来探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。准备多组实验装置，分别加入不同的催化剂，通过测量相同时间内产生氧气的体积来定量比较反应速率，详细阐述实验所需试剂、仪器、操作步骤及数据处理方法。

四、计算题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）以某一具体的有机化合物（如环己烷、甲苯）为例，论述其物理性质和化学性质的关系。

2、（本题10分）在 298K 时，某电池的电动势 E = 1.5V，正极的电极电势为 +1.2V，计算负极的电极电势。

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