天津中医药大学《高等化学反应工程》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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天津中医药大学
《高等化学反应工程》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25个小题，每小题1分，共25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、在一定温度下，向密闭容器中充入 2 mol A 和 1 mol B 发生反应：A(g) + B(g) ⇌ 2C(g)，达到平衡时，C 的浓度为 1 mol/L。若保持温度和容积不变，再向容器中充入 2 mol A 和 1 mol B，达到新平衡时，C 的浓度（ ）
A. 大于 2 mol/L B. 小于 2 mol/L C. 等于 2 mol/L D. 无法确定

2、在 25℃时，将 pH = 11 的氢氧化钠溶液与 pH = 3 的盐酸溶液等体积混合，混合后溶液的 pH 约为（ ）
A. 7 B. 3.3 C. 10.7 D. 11.7

3、在一定温度下，可逆反应 A(g) + 2B(g) ⇌ 3C(g)达到平衡时，各物质的浓度分别为 c(A) = 0.5 mol/L，c(B) = 0.1 mol/L，c(C) = 1.6 mol/L。若保持温度不变，将容器体积扩大一倍，达到新平衡时，B 的浓度可能是（ ）
A. 0.05 mol/L B. 0.1 mol/L C. 0.2 mol/L D. 0.3 mol/L

4、在 25℃时，将 pH = 2 的盐酸与 pH = 12 的氢氧化钠溶液等体积混合，混合后溶液的 pH 为（ ）
A. 7 B. 大于 7 C. 小于 7 D. 无法确定

5、在 0.1 mol/L 的 Na₂CO₃溶液中，下列离子浓度关系正确的是（ ）
A. c(Na⁺) = 2c(CO₃²⁻) B. c(OH⁻) = c(H⁺) + c(HCO₃⁻) + 2c(H₂CO₃)
C. c(Na⁺) + c(H⁺) = c(OH⁻) + c(CO₃²⁻) D. c(Na⁺) > c(CO₃²⁻) > c(OH⁻) > c(H⁺)

6、在一个绝热恒容的容器中，发生如下反应：2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) ，初始时投入 2 mol SO₂ 和 1 mol O₂ ，反应达到平衡后，测得容器内压强为起始时的 80%。若向该平衡体系中再加入 1 mol SO₂ 和 0.5 mol O₂ ，则再次达到平衡时，SO₂ 的转化率将（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定

7、在 25℃时，某溶液中 c(H⁺) = 1×10⁻⁶ mol/L，则该溶液呈（ ）
A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 D. 无法判断

8、在一定温度下，有下列物质的溶液：①0.1mol/L 的盐酸 ②0.1mol/L 的硫酸 ③0.1mol/L 的醋酸 ④0.1mol/L 的氨水 ⑤0.1mol/L 的氢氧化钠溶液，其 pH 由小到大的顺序是？（ ）
A. ② < ① < ③ < ④ < ⑤
B. ② < ① < ③ < ⑤ < ④
C. ② < ① < ⑤ < ③ < ④
D. ③ < ① < ② < ⑤ < ④

9、在一定温度下，向氢氧化钡的饱和溶液中加入少量氢氧化钡固体，溶液中溶质的质量（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定

10、在一定温度下，将 2mol 气体 A 和 3mol 气体 B 充入一密闭容器中，发生反应：A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g) ，反应进行到 10min 时，测得 A 的物质的量为 1mol 。则 0 至 10min 内，B 的平均反应速率为？（ ）
A. 0.3mol/(L·min)
B. 0.6mol/(L·min)
C. 0.9mol/(L·min)
D. 1.2mol/(L·min)

11、对于反应 4A(g) + 5B(g) ⇌ 4C(g) + 6D(g)，在一定条件下达到平衡。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

12、在一定条件下，反应 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ 在 2L 密闭容器中进行，5min 内氨的质量增加了 1.7g，则反应速率为（ ）
A. v(H₂) = 0.03 mol/(L·min) B. v(N₂) = 0.02 mol/(L·min)
C. v(NH₃) = 0.17 mol/(L·min) D. v(NH₃) = 0.01 mol/(L·min)

13、在一定条件下，可逆反应 2NO₂ ⇌ N₂O₄ 达到平衡。在恒温恒容下，再充入一定量的 NO₂，则（ ）
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. 无法判断平衡移动方向

14、在配制一定物质的量浓度的溶液时，下列操作会使所配溶液浓度偏高的是（ ）
A. 未洗涤烧杯和玻璃棒
B. 定容时俯视刻度线
C. 转移溶液时有部分溶液溅出
D. 摇匀后发现液面低于刻度线，再加水至刻度线

15、在一定温度下，向一个容积为 2L 的密闭容器中通入 2mol SO₂和 1mol O₂ ，发生反应 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) ，2min 末测得容器内 SO₃ 的物质的量为 0.8mol ，则 2min 内 SO₂ 的平均反应速率为？（ ）
A. 0.2mol/(L·min)
B. 0.3mol/(L·min)
C. 0.4mol/(L·min)
D. 0.6mol/(L·min)

16、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

17、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

18、在 25℃时，向纯水中加入少量的 KHSO₄ 固体，则水的离子积常数（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定

19、在一定温度下，向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳气体，有晶体析出，该晶体是（ ）
A. 碳酸钠 B. 碳酸氢钠 C. 碳酸钠和碳酸氢钠 D. 无法确定

20、在 2A + B ⇌ 3C + 4D 反应中，若 v(A) = 0.6 mol/(L·s)，v(B) = 0.3 mol/(L·s)，v(C) = 0.9 mol/(L·s)，v(D) = 1.2 mol/(L·s)，则反应速率最快的是（ ）
A. v(A) B. v(B) C. v(C) D. v(D)

21、在 25℃时，将 pH = 2 的盐酸与 pH = 12 的氢氧化钠溶液等体积混合，混合后溶液的 pH 为（ ）
A. 7 B. 10 C. 5 D. 11

22、在标准状况下，11.2 L 某气体的质量为 14 g，该气体的摩尔质量为（ ）
A. 14 g/mol B. 28 g/mol C. 56 g/mol D. 71 g/mol

23、在一定温度下，向一个容积为 2L 的密闭容器中通入 1mol N₂和 3mol H₂，发生反应：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ，2min 末时，测得容器内氨气的浓度为 0.8mol/L ，则 2min 内氢气的平均反应速率为？（ ）
A. 0.6mol/(L·min)
B. 0.9mol/(L·min)
C. 1.2mol/(L·min)
D. 1.5mol/(L·min)

24、已知反应 A + B = C + D 的能量变化如图所示，下列说法正确的是？（ ）
（图中 E₁表示反应物的总能量，E₂表示生成物的总能量）
A. 该反应为吸热反应
B. 该反应为放热反应
C. 反应物的总键能大于生成物的总键能
D. 反应物的总能量高于生成物的总能量

25、已知反应：3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) ，在某温度下达到平衡，若 A 、B 、C 的起始浓度分别为 c₁ 、c₂ 、c₃ （均不为 0 ），且 c₁ : c₂ : c₃ = 3 : 1 : 2 ，则平衡时 A 、B 的转化率之比为？（ ）
A. 1 : 1
B. 3 : 1
C. 1 : 3
D. 无法确定

二、实验题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）设计实验研究浓度对化学平衡移动的影响，以氯化铁溶液与硫氰酸钾溶液的反应为例。准备不同浓度的氯化铁溶液、硫氰酸钾溶液、试管等，观察溶液颜色变化判断平衡移动方向。

2、（本题5分）开展实验研究不同浓度的氯化钠溶液对钢铁电化学腐蚀的防护作用。通过测量腐蚀电流、电位等参数，观察钢铁表面的腐蚀情况，分析氯化钠浓度对腐蚀防护效果的影响，探讨金属防护的方法和原理。

3、（本题5分）实施实验研究有机物的燃烧性质。选取甲烷、乙烯、乙炔等常见有机物，在氧气中燃烧，通过观察火焰颜色、生成产物等，分析不同有机物的含碳量与燃烧现象的关系，探讨有机物燃烧在能源利用和环境影响方面的意义。

4、（本题5分）设计实验研究不同表面处理方法对金属材料耐腐蚀性的影响。描述表面处理工艺的选择、腐蚀实验的设计、腐蚀程度的评估方法，讨论提高金属耐腐蚀性的有效途径。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）原电池中，铅电极和锡电极分别浸在硝酸铅溶液和氯化锡溶液中，铅电极的标准电极电势为 -0.13V，锡电极的标准电极电势为 -0.14V，若电池电动势为 0.01V，计算此时溶液中铅离子和锡离子的浓度比。

2、（本题5分）原电池中，锌电极和铁电极分别浸在硫酸锌溶液和硫酸亚铁溶液中，锌电极的标准电极电势为 -0.76 V，铁电极的标准电极电势为 -0.44 V，若电池电动势为 0.32 V，计算此时溶液中锌离子和亚铁离子的浓度比。

3、（本题5分）在 25℃时，将 0.007mol 的硫化亚铁固体加入到 350mL 水中，已知硫化亚铁的溶度积常数 Ksp = 3.7×10⁻¹⁹，计算溶液中亚铁离子和硫离子的浓度。

4、（本题5分）在 4 L 密闭容器中进行反应 3A(g) + 2B(g) ⇌ 5C(g)，起始时 A、B 的浓度分别为 3 mol/L 和 2 mol/L，8 s 后 B 的浓度变为 1 mol/L，计算 8 s 内 A 的平均反应速率和该反应的速率常数。

5、（本题5分）某有机物完全燃烧生成二氧化碳和水，已知燃烧消耗氧气的物质的量与生成二氧化碳的物质的量之比为 5:4，求该有机物可能的化学式。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）分析无机化学中铟的提取和精炼工艺。

2、（本题10分）论述化学中的羟醛缩合反应及其在有机合成中的重要性。

3、（本题10分）阐述高分子化学中聚合物的支化和交联对其物理性能的影响。

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