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2025年高职应用化工技术（化工反应工程）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40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8题，每题5分)
w1. 对于化学反应速率的描述，以下正确的是（ ）
A. 化学反应速率与反应物浓度无关
B. 化学反应速率只取决于反应温度
C. 化学反应速率与反应的活化能有关
D. 化学反应速率与反应体系的压力无关
w2. 反应级数为零级的反应，其特点是（ ）
A. 反应速率与反应物浓度成正比
B. 反应速率与反应物浓度无关
C. 反应速率随时间不断增加
D. 反应速率随时间不断减小
w3. 对于可逆反应，下列说法正确的是（ ）
A. 达到平衡时，反应物和生成物的浓度相等
B. 达到平衡时，正逆反应速率都为零
C. 平衡状态是一种动态平衡
D. 平衡状态下，反应停止进行
w4. 某反应的活化能为100kJ/mol，当温度从298K升高到308K时，反应速率常数约为原来的（ ）倍（已知R = 8.314J/(mol·K)）
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
w5. 在间歇反应器中进行某反应，反应物A的初始浓度为2mol/L，反应1小时后，A的浓度变为1mol/L，则该反应的平均反应速率为（ ）mol/(L·h)
A. 1
B. 2
C. 0.5
D. 1.5
w6. 对于一个化学反应，其反应热与下列哪个因素无关（ ）
A. 反应物和生成物的状态
B. 反应的途径
C. 反应的温度和压力
D. 反应物和生成物的化学计量数
w7. 下列哪种反应器适用于连续生产过程（ ）
A. 间歇反应器
B. 平推流反应器
C. 全混流反应器
D. 间歇釜式反应器
w8. 对于串联反应A→P→S，若目的产物是P，则适宜的反应器类型是（ ）
A. 间歇反应器
B. 平推流反应器
C. 全混流反应器
D. 平推流与全混流串联反应器

第II卷（非选择题，共60分）
w9. （10分）简述化学反应速率的影响因素，并举例说明。
w10. （15分）写出阿累尼乌斯方程，并说明其各项的含义。
w11. （15分）在间歇反应器中进行某一级不可逆反应A→P，反应速率常数k = 0.5min⁻¹，反应物A的初始浓度cA0 = 2mol/L。求反应进行到10min时，反应物A的浓度cA。
w12. （10分）材料：在某化工生产中，采用连续搅拌釜式反应器进行一个反应。已知该反应为二级反应，反应速率方程为r = kcA²，进料中反应物A的浓度cA0 = 1mol/L，反应速率常数k = 1L/(mol·min)，反应器体积V = 10L，进料流量q = 5L/min。求反应器出口处反应物A的浓度cA。
w13. （20分）材料：某化工过程中涉及一个可逆反应A + B⇌C + D，正反应速率常数k1 = 0.1mol/(L·min)，逆反应速率常数k2 = 0.05mol/(L·min)。初始时，反应物A和B的浓度均为2mol/L，生成物C 和D的浓度均为0。
（1）计算反应达到平衡时各物质的浓度。
（2）若在反应过程中，保持温度不变，增大反应物A的浓度，平衡将如何移动？请说明理由。

答案：
w1. C
w2. B
w3. C
w4. A
w5. A
w6. B
w7. B
w8. B
w9. 化学反应速率的影响因素主要有：浓度，增大反应物浓度，反应速率加快，如氢气与氧气反应，氢气浓度增大反应更剧烈；温度，升高温度，反应速率加快，例如加热分解碳酸钙，温度越高分解越快；催化剂，能降低反应活化能，加快反应速率，如合成氨反应中使用铁触媒。
w10. 阿累尼乌斯方程：k = Aexp(-Ea/RT)。其中k为反应速率常数，A为指前因子，与反应的频率有关；Ea为活化能，反映反应进行的难易程度；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。
w11. 对于一级不可逆反应，其积分式为ln(cA0/cA)=kt。已知k = 0.5min⁻¹，t = 10min，cA0 = 2mol/L，代入可得ln(2/cA)=0.5×10，ln(2/cA)=5，2/cA = e⁵，cA = 2/e⁵≈0.0135mol/L。
w12. 对于连续搅拌釜式反应器，有V/q=(cA0 - cA)/r。已知r = kcA²，cA0 = 1mol/L，k = 1L/(mol·min)，V = 10L，q = 5L/min，代入可得10/5=(1 - cA)/(1×cA²)，2=(1 - cA)/cA²，2cA² + cA - 1 = 0，解得cA = 0.5mol/L。
w13. （1）设平衡时A、B、C、D的浓度变化量分别为xmol/L。则平衡时cA = 2 - x，cB = 2 - x，cC = x，cD = x。根据平衡常数K = k1/k2 = 0.1/0.05 = 2，K = cC·cD/(cA·cB)=x²/(2 - x)² = 2，解得x = 1.17mol/L。所以平衡时cA = 0.83mol/L，cB = 0.83mol/L，cC = 1.17mol/L，cD = 1.17mol/L。
（2）增大反应物A的浓度，平衡将向右移动。因为增大反应物A的浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡向正反应方向移动，即向右移动。