河北北方学院《物理化学实验》2023-2024学年第二学期期末试卷.doc

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河北北方学院《物理化学实验》
2023-2024学年第二学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

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)

2、在一定温度下，将等物质的量的 A 、B 两种气体充入一密闭容器中，发生反应：A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g) ，当反应达到平衡时，测得 A 的转化率为 50% ，此时容器内的压强与起始时的压强之比为？（ ）
A. 3 : 4
B. 4 : 3
C. 3 : 5
D. 5 : 3

3、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

4、已知在 25℃时，水的离子积常数 Kw = 1.0×10⁻¹⁴ ，下列溶液一定呈中性的是？（ ）
A. pH = 7 的溶液
B. c(H⁺) = 1.0×10⁻⁷mol/L 的溶液
C. c(H⁺) = c(OH⁻) = 1.0×10⁻⁶mol/L 的溶液
D. 由等物质的量的强酸和强碱反应生成的溶液

5、在一定温度下，有可逆反应：A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g) ΔH > 0。现将 1 mol A 和 2 mol B 充入一密闭容器中进行反应，下列有关说法正确的是？（ ）
A. 反应达到平衡时，A、B、C 物质的量之比一定为 1 : 2 : 2
B. 达到平衡时，A 的转化率不可能达到 100%
C. 升高温度，A 的转化率增大，说明正反应是吸热反应
D. 若容器内压强不随时间变化，则反应达到平衡状态

6、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

7、在 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) + 4D(g)反应中，若 v(A) = 0.5 mol/(L·s)，则 v(D)为（ ）
A. 1 mol/(L·s) B. 2 mol/(L·s) C. 1.5 mol/(L·s) D. 0.8 mol/(L·s)

8、对于反应 A + 2B ⇌ 2C，若初始时 A、B 的浓度分别为 1 mol/L 和 2 mol/L，经过 2 秒后，A 的浓度变为 0.8 mol/L，则用 A 表示的反应速率为？（ ）
A. 0.1 mol/(L·s)
B. 0.2 mol/(L·s)
C. 0.3 mol/(L·s)
D. 0.4 mol/(L·s)

9、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 为（ ）
A. 7 B. 3.3 C. 10.7 D. 无法确定

10、在 2L 密闭容器中，发生反应 3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) ，若最初加入 A 和 B 的物质的量都是 4mol，A 的平均反应速率为 0.12mol/(L·s) ，则 10 秒钟后容器中 B 的物质的量为（ ）
A. 2.8mol B. 1.6mol C. 3.2mol D. 3.6mol

11、在一定温度下，有下列物质的量浓度均为 0.1 mol/L 的溶液：①NaHSO₄ ②CH₃COOH ③NH₄Cl ④Na₂CO₃ ⑤NaOH ，pH 由大到小的顺序是（ ）
A. ⑤＞④＞①＞③＞② B. ⑤＞④＞③＞①＞②
C. ⑤＞④＞③＞②＞① D. ④＞⑤＞③＞①＞②

12、在一定温度下，有 A、B 两个容器，A 是恒容密闭容器，B 是恒压密闭容器。两容器起始状态完全相同，均充入 2mol SO₂和 1mol O₂，在相同条件下发生反应：2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)。达到平衡时，A 容器中 SO₂的转化率为 p%，B 容器中 SO₂的转化率为 q%，则 p 和 q 的大小关系为？（ ）
A. p > q
B. p < q
C. p = q
D. 无法确定

13、在一定温度下，向容积固定的密闭容器中充入 2 mol A 和 1 mol B，发生反应 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g)，达到平衡时，C 的浓度为 1.2 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 2.4 mol/L B. 小于 2.4 mol/L C. 等于 2.4 mol/L D. 无法确定

14、在一定温度下，将等物质的量的气体 A 和气体 B 充入一密闭容器中，发生如下反应：A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体中 A 和 B 的物质的量之和与 C 的物质的量相等，则此时 A 的转化率为？（ ）
A. 40%
B. 50%
C. 60%
D. 70%

15、对于反应 4NH₃(g) + 5O₂(g) ⇌ 4NO(g) + 6H₂O(g) ，下列有关说法正确的是（ ）
A. 达到化学平衡时，4v 正(NH₃) = 5v 逆(O₂)
B. 增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小
C. 升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D. 达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再变化

16、在一定温度下，有可逆反应：2A(g) + B(g) ⇌ C(g) + 3D(g) ΔH < 0。现将 2 mol A 和 1 mol B 充入体积为 V L 的甲容器，将 4 mol A 和 2 mol B 充入体积为 2V L 的乙容器。一段时间后，两容器均达到平衡状态。下列说法正确的是？（ ）
A. 甲容器中 A 的转化率小于乙容器中 A 的转化率
B. 平衡时，甲容器中压强小于乙容器中压强
C. 平衡时，两容器中 C 的浓度相等
D. 平衡时，两容器内气体的平均相对分子质量相等

17、在一定温度下，有可逆反应：2A(g) + 3B(g) ⇌ 4C(g) ，达到平衡时，若 A 、B 、C 的浓度分别为 0.5mol/L 、0.1mol/L 、0.4mol/L ，则下列关系式正确的是？（ ）
A. K = 1/6
B. K = 6
C. K = 8/3
D. K = 3/8

18、在 2A + B ⇌ 3C + 4D 反应中，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)

19、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 为（ ）
A. 7 B. 10 C. 12 D. 无法确定

20、已知反应 A + 2B ⇌ 3C ，在一定条件下达到平衡，若增大压强，平衡向正反应方向移动，则下列说法正确的是？（ ）
A. A 为气体，B 、C 为非气体
B. A 、B 、C 均为气体
C. A 、B 为气体，C 为非气体
D. A 为非气体，B 、C 为气体

21、已知反应 A + 3B ⇌ 2C + D 在某段时间内以 A 的浓度变化表示的化学反应速率为 1 mol/(L·min)，则此段时间内以 C 的浓度变化表示的化学反应速率为？（ ）
A. 0.5 mol/(L·min)
B. 1 mol/(L·min)
C. 2 mol/(L·min)
D. 3 mol/(L·min)

22、在一定温度下，对于可逆反应：2NO(g) + O₂(g) ⇌ 2NO₂(g) ，达到平衡的标志是？（ ）
A. 单位时间内生成 2n mol NO 同时生成 n mol O₂
B. 容器内总压强不随时间变化
C. NO 、O₂ 、NO₂ 的物质的量浓度之比为 2 : 1 : 2
D. 混合气体的颜色不再变化

23、在一定温度下，有可逆反应：2A(g) + 2B(g) ⇌ C(g) + 3D(g)。现将 4 mol A 和 2 mol B 放入容积为 2 L 的密闭容器中，反应达到平衡时，C 的浓度为 0.6 mol/L。下列说法正确的是？（ ）
A. B 的平衡转化率为 40%
B. 平衡时 A 的浓度为 1.4 mol/L
C. 平衡时混合气体的平均相对分子质量为 40
D. 若在相同条件下，向该容器中充入 1 mol A、1 mol B、1 mol C 和 3 mol D，则平衡向正反应方向移动

24、在 2A + B ⇌ 3C + 4D 反应中，若 v(A) = 0.6 mol/(L·s)，v(B) = 0.4 mol/(L·s)，v(C) = 0.8 mol/(L·s)，v(D) = 1.2 mol/(L·s)，则该反应速率最快的是（ ）
A. v(A) B. v(B) C. v(C) D. v(D)

25、在一定条件下，合成氨反应 N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) 的平衡常数 K = 0.5，若将各物质的浓度都增大到原来的 2 倍，则平衡常数将（ ）
A. 增大到原来的 2 倍 B. 减小为原来的 1/2 C. 不变 D. 无法确定

26、已知反应 3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) + 2D(g) ，在四种不同情况下的反应速率分别为：（ ）
① v(A) = 0.15 mol/(L·s) ② v(B) = 0.01 mol/(L·s)
③ v(C) = 0.40 mol/(L·s) ④ v(D) = 0.45 mol/(L·s)
则该反应进行的快慢顺序为（ ）
A. ④＞③＞①＞② B. ④＞③＞②＞①
C. ②＞①＞③＞④ D. ②＞③＞①＞④

27、对于反应 4NH₃ + 5O₂ ⇌ 4NO + 6H₂O，若反应速率分别用 v(NH₃)、v(O₂)、v(NO)、v(H₂O)表示，则下列关系正确的是？（ ）
A. 4v(NH₃) = 5v(O₂)
B. 5v(O₂) = 6v(H₂O)
C. 2v(NH₃) = 3v(H₂O)
D. 4v(O₂) = 5v(NO)

28、在一定条件下，可逆反应 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)达到平衡。若增大压强，则 HI 的转化率（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定

29、下列哪种物质能与氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色？（ ）
A. 氯化亚铁溶液
B. 氯化铁溶液
C. 硫酸亚铁溶液
D. 硫酸铁溶液

30、对于反应：2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) ，在一定条件下达到平衡。若保持温度不变，将容器体积扩大一倍，此时 A 的浓度变为原来的 50% ，则？（ ）
A. 平衡向正反应方向移动
B. 平衡向逆反应方向移动
C. B 的转化率增大
D. C 的体积分数增大

二、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细论述分析化学中的分光光度法的测量误差及改进措施。

2、（本题5分）论述环境化学中地下水污染的来源、危害和防治措施。

3、（本题5分）论述无机化学中钛、钒等过渡金属元素的化合物在工业中的应用。

4、（本题5分）分析无机化学中铅、铋等元素的氧化还原性质特点。

5、（本题5分）从分子轨道对称性角度论述协同反应的机理。

三、实验题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）设计实验研究氯化铁溶液对碘化钾溶液氧化反应的催化作用。准备氯化铁溶液、碘化钾溶液等试剂，控制实验条件相同，通过测量反应生成碘单质的速率来比较有无氯化铁溶液时反应的快慢，分析氯化铁的催化机理，并说明实验中如何检测碘单质的生成量和反应时间的测量方法。

2、（本题5分）设计实验探究不同的溶剂组成对有机合成反应选择性和收率的影响。选择特定的有机合成反应，改变溶剂的组成比例，进行反应操作，分离和定量分析产物，研究溶剂组成对反应选择性和收率的优化策略。

3、（本题5分）设计实验研究不同浓度酸溶液对金属腐蚀速率的影响。准备相同的金属片，分别浸泡在不同浓度的酸溶液中，定期观察金属表面的腐蚀情况，测量质量损失，分析酸浓度与腐蚀速率的关系。

4、（本题5分）开展实验研究硝酸的分解产物。提供硝酸、加热装置、集气瓶、石蕊试液等，观察实验现象并检验产物。

5、（本题5分）设计一个实验来探究不同浓度的盐酸对锌与盐酸反应产生氢气速率的影响。要求准备一定量不同浓度的盐酸溶液、锌粒、集气瓶、秒表等实验器材，记录产生相同体积氢气所需的时间，分析浓度与反应速率的关系。

四、计算题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）有一浓度为 0.005 mol/L 的某一元弱酸溶液，其 pH 值为 5，计算该弱酸的电离常数 Ka 及电离度。

2、（本题10分）已知 298 K 时，0.4 mol/L 的醋酸溶液中醋酸根离子的浓度为 6.0×10⁻³ mol/L，计算醋酸的电离常数 Ka 和电离度。

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