2025年高职应用化工技术（化工反应工程）试题及答案

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.2B.3C.4D.5w5.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.1B.2C.0.5D.1.5w6.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.Cw2.Bw3.Cw4.Aw5.Aw6.Bw7.Bw8.Bw9.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=