2025年大学本科（化学工程与工艺）化学反应工程试题及答案

2025年大学本科（化学工程与工艺）化学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30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10题，每题3分）w1.下列关于化学反应速率的说法，正确的是（）A.化学反应速率是指反应物浓度的减少或生成物浓度的增加B.化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/LC.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显D.根据反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢w2.反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol/L。对此反应速率的表示正确的是（）A.用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min)B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3:2:1C.在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol/(L·min)D.在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的w3.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1mol/(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.0.5mol/(L·min)B.1mol/(L·min)C.2mol/(L·min)D.3mol/(L·min)w4.对于可逆反应2SO₂+O₂⇌2SO₃，在混合气体中充入一定量的¹⁸O₂，足够长的时间后，¹⁸O原子（）A.只存在于O₂中B.只存在于O₂和SO₃中C.只存在于O₂和SO₂中D.存在于O₂、SO₂和SO₃中w5.一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g)⇌H₂(g)+I₂(g)。若c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L时，需要15s，那么c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L时，所需反应的时间为（）A.等于5sB.等于10sC.大于10sD.小于１0sw6.在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY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.容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2D.单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZw7.下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是（）A.在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B.当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变C.化学平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、压强无关D.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度w8.已知反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)；ΔH＜0。现有甲、乙两个容积相同的恒容容器。在500℃和有催化剂存在下，向甲中加入2molSO₂和1molO₂，向乙中加入2molSO₃，并同时开始发生反应。当两容器中反应分别达到平衡后，维持条件不变，则（）A.平衡时，甲中SO₂的转化率一定等于乙中SO₃的分解率B.从开始反应到平衡，甲中反应放出的热量与乙中反应吸收的热量数值上一定相等C.平衡时，甲、乙两容器中混合气体平均相对分子质量一定相等D.从反应开始到刚好建立平衡时所用时间甲一定等于乙w9.对于反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)+4D(g)，下列数据是用不同物质的浓度变化表示的反应速率，其中反应进行得最快的是（）A.v(A)=0.5mol/(L·min)B.v(B)=0.3mol/(L·min)C.v(C)=0.8mol/(L·min)D.v(D)=1.0mol/(L·min)w10.一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c₁、c₂、c₃（均不为零），达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L，则下列判断正确的是（）A.c₁:c₂=3:1B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2:3C.X、Y的转化率不相等D.c₁的取值范围为0＜c₁＜0.14mol/L第II卷（非选择题，共70分）w11.（10分）在2L密闭容器中进行反应：mX(g)+nY(g)⇌pZ(g)+qQ(g)，式中m、n、p、q为化学计量数。在0～3min内，各物质物质的量的变化如下表所示：|物质|X|Y|Z|Q||----|----|----|----|----||起始/mol|0.7|1|2min末/mol|0.8|2min内的变化量/mol|0.Δn₂|0.4|0.8|0.8||3min末/mol|0.5|0.2|1.2|1.6|（1）试确定以下物质的相关量：起始时n(Y)=______mol，n(Q)=______mol；（2分）（2）方程式中m=______，n=______，p=______，q=______；（4分）（3）用Z表示2min内的反应速率为______。（4分）w12.（15分）将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A):c(B)=3:5，C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)。求：（1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B的物质的量；（5分）（2）B的平均反应速率；（5分）（3）x的值。（5分）w13.（15分）某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。（1）由图中的数据分析，该反应的化学方程式为________________；（5分）（2）反应开始至2min、5minZ的平均反应速率分别为______；（5分）（3）5min后Z的生成速率______（填“大于”、“小于”或“等于”）5min末Z的消耗速率。（5分）w14.（15分）在一定温度下，把2体积N₂和6体积H₂通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图）。容器中发生以下反应：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)（正反应放热），若反应达到平衡后，测得混合气体为7体积。据此回答下列问题：（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的体积分数仍与上述平衡时完全相同，那么：①若a=1，c=2，则b=______。在此情况下，反应起始时将向______反应方向进行（填“正”或“逆”）。（5分）②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是______。（5分）（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是______，原因是______。（5分）w15.（15分）在一定温度下，向一个容积不变的容器中，加入3molSO₂和2molO₂及固体催化剂，使之反应：2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)；ΔH=-196.6kJ/mol。平衡时容器内气体压强为起始时的90%。（1）加入3molSO₂和2molO₂发生反应达到平衡时，放出的热量为______kJ。（5分）（2）保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质改为amolSO₂、bmolO₂、cmolSO₃（a、b、c均不为零），欲使平衡时SO₃的体积分数为2/9，①达到平衡时，Ⅰ、Ⅱ两途径放出的热量______（填序号）。（5分）A.一定相等B.前者一定小C.前者大于或等于后者②a、b、c必须满足的关系是______、______（一个用a、c表示，另一个用b、c表示）。（5分）答案：w1.Dw2.Bw3.Cw4.Dw5.Cw6.Bw7.CDw8.Cw9.Bw10.Dw11.（1）1.3；0；（2）1；4；2；4；（3）0.2mol/(L·min)w12.（1）A的浓度为0.75mol/L，开始前A、B物质的量均为3mol；（2）v(B)=0.0