2025年大学第一学年（冶金原理）冶金热力学基础测试题及答案

2025年大学第一学年（冶金原理）冶金热力学基础测试题及答案

（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：本卷共20小题，每小题2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。请将正确答案的序号填在括号内。1.下列关于冶金热力学基础的说法，正确的是（）A.冶金过程中化学反应的方向和限度只与温度有关B.吉布斯自由能变大于零的反应一定不能自发进行C.标准状态下，反应的平衡常数只与温度有关D.化学反应的热效应与反应途径有关2.已知某反应在298K时的标准吉布斯自由能变为-100kJ/mol，则该反应在298K时（）A.一定能自发进行B.一定不能自发进行C.处于平衡状态D.无法判断是否能自发进行3.对于反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)，下列说法正确的是（）A.增大A的浓度，平衡正向移动B.增大压强，平衡正向移动C.升高温度，平衡一定正向移动D.加入催化剂，平衡正向移动4.某反应的平衡常数K与温度T的关系为lnK=-2000/T+2.0，则该反应的标准摩尔反应焓变（kJ/mol）为（）A.-2000B.-2.0C.2000D.2.05.下列物质中，标准生成吉布斯自由能为零的是（）A.O₂(g)B.H₂O(l)C.CO₂(g)D.Fe(s)6.对于一个化学反应，下列说法错误的是（）A.反应的活化能越大，反应速率越慢B.升高温度，反应速率一定加快C.加入催化剂，反应速率加快D.反应的速率常数只与温度有关7.已知反应A+B⇌C+D的平衡常数K=1.0，在某温度下，向一密闭容器中加入1molA和1molB，反应达到平衡时，C的物质的量为（）A.0.5molB.1molC.0.25molD.0.75mol8.下列关于化学反应热效应的说法，正确的是（）A.化学反应的热效应只与反应物和生成物的状态有关B.反应热等于反应的焓变C.放热反应的热效应为负值D.吸热反应的热效应为正值9.对于反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，下列措施能提高N₂转化率的是（）A.升高温度B.增大压强C.加入催化剂D.增大N₂的浓度10.已知某反应的标准摩尔反应焓变为-50kJ/mol，标准摩尔反应熵变为-100J/(mol·K)，则该反应在298K时的标准吉布斯自由能变为（kJ/mol）（）A.-20.4B.20.4C.-79.6D.79.611.下列关于平衡常数的说法，正确的是（）A.平衡常数越大，反应进行得越彻底B.平衡常数只与温度有关，与浓度、压强等无关C.对于同一反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数D.以上说法都正确12.对于反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，下列说法正确的是（）A.增大SO₂的浓度平衡正向移动，SO₂的转化率增大B.增大压强平衡正向移动，SO₂的转化率增大C.升高温度平衡正向移动，SO₂的转化率增大D.加入催化剂平衡正向移动，SO₂的转化率增大13.已知反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)的平衡常数K=1.0，在某温度下，向一密闭容器中加入2molA和2molB，反应达到平衡时，A的转化率为（）A.25%B.50%C.75%D.100%14.下列关于化学反应速率的说法，正确的是（）A.化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加B.化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示C.对于同一反应，不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比D.以上说法都正确15.已知反应2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)在一定温度下达到平衡，若保持温度不变，将容器体积缩小一半，则（）A.平衡正向移动B.平衡逆向移动C.平衡不移动D.无法判断平衡移动方向16.对于反应C(s)+H₂O(g)⇌CO(g)+H₂(g)，下列说法正确的是（）A.增大C的量，平衡正向移动B.增大压强，平衡逆向移动C.升高温度，平衡正向移动D.加入催化剂，平衡正向移动17.已知某反应的标准摩尔反应焓变为100kJ/mol，标准摩尔反应熵变为200J/(mol·K)，则该反应能自发进行的温度范围是（K）（）A.T>500B.T<500C.T>1000D.T<100018.下列关于化学平衡移动的说法，正确的是（）A.改变温度，化学平衡一定发生移动B.改变浓度，化学平衡一定发生移动C.改变压强，化学平衡一定发生移动D.加入催化剂，化学平衡一定发生移动19.对于反应2HI(g)⇌H₂(g)+I₂(g)，下列说法正确的是（）A.增大HI的浓度平衡正向移动，HI的转化率增大B.增大压强平衡不移动，HI的转化率不变C.升高温度平衡正向移动，HI的转化率增大D.加入催化剂平衡正向移动，HI的转化率增大20.已知反应A(g)+2B(g)⇌C(g)的平衡常数K=1.0，在某温度下，向一密闭容器中加入1molA、2molB和1molC，反应达到平衡时，B的物质的量为（）A.1molB.大于1molC.小于1molD.无法确定第II卷（非选择题共60分）21.（10分）答题要求：请简要回答下列问题。（1）简述吉布斯自由能变与化学反应方向和限度的关系。（2）写出标准平衡常数的表达式，并说明其与温度、压力、浓度的关系。22.（10分）答题要求：请回答下列问题。对于反应2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g)，在一定温度下，将0.4molNO、0.2molO₂和0.4molNO₂放入容积为2L的密闭容器中。（1）计算该反应的初始浓度。（2）若反应达到平衡时，NO₂的浓度为0.2mol/L，求该反应的平衡常数K（保留两位小数）。23.（10分）答题要求：请回答下列问题。已知反应CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)在800K时的平衡常数K=1.0。（1）若起始时c(CO)=0.01mol/L，c(H₂O)=0.03mol/L，c(CO₂)=0.02mol/L，c(H₂)=0.02mol/L，判断反应进行的方向。（2）若要使CO的转化率达到80%，求起始时c(CO)与c(H₂O)的比值。24.（15分）材料：在冶金过程中，常常涉及到各种化学反应，这些反应的进行受到温度、压力、浓度等因素的影响。例如，在炼铁过程中，铁矿石中的氧化铁与一氧化碳发生反应生成铁和二氧化碳。答题要求：请根据上述材料，回答下列问题。（1）写出炼铁过程中氧化铁与一氧化碳反应的化学方程式。（2）分析该反应在不同条件下（如温度、压力、浓度）对反应速率和平衡的影响。（3）如何提高该反应中铁的产率？25.（15分）材料：某冶金反应A+B⇌C+D，在一定温度下达到平衡。改变某些条件后，平衡发生了移动。答题要求：请根据上述材料，回答下列问题。（1）若增大A的浓度，平衡如何移动？简述原因。（2）若升高温度，平衡向正反应方向移动，该反应是吸热反应还是放热反应？说明理由。（3）若减小压强，平衡向逆反应方向移动，判断A、B、C、D的状态（气态、液态或固态）。答案：1.C2.A3.B4.A5.A6.D7.A8.C9.B10.A11.D12.B13.B14.D15.A16.B17.A18.A19.B20.C21.（1）吉布斯自由能变小于零，反应能自发进行；等于零，反应处于平衡状态；大于零，反应不能自发进行。（2）对于反应aA+bB⇌cC+dD，标准平衡常数Kθ=[p(C)/pθ]^c·[p(D)/pθ]^d/[p(A)/pθ]^a·[p(B)/pθ]^b。只与温度有关，与压力、浓度无关。22.（1）c(NO)=0.2mol/L，c(O₂)=0.1mol/L，c(NO₂)=0.2mol/L。（2）平衡时c(NO)=0.1mol/L，c(O₂)=0.05mol/L，K=4.00。23