2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)反應(yīng)原理在應(yīng)用化學(xué)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.對(duì)于一個(gè)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，判據(jù)ΔG<0表示（）。A.反應(yīng)速率很快B.反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行C.反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.反應(yīng)的熵變?chǔ)一定大于零2.已知反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)ΔH<0。為提高SO?的平衡產(chǎn)率，下列條件中首選的是（）。A.降低溫度和減小壓強(qiáng)B.升高溫度和增大壓強(qiáng)C.降低溫度和增大壓強(qiáng)D.升高溫度和減小壓強(qiáng)3.對(duì)于反應(yīng)aA+bB→pP+qQ，其反應(yīng)速率表達(dá)式為v=k·c?(A)·c?(B)。若將A和B的濃度都加倍，反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉淼模ǎ┍丁.a+bB.a·bC.2??D.2?+2?4.已知某反應(yīng)的活化能Ea=180kJ/mol，反應(yīng)溫度T=300K時(shí)的頻率因子A=1.0×1013s?1。根據(jù)阿倫尼烏斯方程，該反應(yīng)在300K時(shí)的指前因子（指前因子即為A）約為（）。（R=8.314J/(mol·K)）A.1.0×1013s?1B.1.0×101?s?1C.1.0×10?s?1D.1.0×10?3s?15.在一個(gè)恒溫密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)。當(dāng)達(dá)到平衡后，充入不參與反應(yīng)的惰性氣體，體系的平衡常數(shù)K和總壓強(qiáng)將發(fā)生怎樣的變化？（）A.K增大，總壓強(qiáng)增大B.K不變，總壓強(qiáng)增大C.K減小，總壓強(qiáng)減小D.K不變，總壓強(qiáng)減小6.對(duì)于反應(yīng)2NO?(g)?N?O?(g)ΔH<0，升高溫度將導(dǎo)致（）。A.正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小B.正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大C.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均增大，且正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)更大D.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)更大7.在恒容條件下，向一個(gè)充有理想氣體的容器中投入催化劑，對(duì)該氣相反應(yīng)的影響是（）。A.平衡常數(shù)K增大B.正逆反應(yīng)速率同等程度增大C.平衡發(fā)生移動(dòng)D.反應(yīng)的活化能Ea降低8.某反應(yīng)的活化能Ea=80kJ/mol。若反應(yīng)溫度從300K升高到310K（假設(shè)頻率因子A不變），該反應(yīng)的指前因子（指前因子即為A）將（）。A.增大B.減小C.不變D.無法判斷9.判斷一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，依據(jù)是（）。A.ΔH<0B.ΔS>0C.ΔG<0D.v>010.在工業(yè)生產(chǎn)中，選擇使用催化劑的主要目的是（）。A.改變反應(yīng)的平衡常數(shù)，提高產(chǎn)率B.降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間C.改變反應(yīng)的ΔH，降低反應(yīng)熱D.增大反應(yīng)的熵變，使反應(yīng)更容易進(jìn)行二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.對(duì)于放熱反應(yīng)（ΔH<0），升高溫度，平衡常數(shù)K________（填“增大”、“減小”或“不變”），正反應(yīng)速率________（填“增大”、“減小”或“不變”）。2.根據(jù)阿倫尼烏斯方程，反應(yīng)速率常數(shù)k與活化能Ea、溫度T和指前因子A的關(guān)系式為________。3.在恒溫恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向是________增加的方向。4.已知反應(yīng)2C(s)+O?(g)→2CO(g)ΔH=-221kJ/mol。則生成1molCO所放出的熱量為________kJ。5.對(duì)于氣相反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)，在恒溫恒容條件下，充入不參與反應(yīng)的惰性氣體，平衡常數(shù)K________（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡________（填“向右移動(dòng)”、“向左移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）。三、計(jì)算題（共40分）1.（10分）在800K時(shí)，反應(yīng)2SO?(g)?2SO?(g)+O?(g)的平衡常數(shù)為K=1.6×10?2。若在恒溫恒容的密閉容器中，起始投入2.0molSO?和1.0molO?，計(jì)算平衡時(shí)SO?的轉(zhuǎn)化率。（假設(shè)氣體為理想氣體）2.（10分）對(duì)于反應(yīng)A(g)+B(g)?C(g)，活化能Ea=180kJ/mol，指前因子A=1.0×1013s?1。已知298K時(shí)該反應(yīng)的速率常數(shù)k=5.0×10??mol?1·L·s?1。（R=8.314J/(mol·K)）請(qǐng)計(jì)算該反應(yīng)的活化熵ΔS?。（提示：活化焓ΔH?=Ea-RTln(k/A)）3.（10分）某放熱反應(yīng)的活化能Ea=150kJ/mol。在300K時(shí)，反應(yīng)的速率常數(shù)k?=1.0×10??s?1。為了使反應(yīng)速率提高10倍，需要將反應(yīng)溫度提高到多少？假設(shè)指前因子A不變。（R=8.314J/(mol·K)）4.（10分）在一個(gè)恒壓反應(yīng)器中，進(jìn)行反應(yīng)C(s)+H?O(g)?CO(g)+H?(g)ΔH=41.2kJ/mol。初始投入1.0mol碳和水蒸氣1.5mol。若反應(yīng)在500K下進(jìn)行，計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)H?O的轉(zhuǎn)化率。（假設(shè)碳的量過量，且氣體為理想氣體。已知500K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.76）四、簡答題（共20分）1.（10分）簡述勒夏特列原理的內(nèi)容，并舉例說明如何在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用勒夏特列原理來提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率。2.（10分）比較活化能和反應(yīng)熱（ΔH）在概念上的區(qū)別。為什么使用催化劑不能改變一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)？---試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.A9.C10.B二、填空題1.減??；增大2.k=A*exp(-Ea/(RT))3.吉布斯自由能G4.110.55.不變；不移動(dòng)三、計(jì)算題1.解：設(shè)平衡時(shí)SO?轉(zhuǎn)化率為x。2SO?(g)?2SO?(g)+O?(g)起始(mol)：02.01.0變化(mol)：-2x+2x+x平衡(mol)：02.0-2x1.0+x(V不變，物質(zhì)的量之比等于濃度之比)平衡濃度(mol/L)：0(2.0-2x)/V(1.0+x)/VK=[(2x/V)2*(x/V)]/[(2.0-2x)/V]2=x3/(2.0-2x)2K=1.6×10?21.6×10?2=x3/(2.0-2x)2由于x較小，可近似認(rèn)為2.0-2x≈2.0，則：1.6×10?2≈x3/2.02x3≈1.6×10?2*4.0x3≈6.4×10?2x≈(6.4×10?2)^(1/3)≈0.39x≈39%答：SO?的轉(zhuǎn)化率約為39%。2.解：已知：Ea=180kJ/mol=180000J/molT?=298Kk?=5.0×10??mol?1·L·s?1A=1.0×1013s?1R=8.314J/(mol·K)T?=?k?=10*k?=5.0×10?3mol?1·L·s?1根據(jù)Arrhenius方程：ln(k?/k?)=(Ea/R)*(1/T?-1/T?)ln(5.0×10?3/5.0×10??)=(180000/8.314)*(1/298-1/T?)ln(10)=(21657.6)*(1/298-1/T?)2.302=21657.6*(1/298-1/T?)1/298-1/T?=2.302/21657.6≈0.0001061/T?≈1/298-0.0001061/T?≈0.003356-0.0001061/T?≈0.003250T?≈1/0.003250≈308K答：需要將反應(yīng)溫度提高到約308K。3.解：已知：Ea=150kJ/mol=150000J/molT?=300Kk?=1.0×10??s?1k?=10*k?=1.0×10??s?1A=常數(shù)T?=?R=8.314J/(mol·K)根據(jù)Arrhenius方程：ln(k?/k?)=(Ea/R)*(1/T?-1/T?)ln(1.0×10??/1.0×10??)=(150000/8.314)*(1/300-1/T?)ln(10)=(18085.9)*(1/300-1/T?)2.302=18085.9*(1/300-1/T?)1/300-1/T?=2.302/18085.9≈0.00012741/T?≈1/300-0.00012741/T?≈0.003333-0.00012741/T?≈0.0032056T?≈1/0.0032056≈312K答：需要將反應(yīng)溫度提高到約312K。4.解：設(shè)平衡時(shí)H?O轉(zhuǎn)化率為x。C(s)+H?O(g)?CO(g)+H?(g)起始(mol)：1.01.500變化(mol)：0-x+x+x平衡(mol)：1.01.5-xxx(P不變，分壓之比等于物質(zhì)的量之比)分壓比=物質(zhì)的量比P_H?O(平)=(1.5-x)PP_CO(平)=xPP_H?(平)=xPP_C(s)=1.0(固態(tài)，不參與氣體分壓計(jì)算)K=(P_CO(平)*P_H?(平))/P_H?O(平)K=[(xP)*(xP)]/[(1.5-x)P]=x2/(1.5-x)已知K=0.760.76=x2/(1.5-x)0.76(1.5-x)=x21.14-0.76x=x2x2+0.76x-1.14=0使用求根公式x=[-b±sqrt(b2-4ac)]/(2a)a=1,b=0.76,c=-1.14x=[-0.76±sqrt(0.762-4*1*(-1.14))]/(2*1)x=[-0.76±sqrt(0.5776+4.56)]/2x=[-0.76±sqrt(5.1376)]/2x=[-0.76±2.268]/2x?=(-0.76+2.268)/2=1.508/2=0.754x?=(-0.76-2.268)/2=-3.028/2=-1.514轉(zhuǎn)化率x必須為0到1之間的正數(shù)，故x?無物理意義，舍棄。x=0.754答：H?O的轉(zhuǎn)化率約為75.4%。四、簡答題1.答：勒夏特列原理的內(nèi)容是：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)或溫度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。舉例：工業(yè)上合成氨N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)ΔH<0，該反應(yīng)是體積縮小的放熱反應(yīng)。為了提高氨的產(chǎn)率，可以采取高壓和低溫的條件。高壓有利于平衡向體積減小的方向移動(dòng)，提高氨的產(chǎn)率；低溫有利于平衡向放熱方向移動(dòng)，提高氨的產(chǎn)率。工業(yè)上通常在高溫（催化劑活性最佳的溫度，約800K）下進(jìn)行，但會(huì)及時(shí)將生成的氨液化移走，以降低體系氨的濃度，使平衡持續(xù)向生成氨的方向移動(dòng)