2025年大學(xué)《數(shù)理基礎(chǔ)科學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)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.下列哪個(gè)狀態(tài)函數(shù)的變化量只與系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與變化過程無關(guān)？A.焓(H)B.熵(S)C.吉布斯自由能(G)D.體積(V)2.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的不可逆過程，其系統(tǒng)的熵變(ΔS_系統(tǒng))和環(huán)境的熵變(ΔS_環(huán)境)的總和總是：A.大于零B.小于零C.等于零D.無法確定3.在恒溫恒壓條件下，判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的關(guān)鍵是：A.反應(yīng)速率是否快B.反應(yīng)的焓變(ΔH)是否為負(fù)C.反應(yīng)的熵變(ΔS)是否為正D.吉布斯自由能變(ΔG)4.對(duì)于一個(gè)氣相反應(yīng)2A(g)?B(g)，在恒容條件下，升高溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。根據(jù)勒夏特列原理，該正反應(yīng)的熵變(ΔS_反應(yīng))應(yīng)該：A.大于零B.小于零C.等于零D.無法判斷5.已知反應(yīng)C(s)+H?O(g)?CO(g)+H?(g)在1000K時(shí)的平衡常數(shù)K<0xE2><0x82><0x96>為0.73。該溫度下，該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變(ΔG°)是：A.正值B.負(fù)值C.零D.無法確定6.對(duì)于一個(gè)二級(jí)反應(yīng)A→產(chǎn)品，若初始濃度為amol/L，半衰期(t?/?)為t，則當(dāng)反應(yīng)物濃度降至a/4mol/L時(shí)，所需時(shí)間：A.t/2B.tC.3t/2D.2t7.活化能(Ea)是指：A.反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需吸收的最低能量B.反應(yīng)物平均能量與產(chǎn)物平均能量之差C.過渡態(tài)狀態(tài)函數(shù)D.反應(yīng)熱(ΔH)8.根據(jù)碰撞理論，提高反應(yīng)速率的主要途徑不包括：A.升高反應(yīng)物濃度B.降低反應(yīng)物濃度C.升高溫度D.使用催化劑9.對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的物理吸附，吸附等溫線更符合：A.Langmuir吸附等溫式B.Freundlich吸附等溫式C.BET吸附等溫式D.Freundlich吸附等壓式10.已知反應(yīng)A→P的活化能E_a為80kJ/mol，反應(yīng)的焓變?chǔ)為-40kJ/mol。則該反應(yīng)的表觀活化能(E_a')是：A.40kJ/molB.80kJ/molC.120kJ/molD.-40kJ/mol二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.在恒定溫度下，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向是_______的方向，其吉布斯自由能變(ΔG)的標(biāo)志是_______。2.克勞修斯-克拉佩龍方程描述了_______相平衡的溫度和壓力關(guān)系，其定積分形式為_______。3.反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的_______或產(chǎn)物濃度的_______來表示。4.阿倫尼烏斯方程表明，反應(yīng)速率常數(shù)(k)與溫度(T)的關(guān)系為_______，其中E_a是活化能，A是指前因子。5.對(duì)于氣相反應(yīng)2NO(g)+O?(g)?2NO?(g)，在恒溫恒容條件下，向體系中通入惰性氣體，其平衡常數(shù)K<0xE2><0x82><0x96>_______，平衡位置_______。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共10分。）1.簡(jiǎn)述勒夏特列原理的內(nèi)容及其適用條件。2.簡(jiǎn)要說明活化能和反應(yīng)速率常數(shù)之間的關(guān)系。四、計(jì)算題（每小題10分，共30分。）1.反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)在627K時(shí)，平衡常數(shù)為K<0xE2><0x82><0x96>=2.50x10?。計(jì)算該溫度下，若體系中的SO?、O?和SO?的分壓分別為0.100atm、0.050atm和0.400atm，反應(yīng)的吉布斯自由能變(ΔG)是多少？（R=0.08206L·atm·K?1·mol?1）2.將0.500mol的反應(yīng)物A在300K時(shí)進(jìn)行分解，測(cè)得反應(yīng)在前10分鐘內(nèi)經(jīng)歷了60%的轉(zhuǎn)化。假設(shè)該反應(yīng)對(duì)A為一級(jí)，計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)k和半衰期t?/?。3.已知反應(yīng)A+B→P的活化能E_a為150kJ/mol，若正反應(yīng)的焓變?chǔ)<0xE2><0x82><0x90>=-80kJ/mol。計(jì)算該反應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能E_a<0xE2><0x82><0x91>。---試卷答案一、選擇題1.A2.A3.D4.A5.B6.B7.A8.B9.A10.C二、填空題1.吉布斯自由能減?。恍∮诹?.氣體；ΔlnP=-ΔH/R*(1/T)+C3.降低；增加4.k=A*exp(-E_a/RT)5.不變；不移動(dòng)三、簡(jiǎn)答題1.答：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓力或溫度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。適用條件：可逆反應(yīng)、平衡受到外界條件干擾。2.答：活化能是反應(yīng)物分子必須克服的能量壁壘?；罨茉礁?，達(dá)到活化狀態(tài)的分子比例越低，反應(yīng)速率常數(shù)越??；反之，活化能越低，反應(yīng)速率常數(shù)越大。它們是決定反應(yīng)速率快慢的關(guān)鍵因素。四、計(jì)算題1.解：1.計(jì)算反應(yīng)商Q_p：Q_p=(P_SO?)2/(P_SO?)2*P_O?=(0.400)2/(0.100)2*0.050=16*0.050=0.82.比較Q_p和K<0xE2><0x82><0x96>：Q_p(0.8)<K<0xE2><0x82><0x96>(2.50x10?)說明反應(yīng)正向進(jìn)行。3.計(jì)算ΔG：ΔG=ΔG°+RTlnQ_pΔG=-RTlnK<0xE2><0x82><0x96>+RTlnQ_pΔG=RTln(Q_p/K<0xE2><0x82><0x96>)ΔG=(8.314J/mol·K)*(627K)*ln(0.8/2.50x10?)ΔG=5.206x103J/mol*ln(0.0000032)ΔG=5.206x103J/mol*(-11.914)ΔG≈-6.21x10?J/molΔG≈-621kJ/mol答案：ΔG≈-621kJ/mol2.解：1.計(jì)算反應(yīng)速率v：v=(ΔC_A/Δt)=(0.60*C?)/10min=(0.60*0.500mol/L)/10min=0.030mol/L·min2.計(jì)算速率常數(shù)k：k=v/C?=0.030mol/L·min/0.500mol/L=0.060min?13.計(jì)算半衰期t?/?：t?/?=ln(2)/k=0.693/0.060min?1≈11.55min答案：k=0.060min?1,t?/?≈11.55min3.解：1.根據(jù)反應(yīng)熱與活化能的關(guān)系：E_a<0xE2><0x82><0x90>=E_a<0xE2><0x82><0x91>+ΔH<0xE2><0x82><0x90>2.代入已知數(shù)值：150kJ/mol