2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——熱化學(xué)與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析考試時(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)的代表字母填寫在答題紙上。）1.下列過(guò)程中，系統(tǒng)的熵增加的是（）。A.水在恒溫恒壓下蒸發(fā)為水蒸氣B.硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫C.鹽水溶液在恒溫恒壓下蒸發(fā)出部分水D.氦氣在恒溫恒壓下由密閉鋼瓶充入真空容器2.根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是（）。A.系統(tǒng)吸收熱量，其內(nèi)能一定增加B.系統(tǒng)對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減少C.一個(gè)放熱且熵增加的過(guò)程一定能自發(fā)進(jìn)行D.吉布斯自由能變（ΔG）是判斷反應(yīng)自發(fā)性的唯一標(biāo)準(zhǔn)3.已知反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)在298K時(shí)ΔH=-197kJ·mol?1。則該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熵變?chǔ)°<0。（）A.正確B.錯(cuò)誤4.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)2A+B→C，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)速率為v(A)，則v(B)與v(A)的關(guān)系為（）。A.v(B)=v(A)B.v(B)=2v(A)C.v(B)=v(A)/2D.v(B)=k*[A]2*[B]5.升高反應(yīng)溫度，下列敘述正確的是（）。A.正逆反應(yīng)速率都減小B.正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小C.正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向吸熱方向移動(dòng)D.正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向放熱方向移動(dòng)6.催化劑能改變反應(yīng)速率的主要原因是（）。A.改變了反應(yīng)的活化能B.改變了反應(yīng)的焓變C.改變了反應(yīng)的平衡常數(shù)D.改變了反應(yīng)的熵變7.對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）。A.ΔH<0的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行B.ΔS>0的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行C.ΔG<0的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行D.正反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能8.已知反應(yīng)2NO?(g)?N?O?(g)的ΔH<0。為了提高NO?的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施是（）。A.升高溫度B.降低壓力C.使用催化劑D.及時(shí)移走N?O?9.根據(jù)阿倫尼烏斯方程，當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k的變化趨勢(shì)是（）。A.增大B.減小C.不變D.可能增大也可能減小10.某反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，該反應(yīng)的級(jí)數(shù)是（）。A.0級(jí)B.1級(jí)C.2級(jí)D.3級(jí)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題紙上。）1.在恒容條件下，系統(tǒng)吸收了100J的熱量，同時(shí)內(nèi)能增加了150J，則系統(tǒng)對(duì)外做功為______J。2.判斷反應(yīng)自發(fā)性的依據(jù)是______判據(jù)。3.對(duì)于反應(yīng)2A+3B→2C，其速率表達(dá)式可表示為v=k[A]^m[B]^n，若m=1，n=2，則該反應(yīng)對(duì)A為______級(jí)，對(duì)B為______級(jí)，總反應(yīng)級(jí)數(shù)為______級(jí)。4.活化能是______反應(yīng)所需的最低能量。5.已知某反應(yīng)的活化能為100kJ·mol?1，反應(yīng)溫度為300K，根據(jù)阿倫尼烏斯方程，其指前因子A的單位為______。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共10分。請(qǐng)將答案填寫在答題紙上。）1.簡(jiǎn)述蓋斯定律的內(nèi)容及其應(yīng)用意義。2.簡(jiǎn)述影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要外部因素。四、計(jì)算題（共50分。請(qǐng)將計(jì)算過(guò)程和結(jié)果填寫在答題紙上。）1.（10分）已知下列反應(yīng)的數(shù)據(jù)：2H?(g)+O?(g)→2H?O(l)ΔH?=-571.6kJ·mol?1H?O(l)→H?O(g)ΔH?=44.0kJ·mol?1計(jì)算反應(yīng)2H?(g)+O?(g)→2H?O(g)的焓變?chǔ)。2.（10分）將0.1mol·L?1的A溶液與0.1mol·L?1的B溶液等體積混合，發(fā)生反應(yīng)2A+B→C。反應(yīng)10分鐘后，測(cè)得A的濃度為0.06mol·L?1。假設(shè)反應(yīng)速率方程為v=k[A][B]，計(jì)算該反應(yīng)的速率常數(shù)k。3.（15分）對(duì)于反應(yīng)A+B→P，已知在300K時(shí)，活化能E?a=150kJ·mol?1，在350K時(shí)，正反應(yīng)速率是300K時(shí)的8倍。計(jì)算該反應(yīng)的活化能E?a和速率常數(shù)k?（以指數(shù)形式表示）。（假設(shè)指前因子A不隨溫度變化）4.（15分）某反應(yīng)的速率方程為v=1.2×10?3mol·L?1·s?1×[X]2[Y]，反應(yīng)在500K進(jìn)行時(shí)，X的初始濃度為0.1mol·L?1，Y的初始濃度為0.2mol·L?1。計(jì)算：（1）反應(yīng)對(duì)X的級(jí)數(shù)和Y的級(jí)數(shù)。（2）該反應(yīng)的總反應(yīng)級(jí)數(shù)。（3）反應(yīng)速率。（4）若Y的濃度加倍，而X的濃度不變，反應(yīng)速率將變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？（5）若要使反應(yīng)速率提高為原來(lái)的16倍，X和Y的濃度應(yīng)如何調(diào)整（保持原濃度比不變）？試卷答案一、選擇題1.A2.C3.B4.C5.C6.A7.C8.B9.A10.B二、填空題1.-502.吉布斯自由能3.一；二；三4.正向5.mol·L?1·s?1(或m2·s?2·mol?1)三、簡(jiǎn)答題1.蓋斯定律內(nèi)容：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的總焓變只取決于反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，而與反應(yīng)所經(jīng)歷的具體途徑無(wú)關(guān)。應(yīng)用意義：可以借助已知反應(yīng)的焓變，計(jì)算無(wú)法直接測(cè)量的反應(yīng)焓變，簡(jiǎn)化熱化學(xué)數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算。2.影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要外部因素：濃度、溫度、催化劑、反應(yīng)物接觸面積（或表面積）、壓力（對(duì)于氣體反應(yīng)）。四、計(jì)算題1.解：反應(yīng)2H?(g)+O?(g)→2H?O(l)ΔH?=-571.6kJ·mol?1反應(yīng)H?O(l)→H?O(g)ΔH?=44.0kJ·mol?1目標(biāo)反應(yīng)：2H?(g)+O?(g)→2H?O(g)目標(biāo)反應(yīng)=反應(yīng)1+反應(yīng)2ΔH(目標(biāo))=ΔH?+ΔH?=-571.6kJ·mol?1+44.0kJ·mol?1=-527.6kJ·mol?1答：反應(yīng)2H?(g)+O?(g)→2H?O(g)的焓變?chǔ)為-527.6kJ·mol?1。2.解：反應(yīng)2A+B→C初始濃度：[A]?=0.1mol·L?1,[B]?=0.1mol·L?110分鐘后：[A]=0.06mol·L?1反應(yīng)消耗[A]=0.1-0.06=0.04mol·L?1根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)，消耗[B]=(1/2)*0.04=0.02mol·L?110分鐘后[B]=0.1-0.02=0.08mol·L?1平均速率v(A)=Δ[A]/Δt=(0.04mol·L?1)/(10min)=0.004mol·L?1·min?1平均速率v(B)=Δ[B]/Δt=(0.02mol·L?1)/(10min)=0.002mol·L?1·min?1由于v(A)=-1/2*(d[A]/dt),v(B)=-1/1*(d[B]/dt)，且速率表達(dá)式為v=k[A][B]所以，k=v/[A][B]=v(A)/[A]*[B]=(0.004mol·L?1·min?1)/(0.06mol·L?1*0.08mol·L?1)k=0.004/(0.0048)mol?1·L·min?1=0.833mol?1·L·min?1答：該反應(yīng)的速率常數(shù)k為0.833mol?1·L·min?1。3.解：根據(jù)阿倫尼烏斯方程：k=A*exp(-Ea/RT)在300K時(shí)：k?=A*exp(-E?a/(R*300))在350K時(shí)：k?=A*exp(-E?a/(R*350))已知k?=8*k?，代入得：8*k?=A*exp(-E?a/(R*350))k?=A*exp(-E?a/(R*300))兩式相除：(8*k?)/k?=[exp(-E?a/(R*350))]/[exp(-E?a/(R*300))]8=exp((-E?a/(R*350))-(-E?a/(R*300)))8=exp((E?a-E?a)*(300-350)/(R*350*300))8=exp((E?a-E?a)/(-50R))ln(8)=(E?a-E?a)/(50R)E?a-E?a=50R*ln(8)R=8.314J·mol?1·K?1E?a-E?a=50*8.314*ln(8)≈50*8.314*2.079≈860.4J·mol?1≈0.86kJ·mol?1E?a=E?a-0.86kJ·mol?1=150kJ·mol?1-0.86kJ·mol?1=149.14kJ·mol?1k?=A*exp(-150000/(8.314*300))=A*exp(-150000/2494.2)=A*exp(-60.14)答：該反應(yīng)的活化能E?a為149.14kJ·mol?1，速率常數(shù)k?為A*exp(-60.14)。4.解：（1）速率方程為v=1.2×10?3mol·L?1·s?1×[X]2[Y]。反應(yīng)對(duì)X的級(jí)數(shù)是方括號(hào)內(nèi)[X]的指數(shù)，為2，即n=2。反應(yīng)對(duì)Y的級(jí)數(shù)是方括號(hào)內(nèi)[Y]的指數(shù)，為1，即m=1。（2）總反應(yīng)級(jí)數(shù)是各反應(yīng)物級(jí)數(shù)之和，n+m=2+1=3。（3）反應(yīng)速率v=1.2×10?3mol·L?1·s?1×[X]2[Y]=1.2×10?3mol·L?1·s?1×(0.1mol·L?1)2×(0.2mol·L?1)v=1.2×10?3×0.01×0.2mol·L?1·s?1=2.4×10??mol·L?1·s?1（4）若Y的濃度加倍，即[Y]變?yōu)?×0.2=0.4mol·L?1，X的濃度不變。新速率v'=1.2×10?3×[X]2×(0.4)=1.2×10?3×(0.1)2×(0.4)=1.2×10?3×0.01×0.4mol·L?1·s?1=4.8×10??mol·L?1速率變化倍數(shù)=v'/v=(4.8×10??)/(2.4×10??)=2（5）要使反應(yīng)速率提高為原來(lái)的16倍，即v''=16*v=16*2.4×10??=3.84×10??mol·L?1新速率v''=1.2×10?3×[X]2×[Y]''=3.84×10??[Y]''=(3.84×10??)/(1.2×10?3×(0.1)2)=3.84×10??/(1.2