山西大学《化工原理实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《化工原理实验》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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．）1、在一定条件下，密闭容器中发生反应：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，达到平衡时，N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为3mol、9mol、6mol。若保持温度和容积不变，再向容器中充入3molN₂、9molH₂、6molNH₃，此时平衡（）A.向正反应方向移动B.向逆反应方向移动C.不移动D.无法判断2、对于反应2A(g)+B(g)⇌4C(g)，在恒温恒容条件下，达到平衡的标志是（）A.单位时间内生成2nmolA，同时生成nmolBB.容器内气体的密度不再变化C.A、B、C的浓度之比为2:1:4D.容器内气体的压强不再变化3、在一定条件下，可逆反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)，△H<0达到平衡后，升高温度，则（）A.正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B.正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C.正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动4、在标准状况下，11.2L某气体的质量为14g，该气体的摩尔质量为（）A.14g/molB.28g/molC.56g/molD.71g/mol5、在一定温度下，向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体，有碳酸氢钠晶体析出，这是因为（）A.碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠B.生成的碳酸氢钠质量比碳酸钠大C.溶液中碳酸钠的质量分数变小D.溶液中碳酸钠的物质的量浓度变小6、在一定温度下，向密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂，发生反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，达到平衡时，若再向容器中通入1molSO₂、1molO₂和1molSO₃，则平衡（）A.向正反应方向移动B.向逆反应方向移动C.不移动D.无法判断7、在一定温度下，向一个容积固定的密闭容器中充入2molNO2发生反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)，达到平衡时，容器内压强为起始时的4/5。则此时NO2的转化率为？（）A.20%B.40%C.60%D.80%8、在一定温度下，可逆反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是（）A.单位时间内生成2nmolA，同时生成nmolBB.A、B、C的浓度不再变化C.容器内压强不再变化D.以上都是9、在2A(g)+B(g)⇌3C(g)+4D(g)反应中，若v(A)=0.5mol/(L·s)，则v(D)为（）A.1mol/(L·s)B.2mol/(L·s)C.1.5mol/(L·s)D.0.8mol/(L·s)10、在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是（）A.C生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数之比为1:3:211、在25℃时，某溶液中c(H⁺)=1×10^-6mol/L，则该溶液的pH为（）A.6B.8C.4D.1012、某原电池总反应的离子方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，能实现该反应的原电池是？（）A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl₃溶液B.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO₃)₃溶液C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe₂(SO₄)₃溶液D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO₄溶液13、在一定温度下，向一个容积为2L的密闭容器中通入1molN₂和3molH₂，发生反应：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，2min末时，测得容器内氨气的浓度为0.8mol/L，则2min内氢气的平均反应速率为？（）A.0.6mol/(L·min)B.0.9mol/(L·min)C.1.2mol/(L·min)D.1.5mol/(L·min)14、在恒温恒容条件下，对于可逆反应2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)，达到平衡后，再向容器中通入一定量的NO₂，重新达到平衡时，与第一次平衡相比，NO₂的转化率将？（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定15、在2A+B⇌3C+4D反应中，若v(A)=0.6mol/(L·s)，v(B)=0.3mol/(L·s)，v(C)=0.9mol/(L·s)，v(D)=1.2mol/(L·s)，则反应速率最快的是（）A.v(A)B.v(B)C.v(C)D.v(D)16、在25℃时，将pH=2的盐酸与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合，混合后溶液的pH约为（）A.7B.10C.2.3D.11.717、已知在一定温度下，下列反应的平衡常数：H2(g)+S(s)⇌H2S(g)K1；S(s)+O2(g)⇌SO2(g)K2。则在相同温度下，反应H2(g)+SO2(g)⇌O2(g)+H2S(g)的平衡常数为？（）A.K1+K2B.K1-K2C.K1/K2D.K2/K118、在2A+B⇌3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是（）A.v(A)=0.5mol/(L·s)B.v(B)=0.3mol/(L·s)C.v(C)=0.8mol/(L·s)D.v(D)=1mol/(L·s)19、在一定温度下，将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)，2min末达到平衡状态，生成0.8molD。下列说法正确的是（）A.x=2B.B的平衡浓度为0.8mol/LC.A的平均反应速率为0.3mol/(L·min)D.平衡时A与B的转化率相等20、在0.1mol/L的Na₂S溶液中，下列离子浓度关系不正确的是（）A.c(Na⁺)=2c(S²⁻)B.c(OH⁻)=c(H⁺)+c(HS⁻)+2c(H₂S)C.c(Na⁺)+c(H⁺)=c(OH⁻)+c(HS⁻)+2c(S²⁻)D.c(Na⁺)>c(S²⁻)>c(OH⁻)>c(H⁺)二、实验题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）进行实验探究在不同温度和催化剂存在下，生物质（如纤维素、木质素）的热解过程和产物分布。通过热重分析、气相色谱-质谱联用等技术，分析热解温度、催化剂种类和用量对生物质转化为气体、液体和固体产物的比例和成分的影响，探讨生物质热解在能源生产和化工原料制备中的应用。2、（本题5分）请设计实验探究化学反应的热力学性质。选择一个化学反应，通过测量反应过程中的温度变化、焓变、熵变等参数，分析反应的热力学可行性和自发性，解释实验中如何测量和计算这些热力学参数，同时探讨热力学性质在化学反应研究中的重要意义。3、（本题5分）进行实验探究弱碱的电离平衡及其影响因素。选取一种弱碱，如氨水，改变溶液的温度、浓度和外加物质等条件，通过测量溶液的pH值变化来研究电离平衡的移动，总结实验现象并得出结论，说明如何通过实验结果判断电离平衡的移动方向。4、（本题5分）设计实验研究不同催化剂对同一化学反应速率的影响。选取一个具体的化学反应，如双氧水分解，使用不同的催化剂，测定反应速率，比较催化效果。5、（本题5分）请设计实验探究影响化学反应速率的多个因素的协同作用。选择一个化学反应，如过氧化氢的分解反应，同时改变温度、反应物浓度、催化剂用量等多个因素，测量反应速率，通过数据分析得出多个因素对反应速率的协同影响规律，并解释如何设计实验来有效地研究多因素的相互作用和优化反应条件。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在4L密闭容器中进行反应3A(g)+2B(g)⇌5C(g)，起始时A、B的浓度分别为3mol/L和2mol/L，8s后B的浓度变为1mol/L，计算8s内A的平均反应速率和该反应的速率常数。2、（本题5分）在25℃时，某浓度的醋酸钠溶液的pH=8，计算该溶液中醋酸的电离常数Ka。3、（本题5分）有一原电池，其电池反应为Al+3Ag⁺=Al³⁺+3Ag，若铝电极和银电极的标准电极电势分别为-1.66V和0.80V，计算该原电池在25℃时的电动势。4、（本题5分）某一弱酸HA的浓度为0.12mol/L，电离