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工程化学习题答案

5. 下列说法是否正确?
(1)质量作用定律适用于任何化学反应。

(2)反应速率常数取决于反应温度,与反应物的浓度无关。

(3)放热反应均是自发反应。

(4)要加热才能进行的反应一定是吸热反应。

(5)r m S ∆为负值的反应均不能进行。

(6)冰在室温下自动融化成水,是熵增加起了作用。

答:①× ②√ ③× ④× ⑤× ⑥√
6. 已知下列反应的平衡常数:
H 2(g)+S(s) = H 2S(g) o
1K
S(s)+O 2(g)= SO 2(g) o 2
K 则反应:H 2(g)+SO 2(g) = O 2(g)+ H 2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个?
(1)o 1K -o 2K (2)o 1K o 2K (3)o 2K /o 1K (4)o
1K /o 2K 答:⑷
7. 根据平衡移动原理,讨论下列反应:
2Cl 2(g)+2H 2O(g) =4HCl(g)+O 2(g); o
r m H ∆()>0
将四种气体混合后,反应达平衡时,若进行下列各项操作,对平衡数值各有何影响(操作项
目中没有注明的是指温度不变、体积不变)?
操作项目 平衡数值 答: (1)加O 2 H 2O 的物质的量 ↑ (2)加 O 2 HCl 的物质的量 ↓ (3)加 O 2 O 2的物质的量 ↑ (4)增大容器的体积 H 2O 的物质的量 ↓ (5)减小容器的体积 Cl 2 的物质的量 ↑ (6)减小容器的体积 Cl 2 的分压 ↑ (7)减小容器的体积 o K 不变 (8)升高温度 o
K ↑ (9)升高温度 HCl 的分压 ↑ (10)加催化剂 HCl 的物质的量 不变 8.由二氧化锰制备金属锰可采用下列两种方法,两方应在25℃时的也附于后: (1)MnO 2(s)+2 H 2(g) Mn(s)+2H 2O(g)
o r m H ∆= kJ·mol -1,
o r m S ∆= J
K
-1
mol -1
(2)MnO 2(s)+2 C(s) Mn(s)+2CO(g) o
r m H ∆=
kJ·mol -1,
o r m S ∆= J
K
-1
mol -1
试通过计算确定以上两个反应在25℃,100KPa 下的反应方向。

如果考虑工作温度愈低愈好,试问采取哪种方法较好?
答:① T > △H Θ/△S Θ = = ; ② T > △H Θ/△S Θ
= 299/ = 第一种好
9. 应用公式o o o r m r m r m
()()()G T H T T S T ∆=∆-∆,计算下列反应的o r m (298.15K)G ∆值,并判断反应在及标准态下能否自发向右进行。

8Al(s) +3Fe 3O 4(s) 4 Al 2O 3(s) +9 Fe(s) 答:△G Θ = 4 - 3 = mol < 0 自发进行
OR △G Θ
= – = mol < 0 自发进行
10. 通过计算说明下列反应:
2CuO(s) Cu 2O(s) +1/2O 2(g)
(1)在常温、标准态下能否自发进行? (2)在700K 时、标准态下能否自发进行?
答: △H Θ = = 146 kJ/mol ; △S Θ
= + ½–2× = J/
① △G Θ
= 146 - × = kJ/mol >0 不能自发
② △G Θ = 146 - 700× = kJ/mol >0 不能自发
11. 将空气中的N 2(g)变成各种含氮的化合物的反应叫做固氮反应。

根据o
f m G ∆计算下列3
种固氮反应的o r m G ∆及o
K ,并从热力学角度分析选择哪个反应最好? N 2(g)+O 2(g) 2NO(g)
2N 2(g)+O 2(g) 2N 2O(g) △G Θ
(N 2O) = kJ/mol
N 2(g)+3H 2
2NH 3(g)
答:①△G Θ
= 2× = kJ/mol ;
K=exp[×] = exp = ×10-31
②△G Θ = 2× = kJ/mol ; K=exp[×] = exp = ×10-37
③△G Θ = 2× = mol ; K=exp[×] = exp = ×105
12. 在749K 条件下,在密闭容器中进行下列反应: CO (g)+H 2O(g) = CO 2(g)+H 2(g) K c =求:
(1)当H 2O 与CO 物质的量之比为1时,CO 的转化率为多少? (2)当H 2O 与CO 物质的量之比为3时,CO 的转化率为多少? (3)根据计算结果,你能得出什么结论? 答:CO (g)+H 2O(g) = CO 2(g)+H 2(g) 1-x 1-x x x 1-y 3-y y y ①
6
.216.2;6.2)1(2
2+==-=x x x K c θ
= ②6
.2)
3)(1(2
=--=
y y y K c
θ; y 2 =(3-4y+y 2);++=0 y = 2
875.445.65.62
⨯--= =%
③ 结论:增加水,提高了CO 的转化率。

15. 在及标准态下,以下两个化学反应:
(1)H 2O(l) +1/2O 2(g) H 2O 2(l ),(o
r m G ∆)1=-1KJ mol ⋅>0 (2)Zn(s)+1/2O 2(g) ZnO(s), (o r m G ∆)2=--1KJ mol ⋅<0
可知前者不能自发进行,若把两个反应耦合起来: Zn(s)+H 2O(l) +O 2(g) ZnO(s) +H 2O 2(aq)
不查热力学数据,请问此耦合反应在下能否自发进行?为什么? 答:△G Θ = = -213 kJ/mol <0 自发进行
第二章
P38
18. 计算 mol·L -1
HClO 溶液中的[H +
]、[ClO -]和HClO 的解离度。

Ka=×10
-8
答:[H +
]=[ClO -]=05.01098.38
⨯⨯-=×10-5
;481092.805
.01098.3--⨯=⨯=α
19. 奶油腐败变质后分解产物中含有恶臭的丁酸(C 3H 7COOH )。

今含有 mol 丁酸的0.20升
溶液,测得pH = ,求丁酸的解离常数o a
K。

答:5
.225.210
5.0)10(---=θ
a K =×10-5
20. 已知HAc 的 o a p 4.75K
=,NH 3·H 2O 的o b p 4.74K =,求下列各溶液的pH 值:
1) mol·L -1 HAc 2) mol·L -1
NH 3·H 2O 3) mol·L -1
NH 4Cl 4)·L -1
NaAc 答:① pH=(pK a -lgc)/2= ② pOH=;pH=
③ pK a =;pH= pK b ==;pOH=;pH=
21
mol·L -1 HAc 溶液中,要加入多少克无水NaAc 才能使溶液的pH = ? 答:C Ac-=×10-5
×=L ;需NaAc: ×(23+24+3+32)=4.55g
22. 在100mL
mol·L -1
氨水中溶入氯化铵1.07 g 后,溶液的pH 值为多少?在此溶液中再
加入100mL 水后,pH 值有何变化? 答:pH=14-(pK b -lgC b /C s )=+lg ××=;
加水后Cb/Cs 不变,pH 不变。

23 欲配制500mL
pH 为且NH 4+
浓度为 mol·L -1
的NH 3·H 2O-NH 4Cl 缓冲溶液,需要密度为0.904
g·mL,含NH 3 %的浓氨水多少立方厘米?固体NH 4Cl 多少克? 答:[NH 3·H 2O]=1×10-5
/×10-5
=,
V=
%
26904.017
5.055
6.0⨯⨯⨯=;m=1××=26.8g
P64
1、1 错 2 对 3 错 4 错 6、
(1)1 减小 2增大 3 减小 (2)减小
(3)等于摩尔质量之比 8 、吸氧
第三章
2(1)>=3 (2)1 (3)-+1/2 (4)0 4
A Cs
B Sr
C Se
D Cl (1)A,B,C,D (2)DCBA (3)DCBA
(4)ABCD
(5)6,0,0,-+1/2,
5,0,0,-+1/2 4,0,0,-+1/2 3,0,0,-+1/2。

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