工程化学习题答案

2022-05-25 06:43:36   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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第一章

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。 5rSm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。 :①× ②√ ③× ④× ⑤× ⑥√

6. 已知下列反应的平衡常数:

o

H2g)+S(s = H2S(g K1

o S(s)+O2g)= SO2g K2

则反应:H2(g)+SO2g) = O2(g) H2Sg)的平衡常数是下列中的哪一个?

ooo o2)KooK1o/Ko 1)K1K24)1K 3K/K1 222答:⑷

7 根据平衡移动原理,讨论下列反应:

o

rHm(29815K>0 2Cl2(g)2H2Og =4HClg)+O2g

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 : (1)O2 H2O 的物质的量 2)加 O2 HCl 的物质的量 3) O2 O2的物质的量 4)增大容器的体积 H2O 的物质的量 (5)减小容器的体积 Cl2 的物质的量 (6)减小容器的体积 Cl2 的分压 (7)减小容器的体积 Ko 不变 8)升高温度 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: (1MnO2s)2 H2g Mn(s)+2H2O(g

o So951 JK1mol1 rHm 36.4 kJ·rmmol1

o

2)MnO2(s)2 C(s Mn(s)+2CO(g

o So1

rHm2990 kJ·mol1 rm362.9 JKmol-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?

ΘΘΘΘ

答:① T H/S = 364/0.0951 = 382.8K; T H/S = 299/03629 =


823.9K

第一种好

o9 应用公式Go(T)Ho(T)TSo(T),计算下列反应的rGm(298.15K)值,并判断rmrmrm

反应在29815K及标准态下能否自发向右进行.

8Als 3Fe3O4s) 4 Al2O3s 9 Fe(s

答:GΘ = 4(15823) - 3(10154) = -3283kJ/mol 0 自发进行 OR G= 33476 29815(—0.2163) = -328311kJ/mol < 0 自发进行

10 通过计算说明下列反应:

2CuO(s Cu2O(s 1/2O2g)

1)在常温(298.15K)、标准态下能否自发进行? (2)700K时、标准态下能否自发进行?

Θ Θ

: H= -16862-1573 = 146 kJ/mol; S= 931 + ½(2052)2×426

= 110.5 J/mol.K

Θ

G= 146 298.15×0.1105 = 113.05 kJ/mol 0 不能自发

Θ

GΘ = 146 700×01105 = 68.56 kJ/mol >0 不能自发

o

11 将空气中的N2(g变成各种含氮的化合物的反应叫做固氮反应.根据fGm计算下列3

种固氮反应的rGmK,并从热力学角度分析选择哪个反应最好? N2(g)O2g 2NOg

Θ

2N2g)O2g) 2N2Og) GN2O) = 1036 kJ/mol

oo

N2(g)3H2 2NH3g)

Θ

答:G= 2×86.6 = 173.2 kJ/mol

K=exp-173.2/0.008314×29815] = exp(—69.872 = 452×10 GΘ = 2×1036 = 2072 kJ/mol

K=exp[2072/0008314×29815 = exp(83588 = 499×10GΘ = 2×(—164 = -32.8kJ/mol

K=exp32.8/(0008314×29815 = exp(13232 = 5.58×10 12 749K条件下,在密闭容器中进行下列反应: COgH2Og = CO2(g)+H2g) Kc26求: 1)H2OCO物质的量之比为1,CO的转化率为多少? 2)H2OCO物质的量之比为3,CO的转化率为多少? 3)根据计算结果,你能得出什么结论? :CO(g)H2O(g) = CO2(g)H2(g 1x 1x x x

5

37

-31


1y 3y y y

Kc

x22.6=0617

2.6;x

(1x)212.6

222y2

2.6; y =26(3-4y+y)1.6y+65y+4875=0

(1y)(3y)

K

c

2

y = 6.56.544.875=0865 =865

2

结论:增加水,提高了CO的转化率.

15. 29815K及标准态下,以下两个化学反应:

-1o

1)H2Ol 1/2O2g H2O2(l(rGm11053KJmol>0 -1o2)Zns)+1/2O2(g ZnOs) rGm)2=-3183KJmol0

可知前者不能自发进行,若把两个反应耦合起来: Zns)+H2Ol O2g ZnOs) H2O2(aq

不查热力学数据,请问此耦合反应在29815K下能否自发进行?为什么? :GΘ = (1053-3183 = 213 kJ/mol <0 自发进行

第二章

P38

18. 计算0.050 mol·L-1 HClO溶液中的[H+][ClO]HClO的解离度.Ka=398×10

答:H+]=ClO]=

8

-5

-8

3.98108

8.92104 3.98100.05=446×10

0.05

19 奶油腐败变质后分解产物中含有恶臭的丁酸(C3H7COOH)今含有01 mol丁酸的0

20升溶液,测得pH = 250,求丁酸的解离常数K

oa



(102.5)2-5

答:Ka=201×10

2.5

0.510



20 已知HAc pK

oao

4.75NH3·H2OpKb4.74,求下列各溶液的pH值:

1010 mol·L-1 HAc 2010 mol·L-1 NH3·H2O 3015 mol·L-1 NH4Cl 40.15mol·L1 NaAc 答: pH=pKalgc/2=2875 pOH=287pH=1113

pKa=926pH=(9.26-lg015)/2=504

pKb=14475=925;pOH=9.25-lg015/2=5037pH=896

21 10dm3 0.20 mol·L1 HAc溶液中,要加入多少克无水NaAc才能使溶液的pH = 4.20 :CAc=175×10×0.2/10

-5

-4.2

=0.05547mol/L;NaAc 005547×23+24+3+32=4.55g


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