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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。 (5)rSm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:
o
H2(g)+S(s) = H2S(g) K1
o S(s)+O2(g)= SO2(g) K2
则反应:H2(g)+SO2(g) = O2(g)+ H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个?
ooo o(2)KooK1o/Ko (1)K1-K2(4)1K (3)K/K1 222答:⑷
7。 根据平衡移动原理,讨论下列反应:
o
; rHm(298。15K)>0 2Cl2(g)+2H2O(g) =4HCl(g)+O2(g)
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O2 H2O 的物质的量 ↑ (2)加 O2 HCl 的物质的量 ↓ (3)加 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: (1)MnO2(s)+2 H2(g) Mn(s)+2H2O(g)
o So=95。1 JK—1mol—1 rHm= 36.4 kJ·rmmol—1,
o
(2)MnO2(s)+2 C(s) Mn(s)+2CO(g)
o So—1
rHm=299。0 kJ·mol—1 rm=362.9 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 = 36。4/0.0951 = 382.8K; ② T 〉 △H/△S = 299/0。3629 =
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298。15K及标准态下能否自发向右进行.
8Al(s) +3Fe3O4(s) 4 Al2O3(s) +9 Fe(s)
答:△GΘ = 4(—1582。3) - 3(1015。4) = -3283。kJ/mol 〈 0 自发进行 OR △G= —3347。6 – 298。15(—0.2163) = -3283。11kJ/mol < 0 自发进行
10。 通过计算说明下列反应:
2CuO(s) Cu2O(s) +1/2O2(g)
(1)在常温(298.15K)、标准态下能否自发进行? (2)在700K时、标准态下能否自发进行?
Θ Θ
答: △H= -168。6—2(-157。3) = 146 kJ/mol; △S= 93。1 + ½(205。2)–2×42。6
= 110.5 J/mol.K
Θ
① △G= 146 — 298.15×0.1105 = 113.05 kJ/mol 〉0 不能自发
Θ
② △GΘ = 146 — 700×0。1105 = 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rGm及K,并从热力学角度分析选择哪个反应最好? N2(g)+O2(g) 2NO(g)
Θ
2N2(g)+O2(g) 2N2O(g) △G(N2O) = 103。6 kJ/mol
oo
N2(g)+3H2 2NH3(g)
Θ
答:①△G= 2×86.6 = 173.2 kJ/mol;
K=exp[-173.2/(0.008314×298。15)] = exp(—69.872) = 4。52×10 ②△GΘ = 2×103。6 = 207。2 kJ/mol;
K=exp[—207。2/(0。008314×298。15)] = exp(—83。588) = 4。99×10③△GΘ = 2×(—16。4) = -32.8kJ/mol;
K=exp[32.8/(0。008314×298。15)] = exp(—13。232) = 5.58×10 12。 在749K条件下,在密闭容器中进行下列反应: CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g) Kc=2。6求: (1)当H2O与CO物质的量之比为1时,CO的转化率为多少? (2)当H2O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)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g) 1—x 1—x x x
5
—37
-31
1—y 3—y y y ①
Kc
x22.6=0。617
2.6;x
(1x)212.6
222y2
2.6; y =2。6(3-4y+y);1.6y+6。5y+4。875=0
(1y)(3y)
②K
c
2
y = 6.56.544.875=0。865 =86。5%
2
③ 结论:增加水,提高了CO的转化率.
15. 在298。15K及标准态下,以下两个化学反应:
-1o
(1)H2O(l) +1/2O2(g) H2O2(l),(rGm)1=105。3KJmol>0 -1o(2)Zn(s)+1/2O2(g) ZnO(s), (rGm)2=-318。3KJmol〈0
可知前者不能自发进行,若把两个反应耦合起来: Zn(s)+H2O(l) +O2(g) ZnO(s) +H2O2(aq)
不查热力学数据,请问此耦合反应在298。15K下能否自发进行?为什么? 答:△GΘ = (105。3-318。3) = —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—]和HClO的解离度.Ka=3。98×10
答:[H+]=[ClO—]=
8
-5
-8
3.98108
8.92104 3.98100.05=4。46×10;
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0。1 mol丁酸的0。
20升溶液,测得pH = 2。50,求丁酸的解离常数K
oa
。
(102.5)2-5
答:Ka=2。01×10
2.5
0.510
20。 已知HAc的 pK
oao
4.75,NH3·H2O的pKb4.74,求下列各溶液的pH值:
1)0。10 mol·L-1 HAc 2)0。10 mol·L-1 NH3·H2O 3)0。15 mol·L-1 NH4Cl 4)0.15mol·L—1 NaAc 答:① pH=(pKa—lgc)/2=2。875 ② pOH=2。87;pH=11。13
③ pKa=9。26;pH=(9.26-lg0。15)/2=5。04
④ pKb=14—4。75=9。25;pOH=(9.25-lg0。15)/2=5。037;pH=8。96
21 1。0dm3 0.20 mol·L—1 HAc溶液中,要加入多少克无水NaAc才能使溶液的pH = 4.20? 答:CAc—=1。75×10×0.2/10
-5
-4.2
=0.05547mol/L;需NaAc: 0。05547×(23+24+3+32)=4.55g
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