华中科技大学工程化学试卷2008(大一下)

《工程化学》试卷(2010.6)

班级 学号 姓名 成绩

(可能用到的基本物理常数：R ＝8.31J·1·1，F ＝96500C·1)

一、填空题（每空0.5分，计20分）

1、已知反应2H 2O(g)=2H 2(g)2(g)，?=483.6?1 , 则?(H 2)= -241.81

2、在密闭容器中进行的反应A(s)+2B(g)=2G(g)(g)，?H ?＜0，达到平衡后，若单独发生下列

情况时，K ?和平衡如何变化：

(1) 加入反应物A(s)，K ? 不变 ，平衡 右移 ；

(2) 增大体积，K ? 不变 ，平衡 右移 ；

(3) 升高温度，K ? 降低 ，平衡 右移 。

3、298K 下，对于反应：N 2 (g )+3H 2(g ) = 23(g )，?θ= -92.2 ?1，若降低温度，则：?θ 基本不

变 ，?θ 基本不变 ，?θ 增大 。（增大、减小或基本不变）

4、一元弱酸的稀溶液，加水稀释，的解离度将 增加 ，溶液的c () 将 减小 ，的解离

常数将 不变 。

5、物质H 2O 和H 24-的共轭酸分别是 H 3(或) 、 H 34 ，其共轭碱分别是 、

32- 。 6、原电池是把 化学 能转化为 电 能的装置；负极发生 氧化 反应，正极发生

还原 反应，电子由 负（或阳） 极流向 正（或阴） 极。

7、已知)/(2-Cl Cl θ?=1.358V ；)/(2-I I θ?= 0.5355V ；)/(23++Fe Fe θ?=0.771V ，则上述电对中，最强的氧化剂是 2 ，最强的还原剂是 。

8、29元素原子的核外电子排布式为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 ，有 1 个未成对电

子，2+的外层电子构型为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 9 ，未成对电子数为 1 。

9、在的饱和溶液中(含未溶解的固体)加入，的溶解度将 下降 ；若加入3·H 2O ，则的溶

解度将 变大 ，生成的产物为 [(3)2]+(或[(3)2]) 。

10、8O 原子的核外电子分布式是 1s 22s 22p 4 ；O 原子以 不等性3 杂化轨道与H 原

子结合成H 2O 分子；H 2O 分子的空间构型为 V 字形（或折线形） ，其晶体属于 分子 晶体；由于H 2O 分子间存在 氢键 ，使其熔点比同族氢化物的熔点 高 。

11、在反应活化能测定实验中，对某一反应通过实验测得有关数据，按与1作图，所得直线

斜率为-3655.9，该反应的活化能为701。

12、为弱碱，该弱碱在25℃时解离常数为 2.78×10-11。（25℃，()=3.6×10-4）

二、选择题（每小题1分，计20分；每题只有1个正确答案）

1、已知(s)→()()在25℃时2的溶液中的离子浓度是6的溶液中离子浓度的（D ）

A、4倍

B、40倍

C、4000倍

D、10000倍

2、298K，稳定态单质的0（ B ）

A、等于零

B、大于零

C、小于零

D、以上三种情况均可能

3、反应C(s)2(g)→2(g)的△0<0，欲增加正反应速率，下列措施肯定无用的是（D ）

A、增加O2的分压

B、升温

C、加催化剂

D、减少2的分压

4、下列反应(1)N2O4(g) ═ 22(g) K1θ

(2)1/2N2O4(g) ═2(g) K2θ

(3)22(g) ═ N2O4(g) K3θ

它们的标准平衡常数之间的关系正确的是（C ）

A、K1θ2θ3θ

B、K1θ=1/2K2θ=2K3θ

C、K3θ=11θ=(12θ)2

D、K1θ=2K2θ=1/4K3θ

5、杂化轨道认为，H2O分子中的氧原子提供的成键轨道是（D ）

A、等性2杂化轨道

B、不等性2杂化轨道

C、等性3杂化轨道

D、不等性3杂化轨道

6、欲使原电池反应(s)+2() = 2+()+2(s)的电动势增加，可采取的措施有( B )

A、增加2+浓度

B、增加浓度

C、增大电极面积

D、降低浓度

7、根据φθ()=0.80V, φθ(2)=0.34V,标准态下能还原但不能还原2+的还原剂与其对应的氧化态组成的电对的标准电极电势φθ值所在的范围为（D ）

A、大于0.80V

B、小于0.34V

C、大于0.80V或小于0.34V

D、0.34V～0.80V

8、若升高温度后，反应的Kθ值升高，则此反应（A ）

A、△θ>0

B、△θ<0

C、△θ>0

D、△θ<0

9、298K，下列反应的△θ等于(S)的△θ的为（B ）

A、2(s)2(g) ═ 2(s)

B、(s)+1/22(g) ═ (s)

C、(s)(g) ═(s)

D、()() ═ (s)

10、已知298K时，(s)+ 1/2O2(g)(s) △θ351.5 (l)+ 1/2O2(g)(s) △θ90.8，则反应(s)(s)(l)(s)

的△θ为（D ）

A、442.3

B、260.7

C、–442.3

D、-260.7

11、在将4的溶液中加入等体积的水，其为（D ）

A、8

B、42

C、4+2

D、42

12、热力学标准状态规定温度为（ D ）

A、0 K

B、273 K

C、298 K

D、无规定；

13、下列电对中，φθ最大的是（D ）

A、φθ((3)2)

B、φθ(()2)

C、φθ(）

D、φθ()

14、下述各原子外层轨道的电子分布中，违背洪特规则的是（ D ）

A、2p

B、3d

C、4d

D、5p

15、描述核外电子运动状态的下列各组量子数中，不可能存在的是（B ）

A、3,221/2

B、3,011/2

C、2,1,11/2

D、2,1,01/2

16、298K下，某反应的??=163.1·1, ??148 J·1·1,则此反应在500K时的??为（ D ）·1

A、207.2

B、-207.2

C、-237.1

D、237.1

17、若某反应在一定条件时，反应商1，则此时下列等式成立的是（ D ）

A、?0

B、?θ=0

C、Kθ= 0

D、??θ

18、已知298K时反应(g) ? 1/2 I2(g)+ 1/2 2(g) 的K?=2.0×10-3，则反应I2(g)+ 2(g) ? 2(g)的K?

为（ D ）

A、4.0×10-3

B、4.0×10-6

C、5.0×10-5

D、2.5×105

19、在合成氨反应中，测得N2的转化率为20%，若采用一新的催化剂，可使该反应速度提

高1倍，则N2的转化率为（ B ）

A、10%

B、20%

C、40%

D、不可知

20、在0.10 ?1溶液中，若的解离度为0.01%，则其解离常数近似为（ B ）

A、1.0?10-10

B、1.0?10-9

C、1.0?10-7

D、1.0?10-6

三、判断题（每小题1分，计10分）

1、复杂反应的速率主要由最慢的一步基元反应决定。（√ ）

2、同一周期元素，一般来说，随Z递增，原子半径依次递减。（√ ）

3、原电池工作时，体系的?G增大，而电动势E减小。（√）

4、在压力相同情况下，ｂ＝0.01·1甘油水溶液和0.01·1的葡萄糖水溶液，有相同的沸点升高值。（√ ）

5、3和3都具有平面三角形的空间构型。（×）

6、一个化学反应的ΔG?的值越负，其自发进行的程度越大，反应速率越快。（√）

7、25℃时，一定浓度的H2S水溶液中，c()(S2-)=2:1。（×）

8、对于电极反应：2+

+ 2(s) 和1/22+() + 1/2(s)，当2+浓度均为13时，若将其分别与

标准氢电极组成原电池，则它们的电动势相同。（√ ）

9、已知某反应2A + B = C的速率方程为ν2(A)(B)，则该反应为基元反应。（×）

10、放热反应，温度越高，Kθ越小，△θ越大。（×）

三、简答题（每小题4分，计20分）

1、写出基元反应2 + 2 = 2 的反应速率方程式，指出反应级数为多少；若将容器的体积减小为原来的2倍，反应速率如何变化？

答：速率方程式为22)(Cl NO P P k v ??=

反应级数为三级

容器体积减小为原来的2倍，反应物的分压均增加为之前的2倍，代入速率方程，得知反应速率变为之前的8倍

2、判断下列反应的方向，用箭头表示并简述理由（未注明的均为标准条件）：

（1）4+ +22+ ( ← ) 23+ + 2

已知：?? (4+ / 2+ ) =0.15V ， ?? (3+ / 2+) =0.77V ，

（2）2+ (0.01?1 ) ( ← ) 2+

已知：?? (2) 0.136V ， ??(2+ / ) = -0.126V

答：（1）按照方程式的书写，该电池电动势为?? (4+ / 2+ )- ?? (3+ / 2+)<0；而△G ＝>0，所以反应向反方向进行；

（2）按照题意，?(2+ / )＝??(2+ / )＋0.05917/2[2+]0.1852

?? (2)> ?(2+ / )， ?(2+ / ) -?? (2)<0；而△G ＝>0，所以反应向反方向进行；

3、判断下列物质沸点由高到低的顺序，并简述理由。、、、

答：沸点由高到低排序为>>>

由于分子之间存在氢键，导致该分子具有更好的沸点；而、、由于分子体积依次增加，因此色散力依次增高，导致沸点依次升高。

4、往4溶液中通入H 2S 气体，沉淀很不完全甚至不沉淀。但若向4溶液中加入适量，再通入H 2S ，则可完全沉淀。为什么？

答：为弱碱，加入后溶液酸性减弱，使H 2S ＝22-平衡向右移动，c (S 2-)提高，故沉淀完全。

5、合成氨的反应：N 2(g)+3H 2＝23，△θ<0，工业上合成氨是在催化剂存在条件下，高温

（450~550℃）高压（2×104~7×104）下进行。试从化学平衡和反应速率两方面说明上条件的有利和不利影响。

答：(1)从动力学角度

① 加入催化剂，降低了反应的活化能，有效地加快了正、逆两方向的反应速率，缩短

了反应达到平衡的时间。

② 反应采用高温，增大了反应速率，缩短了达到平衡的时间。

③ 高压，增大各组分分压，使反应速率增大，平衡时间缩短。

因此，从动力学角度看，各种条件都有利于提高反应速率，有利于提高经济效益。

(2)从热力学角度

① 催化剂的加入，不改变反应的热力学性质，因而对平衡状态不产生影响。

② 高温。由于反应为放热反应，提高温度，平衡常数减小，平衡朝有利于氨分解的方

向移动，不利于氨的合成，反应物转化率减小。

③ 高压。反应的气体分子数减小，增大反应压力，平衡朝合成氨的方向移动。

五、计算题（1、2小题每题6'，3、4小题每题9'，共计30分）

1、已知：(1) 43(g) +3O 2(g) = 2N 2(g)+ 6H 2O (l) , 1?= -1523?1

(2) H 2(g) +(1/2)O 2(g) = H 2O (l) , 2?= -287?1

试求反应(3) N 2(g) +3H 2(g) =23(g)的3?。 解：由于2

)1()2(6)3(-?= 根据盖斯定律有：

26123θθθ

H H H ?-??=?＝-99.5?1

2、某一化学反应B →，当0.2001时，B 的反应速率是6.00×10-311。如果（1）对B 是零级反应；

（2）对B 是一级反应；（3）对B 是二级反应。问以上各种情况下的速率常数各是多少？速率常数单位是什么？

解：0.200(1)，υ＝6.00×10-311

（1）零级反应：υ0，故k 0＝6.00×10-311

（2）一级反应：υ1·，故1211

1311000.3.200.0..1000.6------?=?=s L

mol s L mol k （3）二级反应：υ2·2

，故1111211

131..1050.1).200.0(..1000.6--------?=?=s L mol s L mol s L mol k

3、已 知 甲 醇 的 分 解 反 应 及 有 关 的 热 力 学 数 据 如 下：

3(l) = 4(g) + (1/2) O 2(g)

3(l) 4(g)

1./)15.298(-?mol kJ K H m f θ -238.6 -74.85

1./)15.298(-?mol kJ K G m f θ -166.2

-50.79

(1) 通过计算判断在标准条件和298.15 K 下，该分解反应能否自发进行？

(2) 该反应的)15.298(K S m r θ?是多少？

(3) 计算在标准条件下该反应自发进行的温度范围？

解：（1）298.15K 时，)()(2/)(342OH CH G CH G O G G m f m f m f m r θθθθ?-?+?=? ＝115.411

所以该分解反应在298.15K 时不能自发进行

（2）298.15K 时，)()(2/)(342OH CH H CH H O H H m f m f m f m r θθθθ?-?+?=? ＝163.751

)15.298(15.298)15.298()15.298(K S K H K G m r m r m r θθθ??-?=? 得到，)15.298(K S m r θ?＝0.16211

（3）0)15.298()15.298()(

所以T>1010.2K

4、温度为25℃时，向一个由铜片插入4溶液构成的标准铜电极中通入3气，直至[(3)4]2+和3的浓度稳定在11，求此时铜电极的电极电势)/(2Cu Cu +?。已知}{122432101.2]

)([3429.0)/(?==++NH Cu K V Cu Cu f θθ?，

解：[(3)4]2+＝2+ + 43

432243243)]([)()])(([]

)([NH c Cu c NH Cu c NH Cu K f ?=+++θ 134324324321076.4)]

([])([)])(([)(-f NH c NH Cu K NH Cu c Cu c ?=?=+++θ )(lg 2

05917.0)/()/(222++++=Cu c Cu Cu Cu Cu ??0.022V