工程化学习题答案

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）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) o1KS(s)＋O 2(g)= SO 2(g) o 2K 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）o1K /o 2K 答：⑷7. 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)； or m H ∆（298.15K ）>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 oK ↑ （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 ∆＝ 36.4 k J·mol -1，o r m S ∆＝95.1 JK-1mol -1（2）MnO 2(s)＋2 C(s) Mn(s)＋2CO(g) or m H ∆＝299.0kJ·mol -1，o r m S ∆＝362.9 JK-1mol -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 = 36.4/0.0951 = 382.8K ； ② T > △H Θ/△S Θ= 299/0.3629 = 823.9K 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298.15K 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(-1582.3) - 3(1015.4) = -3283.kJ/mol < 0 自发进行OR △G Θ= -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) Cu 2O(s) ＋1/2O 2(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？答： △H Θ = -168.6-2(-157.3) = 146 kJ/mol ； △S Θ= 93.1 + ½(205.2)–2×42.6 = 110.5J/mol.K① △G Θ= 146 - 298.15×0.1105 = 113.05 kJ/mol >0 不能自发② △G Θ = 146 - 700×0.1105 = 68.56 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of m G ∆计算下列3种固氮反应的o r m G ∆及oK ，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) = 103.6 kJ/molN 2(g)＋3H 22NH 3(g)答：①△G Θ= 2×86.6 = 173.2 kJ/mol ；K=exp[-173.2/(0.008314×298.15)] = exp(-69.872) = 4.52×10-31②△G Θ = 2×103.6 = 207.2 kJ/mol ；K=exp[-207.2/(0.008314×298.15)] = exp(-83.588) = 4.99×10-37③△G Θ = 2×(-16.4) = -32.8kJ/mol ；K=exp[32.8/(0.008314×298.15)] = exp(-13.232) = 5.58×10512. 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 ＝2.6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 ①6.216.2;6.2)1(22+==-=x x x K c θ=0.617 ②6.2)3)(1(2=--=y y y K cθ； y 2 =2.6(3-4y+y 2)；1.6y 2+6.5y+4.875=0y = 2875.445.65.62⨯--=0.865 =86.5%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：（1）H 2O(l) ＋1/2O 2(g) H 2O 2(l )，（or m G ∆）1＝105.3-1KJ mol ⋅>0 （2）Zn(s)＋1/2O 2(g) ZnO(s)， （o r m G ∆）2＝－318.3-1KJ 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298.15K 下能否自发进行？为什么？ 答：△G Θ = (105.3-318.3) = -213 kJ/mol <0 自发进行第二章P3818. 计算0.050 mol·L -1HClO 溶液中的[H +]、[ClO -]和HClO 的解离度。

Ka=3.98×10-8答：[H +]=[ClO -]=05.01098.38⨯⨯-=4.46×10-5；481092.805.01098.3--⨯=⨯=α19. 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0.1 mol 丁酸的0.20升溶液，测得pH = 2.50，求丁酸的解离常数o aK。

答：5.225.2105.0)10(---=θa K =2.01×10-5 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）0.10 mol·L -1HAc 2）0.10 mol·L -1NH 3·H 2O 3）0.15 mol·L -1NH 4Cl 4）0.15mol·L -1NaAc 答：① pH=(pK a -lgc)/2=2.875 ② pOH=2.87；pH=11.13③ pK a =9.26；pH=(9.26-lg0.15)/2=5.04④ pK b =14-4.75=9.25；pOH=(9.25-lg0.15)/2=5.037；pH=8.9621 1.0dm 30.20 mol·L -1HAc 溶液中，要加入多少克无水NaAc 才能使溶液的pH = 4.20？ 答：C Ac-=1.75×10-5×0.2/10-4.2=0.05547mol/L ；需NaAc: 0.05547×(23+24+3+32)=4.55g22. 在100mL0.10 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 )=14-4.74+lg(0.1×53.5×0.1/1.07)=8.94；加水后Cb/Cs 不变，pH 不变。

23 欲配制500mLpH 为9.0且NH 4+浓度为1.0 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 26.0%的浓氨水多少立方厘米？固体NH 4Cl 多少克？ 答：[NH 3·H 2O]=1×10-5/1.8×10-5=0.5556，V=%26904.0175.0556.0⨯⨯⨯=20.09mL ；m=1×0.5×53.5=26.8gP641、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）05A CsB SrC SeD 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。