工程化学部分习题解答.pdf

1-5 下列说法是否正确？1-5 下列说法是否正确？ ?（1）质量作用定律适用于任何化学反应。）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。 ）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。）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。 ）要加热才能进行的反应一定是吸热反 应。 ?（5）为负值的反应均不能进行。）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。 ）冰在室温下自动融化成水，是熵增加起 了作用。 （1）错）错 （2）对）对 （3）错）错 （4）错）错 （5）对）对 （6）对）对 1-6 已知下列反应的平衡常数：已知下列反应的平衡常数： H2(g)S(s) = H2S(g) S(s)O2(g)= SO2(g) 则反应：则反应：H2(g)SO2(g) = O2(g) H2S(g)的平衡常数的平衡常数 是下列中的哪一个？是下列中的哪一个？ （1）K1 K 2 （ （2） K1 K 2 （3）K2/ K1（4） K1/K2 ?（4）K1/K2 o 1 K 1-7.根据平衡移动原理，讨论下列反应： 2Cl2(g)2H2O(g) =4HCl(g)O2(g)； （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 （1）加O2H2O 的物质的量 （2）加 O2HCl 的物质的量 （3）加 O2O2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K （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 - 1-8 由二氧化锰制备金属锰可采用下列两种方法： （ 由二氧化锰制备金属锰可采用下列两种方法： （1）MnO2(s)2 H2(g) Mn(s)2H2O(g) rHm 36.4 kJmol-1， ， rSm95.1 J K-1 mol-1 （2）MnO2(s)2 C(s) Mn(s)2CO(g) rHm299.0 kJmol-1， ， rSm362.9 J K-1 mol-1 试通过计算确定以上两个反应在试通过计算确定以上两个反应在25，100 KPa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？ 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？ ?（1）G=H-TS =36.4-298.15 95.1 10-3 =8.046KJmol-1,T=382.8K,逆向逆向 (2) G=291.0-298.15 362.9 10-3 =190.8KJmol-1,T=823.9K,逆向逆向 T1=382.8K T2=823.9K 采取第一种较好采取第一种较好. H S H S 1-9 应用公式，计算下列反应的 值，并判断反应在 应用公式，计算下列反应的 值，并判断反应在298.15K及标准态下能否自发向右进行。及标准态下能否自发向右进行。 8Al(s) 3Fe3O4(s) 4 Al2O3(s) 9 Fe(s) ooo rmrmrm ( )( )( )GTHTTST= o rm(298.15K) G ?查表查表8Al(s) 3Fe3O4(s) 4 Al2O3(s) 9 Fe(s) H 0 -1118.4 -1675.7 0 S 28.3 146.4 50.9 27.3 ?H=-1675.7 4+9 0-8 0-3 （ （-1118.4） =347.6 kJmol-1, ?S=4 50.9+9 27.3-8 28.3-3 146.4 =-216.3 Jmol-1K-1, ?G=-3347.6-298.15 （ （-2.16） =-3283.1 kJmol-1, ?可以自发进行可以自发进行 1-10 通过计算说明下列反应通过计算说明下列反应: 2CuO(s) Cu2O(s) 1/2O2(g) （1）在常温）在常温(298.15K)、标准态下能否自发进行？、标准态下能否自发进行？ （2）在）在700K时、标准态下能否自发进行？时、标准态下能否自发进行？ ?(1) 查表查表2CuO(s) Cu2O(s) 1/2O2(g) G -129.7 -146.0 0 G=-146.0-2 （ （-129.7） =113.4 kJmol-1,不能自发进行不能自发进行. ?(2) 查表查表2CuO(s) Cu2O(s) 1/2O2(g) H -157.3 -168.6 S 42.6 93.3 205.2 H=-168.6-2（-157.3）=146 kJmol-1, S=205.2/2+93.3-42.6=153.3 Jmol-1K-1, G= H TS=146-700 153.3 10-3 =38.68 kJmol-1,不能自发进行不能自发进行. 1-12在在749K条件下，在密闭容器中进行下列反应：条件下，在密闭容器中进行下列反应： CO(g)H2O(g) = CO2(g)H2(g) Kc2.6求：求： （1）当）当H2O与与CO物质的量之比为物质的量之比为1时，时，CO的转化率为多少？的转化率为多少？ （2）当）当H2O与与CO物质的量之比为物质的量之比为3时，时，CO的转化率为多少？的转化率为多少？ （3）根据计算结果，你能得出什么结论？）根据计算结果，你能得出什么结论？ ?CO(g)H2O(g) = CO2(g)H2(g) nCO:nH2O=1:1 c=1 c=1 0 0 c=n/v1-x 1-xx x Kc2.6= x=0.617, 转化率转化率=x/c 100%=61.7% ?CO(g)H2O(g) = CO2(g)H2(g) nCO:nH2O=1:3 1 3 0 0 设设cCO=1 - - 则 则cH2O=3 1- 3- 1=56390舍去 舍去 2=0.8656=86.6% 2 2 (1) x x 2 2.6 (1)(3) k = 1-13在在298.15K及标准态下，以下两个化学反应：及标准态下，以下两个化学反应： （1）H2O(l) 1/2O2(g) H2O2(aq)，（，（rm）1105.30 （2）Zn(s)1/2O2(g) ZnO(s)， （， （rm）2318.3=3， （2）1， （3）-+1/2， （4）0 ?4 略 ?6 113S12,8,13IAs金 213d14s22,8,9,24IIIBd金 535s25p52,8,18,18,75VIIAp非 604f46s22,8,18,22,8,26IIIBf金 805d106s22,8,18,32,18,26IIBds金 7.有A,B,C,D四种元素,其价电子数依次为1,2,6,7,其 电子层数依次减少,已知D-的电子层结构与Ar原子 相同,A和B的次外层都只有8个电子,C次外层有18 个电子, 解解: 由价电子数可知最高正氧化数依次为+1,+2,+6,+7 D +e = D-=Ar, D=37Cl:Ne3s23p5 又又:nD+1=nC, nC +1 =nB, nB +1=nA, C=Ar3d104s24p4,B=Kr5s1,A=Xe6s1 (1)原子半径由小到大的顺序原子半径由小到大的顺序: DCBA (2)第一电离能由小到大的顺序第一电离能由小到大的顺序: ABCD (3)电负性由小到大的顺序电负性由小到大的顺序: AB