工程化学基础参考答案

工程化学基础习题解第一章绪论P13.—些基本概念1•判别下列表述的正确与否，正确的在后面括号内用“V”错误的用“X”表示1摩氧(X)(V)(X)(V)(X)立系⑶化学反应通式可表示为工％B=0B⑷在宇宙中找不到绝对意义上的孤统(V)2.选择题：(要求将正确标号填入括号内，多选与单选自己判断)下列物质中属于微观粒子的是(CD)(A)分子(B)原子(C)高速运动的电子(D)光子下列说法正确的是(C)(A)1摩尔氧的质量是8.0g⑻原子和分子的空间尺寸分别为10-iom和10-7m(C)原子和分子的空间尺寸在10-10m〜10-7m左右(D)我们能同时看到远处打雷发出光和听到打雷发出的声音下列表述中错误的是(BD)18.0gHO物质的量是1molmol氢的物质参加了反应mol的(H2)参加了反应“反应进度”说明，认识物质变化，必须考虑时间的变化223.（用恰当的文字或符号填入空格）计量反应进行程度的物理量都是（反应进度），它的符号是（E）,单位是mol）,这个单位还可以方便地计量介观粒子和微观粒子的物质的量。4•在0°C时，一只烧杯中盛有水，水上浮着两块冰，问水和冰组成的系统中有几相如果撒入食盐，保持系统的温度仍为0°C不变，直至冰和食盐全部溶解（此时，冰点下降，详见E所述），此时系统中有几相如果再加入一些AgNO溶液，有3什么现象发生此时系统有几相如果还加入一些CCl，又将发生什么现象此时系4统为几相答：①两相（固、液）一相（液相）加入AgNO有白色沉淀生成，此时系统有两相（液、固）3加入CCI发生分层现象，此时系统三相（水相、固、油相）4高温水蒸气对钢的化学腐蚀特别严重。其反应如下：Fe+HO（g）=FeO+H（g）222Fe+3HO（g）=FeO+3H（g）22323Fe+4HO（g）=FeO+4H（g）2342试问，如果把上述三个反应作为一个系统来研究，这个系统一共有几种聚集状态几个相（用化学符号表示出系统内各物质所属的聚集状态和相。）答：有两个聚集状态：气态、固态有5个相：气态、Fe\FeO\FeO\FeO2334已知某盐酸溶液的质量为216.5g，其中HO为180g，求所含HCl物质的量。（要求：运算过程中要写明单位。）解:由题意得m=HCl-180二36.5gn=HCl-36.5g-1|-1mol36.5gmol17•已知化学反应方程式：CaCO=CaO+CO(g)，求1吨含有95%碳酸钙的石灰石32在完全分解时最多能得到氧化钙和二氧化碳多少千克解：设能得到氧化钙xkg,二氧化碳ykg,则由题意得：=950(kg)CaCO=CaO+CO(g)321005644950xy56x950(kg)56x950(kg)100=532(kg)44x950(kg)100=418(kg)8•已知化学反应方程式：3H+1N=NH，试问：当反应过程中消耗掉2molNTOC\o"1-5"\h\z222232时，该反应进度为多少分别用H、N、NH进行计算。如果把上述化学方程\o"CurrentDocument"223式改成：3H+N=2NH，其反应进度又为多少223解：由题意得当反应方程式为3H+-N=NH时，反应消耗掉2molN，则刚好消耗掉2222326molH，(即An(H)=6mol)，同时生成4molNH。按反应进度定义式得:223g=An(H)/v(H)=(6)mol/(1.5)=4molH222g=An(N)/v(N)=(2)mol/(0.5)=4molN222g=An(NH)/v(NH)=4mol/1=4molNH333当反应方程式为3H+N=2NH时，同理可得：223g=g=g=2molH2N2NH39•已知化学方程式：O+2H=2HO,反应进度防mol时，问消耗掉多少H生2222成了多少HO2解：由反应进度定义式g=An/v可得:BAn=g•v=0.5molx(2)=1mol(H2)(H2)An=g•v=0.5molx2=1mol(NH3)(NH3)答：消耗掉1molH，生成1molHO。22思考题1．略。2．物质层次有哪些各层次物质运用适用的理论是什么答：（1）宏观物体——牛顿力学;（2）微观物体——量子力学；（3）宇官物体——广义相对论（4）渺观物体——超弦（）3.略。以人体或烧结炉为例说明系统和环境的划分和确定不是绝对的，而是相对的。答：系统的选择根据研究需要而定，不同的方法和不同的角度对系统的划分也不同。以烧结炉为例，在烧结炉中放置两块金属如铁片和银片，其间放有低熔点合金如锡和鉍的合金，在可控还原气氛如氮和氢的混合气体保护下加热，则两块难熔金属将被烧结在一起。在这个例子中，如果要讨论烧结工艺的有关问题就可以把整个烧结炉作为系统，它包括金属片、低熔点合金和气体介质，而烧结炉外空间中的物质则均为环境。如果想研究烧结炉内可控保护气体间发生的反应，那么就可把氮气分解的化学反应当作一个系统加以讨论。而炉膛内的支架、难熔合金片、低熔点等物质及绝热均为环境。可见，“系统”的确定是根据研究对象的需要划分的。略。4）24）23)3)6.20°C的实验室内，把一只盛有水和冰的但没有盖的瓶子作为一个系统来研究，那么该系统可称为什么系统它可与环境交换些什么若盖上盖子密封，则情况怎样这个系统称为什么系统若将这个瓶子用绝对隔热（实际上是不可能的）石棉布包裹，情况又如何这个系统称为什么系统如果把整个实验室作为一个孤立系统来讨论，此时需要什么条件答：（1）敞开系统，物质和能量的交换；（2）封闭系统，能量的交换；（3）孤立系统，既无物质的交换也无能量的交换；7.略。8•摩尔（mol）是物质的量的单位，使用时应注意什么答：在使用物质的量的单位时必须指明基本单元。略。反应进度的物理意义是什么能不能随便改动化学反应方程式生成一定量的HO时，反1应一O+H=HO与反应O+2H=2HO的反应进度是否相同2222222答：（1）物理意义：反应系统中任何一种反应物或生成物在反应过程中物质的量的变化「与该物质的化学计量数v的比值。cB（2）因反应进度与化学计量数有关，故不能随便改动化学反应方程式。（3）生成物的物质的量一定，化学计量数不同，则反应进度也不同。第二章物质的化学组成与聚集状态4物质的化学组成写出下列配位化合物的名称或化学式，指出配位中心、配体、配位原子和配位数，并指出哪些是螯合物。1)2)4KPtNHNa[Zn出哪些是螯合物。1)2)4KPtNHNa[Zn2[Ni(en)]SO34三氯•一胺合铂（II）酸钾四羟基合锌（II）酸钠硫酸三乙二胺合镍（II）5）6）（7）氯化二胺合银（I）（8）六氰合铁5）6）（7）氯化二胺合银（I）（8）六氰合铁（II）酸钾氯化一氯•亚胺合钻（III）乙二胺四乙酸合钙（II）酸钾四羟基合镍[Ag(NH)]Cl33K[Fe(CN)]46简述金刚石、石墨和碳团簇结构的异同及其应用。答：列举三种不同类型的非整比化合物及其用途。答：GdCoGdFe、计算机储存元件的一种非晶态材料a-Si:H信息、电子工业中经常用到的半导体材料TiNi钛镍形状记忆合金504.指出聚苯乙烯、聚酰胺-610中的链节、重复单元和聚合度。聚苯乙烯聚酰胺-610链节h，CHOnh(ch2)5c重复单元H2CHJ聚合度n2n5.写出聚丙烯、聚丙烯腈、尼龙-66和聚二甲基硅氧烷的化学式，并按主链组成指出它们属于哪类高分子化合物。（提示：碳链、杂链、元素有机类）略。指出蛋白质、DNA和RNA分子的组成和结构特点。答：结构特点组成蛋白质—条或多条肽链构成的生物大分子，相对分子质量可从一万到数白万DNARNA用恰当的文字或符号填入空格内。三丙烷基铝属有机金属化合物，其中C—。键的键能小于C—C键和M—。键C——c的键能，容易在。键处断裂，它被广泛用于化学气相沉淀从遗传信息传递中心法则可知，在人体中DNA具有携带遗传信息的功能，RNA具有复制遗传信息的功能，蛋白质具有执行生命的功能。思考题分析配位中心和配体的特征，为什么螯合物特别稳定答：配位中心：处于配合物中心的位置的正离子或中性原子；配体：按一定空间位置排列在配位中心周围的负离子或中性分子。由于螯合效应，所以螯合物的稳定性很强。联系实际，简述团簇、非整比化合物在工程应用中的重要性。答：碳纳米管可用于未来电子工业制造电子器材和超细导线，使电子芯片集成度更高，体积更小。碳纳米管有优异的力学性能，有很好的韧性，弹性比碳纤维高5个数量级，是制备高强度轻质材料的理想组元。非整比化合物等在材料中十分重要，可以控制或改善无机固体材料的光、电、声、磁、热和力学性质。例如，碳化物、氮化物在钢材中可以有效的提高钢材的硬度。略。联系实际，体会一般高分子化合物和生物大分子的异同。略比较蛋白质和核酸在生物体内的重要作用，现代生物工程主要包括哪些方面答：略。

根据题意，选择正确的标号填入空格内。（1）B,F（2）D（3）C、D、E,D（4）A试比较下列典型离子晶体的熔点高低，并说明理由。CaF2CaOCaCl2MgOMgO>CaO>CaF2>CaCl2「k（QQ|）理由：f=7TR+试比较下列这些晶体的熔点高低并说明理由。SiC、SiF、SiBr44SiC>SiF>SiBr44已知下列两类晶体的熔点（°C）：NaF(993),NaCI(801),NaBr(747),Nal(601)(2)SiF4SiCl4(2)SiF4SiCl4(-70),SiBr4SiI4为什么钠卤化物的熔点总是比相应的硅卤化物的熔点高，答：钠卤化物是离子晶体，而硅的卤化物是分子晶体。6.为什么钠卤化物的熔点总是比相应的硅卤化物的熔点高，答：钠卤化物是离子晶体，而硅的卤化物是分子晶体。6.比较并说明理由：（1）BaCl2，CCl4，AlCl3SiO2,CO2,BaO硬度大小。答：⑴BaCl2>FeCl2>Ay>CCl4•'而且递变规律不一致FeCl2的熔点高低；（2）3)3)=皿’离子半径:(r+=皿’离子半径:(r+r)2+Ba2+>Fe2+>Al3+>C4+(2)SiO2>BaO>CO写出耐高温金属和易熔金属各两种，简述它们的用途。答：耐高温金属：钨(3410°C)、铼(3180°C),常被用作测高温的热电偶材料。易熔金属：Bi(231.97°C)、Sn(271.44°C),用于低熔点合金的制备。简述非晶态线型高分子聚合物的不同力学状态及特征。塑料、橡胶对玻璃化温度和粘流化温度分别有什么要求答：作为塑料要求在室温下能保持固定的形状，因此T越高越好；作为橡胶，要求g能够保持高度的弹性，因此Tg越低越好。对高分子材料的加工来说，丁纟与Tf差值越大，其应用范围就越宽，橡胶的耐热性耐寒性也越好。下列物质的用途分别基于它们的什么特性1)常温下橡皮塞密封容器口使其不漏气；高弹性(2)用BaCl2作盐浴剂，使经高温处理的金属慢慢冷却保持晶形。熔点沸点较高，稳定性较好，不易受热分解。3)金属有机化合物用于制备镜子。金属有机化合物热分解产生金属的氧化物E液体和液晶1．填空：1)方向性，饱和性，降低，氢，氧。2)单位质量溶剂C12H2)单位质量溶剂C12H25SO3-,C12H25O——ChO——Ch2ch2Ohn油包水型乳液。⑷8,润湿剂,14~18，OW乳化剂5)热致液晶，溶剂液晶。比较并简述原因：纯水在10°C,20°C,50°C时的pH大小。依次降低纯水在10°C,20°C,50°C时的电导率大小。依次升高mol•kg1,0.2mol•kg1,0.5mol•kg1蔗糖溶液的凝固点高低。依次降低mol的°6斗2°6,molNaCl,mo^a^^4溶于1kg水中构成溶液的凝固点高低。依次降低0.1mol•kgi,0.2mol•kgi,0.5mol•kg1的Na2SO4溶液的渗透压高低。依次升高g气体和等离子体AA3-在25C时，若1dm3某气体混合物中，O2,N2和"2的物质的量分数分别为，，，求总压为100kPa下各物质的分压。若容器扩大到2dm3,CO2的分压为多少解：pCO=100*=1kPapO2=21kPapN=78kPaN2

pCO2=kPa4.20°C时，某处空气中水的实际蒸汽压为kPa,求此时的相对空气湿度；若温度降低到10°C，相对湿度又为多少解：由题意得：2001XI。。％=42.8%5.<，CO、SO、NO22鵲X100%=81-55.<，CO、SO、NO22HSO、HSO、HNO、HNO、HCO242332236.“温室气体”有哪些引起“臭氧层空洞”的物质有哪些答①CO、CH、O、NO、CFC答：①2432②NOx、CFC§气体和等离子体思考题略造成全球气候变暖、臭氧层空洞、光化学烟雾的原因是什么对环境及人类有何危害为什么不把Hf(g)称为温室气体答：温室效应：太阳辐射透过大气，很少一部分被吸收，大部分到达地面，地表又以红外辐射的形式向外辐射，被大气中co2等温室气体吸收，从而阻止了地球的热量向外空的散发，致使大气层增温。臭氧层空洞、光化学烟雾：N0x、CFC以及一些工业用剂等，在大气中能发生一系列的X光化学反应而破坏臭氧层。危害：臭氧层的破坏，致使过量的紫外线射到地面，引起植物、生物、人类病变增加；加速高分子材料的老化；增加城市光化学烟雾，加剧环境的污染；造成高空平流层变冷和地面变暖。因为H2O(g)会在空气中凝聚放热。

3•吸烟者从一支烟中吸入约20mg的烟微粒，若这些烟微粒是直径为400nm、密度为1.0g•cm3的球体，那么这些微粒的总表面积是多少请从吸附角度分析吸烟的危害。答：由题意得：A4nr233A===—==X105cm-1iV4r2.0x105nr33m20x103gA二AV二A=1.5x105x二3000cm3i'i'p1.0gcm3略造成全球气候变暖、臭氧层空洞、光化学烟雾的原因是什么对环境及人类有何危害为什么不把Hf(g)称为温室气体答：温室效应：太阳辐射透过大气，很少一部分被吸收，大部分到达地面，地表又以红外辐射的形式向外辐射，被大气中co2等温室气体吸收，从而阻止了地球的热量向外空的散发，致使大气层增温。臭氧层空洞、光化学烟雾：N0x、CFC以及一些工业用剂等，在大气中能发生一系列的X光化学反应而破坏臭氧层。危害：臭氧层的破坏，致使过量的紫外线射到地面，引起植物、生物、人类病变增加；加速高分子材料的老化；增加城市光化学烟雾，加剧环境的污染；造成高空平流层变冷和地面变暖。因为H2O(g)会在空气中凝聚放热。6•吸烟者从一支烟中吸入约20mg的烟微粒，若这些烟微粒是直径为400nm、密度为1.0g•cm3的球体，那么这些微粒的总表面积是多少请从吸附角度分析吸烟的危害。答：由题意得：A4nr2=3=3r2.0x105=X105cm-1ii—=1.5X105XP20X103g1.0gcm3二3000cm3第三章物质的结构和材料的性质§原子核外电子运动状态判别下列对原子核外电子运动的说法哪些是正确的，哪些是错误的TOC\o"1-5"\h\zXVX动量位置n0,1,2,3共44f7波动(干涉、衍射)请对元素基态原子的有关问题填写下表：组态1p2s2d3p5f6s是否存在XVXVVV主量子数2356角量子数0130轨道(个数)1371最多可容纳电子数261426•铯的电子逸出功为X10-19J,试求:使铯产生光效应的光的最小频率极其波长各是多少如果要达到能量为X10-19J,必须使用波长为多少纳米的光照射解：由题意得：As3.04xlO19J⑴V5=6.63x1034Js=X1014S-1=6.54x107m.c3.0x108msi九=—=6.54x107mv4.59x10i4si(2)chc3.0x108ms1x6.63x1034Js(2)===8.3x107mvAs2.4x1019J思考题略核外电子运动有什么特征哪些事实可以说明答：特征：光的波粒二象性波动：干涉、衍射；微粒：光电效应、黑体辐射现象§元素周期律金属材料采用表格形式分别列出Ti,Cr,Ni,Cu,Ti4+,Cr3+,Ni2+,Cu2+的外层电子排布式和未成对电子数。TiCrNiCuTi4+Cr3+Ni2+Cu2+3d24s23d54s13d84s23d1o4s13s23p63s23p63d33s23p64s23s23p63d926210321某元素的化合价为+6,最外层电子数为1,原子半径是同族元素中最小的,试写出它的（1）核外电子排布；（2）外层电子排布式；（3）+3价离子的外层电子排布式；答：由题意得：该元素为Cr（1）1s22s22p63s23p63d54s1(2)3d54s13)3s23p63d5分别计算出第三周期11Na,14Si,17Cl三种元素核作用在外层电子上的有效核电荷数，111417并解释其对元素性质的影响。解：Na：Z'二11—(2X+8X二11Si:Z'二14—(2X+8X+3X二14Cl：z‘=17—(2X+8X+6X二174•比较Ti,Fe,Ca,Co,Ga,Mn,Br的金属性强弱。Ca>Ti>Mn>Fe>Co>Ga>Br5•分别计算第四周期K和2Ca两种元素作用在4s电子上的有效核电荷数，比较两种元素1920的金属性强弱。答：』：Z'n9—(10X+8X二Ca：z'二20—(10乂+8乂+1乂二20金属性：K>Ca19206•略7•什么叫固溶强化，它对金属材料的性质有何影响答：当溶质元素溶入溶剂元素后，能使原来的晶格发生畸变，它们将阻碍材料因外力作用而引起的形变，因而使固溶体的强度得到提高，但其延展性和导电性将会下降，这种现象称为固溶强化。8.比较Ti,Gr,Co,Cu与碳形成碳化物的趋向的大小，并解释理由。答：Ti>Gr>Co>Cud电子数：TiGrCoCu

25710一般来讲，d电子数越小，则金属元素与硼、碳、氮结合强度就越大，稳定性也越大。思考题P区零族元素和d区第VIII族元素的最外层电子组态是否相同试写出它们的通式。答：P区零族元素:ns2npi~6d区第VIII族元素：(n—1)di~ionsi~2合金有哪几种基本类型置换固溶体和间隙固溶体的晶格结构有何区别答：根据合金中组成元素之间相互作用的情况不同，一般可分为三种结构类型：金属固溶体型；金属间化合物型；简单机械混合型。置换固溶体：溶质原子占据了溶剂原子的位置；间隙固溶体：溶质原子半径小，分布在溶剂原子空隙之间。化学键分子间力高分子材料练习1•用正确的内容和标号填入空格内，使下列说法完整无误:(i)c,fab,c,dTOC\o"1-5"\h\za,ddb乙二胺四乙酸根合钙Ca2+Y4-比较化学键、氢键、分子间作用力的大小。答：分子间作用力＜氢键＜化学键分别指出能溶解聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸脂的溶剂。

答：聚甲基丙烯酸甲酯——环己酮聚氯乙烯——丙酮聚碳酸脂——乙醛丁二烯分子中的。键和n键各是多少答：9，2指出下列四组物质中有氢键的物质，并用电负性及化学的观点解释之。a)HF，HCl,HI(b)H2O,H2S,H2Se,、CHCHOHchCH°=ch(c)32,4,2CH2O\\C(CH2)4——C叫——N——*O\\C(CH2)4——C叫——N——*(d)H2CHC—CNH2CHC—Cl写出聚二甲基硅氧烷线型分子的化学式，简述它的性质和产生这些性质的原因。T3Sin答：CH3性质及产生的原因：(1)耐热性。这是由于Si—°键的键能(452kJ•mol-1)大于C—C键、C—°键。耐寒性。线型有机硅氧烷的分子较对称，硅氧烷的极性不大，因此耐寒性较好。耐水性。聚有机硅氧烷的侧链是羟基，呈憎水性。电绝缘性。聚有机硅氧烷具有不随外电场而取向极化的非极性侧基和分子的对称性因此有高度的绝缘性和介电性能。略。思考题化学键是什么一般可分成几类各类化学键中原子、电子的关系是怎样原子在分子中对电子吸引力的大小用什么来衡量答：①化学键：原子结合态（比如分子）中相邻原子间较强烈的相互作用。一般可分为离子键、共价键两类。离子键是由正负离子痛过强烈的静电作用而形成的化学键，没有自由电子。共价键是由共享电子对形成的化学键。电负性来衡量。He两个氢原子是怎样结合成分子的两个氦原子为什么不能结合成2分子H答：（1）在氢分子中，两个H原子的1s轨道可以组合成1个2的两个分子轨道。而2个H1s电子首先填充在成键分子轨道中，填充的结果使整个分子系统的能量降低，因此，2分子能够稳定存在。（2）下面我做不来了~~~晶体缺陷陶瓷和复合材料略。陶瓷一般由哪些相组成，它们对陶瓷的形成和性能有什么作用和影响答：陶瓷由晶相、玻璃相、晶界相和气相组成。晶相决定了陶瓷的刚性、导热性等物理性质；玻璃相对制品所起的作用是是黏结作用、填充气孔以及降低烧结温度等，同时也为制品提供了一定的韧性。晶界的结构对陶瓷的性能影响很大；

气孔的存在可以提高陶瓷的绝热性能，但气孔也能使陶瓷的抗击穿能力下降，受力时容易产生裂纹，透明度下降。为什么硅酸盐陶瓷做绝缘材料时要求Na+离子含量越低越好氧化铝(刚玉)陶瓷、氧化镁陶瓷等绝缘性能如何，为什么一般情况下不用它们做绝缘材料答：在陶瓷材料中O2K2答：在陶瓷材料中O2K2之比值不应小于，即钠离子的含量越低越好。因为金属离子的电荷数高，离子半径大，则与硅氧四面体负离子的结构也牢固，绝缘性能好。AlO和MgO高铝瓷、镁质瓷中，23的含量很高，价格昂贵，所以一般情况下不用不用它们做绝缘材料。写出氮化硅陶瓷的化学式，指出化学键类型，指出它的特性和用途。Q•-XT“七4氮化硅是通过共价键结合而形成的原子晶体。它在1200°C下可维持室答：温时的强度和硬度，在氧化性不太强的介质中最高安全使用温度可达1650°C~1750°C,因此氮化硅陶瓷可用于火箭发动机尾管及燃烧室，也可用于无冷却汽车发动机。化学反应与能源§热化学与能量转化在下述各题四种表述或数据中选择正确的答案，填在空格中(1)ab(2)bdcb

AUAH在下列反应过程中：与是否有区别为什么请计算说明。其中(1)和(3)以1molCaCO3分解、1mol完全氧化计算，(2)以生成2mol的H计算，(4)以析出ImoICu计算。CaCO(s)8i0CaCO(s)8i0C1)3-CaO⑸+CO(g)22)2H2(g)+O2(g)25°C-2HO(l)22)2H2(g)+O2(g)25°C-2HO(l)23)CH4(g)+O2(g)25C-CO2(g)+2H2O(g)4)CuSO(aq)+Zn425C-ZnSO(aq)+Cu4解：(1)AH=AU+RTAH=AH=179.2kJmol1AU=170.2kJmol1AH=AU3RT2)AH=AH=571.6kJmol1AU=564.2kJmol1AH=AU+RT(3)AH=802.5kJmol1AUAH=802.5kJmol1AU=805.0kJmol1AU=AH=(4)218.7kJmol1NaS(s)+9HO(g)=NaS•9HO(s)3.某公司已根据反应：22223.某公司已根据反应：NaS(s)和NaS・9HO(s)kJmoli222在时的标准摩尔生成焓分别是—和kJmoliNaSNaS・9HO，试求1kg干燥的2吸收水蒸气变成22时所放出的热量。解：从附录中查得NaS(s)+9HO(g)=NaS•9HO(s)2222AH0(B)/(kJmoli)rmAH0=LuAH0(B)rmBfmB=AH0(NaS・9HO,s)AH0(NaS,s)9AH0(HO,g)

fm22fm2fm2=[3079.41(372.86)9x(241.8)]kJmoli

=53035kJmol1M(NaS)=78gmol1又知：2530.35kJmolix―1000g—=6799.36kJ所以放出的热量=78gmol14.已知”2^4")和^O/g)在时的标准摩尔生成焓分别是5°・63kJ・moe和9.66kJ-mol-1，计算火箭燃料联氨和氧化剂四氧化二氮反应：2的标准焓变。计算32g液态联氨完全氧化时所2NH(l)+NO(g)=2的标准焓变。计算32g液态联氨完全氧化时所2424放出的热量。解：从附录中查得2NH(l)+NO(g)=3N(g)+4HO(l)2424AH0AH0(B)/(kJmolrm1)AH0=LuAH0(B)rmBfmB=4AH0=4AH0(HO,l)+3AH0(N,g)2fmAH0(NO,g)2AH0(NH,l)

fm24fm24=[4=[4x(285.8)+3x09.662x50.63]kJmol11254.12kJmol1又知：M(NH)=32gmol24所以：Q又知：M(NH)=32gmol24所以：Q=MmMuN2H432gAH0=rm32gmol1x2x(1254.12)kJmol1=627.06kJCaO(s)+HO(l)=Ca+(aq)+2OH(aq)计算时反应：2的标准摩尔焓变AH0(298.15K)400JK1rm.设某罐头的热容为,反应放出的热有80%被吸收，要将其从25°C加热到80°C，需CaO至少多少克解：从附录中查得CaO(s)+HO(l)=Ca2+(aq)+2OH(aq)2

AH0(B)/(kJmoli)rmAH0=LuAH0(B)rmBfmB=2A=2AH0(OH,aq)+AH0(Ca2+,g)fmfmAH0(HO,l)AH0(CaO,s)fm2fm634.9)]kJmol1634.9)]kJmol125)=[2x(230)+(542.8)(285.8)(=82.1kJmol1x设需要CaO克，则:x—x(82.1)x80%=CAT=0.4x(8056sx=18.76(g)K时，在弹式热量计中，将5.0g液态苯完全燃烧生成CO2(g)和丐0(I),放热，计算该反应的AU和厶H°1mol液态苯在弹式热量计中完全燃烧放热多少解：由题意得：15CH(/)+O—6CO(g)+3HO(/)662222AU=Q=209.2kJ1.5RTAH=AU+AnRT=209.2一=212.92kJ100078Q=2x(209.2kJ)=3263.52kJmol1u57•恒容反应热和恒压反应热有什么不同试分别估计下列两个放热过程中，Q和Q值的大小pv为什么1H(g)+O(g)=HO(g)22221H(g匕O(g)=HO(l)2222Q=AU=240.56kJmol1解：(1)v1Q=AU+AnRT=AURT=241.8kJmol1p2⑴X⑴XQ=AU=282.08kJmol1v3Q=AU+AnRT=AURT=285.8kJmol1p2FeO(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO(g)8.估算炼铁炉中主要反应：232的热效应解：从附录中查得FeO(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO(g)232AH0(B)/(kJmoli)rm——0—AH0=LuAH0(B)rmBfmB=[3x(393.5)3x(110.5)(824.2)]kJmol1=24.8kJmol19•设轻汽油的组成是CH2,估算燃烧1g汽油放出的热量。512解：从附录中查得：C5H12(l)+8O2(g)-5CO2(g)+6H2O(g)AH0(B)/(kJmol1)rmAH0=LuAH0(B)rmBB=[6x(241.8)=[6x(241.8)+5x(=3239.02kJmol13239.02kJmol1Q==44.99Jg72gmoli§化学反应的方向和限度1•判断下列说法是否正确，正确的在后面括号内用“厂表示，错误用“X”表示:⑵v⑶X⑷XXv不查表，试比较下列物质的标准摩尔熵值的大小HO(s)，HO(l),HO(g)；222HO(s)<HO(l)<HO(g)222K,K,K时的H20(g)；K<K<K[HO(g)]同一温度下的Fe,FeO,FeO.23Fe<FeO<FeO23理由：一般说来，同样的原子或原子结合态单元在气态时的熵值S较液态、固态依次增大；原子在结合态中的数目越多，熵值越大；温度越高，粒子的热运动越快，所以熵S越大。C(s)+CO(g)=2CO(g)计算反应：2在时的标准摩尔吉布斯函数变。解：由附录查得：C(s)+CO2(g)=2CO(g)AG0(B)/(kJmol1)rm——AG0=LuAG0(B)rmBrmB=[2x(137.2)(394.4)]kJmol1=120kJmol1CaCO(s)=2CaO(s)+CO(g)AG0p(CO)4•近似计算反应：32在1222K时的rm值，若此时的2为1OOkPa，判断能否自发进行。解：由题意得：(1)(1)AH9(298.15K)=LuAHo(B)rmBBr=[(634.9)+(393.5)(1207.6)]kJmol1=179.2kJmol1AS9(298.15K)=LuAS9(B)rmBBrm=(38.1+213.891.7)Jmol1K1=160.2Jmol1K1AGo(1222K)aAHo(298.15)rmrmTASo(298.15)rm=179.2x1000Jmoli1222Kx160.2Jmol1K=16.56kJmol1p(CO2)=100kPa二Q=1•••AG(1222K)=AGo(1222K)=16.56kJmol1rmrm二反应能自发进行。5•制取半导体材料硅，可用下列反应：SiO2(s)+2C(s)二Si(s)+2C0(g)AHo(298.15K)ASo(298.15K)估算上述反应的rm及rm；AGo(298.15K)估算上述反应的rm，在标准状态下正反应能否自发进行AGo(1000K)估算上述反应的rm，在标准状态1OOOK下正反应能否自发进行估算上述反应制取硅时，自发进行的温度条件。AHAHo(298.15K)=LuAHo(B)BBrBBr=[0+2x(110.5)2x0(910.7)]kJmol1=689.7kJmol1(2)AS0(298.15K)=LuAS0(B)rm=[18.8+2x197.72x5.741.5]Jmol1=(2)AS0(298.15K)=LuAS0(B)rm=[18.8+2x197.72x5.741.5]Jmol1=361.3Jmol1K1AG0(T)~AH0(298.15)rmrmTAS0(298.15)rm=689.7kJmol1298.15Kx361.3Jmol1=581.98kJmol13)AG0~AH0(298.15)rmrmTAS0(298.15)rm=689.7kJmol11000Kx361.3Jmol1=328.4kJmol1>0所以不能自发进行4)要使反应能自发进行，则AG0(T)~AH0(298.15)rmrmK1K1K1TAS0(298.15)<0rm689.7kJmol1Tx361.3Jmol1K1<0即3T>1908.94KAS0试判断下列反应的rm是大于零还是小于零：Zn(s)+2HCl(aq)—ZnCl(aq)+H(g)TOC\o"1-5"\h\z1)2AS0=23Jmol1K1<0rm\o"CurrentDocument"CaCO(s)—CaO(s)+CO(g)2)32AS0=160.2Jmol1K1>0rmNH(g)+HCl(g)—NHCl(s)3)34AS0=285.1Jmol1K1<0rmCuO(s)+H(g)—Cu(s)+HO(l)4)22

AS0=70.1JmoliK1<0rm水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)问：此反应在时，H20(g),CO(g)及H2(g)的分压均为100kPa下能否向正方向进行若升高温度能否向正方向进行在各气体分压均为100kPa下多高温度时，此体系才能处在平衡状态AH0(298.15K)=LuAH0(B)解：(1)rmBBrm=[0+(110.5)0(241.8)]kJmol1AS0(298.15K)=LuASAS0(298.15K)=LuAS0(B)BBrmBBrm=[197.7+130.75.7188.8]Jmol1K1=133.9Jmol1K1AG0~AH0(298.15)rmrmTAS0(298.15)rm=131.3kJmol1298.15Kx133.9Jmol1K1=91.38kJmol1>0所以不能自发进行2)要使反应能自发进行，则AG0(T)~AH0(298.15)rmrmTAS0(298.15)<0rm131.3kJmol1Tx133.9Jmol1K1<0即T>980.58KAG0=0(3)当T=时，rm，此时体系处于平衡状态。AH0=402.0kJmol18•已知反应：CaO(s)+SO/g)二CaSO's)在时rmAG0=345.7kJmol1rm，估算这个反应在100kPa压力下,当人rG：(T)=°时的温度t,并简述向燃烧高含硫量煤的炉中投入生石灰(CaO)可除去so3,减少大气污染的理由。解：AG0aAH0(298.15)rmrmTAS0(298.15)rmA&=AH0AG0=(402+345.7)kJmol1rm一「mT「m一298.15K=188.83Jmol1K1AG0=0rm时,则402.0Jmoli188.83Jmol1K1rm§化学平衡和反应速率1.试写出下列两个反应的标准平衡常数表达式2NO(g)=4NO(g)+O(g)2522Zns(s)+2H+(aq)=Zn2++Hs(g)(p/p0)(p/p0)K0=noO-解：(1)(p/p0)2N2O50[c(Zn2+)/c0][p(HS)/p0]K0=2—(2)[c(H+)/c0]22•在什么条件下储存CO2(g),才能使如下吸热反应的CO2分解最少1CO(g)CO(g)+O(g)222解：恒压、降温吸热反应。4•在1000°C时，反应Fe0(s)+C0(g)TFe(s)+C02(g)的平衡常数等于，如果CO和叫的初始浓度均为dm3,求它们平衡时的浓度。cc解：设平衡时C2为X,贝I」CO为（1—X）,由题意得:p/p9=CO/p9CO=0.53x=0.033molL1即C=0.033molL1,C=0.067molL1CO2CO5•某反应从30°C升到37°C时，反应速率加快到原来的10倍，试估算反应的活化能。解：kEIn4=a

kR112E11°ln10=&3仇5(303.15310.15)OE=257.15kJmol1a6•略7•略8.略§氧化还原反应和能源的开发和利用(1)XVXV(1)C(2)bFe3+/Fe2+>Cu2+/Cu>Fe2+/Fe3.0.01moldm34.在PH=5时,比较的KMnO,100kPa的Cl和dm-3KCrO的氧化性强弱[假定反应时42227c(Mn2+)=c(Cr3+)=c(Cl-)=dm-3]解：已知:=1.587+解：已知:=1.587+0.0595lg[0.01x(105)8MnO+8H++5eOMn2++4HO42[c(MnO)/c0][c(H+)/c0]s4[c(HO)/c0]42E(MnO/Mn2+)[c(MnO)/c0][c(H+)/c0]s4[c(HO)/c0]42445=1.0114VCl+2e=2Cl2，根据能斯特方程有：0.059p(Cl/Cl)E(Cl/Cl)=E0(Cl/Cl)+lg2222[c(Cl)/c0]2=1.3827+0059lg12=1.3827CrO2CrO2+14H++6e27=Cr3++7HO20.059[c(CrO2)/c0][c(H+)/c0]14E(CrO2/Cr3+)=E0(CrO2/Cr3+)+lg27276[c(HO)/c0]72=1.232+°^lg[0.01x(105)14]6=0.524•••氧化性强弱关系：Cl>KMnO>KCrO242275•计算下列反应:Ag+(aq)+Fe2+(aq)=Ag(s)+Fe35•计算下列反应:K0在时的平衡常数c(Ag+)=1.0moldm3,c(Fe2+)=0.10moldm3Fe3+浓度。如果反应开始时，，求达到平衡时的浓度。解：由题意得:lgK0=(Ag+/lgK0=(Ag+/Ag)(Fe3+/Fe2+)0.0590.79960.7710.059=0.485Fe3+(2)令平衡时的浓度为c,则:K一(1.0c)(0.10c)-'05=c=0.075molL1AgNOFeSO和Fe(SO)6.将银棒插入3溶液中,将铂片插入含有4243的溶液中,并用盐桥连接,组成原电池c(Ag+)=c(Fe2+)=c(Fe3+)=1moldm3已知：(1)c(Ag+)=0.01moldm3,c(Fe2+)=c(Fe3+)=1moldm3(2)试分别写出电池符号表示式、电极反应和总反应式,并计算其电动势。解：由题意得：()Pt|Fe3+,Fe2+::Ag+|Ag(+)解：由题意得：E=E0+0.0591g(Ag+)E=E0+0.0591g(Ag+)1)1(Ag+/Ag)(Fe3+/Fe2+)(Fe2+)=0.79960.771=0.0286E=E=0.7996+0.059lg(0.01)2)20.771=0.68160.771=0.0894E=1.507V,Fe3++e=Fe2+,E=0.77V,求7.已知正负(1)MnO+8H++5eOMn2++4HO反应42,c(MnO)=c(H+)=0.10moldm3和c(Mn2+)=0.010moldm34时的电极电势值。MnO+8H++5Fe2+OMn2++4HO+5Fe3+的平衡常数K和AG0(2)反应420rm(用标准电极电势求算)c(MnO)=c(Fe2+)=c(H+)=0.10moldm3和c(Mn2+)=c(Fe3+)=0.010moldm3当4时,计算AGrm并判断(2)题给出反应进行的方向。E=1.507+^Igc(MnO4)c(H+)=1.4244解：(1)5c(Mn2+)(1.5070.77)x