工程化学习题考试复习含答案

习题课一

一、选择题

1． 下列情况中属于封闭体系的是（ B ）

A．氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧B．反应N2O4（g）→2NO2（g）在密闭容器中进行 C．氢氧化钠与盐酸在烧杯里反应D．用水壶烧开水

2． 如果某一封闭系统经过一系列变化后又变到初始状态，则体系的（ C ） A．Q=0 W=0 △U=0 △H=0 B．Q≠0 W=0 △U=0 △H=Q C．Q= —W △U=Q+W △H=0 D．Q≠ —W △U=Q+W △H=0 3． 下列符号中，不属于状态函数的是（ E ）

A．T B．△H C．P D．U E．Q 4．下列物质的△fHm 不等于零的是（ D ）

A．Fe（s） B．C（石墨） C．Ne（g） D．Cl2（l） 5．定温下，下列哪一个反应的熵变数值最大？（ D ） A．CO2（g）===C（s）+O2（g） B．2SO3（g）===2SO2（g）+O2（g）

C．CaSO4·2H2O（s）===CaSO4（s）+2H2O（l） D．2NH3（g）===3H2（g）+N2（g）

6．在等温和等压条件下，某反应的△rGm =11.6KJ·mol-1，表明该反应（ C ） A． 一定自发B一定不自发C是否自发还需具体分析D达到平衡 7．已知热化学方程式为

Zn（s）+1/2O2（g）===ZnO（s）△rHm = —348.28 KJ·mol-1 Hg（l）+1/2O2（g）=== HgO（s）△rHm = —90.83 KJ·mol-1 由此可知Zn（s）+ HgO（s）=== ZnO（s）+ Hg（l）的△rHm 是（ C ） A．—439.1 KJ·mol-1 B．515 KJ·mol-1 C．—257.45 KJ·mol-1 D．无法计算

8．某温度时，反应3H2（g）+N2（g）===2NH3（g）的标准平衡常数为K1 ，反应 NH3（g）===3/2 H2（g）+1/2 N2（g）的平衡常数K2 等于（ D ） A．1/2 K1 B．—1/2 K1 C．1/ K1 D．1/ K1 9．在等温条件下，若化学平衡发生移动，其平衡常数（ C ） A．增大 B．减小 C．不变 D．难以判断 10．某反应在973K时K 为2.92×10-2，1173K时K 为1.04，此反应为（ B ）反应 A．放热 B．吸热 C．无法判断 二、计算题

例1．N2O5在气相中的分解反应为

2 N2O5（g）→4NO2（g）＋O2（g）

已知338K时，K1＝4.87×10-3S-1；318K时， K2＝4.98×10-4S-1。求该反应的活化能Ea和298K时的速率常数K3。

解：已知T1＝338K，K1＝4.87×10-3S-1 T2＝318K，K2＝4.98×10-4S-1 依公式lg K1/ K2＝Ea/2.303R(1/T2－1/T1)得

Ea＝2.303R(T1·T2／T1－T2) lg K1/ K2

＝2.303×8.314×(338×318／338－318) lg4.87×10-3/4.98×10-4＝102KJ·mol-1

1

298K时的速率常数K3 lg K1/ K3＝Ea/2.303R(1/T3－1/T1)

lg K3＝lg K1－Ea/2.303R(1/T3－1/T1)

＝lg4.87×10-3－102×103/2.303×8.314(1/298－1/338) ＝-4.428 K3＝3.73×10-5S-1

例2：已知反应NO(g)＋1/2Br2(l) ?NOBr(g)(溴化亚硝酰)25℃时的平衡常数K1 ＝3.6×10-15；液体溴在25℃时的蒸气压为0.0284MPa。求25℃时反应

NO(g)＋1/2Br2(g) ?NOBr(g)的平衡常数K 解：已知25℃时NO(g)＋1/2Br2(l) ?NOBr(g) （1）；K1 ＝3.6×10-15 从25℃时液溴的饱和蒸气压可得液态溴转化为气态溴的平衡常数

Br2(l) ? Br2(g) （2）

K2 ＝0.0284MPa/101.325KPa＝0.280

1/2Br2(l) ?1/2Br2(g) (3) K3 ＝ K2 ＝0.529

由反应式(1)－(3)得NO(g)＋1/2Br2(g) ?NOBr(g) K ＝P(NOBr)/P ／[P(NO) /P ]·[[P(Br2) /P ]1/2 ＝K1 ×1/ K3 ＝3.6×10-15／0.529 ＝6.8×10-15

例3：某容器中充有N2O4和NO2的混合物，n（N2O4）：n（NO2）＝10.0：1.0 在308K，0.101MPa条件下,发生反应

N2O4(g) ?2 NO2(g)；K （308K）＝0.315

(1)计算平衡时各物质的分压(2)使上述反应系统体积减小到1/2，反应在308K，0.202MPa条件下进行,平衡向何方移动?在新的平衡条件下,系统的各组分分压改变了多少? 解：此反应是在恒温恒压条件下进行的,设反应开始时

n（N2O4）＝1.0mol则n（NO2）＝0.10mol；P总＝0.101MPa

N2O4(g) ?2 NO2(g)

始 1.0 0.10 衡 1.0－X 0.10＋2X

平衡时，n总＝1.0－X ＋ 0.10＋2X＝1.1＋X，各物质分压为 P（N2O4）＝（1.0－X）／（1.1＋X）·P总 P（NO2）＝（0.10＋2X）／（1.1＋X）·P总 K ＝[P（NO2）/P ]2／[P（N2O4）/ P ] 0.315＝[（0.10＋2X）/（1.10＋X）]2·P总／[（1.0－X）／（1.1＋X）]·P 0.315＝[（0.10＋2X）2×0.101]／（1.0－X）（1.1＋X）×101.325×10-3 X＝0.234 P（N2O4）＝(1.0－0.234)／(1.10＋0.234) ×0.101 ＝0.058MPa

P（NO2）＝（0.10＋2×0.234）／(1.10＋0.234) ×0.101＝0.043 MPa (2)在已达上述平衡状态时，对系统施加压力达到0.202MPa时， P（N2O4）＝2×0.058 MPa＝0.116 MPa P（NO2）＝2×0.043 MPa＝0.086 MPa

Q＝[P（NO2）/P ]2／[P（N2O4）/ P ]＝[0.086/101.325×10-3]2／0.116/101.325×10-3＝0.63 Q＞K ，平衡向左移动，即向分子数减少的方向移动 计算新平衡条件下各物质的分压可不管反应途径

N2O4(g) ?2 NO2(g)

始 1.0 0.10 衡 1.0－y 0.10＋2y

平衡时，n总＝1.0－y ＋ 0.10＋2 y＝1.1＋y，P总＝0.202MPa P（N2O4）＝（1.0－y）／（1.10＋y）·P总

2

P（NO2）＝（0.10＋2 y）／（1.10＋y）·P总 K ＝[P（NO2）/P ]2／[P（N2O4）/ P ] 0.315＝（0.10＋2 y）2×0.202／(1.10＋y)（1.0－y）×101.325×10-3 y＝0.155 P（N2O4）＝(1.0－0.155)／（1.10＋0.155）×0.202＝0.136 MPa

P（NO2）＝（0.10＋2×0.155）／（1.10＋0.155）×0.202＝0.066 MPa △P（N2O4）＝0.136 MPa－0.058MPa＝0.078 MPa △P（NO2）＝0.066 MPa－0.043 MPa＝0.023 MPa

当P总从0.101 MPa增加到0.202MPa时, P（N2O4）和P（NO2）均增加,但P（N2O4）的更多,说明平衡向左移动了。

例4：估算CaCO3分解的最低温度

已知:△Hf (CaCO3)＝－1206.9KJ·mol-1

△Hf (CaO)＝－635.13KJ·mol-1 △Hf (CO2)＝－393.51KJ·mol-1 S (CaCO3)＝92.9J·mol-1·K-1 S (CaO)＝38.2J·mol-1·K-1 S (CO2)＝213.7J·mol-1·K-1 解：CaCO3(S)→CaO(S)＋CO2(g)

依据公式△G＝△H－T△S,当CaCO3(S)分解时,体系达到平衡状态,此时△G＝0,即 T转＝△H (298K)／△S (298K)

△H (298K)＝[1×△Hf (CaO,S)＋1×△Hf (CO2,g)]－1×△Hf (CaCO3,s)

＝[1×(－635.13)＋1×(－393.51)] －1×(－1206.9)＝178.26 KJ·mol-1 △S (298K) ＝[1×S (CaO,S) ＋1×S (CO2,g)] －1×S (CaCO3,s) ＝(1×38.2＋1×213.7)－1×92.9＝159.0 J·mol-1·K-1

T分解＝△H (298K)／△S (298K)＝178.26×103 J·mol-1／159.0 J·mol-1·K-1＝1121K 例5：计算320K时反应

HI(g,0.0405MPa) ?1/2H2(g,1.01×10-3 MPa)＋1/2I2(g,1.01×10-3 MPa)

的平衡常数并判断反应进行的方向。

解:要计算平衡常数,必须先确定该温度下的△G ,忽略温度对△H 和△S 的影响,则

△GT ≈△H (298K) －T△S (298K) △H (298K)＝1/2△Hf (H2,g)＋1/2△Hf (I2,g)－△Hf (HI,g) ＝1/2×0＋1/2×62.438－26.5＝4.7 KJ·mol-1 △S (298K) ＝1/2S (H2,g)＋1/2S (I2,g) －S (HI,g) ＝1/2×130.59＋1/2×260.6－206.48 ＝－10.9 J·mol-1·K-1 △G (320K) ＝△H (298K) －T△S (298K)

＝4.7－320×(－10.9) ×10-3＝8.2 KJ·mol-1 △G (320K) ＝－2.303RTlgK (320K)

lgK (320K) ＝－△G (320K)／2.303RT＝－8.2×103／2.303 ×8.314×320＝－1.34 K (320K) ＝4.6×10-2

△G(320K) ＝△G (320K) ＋2.303RTlgQ

＝8.2＋2.303 ×8.314×320×10-3×lg[(1.01/101.325)1/2·(1.01/101.325)1/2]／[40.5/101.325]＝－1.6 KJ·mol-1 △G＜0,反应能向正向进行。

习题课二

1．下列说法正确的是（ C ）

3

A．根据稀释定律，弱酸的浓度越小，其解离度就越大，因此酸性也越强。

B．两种酸HX和HY的水溶液具有相同的PH值，则这两种酸的浓度必然相等。

C．多元弱酸溶液中，由于Ka1 ＞＞Ka2 ，故计算多元弱酸溶液中的氢离子浓度时，可近似地用一级解离平衡进行计算。

D．弱酸或弱碱的解离平衡常数Ki 不仅与溶液温度有关，而且与其浓度有关。 2．将浓度为0.1mol·L-1的HAc溶液加水稀释一倍,则C(H+)为( C )0.1mol·L-1 A．0.05 B．0.2 C．0.05KHAc D．1/2 0.1 KHAc 3．在HAc溶液中加入下列物质时，HAc解离度增大的是（ CD ） A．NaAc B．HCl C．NH3·H2O D．H2O

4．已知氢硫酸的Ka1 =8.91×10-8，Ka2 =1.1×10-12，0.1 mol·L-1的H2S溶液的PH值为( A ) A．4.03 B．5.97 C．6.48 D．3.97

5．在2L的0.1 mol·L-1HAc溶液中加入2L的0.05 mol·L-1的NaOH溶液，所得溶液的C（H+）为（）mol·L-1

A．2.5×10-3 B．6.6×10-4 C ．1.74×10-5 D ．3.5×10-5

6．将PH=2.00和PH=11.00的强酸和强碱溶液等量混合,所得溶液的PH值为( C ) A．1.35 B．3.35 C．2.35 D．6.50

7．有一难溶强电解质M2X，其溶度积为KSP ，则其溶解度S的表示式为( D ) A．S= KSP B．3 K SP /2 C．KSP D．3 KSP /4 8．Mg(OH)2在下列那种溶液中的溶解度最大？（ A ） A．纯水 B．0.01 mol·L-1的MgCl2溶液中

C．0.01 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中 D．0.01 mol·L-1的NaOH溶液中

二．1．实验测得0.020mol·L-1HAc溶液的PH值为3.23,求该HAc溶液的离解度和HAc的离解常数。

－

解： HAc + H2O ? H3O+ +Ac 已知PH值＝3.23,－lg[H3O+]＝3.23

－

[H3O+]＝5.9×104

－

a＝5.9×104/0.020×100%＝3.0% －－[Ac] ＝[H3O+]＝5.9×104

－

[HAc] ＝0.020－5.9×104＝0.019

－－－

K (HAc) ＝[H3O+][Ac]／[HAc]＝(5.9×104)2／0.019＝1.8×105

2．若在50.00 ml的0.150 mol·L-1NH3和0.200 mol·L-1NH4Cl缓冲溶液中,加入0.100ml1.00 mol·L-1的

－

HCl,求加入HCl前后溶液的PH值各为多少?(K (NH3)＝1.8×105) 解：未加HCl以前

＋＋＋

PH＝14.00－PK (B)＋lg[B]/[BH] [B] ＝［NH3］＝0.150 BH] ＝[NH4] ＝0.200

－

∴PH＝14.00＋lg1.8×105＋lg0.150/0.200＝14.00―4.74―0.12＝9.14

加入0.100ml1.00 mol·L-1的HCl,此时溶液的体积为50.10ml, HCl在该溶液中的浓度为

C(HCl)＝1.00×0.100／50.10＝0.0020 mol·L-1

＋

由于加入HCl,它产生的H3O+与缓冲溶液中的NH3反应生成NH4。

－

NH3 + H2O ? NH4+ + OH

始 0.150－0.0020 0.200＋0.0020 0 衡 0.148－X 0.202＋X X

－－

X(0.202＋X)／(0.148－X )＝1.8×105 X＝1.3×105

－－

C(OH) ＝1.3×105 mol·L-1

－

加入HCl后, PH＝14.00＋lg1.3×105＝9.11 3．将0.2mol·dm-3的HF与0.2 mol·dm-3的NH4F溶液等量混合,计算所得溶液的PH值和HF的解离度。

4