工程化学习题考试复习含答案.doc

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=QC．Q= —W △U=Q+W △H=0 D．Q≠ —W △U=Q+W △H=03． 下列符号中，不属于状态函数的是（ E ）A．T B．△H C．P D．U E．Q4．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-1Hg（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-1C．—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/ K19．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-1298K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) DNOBr(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) DNOBr(g)的平衡常数K解：已知25℃时NO(g)＋1/2Br2(l) DNOBr(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) D Br2(g) （2）K2 ＝0.0284MPa/101.325KPa＝0.2801/2Br2(l) D1/2Br2(g) (3)K3 ＝ K2 ＝0.529由反应式(1)－(3)得NO(g)＋1/2Br2(g) DNOBr(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) D2 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＝0.101MPaN2O4(g) D2 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＝0.234P（N2O4）＝(1.0－0.234)／(1.10＋0.234) ×0.101 ＝0.058MPaP（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 MPaP（NO2）＝2×0.043 MPa＝0.086 MPaQ＝[P（NO2）/P ]2／[P（N2O4）/ P ]＝[0.086/101.325×10-3]2／0.116/101.325×10-3＝0.63Q＞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) D2 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＝0.202MPaP（N2O4）＝（1.0－y）／（1.10＋y）·P总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＝0.155P（N2O4）＝(1.0－0.155)／（1.10＋0.155）×0.202＝0.136 MPaP（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-1S (CaCO3)＝92.9J·mol-1·K-1S (CaO)＝38.2J·mol-1·K-1S (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-1T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) D1/2H2(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＝－1.34K (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 ）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。