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）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： 6. 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：H2(g)SO2(g) = O2(g) H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个？（1） （2） （3）/ （4）/答：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 答：（1）加O2 H2O 的物质的量 （2）加 O2 HCl 的物质的量 （3）加 O2 O2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 不变（8）升高温度 （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）MnO2(s)2 H2(g) Mn(s)2H2O(g) 36.4 kJmol-1， 95.1 JK-1mol-1（2）MnO2(s)2 C(s) Mn(s)2CO(g) 299.0 kJmol-1， 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： T H/S = 36.4/0.0951 = 382.8K； T H/S = 299/0.3629 = 823.9K 第一种好9. 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。8Al(s) 3Fe3O4(s) 4 Al2O3(s) 9 Fe(s) 答：G = 4(-1582.3) - 3(1015.4) = -3283.kJ/mol 0 自发进行OR G = -3347.6 298.15(-0.2163) = -3283.11kJ/mol 0 不能自发 G = 146 - 7000.1105 = 68.56 kJ/mol 0 不能自发11. 将空气中的N2(g)变成各种含氮的化合物的反应叫做固氮反应。根据计算下列3种固氮反应的及，并从热力学角度分析选择哪个反应最好？ N2(g)O2(g) 2NO(g) 2N2(g)O2(g) 2N2O(g) G(N2O) = 103.6 kJ/mol N2(g)3H2 2NH3(g) 答：G = 286.6 = 173.2 kJ/mol； K=exp-173.2/(0.008314298.15) = exp(-69.872) = 4.5210-31 G = 2103.6 = 207.2 kJ/mol； K=exp-207.2/(0.008314298.15) = exp(-83.588) = 4.9910-37G = 2(-16.4) = -32.8kJ/mol； K=exp32.8/(0.008314298.15) = exp(-13.232) = 5.5810512. 在749K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：（1）当H2O与CO物质的量之比为1时，CO的转化率为多少？（2）当H2O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)H2O(g) = CO2(g)H2(g) 1-x 1-x x x 1-y 3-y y y=0.617； y2 =2.6(3-4y+y2)；1.6y2+6.5y+4.875=0 y = =0.865 =86.5% 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）H2O(l) 1/2O2(g) H2O2(l)，（）1105.30（2）Zn(s)1/2O2(g) ZnO(s)， （）2318.30可知前者不能自发进行，若把两个反应耦合起来：Zn(s)H2O(l) O2(g) ZnO(s) H2O2(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 = (105.3-318.3) = -213 kJ/mol =3 （2）1 （3）-+1/2 （4）0411Ne3S12,8,13IAs金21Ar3d1 4s22,8,9,24IIIBd金53Kr5s2 5p52,8,18,18,75VIIAp非60Xe4f4 6s22,8,18,22,8,26IIIBf金80Xe5d10 6s22,8,18,32,18,26IIBds金5A Cs B Sr C Se D 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