大学化学基础(邓建成第二版)第一章思考题、习题
大学化学基础(邓建成第二版)第二章思考题、习题
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Θ 9. 已知下列反应:CO (g) +C(s) →2CO(g) ∆r Hm =172kJ ⋅ mol −1 2
如果增加总压强或升高温度,或加入催化剂,反应速率v 正、v逆及速率常数k正、k逆及平衡常数K将怎样变化?平 衡将怎样移动? 答: 增加总压强,v正、v逆都增大,k正、k逆不变,K不 变,平衡向反方向移动; 升高温度,v正、v逆都增大,k正、k逆都增大,K增 大,平衡向正方向移动; 加入催化剂,K不变,平衡不移动,如果是正催化剂 则v正、v逆都增大,k正、k逆都增大,加入负催化剂则v 正、v逆都减小, k正、k逆都减小; 注:平衡常数与速率常数是温度的函数,与压强、浓度无 关。 11. 在大连,水的沸点为373K,煮熟一个鸡蛋需要3min, 在拉萨,水的沸点大约为365K,需要5min才能将鸡蛋煮熟 。试计算煮熟鸡蛋过程中的活化能。
11. 什么叫链式反应?它主要有哪些步骤? 答:有些反应的历程相当复杂,只要用任何方法使反应一经 开始,它就可以自动迅速地、连续不断地进行下去,有时甚 至以爆炸形式出现,这类反应称为链反应。 链反应包含三个基本步骤:链的引发、链的增长、链终止。
12. 请简要解释: (1)分子有效碰撞;(能引起化学反应的分子间的相互碰撞) (2)在非基元反应中,最慢的那步反应决定了整个反应的速 率; 该反应不一定是个二级反应;如反应 (3)A + B → 产物 的速率表达式为:
解:(1)k0=v= 0.02 mol·dm-3·s-1 (2)k1= v/ [A]=0.02 s-1 (3)k2= v/ [A]2=0.02 dm3·mol-1·s-1 注:反应级数不同,速率常数单位不同
13. 实验测得下列反应: A(g) + B(g) →产物 对A为一级反应,B为二级反应,在某温度下的速率常数为 0.05mol2·L-2·s-1, 1.求反应的级数;(三级) 2.温度不变,当A浓度为0.1 mol·dm-3,B浓度为0.05 mol·dm-3时的反应速率。 解:
基础化学第二版课后习题答案
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基础化学第二版课后习题答案【篇一:基础化学第二版习题答案chap5】1.何谓沉淀溶解平衡?同物质的量的bacl2和h2so4混合溶液中,含有哪些离子?这些离子浓度之间存在着哪些关系?答:难溶电解质溶解和沉淀速度相等,固体的量和溶液中分子或离子的量不再改变的状态,称为沉淀溶解平衡。
ba2+、cl-、so4、h+、oh-2?2.活度积、溶度积、离子积之间有何区别与联系?答:活度积、溶度积指平衡状态下的活度积或浓度积,对给定的难溶电解质其活度积只与温度有关,溶度积不但与温度有关,还和溶液离子强度有关,对于ma型难溶电解质:?ksp(ma)。
离子积指任意状态下的浓度积,其值是任意的。
?(m?)??(a?)3.无副反应时,沉淀的溶度积与溶解度有何关系?溶度积小的物质,它的溶解度是否一定小?举例说明。
答:s?mmnn不同类型难溶电解质的溶解度不能根据溶度积数值大小直接判断。
溶度积小的物质,它的溶解度是不一定小,如ag2cro4与agcl。
4.除了沉淀物质本性以外,影响沉淀溶解度的主要因素有哪些?答:除了沉淀物质本性以外,影响沉淀溶解度的主要因素还有:同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等。
5.判断下列操作中可能发生的反应和现象并予以解释。
(1)将少量caco3固体放入稀hcl中。
(2)将少量mg(oh)2放入nh4cl溶液中。
答:(1)caco3固体溶解,有无色无味气体产生。
caco3(s)ca2+ + co32-+2h+h 2co 3→co2 +h 2o(2)mg(oh)2固体溶解,有无色刺激性气体产生。
的氨水,有肉色沉淀生成。
原因是饱和h2s水溶液提供的s2-很少,此时mg(oh)2(s)mg2+ + 2oh-+2nh4+(4)黑色固体变成白色固体。
so42- +h2o(5)白色沉淀变成黄色沉淀。
agcl(白)+ i-(6)浅兰色沉淀消失,生成深兰色溶液。
cu(oh)2 + 4nh3pb2++so42-→pbso4↓(白)agi(黄)+cl-[cu(nh3)4](oh)2答:(1)(2)减小(同离子效应);(3)增大(盐效应);(4)增大(配位效应)。
第二版习题解答
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目录第一章习题1化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?答:化学反应式中计量系数恒为正值,化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同,符号相反,对于产物二者相同。
2何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?答:如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物,该反应是基元反应。
基元反应符合质量作用定律。
基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。
基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。
一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。
非基元反应的活化能没有明确的物理意义,仅决定了反应速率对温度的敏感程度。
非基元反应的反应级数是经验数值,决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。
3若将反应速率写成tc rd d AA-=-,有什么条件?答:化学反应的进行不引起物系体积的变化,即恒容。
4为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?答:在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系,而这种关系仅是动力学方程的直接积分,与反应器大小和投料量无关。
5现有如下基元反应过程,请写出各组分生成速率与浓度之间关系。
(1)A+2B ↔C A+C ↔ D (2)A+2B ↔C B+C ↔D C+D→E(3)2A+2B ↔C A+C ↔D 解(1)D4C A 3D D 4C A 3C 22BA 1C C22B A 1B D4C A 3C 22B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=(2)E6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22BA 1C D4C B 3C 22B A 1B C22B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-=(3)D4C A 3D D 4C A 3C 22B2A 1C C22B 2A 1B D4C A 3C 22B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=6气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65×104m 6kmol -2s -1。
基础化学习题
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基础化学习题(共30页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-第一章稀溶液的依数性一、思考题1.解释下列名词拉乌尔定律饱和蒸气压渗透压渗透压定律渗透浓度晶体渗透压胶体渗透压渗透现象2.何谓Raoult定律在水中加入少量葡萄糖后,凝固点将如何变化为什么3.在临床补液时为什么一般要输等渗溶液给病人大量输入高渗或低渗溶液,会出现何现象4.一杯纯水和一杯等量的糖水同时放置时,为什么纯水蒸发得快?5.为什么在下雪的路面上撒盐会比较容易清除积雪?6.稀溶液刚凝固时,析出的物质是纯溶剂还是溶质还是溶剂、溶质同时析出7.将100 mL 50g·L-1葡萄糖溶液和100mL 9g·L-1生理盐水混合,与血浆相比较,此混合溶液是高渗溶液、低渗溶液、等渗溶液?8.浓度均为的溶液、乙醇溶液、葡萄糖溶液,它们的沸点、凝固点都相同吗为什么9.下列几组溶液能否发生渗透现象?若能,请用箭头标明渗透方向(用“│”表示半透膜)。
(1)5%葡萄糖溶液和5%蔗糖溶液;(2)5%葡萄糖溶液│5%蔗糖溶液;(3)•L-1葡萄糖溶液│•L-1蔗糖溶液;(4)•L-1葡萄糖溶液│•L-1NaCl溶液;(5)•L-1 CaCl2溶液│•L-1NaCl溶液;(6)•L-1 Na2SO4溶液│•L-1 MgCl2溶液。
10.纯液体的蒸气压、沸点、凝固点和难挥发非电解质稀溶液的蒸气压、沸点、凝固点有何区别何谓稀溶液依数性11.下列各组溶液发生渗透(用“│”表示半透膜)的方向由左向右的是哪些(1)50g•L-1葡萄糖溶液│50g•L-1蔗糖溶液;(2)•L-1葡萄糖溶液│•L-1蔗糖溶液;(3)•L-1蔗糖溶液│•L-1 KBr溶液;(4)•L-1NaCl溶液│MgCl2mol•L-1溶液。
12. 下列说法是否正确,为什么?(1)液体和溶液的沸点都随着蒸发的进行而发生变化;(2)将0o C的冰放入0o C的蔗糖溶液中,冰会逐渐融化;(3)临床上的两种等渗溶液只有以相同体积混合时才能得到等渗溶液;(4)只与溶质微粒数目有关,而与溶质本性无关的性质称为稀溶液的依数性;(5)对于强电解质稀溶液,其依数性要用校正因子i来校正;(6)渗透浓度均为300的NaCl溶液的渗透压大于葡萄糖溶液的渗透压;13. 浓度均为 mol•kg-1的NaCl和葡萄糖水溶液,在下,下列有关沸点的说法,哪种是正确的?试说明理由。
大学化学基础(邓建成第二版)第四章思考题、习题
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答:电负性是描述化学键中各原子对共用电子对的吸引能力。 同周期元素,从左到右,电负性数值逐渐增加,但同 周期过渡元素的电负性变化不大。 同主族元素,从上到下,电负性数值逐渐降低。
7、如何理解共价键具有方向性和饱和性? 答: 共价键的形成条件之一是原子中必须有成单电子,而 且形成的共价键的数目受到未成对电子数的限制。在形成共价 键时几个未成对的电子只能与几个自旋相反的单电子配位成键。 这说明共价键具有饱和性。 在形成共价键时,原子间总是尽可能沿着原子轨道最大重 叠的方向成键,轨道重叠越多,形成的共价键也就越稳定。原
⑤ CO2气体分子之间存在色散力。
10、晶体有几种主要类型?以下物质各属于何种晶体? ① NaCl; ④ 冰; ② SiC; ③ 石墨; ⑤ 铁。
答:晶体主要有:离子晶体、分子晶体、金属晶体、原 子晶体和过渡型晶体。 ① NaCl为离子晶体; ② SiC为原子晶体;③ 石墨为过渡 型晶体﹙混合型晶体﹚; ④ 冰为分子晶体; ⑤ 铁为金属晶
分别与三个Cl原子的p轨道重叠成键,因此 NCl3为三角锥形。
12、用分子间力说明下列事实: ① 常温下F2、Cl2是气体,Br2是液体,碘是固体; ② NH3易溶于水,而CH4却难溶于水;
③ 水的沸点高于同族其它氢化物的沸点。
答: ① F2 、 Cl2 、 Br2 、碘分子都为非极性分子,其分子量逐
体。
11、试用离子极化的观点解释AsF溶于水,AsCl、AsBr、 AsI难溶于水,溶解度由AsCl到AsI依次减少。 答:阴离子半径越大,受阳离子的极化影响,其电子云的变 形性越大,阴、阳离子的电子云重叠也就越多。离子中的共价键 成分也越多。 由于F¯ 、Cl¯ 、Br¯ 、I¯ 从左到右,离子半径逐渐增大。
大学化学基础(邓建成第二版)第五六章思考题、习题
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思考题:1. Co(Ⅲ)以通式CoCl m•nNH3生成八面体构型配合物,m及n的值可能是哪些?若1mol的一种上述配位化合物与Ag+离子作用生成1molAgCl沉淀,问m和n的数值各为多少?答:(1)由于Co(Ⅲ) 为+3,则m=3,CoCl m•nNH3为八面体构型配合物,即配位数为6。
n的值可能为6、5、4、3(2)1mol配位化合物与Ag+离子作用生成1molAgCl沉淀,配合物的外界为1,n=6-(3-1) =42. 在不同条件下,可从三氯化铬水溶液中获得3种不同颜色的配合物。
分别加入AgNO3后,紫色的可将氯全部沉淀为AgCl,而蓝绿色的有2/3的氯沉淀出来,绿色的加入AgNO3后只有1/3的氯沉淀为AgCl,根据上述实验现象写出它们的结构式。
答:紫色[Cr(H2O)6]Cl3蓝绿色[CrCl(H2O)5]Cl2绿色[CrcCl2(H2O)4]Cl3. 衣物上的铁锈渍,可先用高锰酸钾的酸性溶液润湿,再滴加草酸溶液,然后以水洗涤而除去。
试予以解释。
答:衣物上的铁锈渍,先用高锰酸钾的酸性溶液润湿,是使其氧化并以Fe3+存在,滴加草酸溶液,Fe3+与C2O42-形成易溶于水的络合物,用水冲洗即可除去。
4. [Fe(H2O)6]2+为顺磁性, 而[Fe(CN)6]4–为反磁性, 请分别用价键理论和晶体场理论解释该现象。
答:价键理论[Fe(H 2O)6]2+ 配离子中的Fe 3+离子在配位体H 2O 影响下,3d 轨道的五个成单电子占据五个轨道,外层的4s ,4p ,4d 轨道形成sp 3d 2杂化轨道而与6个H 2O 成键,形成八面体配合物。
[Fe(CN)6]4– 配离子中的Fe 3+离子在配位体CN -—影响下,3d 轨道的五个成单电子占据3个轨道,剩余2个空的3d 轨道同外层的4s ,4p 轨道形成d 2 sp 3杂化轨道而与6个CN —-成键,形成八面体配合物。
晶体场理论[Fe(H 2O)6]2+轨道分裂能△o=10400cm -1 ,P=17600cm -1,因P ﹥△o ,故为高自旋态,顺磁性。
化学工程基础习题答案武汉大学第二版精品
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化学工程基础习题第二章.P 69 1.解:o vacP P P =-绝3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝o a P P P =-33385.41098.71013.310Pa Pa Pa---=⨯-⨯=-⨯2.解:22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+3.解:对于稳定流态的流体通过圆形管道,有221212d d u u =若将直径减小一半,即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍.4.解:gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解:1)雷诺数μρud =Re其中31000kg m ρ-=⋅,11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。
2)要使管中水层流,则2000Re ≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08um s -≤⋅7.解:取高位水槽液面为1-1′, A-A ′截面为2-2′截面,由伯努利方程12221112u u H 22f p p z z g g g gρρ++=+++其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯解得1)A-A ′截面处流量2uu =12.17u m s -=⋅2)qvAu ρ=其中232113.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯ 327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v m h-=⨯⨯⨯=8.解:对1-1′截面和2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22p p z z g g g gρρ++=++其中21211,1H O z z p m gh ρ===11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=221121220.2()0.5 2.00.1d u u m s d -==⨯=⋅220.520.1929.829.8h m ∆+==⨯⨯15.解:选取贮槽液面为1-1′截面,高位槽液面为2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中:12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解:取水池液面为1-1′截面,高位截面为2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中:1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯19.解:取贮槽液面为1-1′截面,蒸发器内管路出口为2-2′截面, 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中,11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-=120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解:1)取贮水池液面为1-1′截面,出口管路压力表所在液面为2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中,12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失, 则:衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失:0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2) 3.04.3kw 1020.7e V H q Pρη⋅⋅===3)取贮槽液面为1-1′截面,水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面, 由伯努利方程得12221112u u 22f p p z z H g g g gρρ++=+++其中:12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失, 则:衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失:0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vacPa P=23.解:1)取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中,12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525fe HH ==+=w 259.8245J/kg e =⨯=2)在管路A 、B 截面间列伯努利方程得:22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g g p p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3)225 2.030.05100040.976102Pkw π⨯⨯⨯⨯==4)根据静力学基本方程式:2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章 传热过程p105 ex1解:2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C Rex2解:141414141111()()22()2()()11()i ii m ii i i n i i i i ii n i T T T T Ar L L T T L T T r r rl r r r r l r φδδλπλππλλ++++--==∑∑--==-∑∑-196.138168.101413214.694.30139.01413007.0435.12.0788.016223.022514.32558507.0125552.012025161)35260(2-⋅==++=++⨯⨯=++-=m W l l l Lnn n πφEx4解:空气的定性温度220180T200C 2+==︒200℃时空气的物性参数为:30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034Cp C KJ Kg -=⋅⋅︒ 115u m s -=⋅,450.0254150.7461.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8er R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解:水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为:3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λ s P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u时,6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时58.7460⇒=μρdu R e ,此时,2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解:甲烷的定性温度:C 75230120T︒=+=0℃条件下:3/717.0m Kg =ρ1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动,定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却,3.0n =123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动:75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e122.64--⋅⋅=K m W αEx81401525T C ∆=-=︒ ,21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C T l l T ∆-∆-∆===︒∆∆(逆流)在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ=0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2)C T ︒=-=∆1020301 ,C T ︒=-=∆4040802C l T T l T T T n nm ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212(3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算,则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1)m d 301016-⨯= ,m d i 31013-⨯= ,m 3105.1-⨯=δ)123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i αλδα (3)()1233300078.85011.0100414.010616.019015.144016105.120001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i i αλδαex11解:(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l Tmp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -= 35'2'1=-t t ,50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ,m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ又流量及物性不变,21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ,m L 855.12= ex12解:(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解:(1)33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A aA P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ (2)73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯(3)22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m (4)总压提高一倍,E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9.解:02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y第一解法:,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法: 设吸收率为η则,()121Y Y η-=进气量设为h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10.(1)02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时,,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===-009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆(2)当液气比为1.25时,(3) 当X 2=0.00011时01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8,溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡,1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,0 1.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol s q Y Y Y q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.65031.6760 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯=(2),12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg (1)另解:,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数:,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)2 2.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OGn B n C n C n C mq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OGY Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯(3)若填料层增加3m ,则:m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又 液气比一定,则:12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则:kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解:(1)121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==(2)OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解: (1)OGOGN H H =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(22*1111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==(2)当003.0'2=Y 时12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X'--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章 精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R Xx R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδf x x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f(6)2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy42.095.0521.095.01min min --=-R R30.4min =R(8)66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x806.01=x821.015.0806.0833.0=+⨯=y第八章 化学反应工程基本原理P340 (1)[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac (2)%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A A A A AA A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1,则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ,副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223==F3副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器,121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------e e F ee F et F et E tttττττ第九章 均相反应器(1)30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln1t 9.011ln10311ln1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A 级反应对于间歇操作反应器一(2)min16501.02.03.099.0t min1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二(4)min50558.01111t)1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二(8)4.000200200000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AA A A x A A A AA x AAA V R A A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l mol RTp V n c a a r s y CO CH CHO CH A AA τδ(15)LL V x x k dx x x k x y x c k dx c r dx c q V c k P k r a a r s y CH H C H C R A Ax A A Ax AA A A A AA x AAA V R Ac A p A A A A AA 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln2(10)11ln 2(1)11(11)1()(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+-=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。
一到七章答案分析化学思考题 8
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一到七章答案分析化学思考题 8一到七章答案分析化学思考题-8-第一章定量分析导论思考题1.为了调查某河段沉积物中工业污染物的累积情况,某单位在不同河段采集了足够的原始平均样品,并将其均匀混合,然后采集一些样品并发送给分析部门。
分析员称取一定量的样品,经过处理后,用不同的方法测定其中有害化学成分的含量。
是这样吗?为什么?答:不对。
应将原始试样全部送交分析部门,再由分析人员对原始试样采用四分法进行缩分,依据经验公式取样,再分解、测定等。
2.镍币含有少量铜和银。
为了测定铜和银的含量,有人擦拭了镍币的表面,并用稀释的硝酸直接溶解了一些镍币,以制备测试溶液。
根据溶解前后称量的镍币质量差,测定样品质量。
然后用不同的方法测定试液中铜和银的含量。
是这样吗?为什么?答:不对。
应将镍币全部溶解,因为镍币中铜银分布不一定均匀,这样做取样无代表性。
3.如何溶解以下样品:锡青铜、高钨钢、纯铝、镍币和玻璃答:锡青铜:hno3;高钨钢:h3po4;纯铝:hcl;镍币:hno3;玻璃:hf。
4.熔炼以下样品应使用什么熔剂和坩埚:铬铁矿、金红石、锡石和陶瓷a:铬铁矿:Na2O2熔剂、铁、银和刚玉坩埚、金红石:酸性熔剂、石英或铂坩埚、锡石:酸性熔剂、石英或铂坩埚陶瓷:碱性熔剂、铁、银和刚玉坩埚5、欲测定锌合金中fe、ni、mg的含量,应采用什么溶剂溶解试样?答:用naoh溶解试样,fe,ni,mg形成氢氧化物沉淀,与zn基体分离。
6.测定硅酸盐中二氧化硅的含量;硅酸盐中Fe、Al、CA、Mg、Ti的含量。
应选择何种方法分解样品?答:测硅酸盐中sio2的含量时采用碱熔法,用koh熔融,是硅酸盐中的硅转化为可溶性的k2sio3,再用容量法测定:测定硅酸盐中fe,al,ca,mg,ti的含量时,用hf酸溶解试样,使si以sif4的形式溢出,再测试液中fe,al,ca,mg,ti的含量。
7.分解产物和有机样品之间的主要区别是什么?答:分解无机试样和有机试样的主要区别在于:无机试样的分解时将待测物转化为离子,而有机试样的分解主要是破坏有机物,将其中的卤素,硫,磷及金属元素等元素转化为离子。
【基础】基础化学第二版习题答案供参考
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【关键字】基础第五章难容电解质溶液的沉淀溶解平衡习题答案1.何谓沉淀溶解平衡?同物质的量的BaCl2和H2SO4混合溶液中,含有哪些离子?这些离子浓度之间存在着哪些关系?答:难溶电解质溶解和沉淀速度相等,固体的量和溶液中分子或离子的量不再改变的状态,称为沉淀溶解平衡。
Ba2+、Cl-、、H+、OH-,等2.活度积、溶度积、离子积之间有何区别与联系?答:活度积、溶度积指平衡状态下的活度积或浓度积,对给定的难溶电解质其活度积只与温度有关,溶度积不但与温度有关,还和溶液离子强度有关,对于MA型难溶电解质:。
离子积指任意状态下的浓度积,其值是任意的。
3.无副反应时,沉淀的溶度积与溶解度有何关系?溶度积小的物质,它的溶解度是否一定小?举例说明。
答:不同类型难溶电解质的溶解度不能根据溶度积数值大小直接判断。
溶度积小的物质,它的溶解度是不一定小,如Ag2CrO4与AgCl。
4.除了沉淀物质本性以外,影响沉淀溶解度的主要因素有哪些?答:除了沉淀物质本性以外,影响沉淀溶解度的主要因素还有:同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等。
5.判断下列操作中可能发生的反应和现象并予以解释。
(1)将少量CaCO3固体放入稀HCl中。
(2)将少量Mg(OH)2放入NH4Cl溶液中。
(3)向少量MnSO4溶液中加入数滴饱和H2S水溶液,再逐滴加入2mol·L-1的氨水。
(4)向盛少量PbS固体的试管中,滴入H2O2溶液。
(5)向盛少量AgCl沉淀的试管中,滴入KI溶液。
(6)向盛少量Cu(OH)2沉淀的试管中,滴入2mol·L-1NH3·H2O溶液。
答:(1)CaCO3固体溶解,有无色无味气体产生。
(2)Mg(OH)2固体溶解,有无色安慰性气体产生。
(3)向少量MnSO4溶液中加入数滴饱和H2S水溶液,无明显变化;再逐滴加入2mol·L-1的氨水,有肉色沉淀生成。
原因是饱和H2S水溶液提供的S2-很少,此时,不生成MnS沉淀;加氨水后,H2S解离度增大,S2-增多,此时,就会有MnS沉淀生成。
大学化学基础(邓建成第二版)第一章思考题、习题
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T < 2 1 9 6 .1 K
(3) HgO (s) = Hg(l)+1/2O2 (g) 70.29 76.06 205.03
Θ ∆rH m = 91kJ / mol
Θ Sm ( J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 )
Θ ∆ r S m (298.15 K ) = 205.03 ×1/ 2 + 76.06 − 70.29
则反应可在任何温度下进行。
8. 查表求下列反应:2Fe2O3 (s)+3C(s) = 4Fe(s) + 3CO2 (g) 在什么温度下能够自发进行?
Θ Θ 解:查表得298K时各物质的 ∆ f H m 和 Sm
Θ ∆ f H m (kJ / mol )
2Fe2O3 (s)+3C(s) = 4Fe(s) + 3CO2 (g) -824.2 0 87.4 5.74
㊀
㊀
3NO2(g)+H2O(l) = 2HNO3(l)+NO(g) 33.18 -285.83 -174.10 90.25
Θ Θ Θ Θ Θ ∆rHm (298.15K) =[∆f Hm ( NO, g) +2∆f Hm ( HNO,l)]−[∆f Hm ( HOl) +3∆f Hm ( NO , g)] , 3 2 2
2 .反应:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 在恒容量热器中进行,生成
㊀ 2molNH3时放热82.7J,求反应的△rUm和298K时反应的
。
根据 rHm △
㊀
解:Qv=1mol×
㊀ △rUm ㊀
(反应进度为1mol)
△rUm = –82.7J/mol Qv= –82.7J 根据热力学第一定律:△U=Q+W , 由 Qp= △H 得:
大学化学基础(邓建成第二版)第三章思考题、习题
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+
KW C盐 Kb
1.0 ×10−14 H = K h C盐 = × 0.02 −5 1.76 × 10
H + = 3.38 ×10−6 mol / L
pH = 5.47
3.38 × 10−6 水解度h = × 100% = 0.0169% 0.02
23 g 23g Mg / mol 29.3kPa − 27.62kPa = × 29.3kPa 200 g 46 g / mol
nB ∆p = × p* A nA
M = 92.3g / mol
6. 1.00g硫溶于20.0g萘中,溶液的凝固点比纯萘低1.28℃, 求硫的摩尔质量和分子式。 解:由
x = 12mol / L
12mol / L × y ×10−3 = 1L × 0.15mol / L
y = 12.5ml
12. 配制CNa2C2O4为0.10 mol·dm-3溶液500ml,应称取Na2C2O4 多少克? 解:设需称取Na2C2O4固体xg。
xg = 0.10mol / L × 0.5 L × 134 g / mol
10. 制pH=5.0的缓冲溶液,需称取多少克NaAc·3H2O固 体溶解于300ml 0.5mol·dm-3醋酸中? 解:设需NaAc·3H2O固体x克 查表得 pKa ( HAc ) = 4.75 根据缓冲溶液公式
c酸 pH = pK a − lg c盐
0.5mol / L × 0.3L 5.0 = 4.75 − lg xg 136 g / mol
∆p = p* − p = 9.953kPa − 9.8672kPa 解: = 0.0858kPa
大学化学基础(邓建成第二版)第二章思考题、习题
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Cl2
Cl + CO
COCl + Cl2
k3
k1 k −1 k2 k−2
2Cl
(快平衡) (快平衡) (慢反应)
COCl
COCl2 + Cl
(1)这一机理与速率方程式是否相符? (2)指出反应速率方程式中的k与反应机理中的各速率常 数(k1,k-1,k2,k-2)之间的关系。
解: (1)对于快反应,正、逆反应速率相等 V正=V逆
a ⋅∆t b ⋅∆t g ⋅∆t h⋅∆t
2. 瞬时速率
以反应物的浓度来表示,有 − ∆ [ A ] υ = lim
A ∆t → 0
∆t
9. 如果正向反应的活化能为20kJ·mol-1,逆向反应活化能 是否也为20kJ·mol-1?为什么? (图2-4,P24,生成物势能通常小于反应物势能。Ea′≠Ea) 10. 催化剂对速率常数(有影响)和平衡常数(无影响)是 否都有影响?为什么?(P31)
c(CH3CHO)/ mol ⋅ dm−3
0.100 0.200 0.400 v / mol ⋅ dm −3 ⋅ s −1 9.00×10-7 3.60×10-6 1.44×10-5 则反映级数为(C) A.0; B.1; C.2; D.3
Θ 3.对于 ∆ r H m >0的反应,使用催化剂可使(C) A. 正反应速率增大,逆反应速率减小; B. 正反应速率减小,逆反应速率增大; C. 正逆反应速率均增大相同倍数; D.正、逆反应速率均减小。
解:
v ∝ k,v ∝ 1/t
k2 v2 t1 Ea (T2 − T1 ) lg = lg = lg = k1 v1 t2 2.303RT1T2
代入数据得:
工程化学基础(第二版)练习题参考答案
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浙江大学<<工程化学基础(第二版)>>练习题参考答案第一章 绪 论练习题(p.9)1. (1)×; (2)√; (3)×; (4)√。
2. (1)C 、D ;(2)C ;(3)B 。
3. 反应进度;ξ; mol 。
4. 两相(不计空气);食盐溶解,冰熔化,为一相;出现AgCl ↓,二相;液相分层,共三相。
5. 两种聚集状态,五个相:Fe (固态,固相1),FeO (固态,固相2),Fe 2O 3(固态,固相3),Fe 3O 4(固态,固相4),H 2O (g )和H 2(g )(同属气态,一个气相5) 6. n =(216.5 -180)g / (36.5g · mol -1) = 1.0 mol7. 设最多能得到x 千克的CaO 和y 千克的 CO 2,根据化学反应方程式: CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 摩尔质量/g ·mol -1 100.09 56.08 44.01 物质的量/mol100095%10009103⨯⨯-. x 56.08×-310 y 4401103.⨯-因为n(CaCO 3)=n (CaO)=n (CO 2) 即100095%10009103⨯⨯-.=x 56.08×-310=y 4401103.⨯-得 x =m (CaO) =532.38kg y =m (CO 2) =417.72kg分解时最多能得到532.28kg 的CaO 和417.72kg 的CO 2。
8. 化学反应方程式为3/2H 2+1/2N 2 = NH 3时:22(H )6mol4mol 3(H )2n ξν∆-===-22(N )2mol4mol 1(N )2n ξν∆-===-33(NH )4mol4mol 1(NH )n ξν∆===化学反应方程式为3H 2+ N 2 = 2NH 3时:22(H )6mol 2mol 3(H )n ξν∆-===-22(N )2mol2mol 1(N )n ξν∆-===-33(NH )4mol 2mol 2(NH )n ξν∆===当反应过程中消耗掉2mol N 2时,化学反应方程式写成3/2H 2+1/2N 2 = NH 3,该反应的反应进度为4 mol ;化学方程式改成3H 2+ N 2 = 2NH 3,该反应的反应进度为2 mol 。
化学工程基础习题答案武汉大学第二版
![化学工程基础习题答案武汉大学第二版](https://img.taocdn.com/s3/m/c685a7a4680203d8ce2f248a.png)
化学工程基础习题第二章.P 69 1.解:o vacP P P =-绝3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝o a P P P =-33385.41098.71013.310Pa Pa Pa---=⨯-⨯=-⨯2.解:22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+3.解:对于稳定流态的流体通过圆形管道,有221212d d u u =若将直径减小一半,即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍.4.解:gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解:1)雷诺数μρud =Re其中31000kg m ρ-=⋅,11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。
2)要使管中水层流,则2000Re ≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08um s -≤⋅7.解:取高位水槽液面为1-1′, A-A ′截面为2-2′截面,由伯努利方程12221112u u H 22f p p z z g g g gρρ++=+++其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯解得1)A-A ′截面处流量2uu =12.17u m s -=⋅2)qvAu ρ=其中232113.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯ 327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v m h-=⨯⨯⨯=8.解:对1-1′截面和2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22p p z z g g g gρρ++=++其中21211,1H O z z p m gh ρ===11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=221121220.2()0.5 2.00.1d u u m s d -==⨯=⋅220.520.1929.829.8h m ∆+==⨯⨯15.解:选取贮槽液面为1-1′截面,高位槽液面为2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中:12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解:取水池液面为1-1′截面,高位截面为2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中:1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯19.解:取贮槽液面为1-1′截面,蒸发器内管路出口为2-2′截面, 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中,11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-=120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解:1)取贮水池液面为1-1′截面,出口管路压力表所在液面为2-2′截面,由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中,12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失, 则:衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失:0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2) 3.04.3kw 1020.7e V H q Pρη⋅⋅===3)取贮槽液面为1-1′截面,水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面, 由伯努利方程得12221112u u 22f p p z z H g g g gρρ++=+++其中:12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失, 则:衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失:0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vacPa P=23.解:1)取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中,12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525fe HH ==+=w 259.8245J/kg e =⨯=2)在管路A 、B 截面间列伯努利方程得:22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g g p p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3)225 2.030.05100040.976102Pkw π⨯⨯⨯⨯==4)根据静力学基本方程式:2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章 传热过程p105 ex1解:2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C Rex2解:141414141111()()22()2()()11()i ii m ii i i n i i i i ii n i T T T T Ar L L T T L T T r r rl r r r r l r φδδλπλππλλ++++--==∑∑--==-∑∑-196.138168.101413214.694.30139.01413007.0435.12.0788.016223.022514.32558507.0125552.012025161)35260(2-⋅==++=++⨯⨯=++-=m W l l l Lnn n πφEx4解:空气的定性温度220180T200C 2+==︒200℃时空气的物性参数为:30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034Cp C KJ Kg -=⋅⋅︒ 115u m s -=⋅,450.0254150.7461.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8er R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解:水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为:3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λ s P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u时,6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时58.7460⇒=μρdu R e ,此时,2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解:甲烷的定性温度:C 75230120T︒=+=0℃条件下:3/717.0m Kg =ρ1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动,定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却,3.0n =123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动:75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e122.64--⋅⋅=K m W αEx81401525T C ∆=-=︒ ,21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C T l l T ∆-∆-∆===︒∆∆(逆流)在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ=0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2)C T ︒=-=∆1020301 ,C T ︒=-=∆4040802C l T T l T T T n nm ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212(3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算,则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1)m d 301016-⨯= ,m d i 31013-⨯= ,m 3105.1-⨯=δ)123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i αλδα (3)()1233300078.85011.0100414.010616.019015.144016105.120001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i i αλδαex11解:(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l Tmp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -= 35'2'1=-t t ,50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ,m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ又流量及物性不变,21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ,m L 855.12= ex12解:(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解:(1)33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A aA P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ (2)73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯(3)22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m (4)总压提高一倍,E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9.解:02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y第一解法:,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法: 设吸收率为η则,()121Y Y η-=进气量设为h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10.(1)02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时,,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===-009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆(2)当液气比为1.25时,(3) 当X 2=0.00011时01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8,溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡,1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,0 1.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol s q Y Y Y q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.65031.6760 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯=(2),12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg (1)另解:,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数:,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)2 2.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OGn B n C n C n C mq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OGY Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯(3)若填料层增加3m ,则:m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又 液气比一定,则:12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则:kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解:(1)121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==(2)OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解: (1)OGOGN H H =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(22*1111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==(2)当003.0'2=Y 时12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X'--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章 精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R Xx R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδf x x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f(6)2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy42.095.0521.095.01min min --=-R R30.4min =R(8)66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x806.01=x821.015.0806.0833.0=+⨯=y第八章 化学反应工程基本原理P340 (1)[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac (2)%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A A A A AA A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1,则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ,副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223==F3副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器,121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------e e F ee F et F et E tttττττ第九章 均相反应器(1)30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln1t 9.011ln10311ln1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A 级反应对于间歇操作反应器一(2)min16501.02.03.099.0t min1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二(4)min50558.01111t)1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二(8)4.000200200000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AA A A x A A A AA x AAA V R A A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l mol RTp V n c a a r s y CO CH CHO CH A AA τδ(15)LL V x x k dx x x k x y x c k dx c r dx c q V c k P k r a a r s y CH H C H C R A Ax A A Ax AA A A A AA x AAA V R Ac A p A A A A AA 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln2(10)11ln 2(1)11(11)1()(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+-=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。
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T < 983.1K
Θ (2) Ag (s)+ 1/2Cl2(g) = AgCl(s) ∆rH m = −127kJ / mol
42.55
222.96
96.2
Θ Sm ( J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 )
Θ ∆ r S m (298.15 K ) = 96.2 − 222.96 × 1 / 2 − 42.55
5.已知下列反应中前三个反应的热效应分别为-27.6 kJ/mol,-58.58kJ/mol,38.07kJ/mol,求第四个反 应的热效应: (1) Fe2O3 (s)+3CO (g)=2Fe(s)+ 3CO2 (g) (2) 3Fe2O3 (s) +CO (g) = 2Fe3O4(s) + CO2 (g) (3) Fe3O4(s) +CO (g) = 3FeO (s) + CO2 (g) (4) FeO (s) +CO (g) = Fe(s)+ CO2 (g) 解:对已知反应方程式进行运算 (4)= [(1)×3–(3)×2 – (2)]÷6 根据盖斯定律: Q(4)= [Q(1) × 3–Q(3)×2- Q(2)]÷6= –16.7 kJ/mol
第一章
思考题和习题
1. 将100g温度为298K的水放在烧杯中 加热到300K,然后再冷却至298K,请 问该体系热力学能变化多少? 0
2.相同质量的石墨和金刚石,在相同 条件下燃烧时放出的热量是否相等?
不相等
△rHm㊀=Σvi△fHm㊀(产物)-Σvi△fHm㊀(反应物),
石墨标准摩尔生成热△fHm㊀为0,金刚石的为 1.9kJ·mol-1
T < 2 1 9 6 .1 K
(3) HgO (s) = Hg(l)+1/2O2 (g) 70.29 76.06 205.03
Θ ∆rH m = 91kJ / mol
Θ Sm ( J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 )
Θ ∆ r S m (298.15 K ) = 205.03 ×1/ 2 + 76.06 − 70.29
6.分析下列反应的熵值是增加还是减少? (1) O2(g)+ 2CO (g) = 2CO2 (g) (2) 2NO2(g) =N2O4(g) (3) 2H2O2(l) = 2H2O (l) +O2(g) (4) A2(s) + B2(g)= 2AB(g) 解: (1)反应前气体分子数多于反应后的气体分子数,因此 反应的熵值减少; (2)反应前气体分子数多于反应后的气体分子数,因此 反应的熵值减少; (3)反应前气体分子数少于反应后的气体分子数,因此 反应的熵值增加; (4)反应前气体分子数少于反应后的气体分子数,因此 反应的熵值增加。
12.下列说法正确的是(B)
A.水的生成热就是氢气的燃烧热; B.水蒸气的生成热就是氢气的燃烧热; C.水的生成热就是氧气的燃烧热; D.水蒸气的生成热就是氧气的燃烧热;
13.双原子分子按下式分解:A2(g)=2A(g), 试问分解过程的应该为(D)
A.负值; B.正值; C.零; D.不能确定
14.将H2和Cl2两种气体在绝热的钢瓶中反 应生成HCl气体,
Θ ∆rH m = 91kJ / mol
Θ (4) 2H2O2(l) = 2H2O (l) +O2(g) ∆rH m = −196kJ / mol
(1) 2N2(g)+O2 (g) =2NO2(g) 191.5 205.03 210.65
△rHm=-163.0kJ/mol
㊀
Θ ∆ r S m (298.15K ) = 2 × 210.65 − 205.03 − 2 × 191.5
= 558J ⋅ mol −1 ⋅ K −1
要使反应自发进行,则
Θ Θ Θ ∆r Gm = ∆r Hm (298.15K ) − T ∆r Sm (298.15K ) < 0
= [90.25 + 2 × (−174.10)] − [−285.83 + 3 × 33.18]
= −71.66kJ / mol
4.是非判断 ⑴ 由环境吸收热量,系统的热力学能增加。 (×) ⑵ 反应的热效应就是该反应的焓变。 (×) ⑶ 已知在某温度和标准态下,2KClO3(s)=2KCl + 3O2(g) 进行时,由2.0mol KClO3分解,放89.5kJ的热量,则在此温度 下该反应的△rHm㊀=-89.5kJ/mol。 (√) ⑷ 冰室温下自发地熔化成水,是熵增加起了主要作用。(√) (5)已知298K时,反应N2O4(g)→N2(g)+2O2(g)的 △rGm㊀=-97.8kJ/mol,则△fGm㊀(N2O4,g)=97.8kJ/mol。(√) ⑹ 在一定的温度下,某化学反应的标准平衡常数的数值与反应 方程式有关。 (√) ⑺ 对于无气体参与的可逆反应,压力的改变一般不会使平衡发 (√) 生移动。 ⑻ 反应: N2O4(g)→2NO2(g),在600℃时K㊀=1.78×104,1000℃ 时K㊀=2.82×104。由此可知△rHm㊀>0。 (√)
㊀ △rHm = ㊀ △rHm ㊀ △rUm
+ △nRT
= –82.7J/mol+[2 – (3+1)] ×8.314 J·mol-1 ·K-1 ×298K = – 4955.14J/mol 所代表的物理 意义及它们之间的关系。)
㊀ ㊀ (注:明确Qv、 △rUm 与 △rHm
3. 查表求298K及标准状态下,下列反应的反应热。 (1)3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(l)+NO(g) (2)CuO(s)+H2(g)=Cu(s)+H2O(g) 解:查表得298K时各物质的△fHm (1) △fHm/kJ/mol
5.影响化学平衡的主要因素有哪些?
答:影响平衡移动的主要因素:反应 的温度、压力和物质的浓度等
6.什么是化学反应的反应商?如何应用 化学反应商和平衡常数的关系来判断 化学反应进行的方向及化学平衡移动 的方向?
答:对于反应:
aA(aq ) + bB(aq) = cC (aq ) + dD(aq)
在任一状态时: Q 称为反应商。如果参与反 应的为气体,则
试问,下列函数改变值为零的是(B) A.△H; B. △U; C. △S; D. △G
习 题
1.试计算下列情况的热力学能变化。 (1)体系吸收热量500J,对环境做功400J. (2)体系吸收热量500J ,环境对体系做功 800J。 解:由热力学第一定律 △U = Q - W代入已 知数据得: (1) △U = 500J - 400J =100J (2) △U = 500J - (-800J) =1300J
= 108.2 J ⋅ mol −1 ⋅ K −1
要使反应自发进行,则
Θ Θ Θ ∆ r Gm = ∆ r H m (298.15K ) − T ∆ r Sm (298.15 K ) < 0
91.0kJ / mol − T × (108.2 J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 ) ×10−3 < 0
8.将100g铁粉在25℃溶于盐酸生成氯化亚 铁(FeCl2), ⑴这个反应在烧杯中发生; ⑵这个反应在密闭贮瓶中发生; 两种情况相比,哪个放热较多?简述理由。
(2)多
9. 25℃,KNO3在水中的溶解度是6mol·dm-3 ,若将 1mol固体KNO3置于水中,则KNO3变成盐溶液过程的 △G的符号为-,△S的符号为+。 10. 下列物质,△fHmΘ不等于零的是(D) A. Fe(s) B. C(石墨) C. Ne(g) D. Cl2(l) (A、B、C均为最稳定单质, Cl2最稳定的状态为气态) 11.在敞口容器中的液体沸腾过程中,下列物理量数 值增加的是(C) A.蒸气压; B.摩尔自能; C.摩尔熵(摩尔绝对熵值);D.液体质量
7.什么叫体系、环境?在敞口容器里进行的化学反应 是什么体系? 答:体系:被划出来作为研究对象的这部分物体 或空间称为体系。 环境:体系以外的部分。环境通常是指与系统 有相互影响的有限部分。 在敞口容器里进行的化学反应是敞开体系。因为 敞开体系。 敞开体系 反应体系与环境既有物质交换,又有能量交换。
[ D ] ' [C ]' Θ Θ C C Q= ' a ' b [ A] [ B ] Θ Θ C C
d c
以相对分压P/P表示。 Q = K 系统处于平衡状态, Q < K 反应向正方向自发进行, Q > K 反应向逆方向自发进行
==−467.9kJ / mol
Θ Sm ( J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 )
0 –393.5 27.28 213.64
Θ ∆ r H m (298.15K ) = 3 × (−393.5) + 0 − 0 − 2 × (−824.2)
Θ ∆ r S m (298.15 K ) = 3 × (213.64) + 4 × 27.28 − 3 × 5.74 − 2 × 87.4
7. 试分析下列反应自发进行的温度条件: (1) 2N2(g)+O2 (g) =2NO2(g) (3) HgO(s) = Hg(l)+1/2O2 (g) 解:查表得298K时各物质的Sm
Θ Sm ( J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 )
㊀
Θ ∆rH m = −163.0kJ / mol
Θ (2) Ag(s)+ 1/2Cl2(g) = AgCl(s)∆rH m = −127kJ / mol
= −165.8 J ⋅ mol −1 ⋅ K −1
要使反应自发进行,则
Θ Θ Θ ∆ r Gm = ∆ r H m (298.15 K ) − T ∆ r S m (298.15K ) < 0