工程化学习题答案

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）r m S ∆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：①× ②√ ③× ④× ⑤× ⑥√
6. 已知下列反应的平衡常数：
H 2(g)＋S(s) = H 2S(g) o
1K
S(s)＋O 2(g)= SO 2(g) o 2
K 则反应：H 2(g)＋SO 2(g) = O 2(g)＋ H 2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个？
（1）o 1K －o 2K （2）o 1K o 2K （3）o 2K /o 1K （4）o
1K /o 2K 答：⑷
7. 根据平衡移动原理，讨论下列反应：
2Cl 2(g)＋2H 2O(g) =4HCl(g)＋O 2(g)； o
r m H ∆（）>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O 2 H 2O 的物质的量 ↑ （2）加 O 2 HCl 的物质的量 ↓ （3）加 O 2 O 2的物质的量 ↑ （4）增大容器的体积 H 2O 的物质的量 ↓ （5）减小容器的体积 Cl 2 的物质的量 ↑ （6）减小容器的体积 Cl 2 的分压 ↑ （7）减小容器的体积 o K 不变 （8）升高温度 o
K ↑ （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）MnO 2(s)＋2 H 2(g) Mn(s)＋2H 2O(g)
o r m H ∆＝ kJ·mol -1，
o r m S ∆＝ J
K
-1
mol -1
（2）MnO 2(s)＋2 C(s) Mn(s)＋2CO(g) o
r m H ∆＝
kJ·mol -1，
o r m S ∆＝ J
K
-1
mol -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：① T > △H Θ/△S Θ = = ； ② T > △H Θ/△S Θ
= 299/ = 第一种好
9. 应用公式o o o r m r m r m
()()()G T H T T S T ∆=∆-∆，计算下列反应的o r m (298.15K)G ∆值，并判断反应在及标准态下能否自发向右进行。

8Al(s) ＋3Fe 3O 4(s) 4 Al 2O 3(s) ＋9 Fe(s) 答：△G Θ = 4 - 3 = mol < 0 自发进行
OR △G Θ
= – = mol < 0 自发进行
10. 通过计算说明下列反应:
2CuO(s) Cu 2O(s) ＋1/2O 2(g)
（1）在常温、标准态下能否自发进行？ （2）在700K 时、标准态下能否自发进行？
答： △H Θ = = 146 kJ/mol ； △S Θ
= + ½–2× = J/
① △G Θ
= 146 - × = kJ/mol >0 不能自发
② △G Θ = 146 - 700× = kJ/mol >0 不能自发
11. 将空气中的N 2(g)变成各种含氮的化合物的反应叫做固氮反应。

根据o
f m G ∆计算下列3
种固氮反应的o r m G ∆及o
K ，并从热力学角度分析选择哪个反应最好？ N 2(g)＋O 2(g) 2NO(g)
2N 2(g)＋O 2(g) 2N 2O(g) △G Θ
(N 2O) = kJ/mol
N 2(g)＋3H 2
2NH 3(g)
答：①△G Θ
= 2× = kJ/mol ；
K=exp[×] = exp = ×10-31
②△G Θ = 2× = kJ/mol ； K=exp[×] = exp = ×10-37
③△G Θ = 2× = mol ； K=exp[×] = exp = ×105
12. 在749K 条件下，在密闭容器中进行下列反应： CO (g)＋H 2O(g) = CO 2(g)＋H 2(g) K c ＝求：
（1）当H 2O 与CO 物质的量之比为1时，CO 的转化率为多少？ （2）当H 2O 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)＋H 2O(g) = CO 2(g)＋H 2(g) 1-x 1-x x x 1-y 3-y y y ①
6
.216.2;6.2)1(2
2+==-=x x x K c θ
= ②6
.2)
3)(1(2
=--=
y y y K c
θ； y 2 =(3-4y+y 2)；++=0 y = 2
875.445.65.62
⨯--= =%
③ 结论：增加水，提高了CO 的转化率。

15. 在及标准态下，以下两个化学反应：
（1）H 2O(l) ＋1/2O 2(g) H 2O 2(l )，（o
r m G ∆）1＝-1KJ mol ⋅>0 （2）Zn(s)＋1/2O 2(g) ZnO(s)， （o r m G ∆）2＝－-1KJ mol ⋅<0
可知前者不能自发进行，若把两个反应耦合起来： Zn(s)＋H 2O(l) ＋O 2(g) ZnO(s) ＋H 2O 2(aq)
不查热力学数据，请问此耦合反应在下能否自发进行？为什么？ 答：△G Θ = = -213 kJ/mol <0 自发进行
第二章
P38
18. 计算 mol·L -1
HClO 溶液中的[H +
]、[ClO -]和HClO 的解离度。

Ka=×10
-8
答：[H +
]=[ClO -]=05.01098.38
⨯⨯-=×10-5
；481092.805
.01098.3--⨯=⨯=α
19. 奶油腐败变质后分解产物中含有恶臭的丁酸（C 3H 7COOH ）。

今含有 mol 丁酸的0.20升
溶液，测得pH = ，求丁酸的解离常数o a
K。

答：5
.225.210
5.0)10(---=θ
a K =×10-5
20. 已知HAc 的 o a p 4.75K
=，NH 3·H 2O 的o b p 4.74K =，求下列各溶液的pH 值：
1） mol·L -1 HAc 2） mol·L -1
NH 3·H 2O 3） mol·L -1
NH 4Cl 4）·L -1
NaAc 答：① pH=(pK a -lgc)/2= ② pOH=；pH=
③ pK a =；pH= pK b ==；pOH=；pH=
21
mol·L -1 HAc 溶液中，要加入多少克无水NaAc 才能使溶液的pH = ？ 答：C Ac-=×10-5
×=L ；需NaAc: ×(23+24+3+32)=4.55g
22. 在100mL
mol·L -1
氨水中溶入氯化铵1.07 g 后，溶液的pH 值为多少？在此溶液中再
加入100mL 水后，pH 值有何变化？ 答：pH=14-(pK b -lgC b /C s )=+lg ××=；
加水后Cb/Cs 不变，pH 不变。

23 欲配制500mL
pH 为且NH 4+
浓度为 mol·L -1
的NH 3·H 2O-NH 4Cl 缓冲溶液，需要密度为0.904
g·mL，含NH 3 %的浓氨水多少立方厘米？固体NH 4Cl 多少克？ 答：[NH 3·H 2O]=1×10-5
/×10-5
=，
V=
%
26904.017
5.055
6.0⨯⨯⨯=；m=1××=26.8g
P64
1、1 错 2 对 3 错 4 错 6、
（1）1 减小 2增大 3 减小 （2）减小
（3）等于摩尔质量之比 8 、吸氧
第三章
2（1）>=3 （2）1 （3）-+1/2 （4）0 4
A 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。