《工科大学化学》课后习题答案机工版

1. 解：体系为 1mol A态[P ,373.2K, H2O(l)] B态[373.2K, P , H2O(g)] 这是一个等压、等温的相变过程。
W P(V2 V1) P[Vm(g) Vm(l)] PVm(g) RT 8.314 373.2 3103J
说明：W PVg 形式，只有相变过程，并且液态/固态体积可以忽略条件下，体积功才具 有这种形式，其真正意义，W PV 。
②
T≥
r
H
θ m
/
r
S
θ m
=
1913.2
K
3.
解：（1）该反应
r
H
θ m
=117.7
kJ
mol1
；
r
G
m
=65
kJ
mol1
；
因为
r
G
m
＝
r
H
θ m
－T
r
S
θ m
r
S
θ m
=176.8
J·K－1·moL－1
r
G
m
(500K)=
r
H
θ m
－T
r
Smθ
=117－500×176.8×10－3=29.3
平衡/mol - PCOCl2V / RT1 nCO
nCO
nCl2
= nCO
PV RT2
- PCOCl2V
RT1
= 19.77 V
R
1）
n = CO
6.06% ；2）
n
COCl2，0
Kθ
=
(
yCO pθ
p
)2
9.85103 ；3）
yCOCl2 p
pθ
rGθm RT ln Kθ 29.693 kJ mol-1
《工科大学化学》课后习题答案
第1章
一、填空题
1.能量相互转化过程
2. 不同
3.热力学能、焓
4. = = = >
5. -54×30.92 kJ·mol-1
6. 87.6 kJ·mol-1 7.石油
8.光合作用
二、单项选择题
1. D；2. B；3. C；4. D；5. B；6. D；7. C；8. B
三、简述题
系统和环境之间传递的能量）。
2 / 17
4. 不可以。仅通过化学反应吸热或放热，作为反应方向的判据是不全面的。实践表明：有 些吸热过程（ΔrHm> 0）可以自发进行，有些放热过程也能自发进行。
5. 能源的利用伴随着人类文明的进步。从远古到中世纪，薪柴在世界一次能源消费结构中 长期居首位。18 世纪，蒸汽机的发明和使用，使煤炭成为生产动力。煤炭逐渐取代薪柴成 为主要能源，促使世界能源利用发生了第一次大转变，世界进入了煤炭时代。20 世纪后， 随着内燃机、柴油机的发明和广泛应用，石油化工得到快速发展。1965 年，石油在世界一 次能源消结构中首次超过了煤炭居第一位，世界开始进入了石油时代。20 世纪 70 年代以来， 世界能源利用开始第三次大转变，即从以石油、天热气等为主的能源系统，转向以可再生、 清洁能源为基础的可持续发展的能源系统。 四、计算题
rGθm，1
rGθm，2
6. 1:3:2
7. 100.255 kJ mol-1、1.97 ×10-2 8. 动态
1. D 2. C 3. A 4. C 5. D 6. A 7. C 8. D 三、简述题
1. 不正确。平衡常数值改变了，平衡一定会移动；而当理想气体化学反应在一定温度下进 行，改变气体总压或增加惰性气体，可使反应平衡发生移动，但不会改变平衡常数。
封闭系统：系统和环境之间只有物质交换，没有能量交换。
孤立系统：系统和环境之间既无物质交换，也无能量交换。
2. 焓的绝对值不可测。根据焓的定义式 H=U＋pV，因为 U 的绝对值不可测，故焓的绝对
值不可测。焓是状态函数，在任何状态都有意义，只是在恒压状态时可以通过数学方法
求解。
3．两种。一种是热（系统和环境之间由于温度的不同而传递的能量）；一种是功（除热以外，
－T
r
S
θ m
r
S
θ m
=176.8
J·K－1·moL－1
r
G
m
(500K)=
r
H
θ m
－T
r
Smθ
=117－500×176.8×10－3=29.3
kJ·moL－1
因为
r
G
m
(500K)>0，所以，该反应此温度下不能自发进行。
（2） 使反应自发进行的最低温度为 566.9K。
第2章
一、填空题
1.能量相互转化过程
2. 不同
3.热力学能、焓
4. = = = >
5. -54×30.92 kJ·mol-1
6. 87.6 kJ·mol-1 7.石油
8.光合作用
二、单项选择题
1. D；2. B；3. C；4. D；5. B；6. D；7. C；8. B
三、简述题
1. 敞开系统：系统和环境之间既有物质交换，又有能量交换。
2. 在一定的温度和压力下，由理想气体反应等温方程 rGm RT ln(JP / Kθ ) ：若 Kθ＞JP ，表示反应
自发向正反应方向进行；若 Kθ＜JP ，表示反应自发向逆反应方向进行；若 Kθ JP ，表示反应
达到平衡。 3. 高温。根据 Van’t Hoff 方程，对于吸热反应，当 T2＞T1，则 Kθ2＞Kθ1 ，有利于正反应进行， 即提高乙烯产量。 4. 物理意义是体系中各反应组分的浓度均为单位浓度时的反应速率。 5. 活化能是非活化的普通分子转变为活化分子需吸收的能量。 6. 活化能 Ea 是影响 k 的重要因素，而 k 是决定了反应速率随温度变化的程度。Ea 的值越大， k 随 T 升高而显著地提高；而 Ea 的值较小，k 随 T 升高而变化较小。 7. 不正确。只有正、逆反应的活化能相同，升高温度才使增加的正、逆反应速率完全相同。 8. 碰撞理论基本假设：1) 气体分子间无相互作用力，每个分子可看作是无内部结构的硬球； 2) 气体分子间只有通过有效碰撞，才能发生反应。过渡态理论基本假设：1) 化学反应是一 个化学键重组的连续过程；2) 吸收足够能量的反应物以一定空间取向相互碰撞，形成一个 处于过渡状态的活化络合物，反应物与活化络合物很快地建立起热力学平衡；3) 处于中间 不稳定状态的活化络合物可分解为产物，该反应为速度控制步骤。 9. 有效碰撞的两个条件：1) 发生碰撞的分子应是活化分子，碰撞时能够引发分子中化学键 断裂，发生反应；2) 活化分子须按照一定的空间取向进行碰撞才能发生反应。 10. 不正确。绝大多数化学反应，温度升高，反应速率常数变大，从而反应速率变大；只有 有效分子碰撞次数增多，反应速率才变大。
4 / 17
11. 催化反应的基本特征是：1) 催化剂反应前后的数量、化学性质保持不变；2) 催化剂不 改变反应进行的方向和限度；3) 催化剂的催化作用有一定的选择性；4) 催化剂不会改变恒 温或恒压下催化反应的反应热。 12. 催化剂加快化学反应的速率的原因是由于催化剂参与了反应过程，生成不稳定的中间化 合物，改变了反应原有的途径，使反应按照能垒较低的新途径进行，降低了反应的活化能。 四、计算题
)2
peq O2
pθ
=
(
(
C eq SO3
RT
pθ
)2
C eq SO2
RT
pθ
)2
C eq O2
RT
pθ
3358.52
3.
JP
(
pNO2 pθ
)2
pN2O4
0.01＜K
；向生成 NO2 的方向进行。
pθ
4. 初始/mol
COCl2 (g)
C O ( g+) C 2l ( g )
PCOCl2V / RT1
长期居首位。18 世纪，蒸汽机的发明和使用，使煤炭成为生产动力。煤炭逐渐取代薪柴成
为主要能源，促使世界能源利用发生了第一次大转变，世界进入了煤炭时代。20 世纪后，
随着内燃机、柴油机的发明和广泛应用，石油化工得到快速发展。1965 年，石油在世界一
次能源消结构中首次超过了煤炭居第一位，世界开始进入了石油时代。20 世纪 70 年代以来，
1.
Kθ
(
(
peq SO3 pθ
peq SO2 pθ
)2
)2
peq O2
pθ
1.152
2. 初始浓度/ mol dm-3 平衡浓度/ mol dm-3
2SO2 (g) + O2 (g)
0.2
0.2
0.03
0.115
2SO3 (g)
0 0.17
Kθ
=
(
(
peq SO3 pθ
peq SO2 pθ
)2
S
θ m
(SiO2)
=
360.6
J
·mol
-1
·K
-1
r
G
m
=
r
H
θ m
-
T
r
S
θ m
=
329.3
kJ
·mol
–1＞0
1000K 时，不能正向进行；
②
T≥
r
H
θ m
/
r
S
θ m
=
1913.2
K
3.
解：（1）该反应
r
H
θ m
=117.7
kJ
mol1
；
r
G
m
=65
kJ
mol1
；
因为
r
G
m
＝
r
H
θ m
kJ·moL－1
因为
r
G
m
(500K)>0，所以，该反应此温度下不能自发进行。
（2） 使反应自发进行的最低温度为 566.9K。
3 / 17
一、填空题
第3章
1.5431.66
2. b、a
5.
r =kCA 2CB
、3、
r=
1 27
kCA2CB
二、选择题
3. 25.3 %
4. 、 = 2 1
K1θ (K2θ )2
2. 解：
①
r
H
θ m
=
2
f
H
θ m
(CO)
-
f
H
θ m
(SiO2)
=
689900
J
·mol
-1
r
S
θ m
=
2
S
θ m
(CO)
+
S
θ m
(Si)-
2
S
θ m
(C)
-
S
θ m
(SiO2)
=
360.6
J
·mol
-1
·K
-1
r
G
m
=
r
H
θ m
-
T
r
S
θ m
=
329.3
kJ
·mol
–1＞0
1000K 时，不能正向进行；
T/K
PCl5 (g)
P C3l ( g+ )C 2l ( g )
5 / 17
初始/mol 1 平衡/mol 1-x
x
x
p p eq
eq
PCl3 Cl2
yPCl3 p
yeq Cl2
p
Kθ
pθ pθ peq
PCl5
pθ pθ y p eq
PCl5
0.3125；x
0.3676
；=
Leabharlann Baidu
n PCl3
n
36.76% ；2)
1. 敞开系统：系统和环境之间既有物质交换，又有能量交换。
封闭系统：系统和环境之间只有物质交换，没有能量交换。
孤立系统：系统和环境之间既无物质交换，也无能量交换。
2. 焓的绝对值不可测。根据焓的定义式 H=U＋pV，因为 U 的绝对值不可测，故焓的绝对
值不可测。焓是状态函数，在任何状态都有意义，只是在恒压状态时可以通过数学方法
世界能源利用开始第三次大转变，即从以石油、天热气等为主的能源系统，转向以可再生、
清洁能源为基础的可持续发展的能源系统。
四、计算题
1. 解：体系为 1mol A态[P ,373.2K, H2O(l)] B态[373.2K, P , H2O(g)] 这是一个等压、等温的相变过程。
W P(V2 V1) P[Vm(g) Vm(l)] PVm(g) RT 8.314 373.2 3103J
5. 1）
Kθ
peq O2
pθ
=1.37 10-7
；2）
rGθm RT ln Kθ 39.153 kJ mol-1；
3）
Kθ
peq O2
pθ
=0.21273 ；
rGθm
RT ln Kθ
3.834 kJ mol-1；4）
Ag2O 在空气中能稳定存在
6. 1） ln Kθ =21.19 10573 = 1.163；Kθ =0.3125
减小总压，可防止
PCl5 进一步
PCl5，0
pθ
pθ
解离
7. 1） r=kCNO2CCl2 ；2）
3 ；3） ；4） r1
=k
(
nNO 2V
)2
(
nCl2 2V
)=
1 8
kCNO
C2 Cl2
=
1 8
r
r2 k(3CNO )2CCl2 9CNO2CCl2 9r
第4章
一、选择题
1.D 2.C 3.A 4.C 5.A 6.B 7.D 8.B 9.C 10.A 11.C 12.A 13.B 14.C 15.C
16.B 17. A 18.C 19.B 20.D 21.B 22.D 23.D 24.C 25.C 二、填空题 1. H3PO4 和 HPO42– 2.增大；减小；增大；不变 3. HClO4 ，HSO4- ，NH4+ ，H4SiO4 ，C2H5OH ，NH3 4. 5.20 ，4.0×10-10 5. 8×10-8 ，7.10 6.降低 减小 7. 1.4×10–5 8. 1.7×10-28 9.1.1×10-10
1 / 17
说明：W PVg 形式，只有相变过程，并且液态/固态体积可以忽略条件下，体积功才具
有这种形式，其真正意义，W PV 。
2. 解：
①
r
H
θ m
=
2
f
H
θ m
(CO)
-
f
H
θ m
(SiO2)
=
689900
J
·mol
-1
r
S
θ m
=
2
S
θ m
(CO)
+
S
θ m
(Si)-
2
S
θ m
(C)
-
求解。
3．两种。一种是热（系统和环境之间由于温度的不同而传递的能量）；一种是功（除热以外，
系统和环境之间传递的能量）。
4. 不可以。仅通过化学反应吸热或放热，作为反应方向的判据是不全面的。实践表明：有
些吸热过程（ΔrHm> 0）可以自发进行，有些放热过程也能自发进行。 5. 能源的利用伴随着人类文明的进步。从远古到中世纪，薪柴在世界一次能源消费结构中