工程化学习题答案

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1、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：①×②√③×④×⑤×⑥√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

2、）/答：⑷7.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O2H2O的物质的量↑（2）加O2HCl的物质的量↓（3）加O2O2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↑

3、（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)＋2H2(g)®Mn(s)＋2H2O(g)＝36.4kJ·mol-1，＝95.1J×K-1×mol-1（2）MnO2(s)＋2C(s)®Mn(s)＋2CO(g)＝299.0kJ·mol-1，＝362.9J×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：①T>△HΘ

4、/△SΘ=36.4/0.0951=382.8K；②T>△HΘ/△SΘ=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)®4Al2O3(s)＋9Fe(s)答：△GΘ=4(-1582.3)-3(1015.4)=-3283.kJ/mol<0自发进行OR△GΘ=-3347.6–298.15(-0.2163)=-3283.11kJ/mol<0自发进行10.通过计算说明下列反应:2CuO(s)®Cu2O

5、(s)＋1/2O2(g)（1）在常温(298.15K)、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：△HΘ=-168.6-2(-157.3)=146kJ/mol；△SΘ=93.1+½(205.2)–2×42.6=110.5J/mol.K①△GΘ=146-298.15×0.1105=113.05kJ/mol>0不能自发②△GΘ=146-700×0.1105=68.56kJ/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

6、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)△GΘ(N2O)=103.6kJ/molN2(g)＋3H2®2NH3(g)答：①△GΘ=2×86.6=173.2kJ/mol；K=exp[-173.2/(0.008314×298.15)]=exp(-69.872)=4.52×10-31②△GΘ=2×103.6=207.2kJ/mol；K=exp[-207.2/(0.008314×298.15)]=exp(-83.588)=4.99×1

7、0-37③△GΘ=2×(-16.4)=-32.8kJ/mol；K=exp[32.8/(0.008314×298.15)]=exp(-13.232)=5.58×10512.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)Kc＝2.6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-x1-xx

8、x1-y3-yyy①=0.617②；y2=2.6(3-4y+y2)；1.6y2+6.5y+4.875=0y==0.865=86.5%③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)，（）1＝105.3>0（2）Zn(s)＋1/2O2(g)®ZnO(s)，（）2＝－318.3<0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