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

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