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工程化学习题答案

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第一章物质的聚集状态

思考题与习题

一、填空题

1.27℃时,在压力为30.39kPa下测定某气体1dm3的质量为0.537g,此气体的摩尔质量是44.1g/mol。

2.在101.325kPa和25℃时,用排水集气法收集到1 mol H2,其体积24.46dm2

3.比较下列气体在25℃,101325kPa时的混合气体的分压:

1.00g H2 > 1.00g Ne > 1.00g N2 > 1.00g CO2

4.101.325kPa下,空气中氧气的分压为21278.25kPa。

5.恒温恒压下,混合气体中某组分气体的物质的量等于其体积分数。

6.下列溶液蒸汽压由低到高的顺序为BDCA ,沸点由低到高为ACDB 。

A.0.1mol.kg-1 HAc溶液

B.0.1mol.kg-1 H2SO4溶液

C.0.1mol.kg-1 蔗糖溶液

D.0.1mol.kg-1 NaCl溶液

7.按照范德华的想法,实际气体的分子本身有体积,分子间有作用力。

8.油酸钠C17H35COONa的HLB值为18.025 。

9.稀溶液依数中的核心性质是蒸汽压下降。

10.下列水溶液蒸汽压最大的是A ;沸点最高的是B;凝固点最低的是A 。

A.0.2mol.kg-1 C11H22O11溶液

B.0.2mol.kg-1 HAc溶液

C.0.2mol.kg-1 NaCl溶液

D.0.2mol.kg-1 CaCl2溶液

二、选择题

1.真实气体与理想气体的行为较接近的条件是D 。

A.低温和低压

B.高压和低温

C.高温和高压

D.低压和高温

2.在压力为p,温度为T时,某理想气体的密度为ρ,则它的摩尔质量M的表达式为A 。

A.M = (ρ/p) RT

B.M = (p/ρ) RT

C.M = (nρ/p) RT

D.M = (p/nρ) RT

3.在气体状态方程pV = nRT中,如果R的数值为8.314,体积的单位是m3,则压力的单位为C 。

A.大气压(atm)

B.毫米汞柱(mmHg)

C.帕(Pa)

D.千帕(kPa)

4.在1000℃和98.66kPa下,硫蒸汽的密度为0.597g/dm3,则此时硫的分子式为B 。

A.S

B.S2

C.S4

D.S8

5.若气体压力降为原来的1/4,热力学温度是原来的两倍,则气体的现体积变化为原体积的A 倍。

A.8

B.2

C.1/2

D.1/8

6.质量摩尔浓度为1mol.kg-1的溶液是指C 中含有1mol溶质的溶液。

A.1L溶液

B.1L溶剂

C.1000g溶剂

D.1000g溶液

7.水溶液的蒸汽压大小的正确的次序为A 。

A.1mol.kg-1 H2SO4 <1mol.kg-1 NaCl< 1mol.kg-1 C6H12O6 < 0.1mol.kg-1 NaCl < 0.1mol.kg-1

C6H12O6

B.1mol.kg-1 H2SO4 >1mol.kg-1 NaCl> 1mol.kg-1 C6H12O6 > 0.1mol.kg-1 NaCl > 0.1mol.kg-1

C6H12O6

C.1mol.kg-1 H2SO4 <1mol.kg-1 NaCl< 0.1mol.kg-1 C6H12O6 < 0.1mol.kg-1 NaCl < 0.1mol.kg-1

C6H12O6

D.1mol.kg-1 H2SO4 >1mol.kg-1 NaCl> 0.1mol.kg-1 C6H12O6 > 0.1mol.kg-1 NaCl > 0.1mol.kg-1

C6H12O6

8.将18.6g非电解质溶于250g水中,若溶液的凝固点降低了0.744℃,则该溶质的分子量为A

(假设K fp = 1.86)

A.186

B.93.0

C.298

D.46.5

9.12g 尿素CO(NH2)2溶于200g 水,则此溶液的沸点为 D 。 A.98.14℃ B.101.86℃ C.101.75℃ D.100.52℃ 10.37℃的人的血液的渗透压775kPa ,与血液具有同样的渗透压的葡萄糖静脉注射液的浓度应为 C 。

A.85.0g.dm -3

B.5.41g.dm -3

C.54.1g.dm -3

D.8.50g.dm -3 三、简答题

1.将32g 氮气和32氢气在一容器中混合,设气体的总压力为P 总,试求氮气和氢气的分压。 解:n N2 = M m = 2832= 7

8

mol n H2 =

2

32

= 16mol H 2分压P H2 =

总P n n n N H H ?+2

22 = 0.933P 总

N 2分压P N2 =

总P n n n H N N ?+2

22 = 0.067P 总

2.在一个10dm 3的容器中盛有N 2、O 2和CO 2三种气体,在30℃测得混合气体的总压为1.2×105Pa 。如果已知其中O 2和CO 2的质量分别为8g 和6g ,试计算:(1)容器中混合气体的总物质的量;(2)N 2、O 2和CO 2三种气体的物质的量分数;(3)N 2、O 2和CO 2三种气体的分压;(4)容器中N 2质量。 解:n N2 =

285mol ,n O2 = 16

5mol

P 总V = n 总RT ,得P 总 = 9.76 × 104Pa P N2 = y N2.P 总 =

总总

P n n N ?2=3.35× 104Pa

P O2 = y O2.P 总 = 6.21× 105Pa

(1)由PV = nRT 得,n 总 =

RT

PV

=0.48mol (2)n O2 = 328=0.25mol ,n CO2 = 44

6

=0.14mol

n N2 = 0.09mol ,X O2 = 48.025.0= 0.52,X CO2 = 48

.014

.0=0.29

X N2 = 0.19

(3)P O2=X O2 。P 总 = 6.2 × 104Pa 同理,P CO2 = 3.4 × 104Pa ,P O2 = 6.2 × 104Pa (4)m N2 = n N2。M N2 =2.52g

4.在27℃,压力为1.013×105Pa 时,取100cm3煤气,经分析知道其组成,以摩尔分数计,x co = 60.0%,x H2 =10.0%,其它气体为30.0%,求煤气中CO 和H 2的分压以及CO 和H 2的物

质的量。

解:P co =X co .P 总 =0.6×1.013×105 = 60.78kPa 同理,P H2= 0.1×P 总 = 10.13kPa N co= 2.44×10-3mol ,N H2 =4.06× 10-4mol

5.今将压力为9.98×104Pa 的H 2150cm 3,压力为4.66×104Pa 的O 275.0cm 3,压力为3.33×104Pa 的氮气50cm 3压入250cm 3的真空瓶内,求(1)混合物内各气体的分压;(2)混合气体的总压;(3)各气体的质量分数

解:由PV=nRT 可得n=

RT PV ,n H2 =T 8.1,n O2 = T

42

.0 n N2 = T 42.0,故P 总 = V nRT = 3.3256 × 105×2.42 = 8.05×104Pa

(1)P 总 = 42

.28

.1×P 总 =5.99×104Pa ,同理可得

P O2 = 1.4 × 104Pa ,P N2 = 0.66 × 104Pa (2)P 总 = 8.05×104Pa (3)X H2 =

42

.28

.1=0.743,同理X O2 = 0.174 X N2 =0.083

6.用范德华方程式计算在300K 下,把2molNH 3(g)装在5dm 3容器内,其压力是多少。 解:由PV =nRT 得 P =

V

nRT =3

105300314.82-???=9.9768×105

Pa

7.在20℃时,将50g 的蔗糖(C 12H 22O 11)溶于500g 水中,求溶液的蒸汽压,已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.333×103Pa 。 解:ΔP =

A B n n .P * ,A B n n =500

18

.34250

ΔP = 12Pa ,P = P * - ΔP =2321Pa

8.甲醇在30℃时蒸汽压为21.3KPa ,如果在一定量的甲醇中加入甘油,其蒸汽压降为17.2KPa ,求混合溶液中甘油的物质的量分数。 解:ΔP = W 甘.P *得 W 甘 =

3

.212

.173.21- = 0.19mol

9.一种难挥发非电解质水溶液,凝固点是-0.930℃,求:(1)溶液的沸点;(2)20℃时溶液的蒸汽压,已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.333×103Pa 。 解:(1)ΔT f = -0.930℃

ΔT f =K f b ?b =

f

f

K T ?=0.049

ΔT b = K b b ?ΔT b = 0.253℃

T b = ΔT b + T b * =100 + 0.253 = 100.253℃

(2)ΔP =b P A .56.55*

=21Pa ,P = P * - ΔP =2312Pa

11.计算5%的蔗糖(C 12H 22O 11)溶液的沸点。

解:b B = A B m n =

A B

B m M m / = 0.1539mol.g -1

ΔT B = K b .b B =0.079℃

沸点T=100 + 0.079 = 100.079℃

12.将蔗糖(C 12H 22O 11)1g 制成100ml 水溶液,在25℃时该溶液的渗透压为多少?

解:n =

M 1

= 3421

PV = nRT

P = V RT

n = 7.25 × 104Pa

13.在10.0kg 水中要加多少乙二醇(C 2H 4(OH)2)才能保证水溶液温度降到-10.0℃时不会结冰?该水溶液在20℃时的蒸汽压是多少?该水溶液的沸点是多少? 解:(1)ΔT f =K f b,设需要加入m g 乙醇才不会结冰

b = 1062m ? = 620m ,620m

.k f > 10?m>3297g= 3.297kg

(2)

乙醇n n =

2-101862m ? P A = P A * .X A =2.333×103× 5.32 10000/1810000/18

+ =2129Pa

(3)ΔT B = K b .b B =0.512×5.32= 2.724℃ 沸点T= 100+2.724=102.724℃

第二章化学反应的基本规律

思考题与习题

一、判断题

1.热的物体比冷的物体含有更多的能量( ×)

2.G > 0的反应是不可能发生的(×)

3.298K的标准状态下,最稳定单质的标准摩尔生成焓(Δf H m○)和标准摩尔熵(Sm○)都等于零(×)

4.升高温度,反应的标准平衡常数(K〇)增大,那么,该反应一定是吸热反应( √)

5.在273K、101.235kPa下,水凝结成冰;该过程的ΔS < 0、ΔG = 0 ( √)

6.升高温度,可以提高放热反应的转化率( ×)

7.活化能越大,化学反应的速率就越快( ×)

8.可逆反应达到平衡时,其正、逆反应的速率都为零( ×)

9.反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数( ×)

10.在一定温度下,随着化学反应的进行,反应速率逐渐变慢,但反应速率常数保持不变(× )

二、选择题

1.反应2H2(g) + O2 (g) = 2H2O(g) 在绝热钢瓶中进行,那么该反应的( B)

A.ΔH = 0

B.ΔU = 0

C.ΔS = 0

D.ΔG = 0

2.化学反应在恒温恒压下发生,该反应的热效应等于(B)

A.ΔU

B.ΔH

C.ΔS

D.ΔG

3.下列有关熵的叙述,正确的是(C )

A.系统的有序度越大,熵值就越小

B.物质的熵与温度无关

C.298K时物质的熵值大于零

D.熵变大于零的反应可以自发进行

4.反应2Na(s) + Cl2(g)= 2NaCl(s)的Δr S m○(298K)(B )

A.大于零

B.小于零

C.等于零

D.难以确定

5.某反应在高温时能够自发进行,而低温时难以自发进行,那么该反应满足的条件是(B )

A.ΔH>0,ΔS<0

B.ΔH>0,ΔS>0

C.ΔH<0,ΔS>0

D.ΔH<0,ΔS<0

6.一定温度下,可逆反应N2O4(g)=2NO2(g)在恒温容器中达到化学平衡时,如果N2O4的分解率为25%,那么反应系统的总压力是N2O4未分解前的(B )倍

A.0.25

B.1.25

C.1.5

D.1.75

7.可逆反应A(g)+B(g)=C(g)为放热反应,欲提高A(g)的转化率可采取的措施为(D )

A.升高反应温度

B.加入催化剂

C.增加A(g)的浓度

D.增加B(g)的浓度

8.下列叙述中,正确的叙述是( D)

A.速率常数的单位为mol.dm-3.s-1

B.能够发生碰撞的分子是活化分子

C.活化能越大,反应速率越快

D.催化剂可以降低反应的活化能

9.对于两个化学反应A和B来说,在反应物浓度保持不变的条件下,25℃时B的反应速率快,而45℃时A的反应速率快,那么( A)

A.A反应的活化能较大

B.反应的活化能较大

C.A、B两反应活化能的大小相等

D.A、B两反应活化能的大小难以确定

10.对于一个可逆反应,下列各项中受温度影响较小的是( C)

A.Δr G m○和Δr H m○

B.Δr G m○和Δr S m○

C.Δr S m○和Δr H m○ D

D.Δr H m○和K〇

三、填空题

1.在U 、Q 、W 、S 、H 、G 中属于状态函数的是 U 、S 、H 、G ,在这些状态函数中,可以确定其值大小的函数时 S 。

2.封闭系统热力学第一定律的热力学表达式为ΔU = Q + U ,焓的定义式为H=U+PV ,吉布斯函数的定义式为G=H-TS 。

3.化学热力学中规定了标准状态,标准压力为100kPa ,标准浓度为1mol/L 。

4.影响多项反应速率的因素除了浓度、温度和催化剂外,还有 相的接触面积 和 扩散率。

5.根据阿伦尼乌斯公式,当反应温度升高,则反应速率常数会增大;当由于使用催化剂而活化能降低,则反应速率常数会增大。

6.若系统对环境做功160J ,同时从环境吸收了200J 的热,那么系统的内能变化为40J 。

7.两个反应Cu(s) + Cl 2(g) = CuCl 2(s)和CuCl 2(s) + Cu(s) = 2CuCl(s)的标准摩尔反应焓变分别为170kJ.mol -1、-260kJ.mol -1;那么CuCl(s)的标准摩尔生成焓为-45kJ/mol 。

8.298K 下,Na(s)、NaCl(s)、Na 2CO 3(s)、CO 2(g)的标准摩尔熵由大到小的顺序为CO 2(g)>Na 2CO 3(s)>Na 2CO 3(s)>Na(s)。

9.一定温度下,分解反应NH 4Cl(s)=NH 3(g)+HCl(g)达到平衡时,测得此平衡系统的总压力为80kPa ;那么,该反应的平衡常数为0.16。 10.反应CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)的Δr H m ○(298K)=179.2kJ.mol-1、Δr S m ○(298K)=160.2J.K -1.mol -1,那么CaCO 3(s)分解的最低温度约为1118.6℃。 11.基元反应2NO(g)+Cl 2(g)=2NOCl(g)的速率方程式为)(2)(2g Cl g NO C kC v 。若将反应物NO(g)的浓度增加到原来的3倍,则反应速率变为原来的 9倍;若将反映容器的体积增加到原来的2倍,则反应速率变为原来的 0.125倍。

12.在一定条件下,某反应的转化率为73.6%;加入催化剂后,该反应的转化率为 73.6%。

四、简答题

1.在体积为1.2dm 3的容器中装入某气体,在973kPa 下,气体从环境吸热800J 后,容器的体积膨胀1.5dm 3,计算再次过程中气体内能的变化。 解:ΔU = Q + W = 800 - 973 × (1.5-1.2) = 508J

2.辛烷是汽油的主要成分,其燃烧反应方程式为:

C 8H 18(l) + 25/2 O 2(g) = 8CO 2(g) + 9H 2O(l)

解:M C8H18 = 8×12 +18 = 114,n C8H18 = 114100

ΔrH 〇

C8H18(298k) = -[(9×285.83 + 8×393.5)-208]=-5512.55kJ

100g 辛烷燃烧放出的热ΔH = n × ΔrH 〇

C8H18 =-4835.5kJ

3.铝粉与Fe 2O 3组成的铝热剂发生的铝热反应为:2Al(s) + Fe 2O 3(s) = Al 2O 3(s) + 2Fe(s)。计算铝粉完全发生铝热反应可以放出多少热量? 解:Al(s) + 1/2Fe 2O 3(s) = 1/2Al 2O 3(s) + Fe(s) M Al = 27g/mol ,n Al =5/27 mol

ΔrH 〇

Al (298k) = -(1/2 × 1676 + 0 -1/2 ×824.2 - 0) = -425.8kJ

5.0g 的铝粉ΔH = n Al ΔrH 〇

Al(s) (298K) = 78.9J

4.根据下列热化学方程式:

(1)Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g),ΔrH m,1(T) = -27.6kJ/mol

(2)3Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + 3CO2(g),ΔrH m,2(T) = -58.6kJ/mol

(3)Fe3O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO2(g),ΔrH m,3(T) = 38.1kJ/mol

不用查表,计算反应FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g)的ΔrH m(T)

解:rH m(T) = ΔrH m,3(T)× 2 - ΔrH m,1(T)× 3 + ΔrH m,2(T)

= -[2×38.1 - 3×(-27.6) + (-58.6)] = -16.7kJ/mol

5.已知HCl(g)、NH3(g)和NH4Cl(s)的ΔfH m〇分别为-92.3kJ/mol、-4

6.1kJ/mol和-314.4kJ/mol,且有:

HCl(g) = HCl(aq) ΔrH m,1〇=-72.3kJ/mol

NH3(g) = NH3(aq) ΔrH m,2〇=-35.2kJ/mol

HCl(aq) + NH3(aq) = NH4Cl(aq) ΔrH m,3〇=-60.2kJ/mol

求:(1)2.0molHCl(g)和2.0molNH3(g)反应生成2.0molNH4Cl(s)放出的热量;(2)1.0molHCl(g)和1.0molNH3(g)同时溶于水的热效应;(3)NH4Cl(aq)的标准摩尔生成焓;(4)1.0mol的NH4Cl(s)溶解于水中生成NH4Cl(aq)的热效应,并说明该过程为吸热还是放热。

解:ΔfH HCl〇(aq) = -(73.2 + 92.3) = -165.5KJ/mol

ΔfH NH3〇(aq)=-(35.2 + 46.1) = -81.3KJ/mol

ΔfH NH4Cl〇(aq)=-(165.5 + 81.3 + 60.2) = -307KJ/mol

(1)ΔH = ΔrH m,1〇+ ΔrH m,2〇+ ΔrH m,3+ (ΔfH NH4Cl〇(s) - ΔfH NH4Cl〇(aq))

= -73.2-35.2-60.2+(-314.4 +307) = -175.6kJ

2molHCl(g) + 2NH3 (g) = 2NH4Cl(s)的ΔH=-2×175.6 = -351.2kJ

故反应放热量为351.2kJ

(2)ΔH = ΔrH m,1〇+ ΔrH m,2〇= -73.2 - 35.2 = -108.4kJ

故放热量为108.4kJ

(3)NH4Cl(s) = NH4Cl(aq)的ΔH

ΔH = ΔfH NH4Cl〇(aq) - ΔfH NH4Cl〇(s) = -307 - (-314.4) = 7.4KJ

故1mol的NH4Cl(s)溶解于水中生成NH4Cl(aq)需要吸收7.4KJ的能量

6.在101.325kPa、338K(甲醇的沸点)时,将1mol的甲醇蒸发变成气体,吸收了35.2kJ的热量,求此变化过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔG。

解:ΔH = Q恒压反应热等于系统的焓变

ΔH = Q = 35.2KJ

W = -P.ΔV = -P.V CH3OH = -n CH3OH RT = -1×8.314×338=-2.8kJ

ΔU = Q + W = 35.2 - 2.8 = 32.4kJ

ΔG = 0

7.计算下列反应的ΔrS〇m(298k)。

(1)2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(l)

(2)CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH-(aq)

解:(1)2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(l)

S〇m 205.7 205.03 248.1 69.91

ΔrS〇m(298k) = (2×69.91 + 2×248.1) - (2×205.7 + 3×205.03)=-390.47J/mol.k

(2) CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH-(aq)

S〇m 40 69.91 -53.1 -107.5

ΔrS 〇

m(298k) = (-53.1 - 10.75) - (40 + 69.91) = 184.5J/mol.k

8.计算下列可逆反应的ΔrG 〇m(298k)和K 〇

(298k)。 (1)N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g) (2)1/2N 2(g) + 3/2H 2(g) = NH 3(g) (3)2NH 3(g)=N 2(g) + 3H 2(g)

解:(1)N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g)

ΔfG 〇

m 0 0 -16.5

ΔrG 〇

m(298k) = 2×(-16.5) = -33kJ.mol

2

2)0430.0()014.0( ,故K 〇

=6.3×105

(2)ΔrG 〇

m(298k) = -16.5kJ/mol

RT

K rG K K m 303.2)500()500(lg ΘΘ

?=?K 〇 =7.9×102

(3)ΔrG 〇

m(298k) = 33kJ/mol

RT K rG K K m 303.2)

298()298(lg ΘΘ

?=

?K 〇 =4.0×1011

9.已知反应2SO 2(g)+O 2(g)=2SO 3(g)的ΔrH 〇m(298k) = -198.2kJ/mol 、ΔrS 〇

m(298K)

=-190.1kJ/mol.k ,求:(1)该反应在298k 时的ΔrG 〇m(298k);(2)该反应在500k 时的ΔrG 〇

m(500k)

和K 〇

(500k)。

解:(1)ΔrG 〇m = ΔrH 〇m - TΔrS 〇

m

=-198.2-298

10001

190--?

= -141.5kJ/mol (2)ΔrG 〇m(500k) = ΔrH 〇m(298K) - 500×ΔrS 〇

m(298K) = -198.2 - 500

10001

190--?

=-103.2kJ/mol RT K rG K K m 303.2)

500()500(lg ΘΘ

?=

?K 〇 =6.3×1010

11.用两种方法计算下列反应在298k 时的ΔrG 〇

m(298k),并判断反应在298k 的标准状态下

可否自发进行。

2NO(g) + 2CO(g) = N 2(g) + 2CO 2(g)

解: 2NO(g) + 2CO(g) = N 2(g) + 2CO 2(g)

Δf H 〇

m 90.25 -110.52 0 -393.51

Δf G 〇

m 86.57 -137.15 0 -394.36 S 〇

m 210.65 197.56 191.5 213.6

ΔrG 〇

m(298k)= 2×[-394.36-86.57-(-137.15)] = -687.6kJ/mol

298K 时,ΔrG 〇

m < 0 ,故反应可以自发进行。

12.用碳还原Fe 2O 3制铁的反应方程式为:3C(s) + Fe 2O 3(s) = 2Fe(s) + 3CO(g)。判断该反应在

298k的标准状态下能否自发进行?若不能自发进行,请指出该反应发生的温度条件。

解:3C(s) + Fe2O3(s) = 2Fe(s) + 3CO(g)

Δf G〇m 0 -742.2 0 -137.15

ΔrG〇m(298k)= 3×(-137.15) -(-742.2) = 330.9kJ/mol > 40kJ/mol

故该反应在298K下不可自发进行

ΔrH〇m(298K) = 3×(-110.52) + 2×0 - 0×3 -(-824.2) = 492.64kJ/mol

ΔrS〇m = 3×197.56 + 2×27.3 - 3×5.74 -87.4 = 542.66J/mol

ΔrG〇m = ΔrH〇m - T×ΔrS〇m < 0 ?T>908K

故其自发温度T > 908K

13.煤里总存在一些含硫杂质,因此在燃烧时会产生SO3气体。请问能否用CaO固体来吸收SO3气体以减少烟道气体对空气的污染?若能,请估计该方法适用的温度条件,涉及的化学反应方程式为:CaO(s) + SO3(g) = CaSO4(s)

解:CaO(s) + SO3(g) = CaSO4(s)

Δf G〇m -604.2 -371.1

Δf H〇m -653.09 -395.7

S〇m 40 256.6

ΔrG〇m(298k)= -328.7kJ/mol < 0 故反应可以自发进行

该方法适用ΔrG〇m = ΔrH〇m - T×ΔrS〇m < 0 ?T>2029K

14.密闭容器中发生可逆反应CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g),在749k时的标准平衡常数为2.6,求:(1)当反应的压力比P H2O:P CO = 1:1时,CO的转化率为多少?(2)当反应物的压力比P H2O:P CO = 3:1时,CO的转化率为多少?

(1) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)

反应前 a b 0 0

反应变化x x x x

反应后 a -x b-x x x

K〇=

)

)(

(

2

x

b

x

a

x

-

-= 2.6,a-x = b-x ,?x =

a

3.1

8.0

CO转化率ɑ = x/a = 0.8/1.3 = 62%

(2)由K〇=

)

)(

(

2

x

b

x

a

x

-

-,x-b

x-a

= 1/3

所以CO的转化率ɑ = x/a = 2.8/3.7 =87%

15.一定温度下,可逆反应H2(g) + I2(g) = 2HI(g)在密闭容器中达到平衡时,H2(g) 、I2(g) 和HI(g) 的浓度分别为0.5 mol/dm3、0.5 mol/dm3、1.23mol/dm3;此时,若从容器中迅速抽出HI(g),使得容器中HI(g)的浓度变为0.63mol/dm3,那么,该化学平衡会怎样移动?再次达到平衡时各物质的浓度又为多少?

解:H2(g) + I2(g) = 2HI(g) K〇= 6.05

反应前0.5 0.5 0.63

变化x x 2x

反应后0.5-x 0.5-x 0.63+2x

2

2

)x -5.0()x 263.0(K +=Θ

=6.05?x = 0.13mol

该化学反应平衡正向移动

再次平衡时,C H2 = C I2 = 0.37mol/dm 3 C HI = 0.89mol/dm 3

16.光合成反应6CO 2(g) + 6H 2O(l) = C 6H 12O 6(s) + 6O 2(g)的ΔrH 〇

m = 669.62kJ/mol ,试问平衡建立后,当改变下列条件时,平衡将怎样移动?

(1)增加CO2的浓度;(2)提高O2的分压力;(3)取走一半C 6H 12O 6;(4)提高总压力;(5)身高温度;(6)加入催化剂。

解:(1)正向移动 (2)逆向 (3)不移动 (4)不移动 (5)正向 (6)不移动

17.在一定温度下,于反应容器中Br 2 和Cl 2 在CCl 4溶剂中发生Br 2 + Cl 2 = 2BrCl ;当平衡建立时,Br 2 和Cl 2的浓度都为0.0043mol/dm 3,BrCl 的浓度为0.0114BrCl 。试求:(1)反应的标准平衡常数;(2)如果再加入0.01mol/dm 3的Br 2至系统中,当在此达到平衡时,计算系统中各组分的浓度。

解:(1)K 〇 = 2

2

)0430.0()014.0( = 7

(2) Br 2 + Cl 2 = 2BrCl

(3)

起始 0.0143 0.0043 0.0114 变化 x x 2x

平衡0.0143-x 0.0043-x 0.0114+2x

7)

0043.0)(0143.0()20114.0(2

=--+=Θ

x x x K ?x=0.017mol/dm 3

平衡时,C Br2 =C Cl2 = 0.0008 mol/dm 3

18.在800℃时,对于反应2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2O 进行了实验测定,有关数据如下:

起始浓度

起始反应速率

C NO/mol.dm 3 C H2/mol.dm 3 V/mol.dm -3.s -1

6.0×10-3 1.0×10-3 2.88 6.0×10-3 2.0×10-3 5.76 1.0×10-3 6.0×10-3 0.48 2.0×10-3

6.0×10-3

1.92

(1)写出该反应的速率方程式并确定反应常数;(2)计算该反应在800℃时的反应速率常数;

(3)800℃时,当C NO = 4.0×10-3、C H2 = 5.0×10-3

时,该反应的速率为多少? 解:由①②③可知:

①2.88 =K C NO a .C H2 b ②5.76 = K C NO a .C H2 b ③0.48 = K C NO a .C H2 b 由①②③可知:a=2,b=1,K = 8.0×107 (mol/dm 3)-2.S-1 反应级数为3级

(2)反应速率常数K = 8.0×107 (mol/dm 3)-2.S-1 (3)V = K C NO a .C H2 b = 8.0×107 ×(4×10-3)×5×10-3 = 6.4 (mol/dm 3).S-1

19.

)

9001000900

1000(303.29001000lg ?-=R E K K a ?)900()1000(k K k K = 9.3 V=KC X ?)900()

1000(k V k V =9.3

20.某一化学反应,在反应物浓度保持不变的情况下,在温度由300k 升高到310k 时,其反应速率增加了一倍,求该化学反应的活化能。

解:

)

(303.2lg

211

212T T T T R Ea k k -=,由题意可知

21212==V V K K ?)300310300310(314.8303.22lg ?-?=Ea ?E a = 54kJ/mol

21在301K 时,鲜牛奶大约在4h 后变酸;但在278k 时,鲜牛奶要在48h 后才变酸。假设反应速率与鲜牛奶变酸时间成反比,求鲜牛奶变酸反应的活化能。

解:

)

278310278310(314.8303.2448lg

?-?=Ea ?E a = 77kJ/mol

22.300k 时,反应H 2O 2(aq) = H 2O(l) +1/2O 2(g)d 活化能为75.3kJ/mol ,若该反应用I -催化,则活化能降为25.1kJ/mol 。计算在相同温度下,用I -催化和酶催化时,其反应速率分别为无催化剂时的多少倍?

解:

A

RT Ea

k lg 303.2lg +=

①300K 时

A

RT Ea k lg 303.2lg 1

1+-=

②I -催化

A

RT Ea k lg 303.2lg 2

2+-=

③酶催化

V=KC X

V 1=V V 2= V I -=1882V V 3=V 酶=5.5×108V 故V I -/V = 1882 V 酶/V = 5.5×108

第三章 溶液中的离子平衡

思考题与习题

一、选择题

1.0.1mol.dm -3的HAc 溶液加水稀释至原体积的二倍时,c H+和pH 的变化趋势各为( B) A.增大和减小 B.减小和增大 C.为原来的一半和增大 D.减小和减小

2.在0.05的HCN 溶液中,若有0.01%的HCN 电离了,则HCN 的标准电离常数为( A) A.5× 10-10 B.5× 10-8 C.5× 10-6 D.2.5× 10-7

3.已知氢硫酸钠的K a1〇=9.1×10-8及K a2〇

=1.1×10-12,则0.1mol.dm -3的H 2S 水溶液的pH 为(A ) A.4.0 B.0.7 C.6.3 D.5.2

4.1dm 3 0.1mol.dm -3的氨水溶液中,加入一些NH 4Cl 晶体,会使( D)

A.K b 〇增大

B.K b 〇

减小 C.溶液的pH 增大 D.溶液的pH 减小 5.下列各对溶液中,能够用于配置缓冲溶液的是( C)

A.HCl 和NH 4Cl

B.NaHSO 4和Na 2SO 4

C.HF 和NaOH

D.NaOH 和NaCl

6.已知298K 时PbI 2的K sp 〇

为7.1×10-9,则其饱和溶液中I -浓度为( B)mol.dm -3 A.1.2×10-3 B.2.4×10-3 C.3.0×10-3 D.1.9×10-3 7.在饱和的BaSO 4溶液中,加入NaCl ,则BaSO 4( A) A.增大 B.不变 C.减小 D.无法确定 8.指出下列配离子的中心离子的配位数:

[Zn(NH 3)4]2+( C) [Fe(CN)6]3-(D ) [Ag(S 2O 3)2]3-(B ) [Cu(CN)2]2+( C) A.1 B.2 C.4 D.6 9.[Co(NH 3)5H 2O]Cl 3的正确命名是( C)

A.三氯化五氨.一水化钴

B.三氯化一水.五氨合钴(III)

C.三氯化五氨.一水化钴(III)

D.三氯化水氨合钴(III) 10.下列说法正确的是(B )

A.配合物的内界和外界之间主要是以共价键结合的

B.内界中有配位键,也可能有共价键

C.含有配位键的化合物就是配合物

D.在螯合物中没有离子键 二、简答题

.在室温下,测得0.02mol/dm 3的某弱酸HA 的pH 值为3.70,计算该温度下HA 的电离度和

标准电离常数K ɑ〇

解:pH = -

+

H C lg = 3.70,C H+ = 2.0×10-4

%

1%10002.0100.24

=??==-+HA C C H α

K ɑ〇

= C HA α2 =0.02×1×10-4 = 2×10-6

2在0.01mol/dm 3H2CO3溶液中的C H+、pH 值、C HCO3- 、C CO32-

解:H 2CO 3 = HCO 3- +H + ,K ɑ1〇

= 4.2×10-7

HCO 3- = CO 32- +H + ,K ɑ2〇

= 5.6×10-11

由于K ɑ2〇《K ɑ1〇

,C H+ =C HCO3- =Θ

?1

3αK C HCO =6.5×10-5

pH =

+

H C lg =4.2

Θ

ΘΘ++=

C C C C C C K CO H H H /)

/)(/(322α=5.6×10-11

C CO32-≈K ɑ2〇

=5.6×10-11mol/dm 3

3.某一元弱碱的相对分子质量为125,在298k 时取0.50g 该弱碱溶于50.0cm 3水中,所得溶

液pH 值为11.30,计算该弱碱的标准电离常数K ɑ〇

。 解:-

+

H C lg =11.3,C H+ =5.0×10-12

+

-

-=H C C

OH 14

10=2.0×10-3mol/dm 3

n = 0.5/125 = 4.0×10-3mol

3/08.005.03104dm mol v n C b =-?==

由Θ

=-b

b K C C OH .可得:K b 〇

=5.1×10-5

4.取50.0cm 3的0.01mol/dm 3某一元弱酸溶液,与20.0cm 30.100mol/L 的KOH 溶液混合,将

混合溶液稀释至100cm 3,测得次溶液的pH 值为5.25,求此一元弱酸的标准电离常数K ɑ〇

。 解:HA = H + + A - n H+ = 50×10-3×0.1=5×10-3mol n OH-= 50×10-3×0.1=5×10-3mol

n H+ =3×10-3

L

mol n C H H /03.0101003

=?=

-+

+

pH = 5.25?C H+ = 10-5.25,

6

107.3-Θ

?==

-

αC C C K A H

5.在20.0cm 30.25mol/L 氨水中加入5.0cm 30.5mol/L 的NH 4Cl 溶液,求溶液的pH 值。 解:NH 3.H 2O = NH 4+ + OH - 0.1-x x+0.2 x K b 〇

= 2.9×10-6

pH = 14 - PK b 〇

+

C C lg

=14-lg(2.9×10-6)+lg100 =9.56

6.CaCO 3和PbI 2在298k 时的溶解度分别为6.5×10-4mol/L 和1.7×10-3mol/L ,分别计算它们的

标准溶度积K sp 〇

解:K sp 〇 (CaCO 3)=(C Ca2+/C 〇)×(C CO32+/C 〇

) = (6.5×10-4)2 = 4.2×10-7 K sp 〇 (PbI 2)= (C Pb2+/C 〇)×(C I-/C 〇) = 2.0×10-8

7.根据PbI 2的标准溶度积K sp 〇

=7.1×10-9 ,计算:(1)PbI 2在水中的溶解度(mol/dm 3);(2)PbI 2饱和溶液中Pb 2+和I -的浓度;(3)PbI 2在0.10mol/dm -3KI 饱和溶液中Pb 2+的浓度;(4).PbI 2在0.010mol/dm -3Pb(NO 3)2溶液中的溶解度(mol/dm 3)。

解:(1)K sp 〇

= S.(2S)2= 7.1×10-9 →S = 1.2 × 10-3 (2)C Pb2+ = 1.2 × 10-3,C I- = 2.4 × 10-3 (3)C Pb2+ .(2C Pb2+ + 0.1) = 7.1×10-9 C Pb2+ = 7.1 × 10-8

(4)K sp 〇

=(0.01+S).(2S)2 = 7.1×10-9→S = 4.2 × 10-4

8.将下列的各组溶液等体积混合,问哪些可以生成沉淀?哪些不能? (1)0.10mol/dm -3AgNO 3和1×10-3mol/dm -3NaCl 的溶液混合; (2)1.5×10-5mol/dm -3AgNO 3和1×10-6mol/dm -3NaCl 的溶液混合; (3)0.10mol/dm -3AgNO 3和0.5mol/dm -3NaCl 的溶液混合

解:(1)离子积Q = C Ag+.C Cl- = 1× 10-4 < K sp 〇

故可以生成沉淀

(2)同理Q = C Ag+.C Cl- = 1.5× 10-11 >K sp 〇

故不能生成沉淀

(3)Q = C Ag+.C Cl- =0.05>K sp 〇

故可以生成沉淀

9.计算:(1)在10.0cm 30.0015mol/dm -3MnSO 4溶液中加5.0cm 30.15mol/dm -3氨水溶液,能否生成Mn(OH)2沉淀?(2)若在上述10.0cm 30.0015mol/dm -3MnSO 4溶液中,先加入0.495g(NH 4)2SO 4固体,然后加入5.0cm 30.15mol/dm -3氨水溶液,能否生成Mn(OH)2沉淀?(设加入固体后溶液的体积不变)

解:(1)Q 〇 = 8.7× 10-9 > K sp 〇

=1.8 × 10-11,故有沉淀生成

(2)Q 〇 = 3.0× 10-15 < K sp 〇

,故不能生成沉淀

10.在一种含有0.10mol/dm 3Cl -和0.001mol/dm 3I -的溶液中,逐渐滴入AgNO 3溶液,试用计算说明AgCl 和AgI 何者先沉淀?在第二种离子沉淀,第一种离子的浓度是多少?

解:K sp 〇 (AgCl) = 1.8× 10-10 ,K sp 〇

(AgI) =9.3× 10-17 K sp 〇 (AgCl) >>K sp 〇

(AgI) ,故AgI 先生成沉淀 K sp 〇

(AgCl) = C Cl-.C Ag+ =1.8× 10-10,C Cl- = 0.1mol/dm 3→C Ag+=1.8× 10-9

又因为K sp 〇

(AgI) = C I-.C Ag+ = 9.3× 10-17 C Ag+=1.8× 10-9,所以C I- = 5.2×10-8

13.Ag+与PY(吡啶)形成配离子的反应为:

Ag + +2PY = [Ag(PY)2]+

解:K 〇

= 1×1010

Ag + +2PY = [Ag(PY)2]+ 起始 0.1 1 0 变化 x 2x x 平衡0.1-x 1-2x x

10

101)21)(1.0(?=--=

Θx x x

K

百分率=100%

C Ag+=1.4× 10-11mol/dm3 C PY=0.8mol/dm3

C [Ag(PY)2]+ =0.10 mol/dm3

第四章 电化学基础 思考题与习题

一、选择题

1.将反应Ni + Cu 2+ → Ni 2+ + Cu 设计为原电池,下列哪一个是正确的电池符号(B ) A.(-)Cu|Cu 2+||Ni 2+|Ni(+) B.(-)Ni|Ni 2+||Cu 2+|Cu(+) C.(-)Cu|Ni 2+||Cu 2+|Ni(+) D.(-)Ni|Cu 2+||Ni 2+|Cu(+)

2.下列半反应式的配平系数从左至右依次为( C)

CuS + H 2O → SO 42- + H + + Cu 2+ +e -

A.1、4、1、8、8、1

B.1、2、2、3、4、2

C.1、4、1、8、1、8

D.2、8、2、16、2、8 3.为了提高Fe 2(SO 4)3的氧化能力,可采取下列哪项措施(A )

A.增加Fe 3+浓度,降低Fe 2+浓度

B.降低Fe 3+浓度,增加Fe 2+浓度

C.增加溶液的pH 值

D.降低溶液的pH 值

4.在下列氧化剂中,哪些物质的氧化性随H +浓度增加而增加?( BC ) A.Hg 2+ B.MnO 4- C.Cr 2O 2- D.Cl 2

5.由电极反应Cu + e - → Cu E 〇

(Cu 2+/Cu) = +0.34V

推测电极反应2Cu ?2Cu 2+ +4e -的E 〇

(Cu 2+/Cu)值为下列哪一项( D) A.-0.68V B.+0.68V C.-0.34V D.+0.34V

6.根据下列反应构成原电池,测得它的E 〇=0.445V ,已知E 〇

(I 2/I)为0.535V ,则电对S 4O 62-/S 2O 32-为( C )

2S 2O 32- + I 2 → S 4O 62- + 2I -

A.-0.090V

B.0.980V

C.0.090V

D.-0.980V 7.已知下列反应均按正方向进行:

2I - + 2Fe 3+ = 2Fe 2+ +I 2 Br 2+2Fe 2+= 2Fe 3+ +2Br -

由此判断下列几个氧化还原反应电对的电极电势代数值从大到小的排列顺序是下列哪一项?(C )

A.E 〇(Fe 3+/Fe 2+)、E 〇(I 2/I -)、E 〇

(Br 2/Br -)

B.E 〇(I 2/I -)、E 〇(Br 2/Br -)、E 〇

(Fe 3+/Fe 2+)

C.E 〇(Br 2/Br -)、E 〇(I 2/I -)、E 〇

(Fe 3+/Fe 2+)

D.E 〇(Fe 3+/Fe 2+)、E 〇(Br 2/Br -)、E 〇

(I 2/I -)

8.已知下列反应的原电池电动势为0.46V ,且Zn 2+/Zn 的E 〇

(Zn 2+/Zn) = -0.76V ,则氢电极溶液中的pH 为(D )

Zn(s) +2H +(xmol.dm -3) → Zn 2+(1mol.dm -3) + H 2(100kPa)

A.10.2

B.2.5

C.3

D.5.1

9.根据公式059

.0lg Θ=mE K 可以看出,溶液中氧化还原反应的平衡常数Θ

K ( AC)

A.与温度无关

B.与浓度有关

C.与浓度无关

D.与反应式书写无关

10.电解1mol.dm -3CuSO 4和1mol.dm -3ZnSO 4的混合溶液,用铁棒作电极,在阴极上最容易放电的物质是下列哪一种(B )

A.H +

B.Cu 2+

C.Zn 2+

D.Fe 2+ 11.下列叙述中错误的是(B )

A.钢铁制件在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀而不是析氢腐蚀

B.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的主要不同点在于阴极处的电极反应不同,析氢腐蚀时,阴极处H +放电析出H 2,而吸氧腐蚀,阴极处是O 2变成OH -

C.为了保护地下管道(铁制品),可以将其与铜片相连

D.在金属的防腐方法中,当采用外加电流法时,被保护的金属应直接与电源负极相连

二、填空题 1.填表

氧化还原反应 电池符号

电极反应

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cd (-)Zn|ZnSO 4||CdSO 4|Cd(+) Zn =Zn 2++2e - Cd 2++2e-=Cd Sn 2+ + 2Ag + = Sn 4+ + 2Ag (-)Pt|Sn 2+,Sn 4+||Ag +|Ag(+) Sn =Sn 2++2e - Ag ++e-=Ag + 2Al +3Cl 2 = 2AlCl 3 (-)Al|Al 3+||Cl -|Cl 2|Pt(+) Al =Al 3++3e - 2Cl -+2e -=Cl 2

Fe + Hg 2Cl 2 = FeCl 2 +2Hg

(-)Fe|Fe 2+||Cl -|Hg 2Cl -|Hg(+)

Fe =Fe 2++2e - Hg 2Cl 2-2e-=2Hg+2Cl -

2.标准电极电动势表中的数值是相对于标准氢电极的标准电极电势。电化学测量中的常用的参比电极有甘汞电极,氧化汞电极.

3.影响电极电动势的因素有:物质本质(标准电极电势),温度,离子浓度(或气体分压)

4.判断氧化还原反应进行方向的原则是E>4或E(氧化剂电对)>E(还原剂电对);判断氧化还原反应进行程度的关系式是ΘΘ

=

E n

K

059

.0lg ,判断氧化剂或还原剂相对强弱的依据是电极电势的相对大小。

5.对于原电池(-)Zn|ZnSO 4(1mol.dm -3)||CuSO 4(1mol.dm -3)|Cu(+),若增加ZnSO 4浓度,则E 减小;增加CuSO 4的浓度,则E 增大,若在CuSO 4溶液中加入Na 2S 则E 减小,电池工作半小时后,E 减小。(空内填“增大”或“减小”)

6.金属在干燥气体或非电解质条件下发生化学腐蚀,在有电解质溶液条件下发生电化学腐蚀。发生电化学腐蚀的原因是产生腐蚀性原电池,按阳极反应的类型,电化学腐蚀可以分为

吸氧腐蚀和析氢腐蚀两类。 7.电解盐类的水溶液时,首先在阳极放电的电极电势代数值较小的还原物质;首先在阳极放电的是电势代数值较大的氧化性物质。

三、简答题

1.写出下列方程式的氧化和还原两个半反应的反应式,并配平: (1).Cr 2O 72-+SO 32-+H +→SO 42-+Cr 3++H 2O 解:还原反应:Cr 2O 72- → 2Cr 3+ 氧化反应:SO 32-→SO 42-

Cr 2O 72-+3SO 32-+ 8H +→3SO 42-+2Cr 3++4H 2O

(2).KMnO 4+H 2O 2+H 2SO 4(稀)→MnSO 4+O 2+K 2SO 4+H 2O 解:还原反应:MnO 4-+8H ++5e - =Mn 2++4H 2O 氧化反应:H 2O 2 = 2H ++2e -

2KMnO 4+5H 2O 2+3H 2SO 4(稀)→2MnSO 4+5O 2↑+K 2SO 4+8H 2O

(3)CrCl 3 + H 2O 2 + KOH → K 2CrO 4+KCl+H 2O 解:还原反应:H 2O 2+2e - →2OH -

氧化反应:Cr 3++8OH - = CrO 42-+4H 2O+3e -

2CrCl 3 + 3H 2O 2 + 10KOH = 2K 2CrO 4+6KCl+8H 2O

2.由标准氢电极和镍电极组成原电池,若c(Ni 2+)=0.01mol/dm 3时,电池的电动势为0.309V ,其中Ni 为负极,计算镍电极的标准电极电势。 解:E=E(H +/H 2)-E(Ni 2+/Ni)=0.309 已知E(H +/H 2)=0V

故E(Ni 2+/Ni)-0.309V=E 〇(Ni 2+

/Ni)+)

lg(22+Ni C F RT

所以E(Ni 2+/Ni)=-0.25V

3.试计算下列各电极对在298k 时,在给定的条件下的电极电势: (1)Fe 3+(0.10mol/dm -3)/Fe2+(0.5mol/dm -3) (2)Cl 2(5×104Pa)/Cl -(0.01mol/dm 3)

(3)MnO 4-(0.10mol/dm 3)/H+(10-5mol/dm 3)/Mn 2+(0.10mol/dm 3)

解:(1)E(Fe 3+/Fe 2+) = E(Fe3+/Fe2+) +

)lg(23+

+Fe Fe C C nF RT =0.771+0.059lg(0.1)=0.73V

(2)E(Cl 2/Cl -)=E(Cl 2/Cl -)+

))

(lg(222-Cl Cl C C F RT

=1.36+0.059/2×)

012.0/1045lg(Θ

?P =1.03V

(3)E(MnO 4-/Mn 2+) = E(MnO 4-/Mn 2+) +

)/.lg()()

()(24Θ++-C

C C C nF RT Mn H MnO =1.507-0.472=1.47V

4.试计算298K 时,下列原电池的电动势(未注明浓度和分压的均为标准状态): (1).(-)Zn|Zn 2+(0.10mol/dm 3)||Cu 2+|Cu(+)

解:查表可得V Zn Zn 7628.0)/(2-=+Θ?,

V Cu Cu 3402.0)/(2=+Θ? 根据浓度对原电池电动势的影响

电池反应:Cu 2++Zn = Zn 2++Cu

)()

(lg

2059.022++Θ

-=Cu C Zn C V E E

=(0.3402+7628)V -

101

.0lg 2059.0 =1.162V

(2).(-)Fe|Fe 2+(0.10mol/dm 3)||Cl -|Cl 2(Pt)|(+)

解:查表可得V Fe Fe 4402.0)/(2-=+Θ?,

V Cl Cl 3583.1)/(2=-Θ?

电池反应:Fe+Cl 2=Fe 2++2Cl -

)()

().(lg

2059.0222Cl P Cl C Fe C V E E -+Θ

-=

=(1.3583+0.4402)V -

1

101.0lg 2059.02

?

=1.8575V

5.将下列反应组成原电池。

Sn 2+ + 2Fe 3+ = Sn 4+ + 2Fe 2+

(1).用符号表示原电池的组成;

(2)计算标准状态时原电池的电动势; (3)计算反应的标准吉布斯函数变; (4)若改变Sn 2+浓度,使c(Sn 2+) = 1.0×10-3mol/dm -3时,计算原电池的电动势。 解:(1)(-)Pt|Sn 2+,Sn 4+||Fe 3+,Fe 2+|Pt(+)

(2)E 〇 = E 〇(正)-E 〇

(负) = 0.771 - 0.171 =0.62V

(3)ΔrG 〇

m = -nFE = -2×94685×0.62=-119.6kJ/mol

(4)E = E 〇(Sn 4+/Sn 2+

) + )

lg(2+Sn C nF RT

= 0.62 + 0.059/2 × lg(10-3) = 0.53V

(5)电动势减小,随着使用时间增加,离子浓度发生变化,正极电势发生变化,正极电势变小,负极电势增大,电动势减小

7.已知下列电对的标准电极电势为:

H 3AsO 4 + 2H ++2e - = H 3AsO 3 + H 2O E 〇

(H 3AsO 4/H 3AsO 3) = 0.581V

I 2 + 2e - = 2I - E 〇

(I 2/I -) = 0.535V (1)计算标准状态下,由以上两个电对组成原电池的电动势。 (提示:原电池反应式:H 3AsO 4 + 2H ++2I - = H 3AsO 3 + H 2O + I 2)

(2)计算反应的平衡常数K 〇

(3)计算反应的标准吉布斯函数变,并指出反应能否自发进行。

(4)若溶液的pH = 7(其它条件不变),该反应向什么方向进行,通过计算说明。

解:(1)E 〇(H 3AsO 4/H 3AsO 3) > E 〇

(I 2/I -)

所以E 〇

(H 3AsO 4/H 3AsO 3)为正极

E = E 〇(H 3AsO 4/H 3AsO 3) - E 〇

(I 2/I -) = 0.046V

(2)lg(K 〇) = nE 〇/0.059,所以K 〇

= 36.25

(3)ΔrG 〇

m = -nFE = -2×94685×0.046=-8.895kJ/mol ,反应正向进行。 (4)若pH = 7 ,E = -0.43V < 0 ,故反应正向进行

8.已知下列反应均按正反应方向进行,

2FeCl 3 + SnCl 2 = SnCl 4 + 2FeCl 2

2KMnO 4 + 10FeSO 4 + 8H 2SO 4(稀) = 2MnSO 4 + 5Fe(SO 4)3 + K 2SO 4 + 8H 2O

指出这连个反应中,有几个氧化还原对,并比较它们电极电势的相对大小(从大到小列出次序)。

解:反应一:2FeCl 3 + SnCl 2 = SnCl 4 + 2FeCl 2

反应二:E 〇

(Fe 3+/Fe 2+) = 0.771V ,E 〇

(Sn 4+/Sn 2+) = 0.151V

由2KMnO 4 + 10FeSO 4 + 8H 2SO 4(稀) = 2MnSO 4 + 5Fe(SO 4)3 + K 2SO 4 + 8H 2O

有E 〇

(MnO 4-/Mn 2+) = 1.507V E 〇

(Fe 3+/Fe 2+) = 0.771V

故有顺序为:E 〇(MnO 4-/Mn 2+) > E 〇(Fe 3+/Fe 2+) > E 〇

(Sn 4+/Sn 2+)

9.判断下列氧化还原反应的方向(设有关离子浓度或气体分压均处于标准状态) (1)Cu +2Fe 3+ = Cu 2++2Fe 2+

解:查表可得:V Cu Cu 3402.0)/(2=+Θ?,

V Fe Fe 77.0)/(23=++Θ? 负正ΘΘΘ-=E E E = 0.43V

因Θ

E >0,所以该反应自左至右能自发进行。 (2)Sn 2++Hg 2+ = Sn 4+ + Hg

解:查表可得:V Sn Sn 15.0)/(24=++Θ?,

V Hg Hg 85.0)/(2=+Θ? 负正ΘΘΘ-=E E E =0.85-0.15=0.7V

因Θ

E >0,所以该反应自左至右能自发进行。 (3).2Cr 3++3I 2 +7H 2O = Cr 2O 72-+6I -+14H +

解:查表可得:V Pb PbO 455.1)/(22=+Θ?,

V C C 36.1)l /l (-2=Θ? 负正ΘΘΘ-=E E E =1.455-1.36=0.095V

因Θ

E >0,所以该反应自左至右能自发进行。

10.计算298K 时,下列反应的标准吉布斯函数变: (1).2Fe 3++2I - = 2Fe 2++I 2

解:查表可得:V Fe Fe 77.0)/(23=++Θ?,

V I I 535.0)/(2=-Θ? 已知:负正

ΘΘΘ

-=E E

E ,根据公式

mol /k 35.45)535.077.0(964852--n r m J FE G -=-??==?ΘΘ

(2).Cu 2++H 2 = Cu+2H + 解:查表可得:V Cu Cu

3402.0)/(2=+

Θ

?,V H H 0)/(2=+Θ?

mol /k 61.65)034.0(964852--n r m J FE G -=-??==?ΘΘ

11.计算298K 时,下列反应的标准吉布斯函数变

化学反应工程第一章习题答案

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t c r d d A A - =-,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) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B A 1C C 22B A 1B D 4C A 3C 22 B 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) E 6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22 B A 1C D 4C B 3C 22 B A 1B C 22B 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) D 4C A 3D D 4C A 3C 22B 2A 1C C 22B 2A 1B D 4C 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。现以气相分压来表示速率方程,即(?r A )=k P p A p B 2 ,求k P =?(假定气体为理想气体) 解 () 3 -1-363 111 2643c P 2 B A p A 2 B A c 2 B A c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K 303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------??=???= ==-? ? ? ??==-= ?==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RT p c k T

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为 _0 _______,临近管壁处存在层流底层,若 Re 值越大,则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止 气缚 现象发生;而且离心泵的安装高度也不能 够太高,目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数,而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 (大、小)一侧的:?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于:.值 大 (大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的 导热系数愈小,则该壁面的热阻愈 大 (大、小),其两侧的温差愈 大 (大、小)。 7、 Z= (V/K v a. Q ) .(y 1 -丫2 )/ △ Y m 式中:△ Y m 称 气相传质平均推动力 ,单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;(Y i — Y 2) / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况,可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置,由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ,其值愈大,萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( 6、某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动) 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中,常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ,出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时,则( B )。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列(A )不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度( )耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ,使空气温度由20 C 升至80 C,

化学反应工程习题答案

第7章化学反应工程习题答案 7-1 试述物理吸收与化学吸收的区别。 解:对于物理吸收过程*=A A A P H C 0 对于化学吸收过程* * +=A A B A P P C C αα10 ,式中A KH =α,其中K 为化学平衡常 数;0B C 为吸收剂中的活性组分浓度;0A C 是与A 组分分压*A P 平衡的气体浓度;A H -A 组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下: 1.物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系,化学吸收呈渐近线关系,当分压较高时,气体溶解度趋近化学计量的极限,因此为了减低能耗,导致操作方式不同,压力较低宜采用化学吸收,压力较高宜采用物理吸收。 2.热效应不同,物理吸收热效应较小,每摩尔数千焦耳,而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同,物理吸收过程吸收剂减压再生为主,化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。 3.物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异,而化学吸收取决于A KH =α,由于化学反应特定性,吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。 7-2解释下列参数的物理意义:无因次准数M 、增大因子β及液相利用率η。分别写出一级不可逆和二级不可逆反应无因次准数M 的计算式。 解:无因次准数M 的物理意义 通过液膜传递速率 液膜内的化学反应速率 增大因子β的物理意义为速率 单纯物理吸收时的传质过气液界面的传质速率 液膜内有化学反应时通 液相利用率η的物理意义为的反应速率液相均处于界面浓度下吸收速率 对于一级不可逆反应211L AL L L k k D k k M ==δ 对于二级不可逆反应2 2L BL AL k C k D M = 7-3 纯二氧化碳与氢氧化钠水溶液进行反应,假定液相上方水蒸气分压可不 计,试按双膜模型绘出气相及液相二氧化碳浓度分布示意图。 解: 气模 液膜 P CO2,g P CO2,i C CO2,i C CO2,L

工程化学习题答案

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)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 ?(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)

结构化学试题及答案

兰州化学化学化工学院 结构化学试卷及参考答案 2002级试卷A —————————————————————————————————————— 说明: 1. 试卷页号 5 , 答题前请核对. 2. 题目中的物理量采用惯用的符号,不再一一注明. 3. 可能有用的物理常数和词头: h Planck常数J·s=×10-123N=×10mol -31m=×10 电子质量kg e-34 0-9-12, n: 10 p : 10 词头:—————————————————————————————————————— 一.选择答案,以工整的字体填入题号前[ ]内。(25个小题,共50分) 注意:不要在题中打√号,以免因打√位置不确切而导致误判 [ ] 1. 在光电效应实验中,光电子动能与入射光的哪种物理量呈线形关系:A .波长 B. 频率 C. 振幅 [ ] 2. 在通常情况下,如果两个算符不可对易,意味着相应的两种物理量A.不能同时精确测定 B.可以同时精确测定 C.只有量纲不同的两种物理量才不能同时精确测定 Yθφ)图,[ ] 3. (θφ的变化A.即电子云角度分布图,反映电子云的角度部分随空间方位,θφ的变化,反映原子轨道的角度部分随空间方位即波函数角度分布图,B. C. 即原子轨道的界面图,代表原子轨道的形状和位相 [ ] 4. 为了写出原子光谱项,必须首先区分电子组态是由等价电子还是非等价电子形成的。试判断下列哪种组态是等价组态: 21111 C. 2p2s2s2p B. 1sA.-2-,何者具有最大的顺磁性 , OO , O[ ] 5. 对于222-2- C.O A. B.OO222[] 6. 苯胺虽然不是平面型分子,但-NH与苯环之间仍有一定程度的共轭。据2此判断 A.苯胺的碱性比氨弱 B.苯胺的碱性比氨强 C.苯胺的碱性与氨相同 -的分子轨道与N相似:] 7. 利用以下哪一原理,可以判定CO、CN[2 A.轨

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题(共15空,每空2分,共30分) 1. 一容器真空表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa,则此容器的绝对压强和表压强(以kpa计)分别为:(90kpa)和( -10kpa)。 2. 热传导只发生在固体和(静止)的或(滞)流动的流体中。 3. 物体的吸收率越(大),其辐射能力越(大)。(填大或小) 4. 蒸发中以(二次蒸汽)是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的(不挥发溶质)、液柱的(静压头)和管路(阻力)所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa,则此容器的绝对压强(以kpa计)为:(90kpa)。 7. 对于同种流体,自然对流时的对流传热系数比时的(小)。(填大或小) 8. 物体的吸收率越大,其辐射能力越(大),所以黑体的辐射能力比灰体的(大)。(填大或小) 9. 蒸发操作所用的设备称为(蒸发器)。 10. 按二次蒸汽是否被利用,蒸发分为(单效蒸发)和(多效蒸发)。 二、选择题(共5题,每题2分,共10分) 1. 对吸收操作有利的条件是:(D) A. 操作温度高、压强高; B. 操作温度高、压强低; C. 操作温度低、压强低; D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板(A ),液相温度较下层塔板() A. 高,低; B. 低,高; C. 高,高; D. 低,低 3. (D )是塔内气液两相总体上呈逆流流动,而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图; B. 板式塔的设计过程; C. 板式塔的恒摩尔流要求; D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的(C)及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度; B. 流速、压强、湿度; C. 流速、温度、湿度; D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量,下面哪种说法是正确的?(B) A. 平衡水一定是自由水; B. 平衡水一定是结合水; C. 自由水一定是结合水; D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为( C)时,不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为( A )时,可以采用精馏方法

化学反应工程课后答案

1 绪 论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应: 进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比),反应 后甲醇的转化率达72%,甲醛的收率为69.2%。试计算 (1) (1) 反应的选择性; (2) (2) 反应器出口气体的组成。 解:(1)由(1.7)式得反应的选择性为: (2)进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比), A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为: n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式,水(n W )、氧气(n O )和氮气(n N )的摩尔数分别为: n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 1. 1. 2其主副反应如 下: 由于化学平衡的限制,反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇,为了提高原料的利用率,生产上采用循环操作,即将反应后的气体冷却,可凝组份变为液体即为粗甲醇,不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空,大部分经循环压缩 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h

100kmol 放空气 体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下:(mol) 组分原料气冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3 ) 2 O 3.55%,C 3 H 9 OH 1.10%,H 2 O 6.20%,均为 重量百分率。在操作压力及温度下,其余组分均为不凝组分,但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中,对1kg粗甲醇而言,其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 2 5.38g。若循环气与原料气之比为7.2(摩尔比), 试计算: (1)(1)一氧化碳的单程转换率和全程转化率; (2)(2)甲醇的单程收率和全程收率。 解:(1)设新鲜原料气进料流量为100kmol/h,则根据已知条件,计算进料原料 i i i i i m i i 。 M’ m =∑y i M i =9.554 又设放空气体流量为Akmol/h,粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N 2 作衡算 得: 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得: 100×10.42=B+9.554A (B) 联立(A)、(B)两个方程,解之得 A=26.91kmol/h B=785.2kg/h 反应后产物中CO摩尔流量为

工程化学习题答案

第一章物质的聚集状态 思考题与习题 一、填空题 1.27℃时,在压力为下测定某气体1dm3的质量为0.537g,此气体的摩尔质量是44.1g/mol。 2.在和25℃时,用排水集气法收集到1 mol H2,其体积 3.比较下列气体在25℃,101325kPa时的混合气体的分压: 1.00g H2 > 1.00g Ne > 1.00g N2 > 1.00g CO2 下,空气中氧气的分压为。 5.恒温恒压下,混合气体中某组分气体的物质的量等于其体积分数。 6.下列溶液蒸汽压由低到高的顺序为BDCA ,沸点由低到高为ACDB 。 A.0.1 HAc溶液H2SO4溶液 蔗糖溶液NaCl溶液 7.按照范德华的想法,实际气体的分子本身有体积,分子间有作用力。 8.油酸钠C17H35COONa的HLB值为。 9.稀溶液依数中的核心性质是蒸汽压下降。 10.下列水溶液蒸汽压最大的是A ;沸点最高的是B;凝固点最低的是A 。 A.0.2-1 C溶液HAc溶液 NaCl溶液CaCl2溶液 二、选择题 1.真实气体与理想气体的行为较接近的条件是D 。 A.低温和低压 B.高压和低温 C.高温和高压 D.低压和高温 2.在压力为p,温度为T时,某理想气体的密度为ρ,则它的摩尔质量M的表达式为A 。 = (ρ/p) RT = (p/ρ) RT = (nρ/p) RT = (p/nρ) RT 3.在气体状态方程pV = nRT中,如果R的数值为,体积的单位是m3,则压力的单位为C 。 A.大气压(atm) B.毫米汞柱(mmHg) C.帕(Pa) D.千帕(kPa) 4.在1000℃和下,硫蒸汽的密度为dm3,则此时硫的分子式为B 。 C 2 5.若气体压力降为原来的1/4,热力学温度是原来的两倍,则气体的现体积变化为原体积的A 倍。 .2 C2 8 6.质量摩尔浓度为的溶液是指C 中含有1mol溶质的溶液。 A.1L溶液 B.1L溶剂 C.1000g溶剂 D.1000g溶液 7.水溶液的蒸汽压大小的正确的次序为A 。 8. H2SO4 NaCl> -1 C > NaCl > -1 C H2SO4 < NaCl< -1 C < NaCl < -1 C H2SO4 >NaCl> -1 C > NaCl > -1 C将非电解质溶于250g水中,若溶液的凝固点降低了℃,则该溶质的分子量为A (假设K fp = B.93.0 C.298 9.12g尿素CO(NH2)2溶于200g水,则此溶液的沸点为D 。 A.98.14℃ B.101.86℃ C.101.75℃ D.100.52℃ 10.37℃的人的血液的渗透压775kPa,与血液具有同样的渗透压的葡萄糖静脉注射液的浓度应为C 。 A.85.0g.dm-3 B.5.41g.dm-3 C.54.1g.dm-3 D.8.50g.dm-3 三、简答题 1.将32g氮气和32氢气在一容器中混合,设气体的总压力为P总,试求氮气和氢气的分压。

结构化学题库

结构化学题库及答案 一选择性 晶体结构 1. 金刚石属立方晶系,每个晶胞所包括的C原子个数为下列哪个数(B) A. 4 B.8 C.12 D.16 2. 在CsCl 型晶体中, 正离子的配位数是(B) A.6 B.8 C.10 D.12 3. 对于NaCl 晶体的晶胞体中所含的粒子, 下列哪种说法是正确的(D) A. 一个Na+和一个Cl- B.二个Na+和二个CI- C.三个Na+和三个Cl- D.四个Na+和四个CI- 4. 已知NaCl 晶体属于立方面心点阵式, 故其晶胞中喊有的结构基元数为(C) A.1 B.2 C.4 D.8 5. 在晶体中不会出现下列哪种旋转轴(D) A.2 次轴 B.3 次轴 C.4 次轴 D.5 次轴 6. 对于立方晶系的特征对称元素的定义,下列说法正确的是( A) (A) 四个三次轴(B)三个四次轴(C)六次轴(D)六个二次轴 7. 石墨晶体中层与层之间的结合是靠下列哪一种作用?( D) (A) 金属键(B)共价键(C)配位键(D)分子间力 8. 在晶体中,与坐标轴c 垂直的晶面,其晶面指标是下列哪一个?(A) (A)(001) (B) (010) (C)(100)(D)(111) 9. 用Bragg方程处理晶体对X射线的衍射问题,可将其看成下列的那种现象? ( A) (A)晶面的反射(B)晶体的折射(C)电子的散射(D)晶体的吸收 10. Laue 法可研究物质在什么状态下的结构?( A) (A)固体(B)液体(C)气体(D)等离子体 11. 某元素单质的晶体结构属于A1 型面心立方结构,则该晶体的晶胞有多少个原子?( D) (A) 一个原子 (B)两个原子(C)三个原子(D)四个原子 12. 在下列各种晶体中,含有简单的独立分子的晶体是下列的哪种?( C) (A)原子晶体(B)离子晶体 (C)分子晶体(D)金属晶体 13. X 射线衍射的方法是研究晶体微观结构的有效方法,其主要原因是由于下列的哪种?( C) (A)X射线的粒子不带电(B) X射线可使物质电离而便于检测 (C) X 射线的波长和晶体点阵面间距大致相当 (D) X 射线的穿透能力强

(完整版)《化学反应工程》试题及答案

《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 4. 总反应级数不可能大于 3 。 5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。 6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。 7. 反应速率2 /1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ,速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000 lg +- =T k , 其活化能为 83.14kJ/mol 。 9. 某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍,则600K 时的反应速率常数k 时是400K 时的 105 倍。 10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍,则该反应的活化能为(设浓度不变) 186.3kJ/mol 。 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中(2N r -)= 1/3 (2H r -)= 1/2 3NH r 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度为 C A0(1-x A )n ,转化率为 1-(1-x A )n 。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度为 A A x n x )1(11-+-,转化率为A A x n nx )1(1-+。 16. 反应活化能E 越 大 ,反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能,温度越低温度对反应速率的影响越 大 。 18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ,选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。 19. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 (n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。 20. 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化,存在最大的反应速率 。 21. 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有 速率控制步骤 、 拟平衡态 。 22. 对于连续操作系统,定常态操作是指 温度及各组分浓度不随时间变化 。 23. 返混的定义: 不同停留时间流体微团间的混合 。

工程化学试题及答案

一、填空题(没空1分,共10分) 1、系统与环境间没有质量的交换,而只有能量的传递,这样的系统称为()系统。 2、系统与环境之间的能量交换应遵循能量守恒定律,该定律的数学表达式为()。 3、某体系由状态A沿途径I变化到状态B时,吸热300J,同时体系对环境做功100J。当该体系沿另一途径自状态A变化到状态B时,体系对环境做功50J,则此过程Q为()J。 4、碰撞理论认为,只有()的碰撞时才能发生反应。 5、能将氧化还原反应中的化学能转变为电能的装置称作()。 6、将下列反应设计成原电池,以电池符号表示,()。Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 7、对反应式两边气体分子总数不等的反应,增加压力平衡向着气体分子总数()的方向移动。 8、()是一种新的功能金属材料,用这种合金做成的金属丝,即使将它揉成一团,但只要到达某个温度,它便能在瞬间恢复原来的形状。 9、硬度最大的金属是( )。 10、对同一化学反应,其化学平衡常数只与()有关。 二、选择题(每题1分,共20分) 1、下列物理量都属于状态函数的一组是()。 A、U、P、V B、Q、P、V C、W、P、V 2、内能是系统的状态函数,若某一系统从一始态经过一循环过程又回到始态,则系统内能的增量是()。 A、△U = 0 B、△U > 0 C、△U < 0 3、能自发进行的反应,其△G()。 A、= 0 B、> 0 C、< 0 4、()是系统内物质微观粒子混乱度的量度。 A、内能 B、熵 C、吉布斯自由能 5、对催化剂特征的描述,不正确的是()。 A、催化剂能缩短反应到平衡的时间 B、使用催化剂能实现热力学不能进行的反应 C、使用催化剂不改变平衡常数 6、下列()是一次电池。 A、锌锰电池 B、铅蓄电池 C、燃料电池 7、0.1mol·Lˉ的HAc溶液的PH值(K a e=1.8×10-5)为()。 A、4.87 B、3.87 C、2.87 8、固态物质熔点高,不溶于水,是热、电的良导体的晶体是()。 A、离子晶体 B、原子晶体 C、金属晶体 9、熔融固态的Sio2,需克服()力。 A、离子键 B、共价键 C、氢键 D、范德华力 10、生物质能属于()。 A、可再生能源 B、非再生能源 C、二次能源 11、下列能使食物产生香味的化学物质是()。 A、苯乙酸 B、醋酸乙酯 C、苯甲酸钠 12、精细陶瓷(又称特种陶瓷)在现代科技中的应用前景很广。以Sio2加少量Pdcl2研磨成鸡西的颗粒,经高温烧结制成多孔烧结体,具有半导体的性质,其具有相当大的比表面积,将它和电子元件及仪表组成“电子鼻”,被称为“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂浓度达十万分之一也能“嗅”出。关于“人工神鼻”的下列叙述中,不正确的是()。 A、“人工神鼻”吸附气体的能力极强

最新结构化学练习题带答案

结构化学复习题 一、选择填空题 第一章量子力学基础知识 1.实物微粒和光一样,既有性,又有性,这种性质称为性。 2.光的微粒性由实验证实,电子波动性由实验证实。 3.电子具有波动性,其波长与下列哪种电磁波同数量级? (A)X射线(B)紫外线(C)可见光(D)红外线 4.电子自旋的假设是被下列何人的实验证明的? (A)Zeeman (B)Gouy (C)Stark (D)Stern-Gerlach 5.如果f和g是算符,则 (f+g)(f-g)等于下列的哪一个? (A)f2-g2; (B)f2-g2-fg+gf; (C)f2+g2; (D)(f-g)(f+g) 6.在能量的本征态下,下列哪种说法是正确的? (A)只有能量有确定值;(B)所有力学量都有确定值; (C)动量一定有确定值;(D)几个力学量可同时有确定值; 7.试将指数函数e±ix表示成三角函数的形式------ 8.微观粒子的任何一个状态都可以用来描述;表示粒子出现的概率密度。 9.Planck常数h的值为下列的哪一个? (A)1.38×10-30J/s (B)1.38×10-16J/s (C)6.02×10-27J·s (D)6.62×10-34J·s 10.一维势箱中粒子的零点能是 答案: 1.略. 2.略. 3.A 4.D 5.B 6.D 7.略 8.略 9.D 10.略 第二章原子的结构性质 1.用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数(n, 1, m, m s)中,哪一组是合理的? (A)2,1,-1,-1/2;(B)0,0,0,1/2;(C)3,1,2,1/2;(D)2,1,0,0。 2.若氢原子中的电子处于主量子数n=100的能级上,其能量是下列的哪一个: (A)13.6Ev; (B)13.6/10000eV; (C)-13.6/100eV; (D)-13.6/10000eV; 3.氢原子的p x状态,其磁量子数为下列的哪一个? (A)m=+1; (B)m=-1; (C)|m|=1; (D)m=0; 4.若将N原子的基电子组态写成1s22s22p x22p y1违背了下列哪一条? (A)Pauli原理;(B)Hund规则;(C)对称性一致的原则;(D)Bohr理论 5.B原子的基态为1s22s2p1,其光谱项为下列的哪一个? (A) 2P;(B)1S; (C)2D; (D)3P; 6.p2组态的光谱基项是下列的哪一个? (A)3F;(B)1D ;(C)3P;(D)1S; 7.p电子的角动量大小为下列的哪一个?

《化工原理》试题库答案

《化工原理》试题库答案 一、选择题 1.当流体在密闭管路中稳定流动时,通过管路任意两截面不变的物理量是(A)。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计,垂直安装。 B. 变截面流量计,垂直安装。 C. 变压差流量计,水平安装。 D. 变截面流量计,水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中,宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是(C)。 A.齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4.下列操作中,容易使离心泵产生气蚀现象的是(B)。 A.增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前,泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前,没有关闭出口阀门。 5.水在规格为Ф38×的圆管中以s的流速流动,已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为(C)。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6.下列流体所具有的能量中,不属于流体流动的机械能的是(D)。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7.在相同进、出口温度条件下,换热器采用(A)操作,其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8.当离心泵输送液体密度增加时,离心泵的(C)也增大。 A.流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9.下列换热器中,需要热补偿装置的是(A)。 A.固定板式换热器 B.浮头式换热器型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为(D)。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时B。 ≥2000 B. Re>4000 C. 2000

结构化学 第三章习题及答案

习题 1. CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子?其偶极矩的方向如何?为什么? 2. 下列AB型分子:N2,NO,O2,C2,F2,CN,CO,XeF中,哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大?哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大? 3. 按分子轨道理论说明Cl2的键比Cl2+ 的键强还是弱?为什么? 4. 下列分子中,键能比其正离子的键能小的是____________________ 。键能比其负离子的键能小的是________________________ 。 O2,NO,CN,C2,F2 5. 比较下列各对分子和离子的键能大小: N2,N2+( ) O2,O2+( ) OF,OF–( ) CF,CF+( ) Cl2,Cl2+( ) 6. 写出O2+,O2,O2–和O22–的键级、键长长短次序及磁性。 7. 按分子轨道理论写出NF,NF+ 和NF–基态时的电子组态,说明它们的键级、不成对电子数和磁性。 8. 判断NO 和CO 哪一个的第一电离能小,原因是什么? 9. HF分子以何种键结合?写出这个键的完全波函数。 10.试用分子轨道理论讨论SO分子的电子结构,说明基态时有几个不成对电子。 11.下列AB型分子:N2,NO,O2,C2,F2,CN,CO,XeF中,哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大?哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大? 12.OH分子于1964年在星际空间被发现。 (a)试按分子轨道理论只用O原子的2 p轨道和H原子的1 s轨道叠加,写出其电子组态。 (b)在哪个分子轨道中有不成对电子? (c)此轨道是由O和H的原子轨道叠加形成,还是基本上定域于某个原子上? (d)已知OH的第一电离能为13.2eV,HF的第一电离能为16.05eV,它们的差值几乎与O原子和F原子的第一电离能(15.8eV和18.6eV)的差值相同,为什么? (e)写出它的基态光谱项。 13.试写出在价键理论中描述H2运动状态的、符合Pauli 原理的波函数,并区分其单态和三重态。

化工原理C卷答案

南昌大学2006~2007学年第二学期期末考试试卷答案 试卷编号:9036 ( C )卷课程编号:H58010301 课程名称:化工原理(双语教学)考试形式:闭卷 适用班级:化工05 姓名:学号:班级: 学院:环工专业:化学工程与工艺考试日期:2007.7.6. 题号一二三四五六七八九十总分累分人 签名题分30 15 15 25 15 100 得分 考生注意事项:1、本试卷共页,请查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。 2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、选择题(每空2 分,共30 分) 得分评阅人 1. 传热的基本形式有( A, B, C ) A.传导 B.辐射 C.对流给热 D. 急冷 2. 在稳定流动过程中,流体流经各截面处的质量流速(C ) A 减小 B 增大C变化D不变化 3.流体流动的类型包括( A, C ) A. 湍流 B. 过渡流 C. 层流 D.急流 4. 泊谡叶方程用来计算流体层流流动时的摩擦系数,其值为( A ) A. λ= 64 / Re B. λ= 24 / Re C. λ= 32 / Re D. λ= 16 / Re 5. 气体沉降设备的生产能力与设备的( A )成正比。 A. 底面积 B. 高度 C. 宽度 D. 长度 6. 某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为( A ) A 32mm B 28mm C 24mm D 40mm

7.河水越靠近河岸,流速 ( B )。 A. 越大 B.越小 C. 不变 8. 下列哪些例子属于自然对流传热 ( A, C ) A. 空调 B.冰箱 C. 取暖器 9. 管路系统中的总阻力包括( A, B, C, D ) A 直管阻力 B 管件阻力 C 突然扩大阻力 D 突然缩小阻力 10. 流体在管内作层流流动时,管内平均流速是管中心流速的( D )。 A. 2倍 B. 3倍 C. 1倍 D. 0.5倍 11. 流体在管内作湍流流动时,管内平均流速约是管中心流速的( A )。 A. 0.8倍 B. 0.5倍 C. 1倍 D .2.倍 12. 流体输送过程中,机械能包括 ( B, C,D ). A. 内能 B. 动能 C. 压强能 D. 位能 13. 理想流体的特征是 ( B ) A 密度=0 B 粘度=0 C 热容=0 D 理想气体 14.黑度越大的物质,其辐射能力( B ) A 越小 B 越大 C 中等 D 不变 15.间壁传热过程包括 ( A ,C ) A 对流传热 B 辐射 C 传导 D 对流传质 二、 分析题 (15分) 容器中的水静止不动。为了测量A 、B 两水平面的压差,安装一U 形管压差计。图示这种测量方法是否可行? 得分 评阅人 A B 1 1’ 汞 h H R 水 图1 附图

化学反应工程第五版课后习题答案

第一章 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应: 进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:(摩尔比),反应后甲醇的转化率达72%,甲醛的收率为%。试计算 (1)(1)反应的选择性; (2)(2)反应器出口气体的组成。 解:(1)由()式得反应的选择性为: (2)进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:(摩尔比),当 A P 醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为: n A =n A0 (1-X A )= mol n P =n A0 Y P = mol n C =n A0 (X A -Y P )= mol 结合上述反应的化学计量式,水(n W )、氧气(n O )和氮气(n N )的摩尔数分别为: n W =n W0 +n P +2n C = mol n O =n O0 -1/2n P -3/2n C = mol n N =n N0 = mol 1.1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇,其主副反应如

下: 由于化学平衡的限制,反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇,为了提高原料的利用率,生产上采用循环操作,即将反应后的气体冷却,可凝组份变为液体即为粗甲醇,不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空,大部分经循环压缩 Bkg/h 粗甲醇 100kmol 放空气体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下:(mol ) 组分 原料气 冷凝分离后的气体 CO H 2 CO 2 CH 4 N 2 粗甲醇的组成为CH 3OH %,(CH 3)2O %,C 3H 9OH %,H 2O %,均为重量百分率。在操作压力及温度下,其余组分均为不凝组分,但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中,对1kg 粗甲醇而言,其溶解量为CO 2 ,CO ,H 2 ,CH 4 ,。若循环气与原料气之比为(摩尔比),试计算: (1) (1) 一氧化碳的单程转换率和全程转化率; (2) (2) 甲醇的单程收率和全程收率。 解:(1)设新鲜原料气进料流量为100kmol/h ,则根据已知条件,计算进料原料

结构化学复习题及答案

结构化学复习题及答案

一、 填空题(每空1 分,共 30分) 试卷中可能用到的常数:电子质量(9.110×10-31kg ), 真空光速(2.998×108m.s -1), 电子电荷(-1.602×10-19C ),Planck 常量(6.626×10-34J.s ), Bohr 半径(5.29×10-11m ), Bohr 磁子(9.274×10-24J.T -1), Avogadro 常数(6.022×1023mol -1) 1. 导致"量子"概念引入的三个著名实验分别是 黑体辐射___, ____光电效应____ 和___氢原子光谱_______. 2. 测不准关系_____?x ? ?p x ≥ ________________。 3. 氢原子光谱实验中,波尔提出原子存在于具有确定能量的( 稳定状态(定态) ),此时原子不辐射能量,从( 一个定态(E 1) )向(另一个定态(E 2))跃迁才发射或吸收能量;光电效应实验中入射光的频率越大,则( 能量 )越大。 4. 按照晶体内部结构的周期性,划分出一个个大小和形状完全一样的平行六面体,以代表晶体结构的基本重复单位,叫 晶胞 。 程中,a 称为力学量算符A ?的 本征值 。 5. 方6. 如果某一微观体系有多种可能状态,则由它们线性组合所得的状态也是体系的可能状态,这叫做 态叠加 原理。 7. 将多电子原子中的其它所有电子对某一个电子的排斥作用看成是球对称的,是只与径向有关的力场,这就是 中心力场 近似。 8. 原子单位中,长度的单位是一个Bohr 半径,质量的单位是一个电子的静止质量,而能量的单位为 27.2 eV 。 9. He + 离子的薛定谔方程为____ψψπεπE r e h =-?-)42μ8(0 2 222______ ___。 10. 钠的电子组态为1s 22s 22p 63s 1,写出光谱项__2S____,光谱支项____2S 0______。 11. 给出下列分子所属点群:吡啶____C 2v ___,BF 3___D 3h ___,NO 3-_____ D 3h ___,二茂铁____D 5d _________。 12. 在C 2+,NO ,H 2+,He 2+,等分子中,存在单电子σ键的是____ H 2+____,存在三电子σ键的是______ He 2+_____,存在单电子π键的是____ NO ____,存在三电子π键的是____ C 2+__________。 13. 用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价电子组态,键级,磁性。 O 2的价电子组态___1σg 21σu 22σg 22σu 23σg 21πu 41πg 2_([Be 2] 3σg 21πu 41πg 2)_键级__2___ ψψa A =?

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