工程化学习题考试复习含答案.docx

工程化学习题考试复习含答案.docx

《工程化学习题考试复习含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程化学习题考试复习含答案.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

工程化学习题考试复习含答案

习题课一

一、选择题

1．下列情况中属于封闭体系的是（B）

A．氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧B．反应N2O4（g）→2NO2（g）在密闭容器中进行

C．氢氧化钠与盐酸在烧杯里反应D．用水壶烧开水

2．如果某一封闭系统经过一系列变化后又变到初始状态，则体系的（C）

A．Q=0W=0△U=0△H=0B．Q≠0W=0△U=0△H=Q

C．Q=—W△U=Q+W△H=0D．Q≠—W△U=Q+W△H=0

3．下列符号中，不属于状态函数的是（E）

A．TB．△HC．PD．UE．Q

4．下列物质的△fHm不等于零的是（D）

A．Fe（s）B．C（石墨）C．Ne（g）D．Cl2（l）

5．定温下，下列哪一个反应的熵变数值最大？

（D）

A．CO2（g）===C（s）+O2（g）

B．2SO3（g）===2SO2（g）+O2（g）

C．CaSO4·2H2O（s）===CaSO4（s）+2H2O（l）

D．2NH3（g）===3H2（g）+N2（g）

6．在等温和等压条件下，某反应的△rGm=11.6KJ·mol-1，表明该反应（C）

A．一定自发B一定不自发C是否自发还需具体分析D达到平衡

7．已知热化学方程式为

Zn（s）+1/2O2（g）===ZnO（s）△rHm=—348.28KJ·mol-1

Hg（l）+1/2O2（g）===HgO（s）△rHm=—90.83KJ·mol-1

由此可知Zn（s）+HgO（s）===ZnO（s）+Hg（l）的△rHm是（C）

A．—439.1KJ·mol-1B．515KJ·mol-1

C．—257.45KJ·mol-1D．无法计算

8．某温度时，反应3H2（g）+N2（g）===2NH3（g）的标准平衡常数为K1，反应

NH3（g）===3/2H2（g）+1/2N2（g）的平衡常数K2等于（D）

A．1/2K1B．—1/2K1

C．1/K1D．1/K1

9．在等温条件下，若化学平衡发生移动，其平衡常数（C）

A．增大B．减小C．不变D．难以判断

10．某反应在973K时K为2.92×10-2，1173K时K为1.04，此反应为（B）反应

A．放热B．吸热C．无法判断

二、计算题

例1．N2O5在气相中的分解反应为

2N2O5（g）→4NO2（g）＋O2（g）

已知338K时，K1＝4.87×10-3S-1；318K时，K2＝4.98×10-4S-1。

求该反应的活化能Ea和298K时的速率常数K3。

解：

已知T1＝338K，K1＝4.87×10-3S-1

T2＝318K，K2＝4.98×10-4S-1

依公式lgK1/K2＝Ea/2.303R（1/T2－1/T1）得

Ea＝2.303R（T1·T2／T1－T2）lgK1/K2

＝2.303×8.314×（338×318／338－318）lg4.87×10-3/4.98×10-4＝102KJ·mol-1

298K时的速率常数K3lgK1/K3＝Ea/2.303R（1/T3－1/T1）

lgK3＝lgK1－Ea/2.303R（1/T3－1/T1）

＝lg4.87×10-3－102×103/2.303×8.314（1/298－1/338）＝-4.428K3＝3.73×10-5S-1

例2：

已知反应NO（g）＋1/2Br2（l）NOBr（g）（溴化亚硝酰）25℃时的平衡常数K1＝3.6×10-15；液体溴在25℃时的蒸气压为0.0284MPa。

求25℃时反应

NO（g）＋1/2Br2（g）NOBr（g）的平衡常数K

解：

已知25℃时NO（g）＋1/2Br2（l）NOBr（g）

（1）；K1＝3.6×10-15

从25℃时液溴的饱和蒸气压可得液态溴转化为气态溴的平衡常数

Br2（l）Br2（g）

（2）

K2＝0.0284MPa/101.325KPa＝0.280

1/2Br2（l）1/2Br2（g）（3）

K3＝K2＝0.529

由反应式

（1）－（3）得NO（g）＋1/2Br2（g）NOBr（g）

K＝P（NOBr）/P／[P（NO）/P]·[[P（Br2）/P]1/2

＝K1×1/K3＝3.6×10-15／0.529＝6.8×10-15

例3：

某容器中充有N2O4和NO2的混合物，n（N2O4）：

n（NO2）＝10.0：

1.0

在308K，0.101MPa条件下,发生反应

N2O4（g）2NO2（g）；K（308K）＝0.315

（1）计算平衡时各物质的分压

（2）使上述反应系统体积减小到1/2，反应在308K，0.202MPa条件下进行,平衡向何方移动?

在新的平衡条件下,系统的各组分分压改变了多少?

解：

此反应是在恒温恒压条件下进行的,设反应开始时

n（N2O4）＝1.0mol则n（NO2）＝0.10mol；P总＝0.101MPa

N2O4（g）2NO2（g）

始1.00.10

衡1.0－X0.10＋2X

平衡时，n总＝1.0－X＋0.10＋2X＝1.1＋X，各物质分压为

P（N2O4）＝（1.0－X）／（1.1＋X）·P总

P（NO2）＝（0.10＋2X）／（1.1＋X）·P总

K＝[P（NO2）/P]2／[P（N2O4）/P]

0.315＝[（0.10＋2X）/（1.10＋X）]2·P总／[（1.0－X）／（1.1＋X）]·P

0.315＝[（0.10＋2X）2×0.101]／（1.0－X）（1.1＋X）×101.325×10-3X＝0.234

P（N2O4）＝（1.0－0.234）／（1.10＋0.234）×0.101＝0.058MPa

P（NO2）＝（0.10＋2×0.234）／（1.10＋0.234）×0.101＝0.043MPa

（2）在已达上述平衡状态时，对系统施加压力达到0.202MPa时，

P（N2O4）＝2×0.058MPa＝0.116MPa

P（NO2）＝2×0.043MPa＝0.086MPa

Q＝[P（NO2）/P]2／[P（N2O4）/P]＝[0.086/101.325×10-3]2／0.116/101.325×10-3＝0.63

Q＞K，平衡向左移动，即向分子数减少的方向移动

计算新平衡条件下各物质的分压可不管反应途径

N2O4（g）2NO2（g）

始1.00.10

衡1.0－y0.10＋2y

平衡时，n总＝1.0－y＋0.10＋2y＝1.1＋y，P总＝0.202MPa

P（N2O4）＝（1.0－y）／（1.10＋y）·P总

P（NO2）＝（0.10＋2y）／（1.10＋y）·P总

K＝[P（NO2）/P]2／[P（N2O4）/P]

0.315＝（0.10＋2y）2×0.202／（1.10＋y）（1.0－y）×101.325×10-3y＝0.155

P（N2O4）＝（1.0－0.155）／（1.10＋0.155）×0.202＝0.136MPa

P（NO2）＝（0.10＋2×0.155）／（1.10＋0.155）×0.202＝0.066MPa

△P（N2O4）＝0.136MPa－0.058MPa＝0.078MPa

△P（NO2）＝0.066MPa－0.043MPa＝0.023MPa

当P总从0.101MPa增加到0.202MPa时,P（N2O4）和P（NO2）均增加,但P（N2O4）的更多,说明平衡向左移动了。

例4：

估算CaCO3分解的最低温度

已知:

△Hf（CaCO3）＝－1206.9KJ·mol-1

△Hf（CaO）＝－635.13KJ·mol-1

△Hf（CO2）＝－393.51KJ·mol-1

S（CaCO3）＝92.9J·mol-1·K-1

S（CaO）＝38.2J·mol-1·K-1

S（CO2）＝213.7J·mol-1·K-1

解：

CaCO3（S）→CaO（S）＋CO2（g）

依据公式△G＝△H－T△S,当CaCO3（S）分解时,体系达到平衡状态,此时△G＝0,即

T转＝△H（298K）／△S（298K）

△H（298K）＝[1×△Hf（CaO,S）＋1×△Hf（CO2,g）]－1×△Hf（CaCO3,s）

＝[1×（－635.13）＋1×（－393.51）]－1×（－1206.9）＝178.26KJ·mol-1

△S（298K）＝[1×S（CaO,S）＋1×S（CO2,g）]－1×S（CaCO3,s）

＝（1×38.2＋1×213.7）－1×92.9＝159.0J·mol-1·K-1

T分解＝△H（298K）／△S（298K）＝178.26×103J·mol-1／159.0J·mol-1·K-1＝1121K

例5：

计算320K时反应

HI（g,0.0405MPa）1/2H2（g,1.01×10-3MPa）＋1/2I2（g,1.01×10-3MPa）

的平衡常数并判断反应进行的方向。

解:

要计算平衡常数,必须先确定该温度下的△G,忽略温度对△H和△S的影响,则

△GT≈△H（298K）－T△S（298K）

△H（298K）＝1/2△Hf（H2,g）＋1/2△Hf（I2,g）－△Hf（HI,g）

＝1/2×0＋1/2×62.438－26.5＝4.7KJ·mol-1

△S（298K）＝1/2S（H2,g）＋1/2S（I2,g）－S（HI,g）

＝1/2×130.59＋1/2×260.6－206.48＝－10.9J·mol-1·K-1

△G（320K）＝△H（298K）－T△S（298K）

＝4.7－320×（－10.9）×10-3＝8.2KJ·mol-1

△G（320K）＝－2.303RTlgK（320K）

lgK（320K）＝－△G（320K）／2.303RT＝－8.2×103／2.303×8.314×320＝－1.34

K（320K）＝4.6×10-2

△G（320K）＝△G（320K）＋2.303RTlgQ

＝8.2＋2.303×8.314×320×10-3×lg[（1.01/101.325）1/2·（1.01/101.325）1/2]／[40.5/101.325]＝－1.6KJ·mol-1

△G＜0,反应能向正向进行。

习题课二

1．下列说法正确的是（C）

A．根据稀释定律，弱酸的浓度越小，其解离度就越大，因此酸性也越强。

B．两种酸HX和HY的水溶液具有相同的PH值，则这两种酸的浓度必然相等。

C．多元弱酸溶液中，由于Ka1＞＞Ka2，故计算多元弱酸溶液中的氢离子浓度时，可近似地用一级解离平衡进行计算。

D．弱酸或弱碱的解离平衡常数Ki不仅与溶液温度有关，而且与其浓度有关。

2．将浓度为0.1mol·L-1的HAc溶液加水稀释一倍,则C（H+）为（C）0.1mol·L-1

A．0.05B．0.2C．0.05KHAcD．1/20.1KHAc

3．在HAc溶液中加入下列物质时，HAc解离度增大的是（CD）

A．NaAcB．HClC．NH3·H2OD．H2O

4．已知氢硫酸的Ka1=8.91×10-8，Ka2=1.1×10-12，0.1mol·L-1的H2S溶液的PH值为（A）

A．4.03B．5.97C．6.48D．3.97

5．在2L的0.1mol·L-1HAc溶液中加入2L的0.05mol·L-1的NaOH溶液，所得溶液的C（H+）为（）mol·L-1

A．2.5×10-3B．6.6×10-4C．1.74×10-5D．3.5×10-5

6．将PH=2.00和PH=11.00的强酸和强碱溶液等量混合,所得溶液的PH值为（C）

A．1.35B．3.35C．2.35D．6.50

7．有一难溶强电解质M2X，其溶度积为KSP，则其溶解度S的表示式为（D）

A．S=KSPB．3KSP/2C．KSPD．3KSP/4

8．Mg（OH）2在下列那种溶液中的溶解度最大？

（A）

A．纯水B．0.01mol·L-1的MgCl2溶液中

C．0.01mol·L-1的Ba（OH）2溶液中D．0.01mol·L-1的NaOH溶液中

二．1．实验测得0.020mol·L-1HAc溶液的PH值为3.23,求该HAc溶液的离解度和HAc的离解常数。

解：

HAc+H2OH3O++Ac－　

已知PH值＝3.23,－lg[H3O+]＝3.23

[H3O+]＝5.9×10－4

a＝5.9×10－4/0.020×100%＝3.0%

[Ac－]＝[H3O+]＝5.9×10－4

[HAc]＝0.020－5.9×10－4＝0.019

K（HAc）＝[H3O+][Ac－]／[HAc]＝（5.9×10－4）2／0.019＝1.8×10－5

2．若在50.00ml的0.150mol·L-1NH3和0.200mol·L-1NH4Cl缓冲溶液中,加入0.100ml1.00mol·L-1的HCl,求加入HCl前后溶液的PH值各为多少?

（K（NH3）＝1.8×10－5）

解：

未加HCl以前

PH＝14.00－PK　（B）＋lg[B]/[BH＋][B]＝［NH3］＝0.150BH＋]＝[NH4＋]＝0.200

∴PH＝14.00＋lg1.8×10－5＋lg0.150/0.200＝14.00―4.74―0.12＝9.14

加入0.100ml1.00mol·L-1的HCl,此时溶液的体积为50.10ml,HCl在该溶液中的浓度为

C（HCl）＝1.00×0.100／50.10＝0.0020mol·L-1

由于加入HCl,它产生的H3O+与缓冲溶液中的NH3反应生成NH4＋。

NH3+H2ONH4++OH－

始0.150－0.00200.200＋0.00200

衡0.148－X0.202＋XX

X（0.202＋X）／（0.148－X）＝1.8×10－5X＝1.3×10－5

C（OH－）＝1.3×10－5mol·L-1

加入HCl后,PH＝14.00＋lg1.3×10－5＝9.11

3．将0.2mol·dm-3的HF与0.2mol·dm-3的NH4F溶液等量混合,计算所得溶液的PH值和HF的解离度。

（KHF=6.31×10-4）

解：

两种溶液等量混合后，其浓度各减小一半，均为0.1mol·dm-3。

设已解离HF的浓度为Xmol·dm-3k，则

HFH++F+

开始浓度/mol·dm-30.100.1

平衡浓度/mol·dm-30.1-XX0.1+X

KHF=[H+]·[F+]/[HF]=X·（0.1+X）/（0.1-X）=6.31×10-4

因为KHF很小，且由于同离子效应，故X很小，0.1+X≈0.10.1-X≈0.1，代入上式，得X=6.31×10-4mol·dm-3

所以PH=-㏒[H+]=--㏒（6.31×10-4）=3.20

HF的解离度α=6.31×10-4/0.1×100%=0.631%

4．向含有0.250mol·dm-3NaCl和0.005mol·dm-3KBr的混合溶液中缓慢滴加AgNO3溶液，问：

（Ksp（AgCl）=1.77×10-10，Ksp（AgBr）=5.35×10-13）

（1）先生成何种沉淀？

（2）Cl-和Br-能否有效分步沉淀而得到分离？

忽略加入AgNO3溶液后引起的体积变化。

解：

（1）开始沉淀时，需要的[Ag+]分别为

AgCl：

[Ag+]=Ksp（AgCl）/[Cl-]=1.77×10-10/0.250=7.08×10-10mol·dm-3

AgBr：

[Ag+]=Ksp（AgBr）/[Br-]=5.35×10-13/0.005=1.07×10-10mol·dm-3

故先生成AgBr沉淀。

（2）当有AgCl沉淀生成时，溶液中Ag+浓度至少要达到7.08×10-10mol·dm-3，此时溶液中

Br-浓度为

[Br-]=Ksp（AgBr）/[Ag+]=5.35×10-13/7.08×10-10=7.56×10-4mol·dm-3。

由于7.56×10-4mol·dm-3＞10-5mol·dm-3

所以，此法不能使Cl-和Br-有效分步沉淀而得到分离。

5．若某酸性溶液中Fe3+和Mg2+浓度都为0.01mol·dm-3，试计算说明是否能控制一定的PH值，使其分别沉淀出来而得到分离。

（Ksp（Fe（OH）3）=2.64×10-39,Ksp（Mg（OH）2）=5.61×10-12）

解：

Ksp（Fe（OH）3）=[Fe3+][OH-]3

当Fe（OH）3刚开始沉淀时有

[OH-]=3Ksp（Fe（OH）3）/[Fe3+]

=32.64×10-39/0.01

=6.41×10-13

PH=14+lg[OH-]=1.81

当Fe（OH）3沉淀完全时

[OH-]=32.64×10-39/1.0×10-5

=6.42×10-12

PH=14+lg[OH-]=2.81

当Mg（OH）2刚开始沉淀时

Ksp（Mg（OH）2）=[Mg2+][OH-]2

[OH-]=2Ksp（Mg（OH）2）/[Mg2+]

=25.61×10-12/0.01=2.37×10-5

PH=14+lg[OH-]=9.37

当Mg（OH）2沉淀完全时

[OH-]=25.61×10-12/1.0×10-5=7.49×10-4PH=14+lg[OH-]=10.87

由计算可知，只要控制PH值在2.81-9.37之间，就可使Fe3+完全沉淀，而Mg2+不沉淀。

待Fe3+沉淀完全后，调节溶液PH＞10.87，即可使Mg2+完全沉淀，从而使Fe3+和Mg2+得到分离。

习题课三

1．下列有关Cu-Zn原电池的叙述中错误的是（Ｃ）

A．盐桥中的电解质可保持两个半电池中的电荷平衡B．盐桥中的电解质不能参与电池反应

C．电子通过盐桥流动Ｄ．盐桥用于维持氧化还原反应的进行

　2．在一个氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，则该氧化还原反应（Ｃ）

A．速率越大B．速率越小C．能正向自发进行　　Ｄ．能逆向进行

3．根据反应

装配成原电池，其电池符号为（D）

A．

B．

C．

D．

4．根据反应

构成原电池，测得该电池E=0.455V，已知

EI2/I-=0.535V，则ES4O62-/S2O32-为（C）V。

A．－0.080B．0.990C．0.080D．－0.990

5．对于电池反应

，欲使其电动势增大，可采取的措施有（AC）

A．降低Zn2+浓度B．增大Zn2+浓度

C．增大Cu2+浓度D．减小Cu2+浓度

二、1．如果把下列氧化还原反应装配成原电池，试以符号表示原电池，并写出正、负极反应式

（1）Zn＋CdSO4＝ZnSO4＋Cd

（2）Fe2＋＋Ag＋＝Fe3＋＋Ag

解：

（1）（－）Zn│ZnSO4（C1）║CdSO4（C2）│Cd（＋）

正极：

Cd2＋＋2eCd负极：

Zn－2eZn2＋

（2）（－）Pt│Fe2＋（C1），Fe3＋（C2）║Ag＋（C3）│Ag（＋）

正极：

Ag＋＋eAg负极：

Fe2＋－eFe3＋

2．将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的盐溶液中组成原电池：

（1）[Sn2＋]＝1，[Pb2＋]＝1

（2）[Sn2＋]＝1，[Pb2＋]＝0.01

已知ESn2＋/Sn＝－0.1375VEPb2＋/Pb＝－0.1262V

计算它们的电动势,分别写出电池的符号,两极反应和电池反应方程式

解：

（1）[Sn2＋]＝[Pb2＋]＝1，故此时两电极处于标准状态。

因

ESn2＋/Sn＝ESn2＋/Sn＝－0.1375V＜EPb2＋/Pb＝EPb2＋/Pb＝－0.1262V

故此时Pb2＋为氧化剂，Sn为还原剂，即Sn为负极，Pb为正极

E（电池）＝E（电池）＝EPb2＋/Pb－ESn2＋/Sn＝－0.1262V－（－0.1375V）＝0.0113V

（－）Sn│Sn2＋（1mol·L－1）║Pb2＋（1mol·L－1）│Pb（＋）

负极：

Sn－2eSn2＋正极：

Pb2＋＋2ePb

电池反应：

Sn＋Pb2＋＝Sn2＋＋Pb

（2）EPb2＋/Pb＝EPb2＋/Pb＋0.059/2lg[Pb2＋]＝－0.1262＋0.059/2lg0.01＝－0.1852V

ESn2＋/Sn＝ESn2＋/Sn＝－0.1375V

∵EPb2＋/Pb＜ESn2＋/Sn∴Sn为正极，Pb为负极

（－）Pb│Pb2＋（0.01mol·L－1）║Sn2＋（1mol·L－1）│Sn（＋）

负极：

Pb－2ePb2＋正极：

Sn2＋＋2eSn电池反应：

Pb＋Sn2＋＝Pb2＋＋Sn

3．试写出下列各电池的电极反应、电池反应、并计算电池的电动势。

（1）（－）（Pt）H2（100KPa）│H＋（1mol·L－1）║Br－（1mol·L－1）│Br2（l）（Pt）（＋）

（2）（－）Ag│Ag＋（0.05mol·L－1）║Fe3＋（0.3mol·L－1）,Fe2＋（0.02mol·L－1）│Pt（＋）

（3）（－）（Pt）H2（50KPa）│H＋（0.5mol·L－1）║Sn4＋（0.7mol·L－1）,Sn2＋

（1.5mol·L－1）│Pt（＋）

其中EBr2/Br－＝1.087VEAg＋/Ag＝0.7996VEFe3＋/Fe2＋＝0.771V

ESn4＋/Sn2＋＝0.151V

解：

（1）负极：

H2－2e2H＋正极：

Br2＋2e2Br－电池反应：

H2＋Br2＝2H＋＋2Br－

E（电池）＝E（电池）＝E（正）－E（负）＝1.087V－0.00V＝1.087V

（2）负极：

Ag－eAg＋正极：

Fe3＋＋eFe2＋电池反应：

Ag＋Fe3＋＝Ag＋＋Fe2＋

E＝E（正）－E（负）

＝EFe3＋/Fe2＋＋0.059/1·lg[Fe3＋]/[Fe2＋]－（EAg＋/Ag＋0.059/1·lg[Ag＋]）

＝（EFe3＋/Fe2＋－EAg＋/Ag）＋0.059/1·lg[Fe3＋]/[Fe2＋][Ag＋]

＝（0.771－0.7996）＋0.059/1·lg0.3/0.05×0.02＝0.1176V

（3）负极：

H2－2e2H＋正极：

Sn4＋＋2eSn2＋电池反应：

H2＋Sn4＋＝2H＋＋Sn2＋

E＝E（正）－E（负）

＝（ESn4＋/Sn2＋＋0.059/2lg[Sn4＋]/[Sn2＋]－（EH＋/H2＋0.059/2lg[H＋]2/P（H2）/P