工程化学习题问题详解.docx

1、工程化学习题问题详解第1章 物质的聚集状态思考题与习题1、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 24.46dm23.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 CO24.101.325kPa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

2、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

3、 CaCl2溶液2、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，则它的摩尔质量M的表达式为 A 。 A.M = (/p) RT B.M = (p/) RT C.M = (n/p) RT D.M = (p/n) RT3.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

4、此时硫的分子式为 B 。 A.S B.S2 C.S4 D.S85.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.1/86.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 1mol.kg-1 NaCl 1mol.kg-1 C6H12O6 0.1mol

5、.kg-1 NaCl 0.1mol.kg-1 C6H12O6C.1mol.kg-1 H2SO4 1mol.kg-1 NaCl 0.1mol.kg-1 C6H12O6 0.1mol.kg-1 NaCl 1mol.kg-1 NaCl 0.1mol.kg-1 C6H12O6 0.1mol.kg-1 NaCl 0.1mol.kg-1 C6H12O68.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Kfp = 1.86)A.186 B.93.0 C.298 D.46.59.12g尿素CO(NH2)2溶于200g水，则此溶液的沸点为 D 。A.98.1

6、4 B.101.86 C.101.75 D.100.5210.37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-33、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：nN2 = = = molnH2 = = 16molH2分压PH2 = = 0.933P总N2分压PN2 = = 0.067P总2.在一个10dm3的容器中盛有N2、O2和CO2三种气体，在30测得混合气体的总压为1.2105Pa。如果已知其

7、中O2和CO2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)N2、O2和CO2三种气体的物质的量分数；(3)N2、O2和CO2三种气体的分压；(4)容器中N2质量。解：nN2 = mol，nO2 = molP总V = n总RT，得P总 = 9.76 104PaPN2 = yN2.P总 = =3.35 104PaPO2 = yO2.P总 = 6.21 105Pa(1)由PV = nRT得，n总 = =0.48mol(2)nO2 = =0.25mol，nCO2 = =0.14molnN2 = 0.09mol，XO2 = = 0.52，XCO2 = =0.29XN2 = 0

8、.19(3)PO2=XO2 。P总 = 6.2 104Pa同理，PCO2 = 3.4 104Pa，PO2 = 6.2 104Pa(4)mN2 = nN2。MN2 =2.52g4.在27，压力为1.013105Pa时，取100cm3煤气，经分析知道其组成，以摩尔分数计，xco = 60.0%，xH2 =10.0%，其它气体为30.0%，求煤气中CO和H2的分压以及CO和H2的物质的量。解：Pco =Xco.P总 =0.61.013105 = 60.78kPa同理，PH2= 0.1P总 = 10.13kPaN co= 2.4410-3mol，N H2 =4.06 10-4mol5.今将压力为9.9

9、8104Pa的H2150cm3，压力为4.66104Pa的O275.0cm3，压力为3.33104Pa的氮气50cm3压入250cm3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=，nH2 =，nO2 = nN2 = ，故P总 = = 3.3256 1052.42 = 8.05104Pa(1)P总 = P总 =5.99104Pa，同理可得PO2 = 1.4 104Pa，PN2 = 0.66 104Pa(2)P总 = 8.05104Pa(3)XH2 = =0.743，同理XO2 = 0.174XN2 =0.0836.用范德华方程式

10、计算在300K下，把2molNH3(g)装在5dm3容器内，其压力是多少。解：由PV =nRT得P = =9.9768105Pa7.在20时，将50g的蔗糖(C12H22O11)溶于500g水中，求溶液的蒸汽压，已知20时水的饱和蒸汽压为2.333103Pa。解：P = .P* ,=P = 12Pa，P = P* - P =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：P = W甘.P*得W甘 = = 0.19mol9.一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

11、)20时溶液的蒸汽压，已知20时水的饱和蒸汽压为2.333103Pa。解：(1)Tf = -0.930Tf =Kfbb = =0.049Tb = KbbTb = 0.253Tb = Tb + Tb* =100 + 0.253 = 100.253(2)P =21Pa，P = P* - P =2312Pa11.计算5%的蔗糖(C12H22O11)溶液的沸点。解：bB = = = 0.1539mol.g-1TB = Kb.bB =0.079沸点T=100 + 0.079 = 100.07912.将蔗糖(C12H22O11)1g制成100ml水溶液，在25时该溶液的渗透压为多少？解：n = = PV

12、= nRTP = = 7.25 104Pa13.在10.0kg水中要加多少乙二醇(C2H4(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)Tf =Kfb,设需要加入m g乙醇才不会结冰b = = ，.kf 10m3297g= 3.297kg(2) = PA = PA* .XA =2.333103 =2129Pa(3)TB = Kb.bB =0.5125.32= 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1、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

13、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(fHm)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)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S 0,S0,S0 C.H0 D.H0,SNa2CO3(s)Na2CO3(s)Na(s)。9.一定温度下，分解反应NH4Cl(s)=NH3(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CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的rHm(298K)=179.2kJ.mol-1、rS

14、m(298K)=160.2J.K-1.mol-1，那么CaCO3(s)分解的最低温度约为1118.6。11.基元反应2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)的速率方程式为。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%。4、简答题1.在体积为1.2dm3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1.5dm3，计算再次过程中气体内能的变化。解：U = Q + W = 80

15、0 - 973 (1.5-1.2) = 508J2.辛烷是汽油的主要成分，其燃烧反应方程式为：C8H18(l) + 25/2 O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O(l)解：MC8H18 = 812 +18 = 114,nC8H18 = rHC8H18(298k) = -(9285.83 + 8393.5)-208=-5512.55kJ100g辛烷燃烧放出的热H = n rHC8H18 =-4835.5kJ3.铝粉与Fe2O3组成的铝热剂发生的铝热反应为：2Al(s) + Fe2O3(s) = Al2O3(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)

16、 + 1/2Fe2O3(s) = 1/2Al2O3(s) + Fe(s)MAl = 27g/mol，nAl =5/27 molrHAl(298k) = -(1/2 1676 + 0 -1/2 824.2 - 0) = -425.8kJ5.0g的铝粉H = nAl rHAl(s) (298K) = 78.9J4.根据下列热化学方程式：(1)Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g)，rHm,1(T) = -27.6kJ/mol(2)3Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + 3CO2(g)，rHm,2(T) = -58.6kJ/mol(3)Fe3

17、O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO2(g)，rHm,3(T) = 38.1kJ/mol不用查表，计算反应FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g)的rHm(T)解：rHm(T) = rHm,3 （T） 2 - rHm,1 （T） 3 + rHm,2（T） = -238.1 - 3(-27.6) + (-58.6) = -16.7kJ/mol5.已知HCl(g)、NH3(g)和NH4Cl(s)的fHm 分别为-92.3kJ/mol、-46.1 kJ/mol和-314.4kJ/mol，且有:HCl(g) = HCl(aq) rHm,1 =-72.3kJ/m

18、olNH3(g) = NH3(aq) rHm,2 =-35.2kJ/molHCl(aq) + NH3(aq) = NH4Cl(aq) rHm,3 =-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：fHHCl(aq) = -(73.2 + 92.3) = -165.5KJ/molfHNH3(

19、aq)=-(35.2 + 46.1) = -81.3KJ/molfHNH4Cl(aq)=-(165.5 + 81.3 + 60.2) = -307KJ/mol(1)H = rHm,1 + rHm,2 + rHm,3 + (fHNH4Cl(s) - fHNH4Cl(aq)= -73.2-35.2-60.2+(-314.4 +307) = -175.6kJ2molHCl(g) + 2NH3 (g) = 2NH4Cl(s)的H=-2175.6 = -351.2kJ故反应放热量为351.2kJ(2)H = rHm,1 + rHm,2 = -73.2 - 35.2 = -108.4kJ故放热量为108.

20、4kJ(3)NH4Cl(s) = NH4Cl(aq)的HH = fHNH4Cl(aq) - fHNH4Cl(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、U、H、G。解：H = Q恒压反应热等于系统的焓变H = Q = 35.2KJW = -P.V = -P.VCH3OH = -nCH3OH RT = -18.314338=-2.8kJU = Q + W = 35.2 -

21、 2.8 = 32.4kJG = 0 7.计算下列反应的rSm(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)Sm 205.7 205.03 248.1 69.91rSm(298k) = (269.91 + 2248.1) - (2205.7 + 3205.03)=-390.47J/mol.k(2) CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH-(aq)Sm 40 69.

22、91 -53.1 -107.5rSm(298k) = (-53.1 - 10.75) - (40 + 69.91) = 184.5J/mol.k8.计算下列可逆反应的rGm(298k)和K(298k)。(1)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)(2)1/2N2(g) + 3/2H2(g) = NH3(g)(3)2NH3(g)=N2(g) + 3H2(g)解：(1)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)fGm 0 0 -16.5rGm(298k) = 2(-16.5) = -33kJ.mol ,故K =6.3105(2)rGm(298k) = -16.5kJ/molK =7

23、.9102(3)rGm(298k) = 33kJ/mol K =4.010119.已知反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的rHm(298k) = -198.2kJ/mol、rSm(298K) =-190.1kJ/mol.k，求：(1)该反应在298k时的rGm(298k)；(2)该反应在500k时的rGm(500k)和K (500k)。解：(1)rGm = rHm - TrSm =-198.2-298 = -141.5kJ/mol(2)rGm(500k) = rHm(298K) - 500rSm(298K) = -198.2 - 500=-103.2kJ/molK =6.31010

24、11.用两种方法计算下列反应在298k时的rGm(298k)，并判断反应在298k的标准状态下可否自发进行。2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)解： 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)fHm 90.25 -110.52 0 -393.51fGm 86.57 -137.15 0 -394.36 Sm 210.65 197.56 191.5 213.6rGm(298k)= 2-394.36-86.57-(-137.15) = -687.6kJ/mol298K时，rGm 40kJ/mol故该反应在298K下不可自发进行rHm(298K) = 3(-110.52) + 20 - 03 -(-824.2) = 492.64kJ/molrSm = 3197.56 + 227.3 - 35.74 -87.4 = 542.66J/molrGm = rH