普化复习二
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第二章 化学反应的基本原理与大气污染
1、是非题(对的在括号内填“+”号,错的填“-”号)
⑴ - ;⑵ - ;⑶ -;⑷ -;⑸ -;⑹ +;⑺ +;⑻ +。
2、选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)
⑴ b; ⑵ b; ⑶ b; ⑷ c; ⑸ b,c; ⑹ a。
3、填空题:
⑴、ΔrHmθ基本不变;ΔrSmθ基本不变; ΔrGmθ增大;Kθ减小;
v(正)增大;v(逆)增大。
⑵、
k(正) k(逆) v(正) v(逆) Kθ 平衡移动方向
增加总压力 不变
不变 增大 增大 不变 向左
升高温度 增大 增大 增大 增大 增大 向右
加催化剂 增大 增大 增大 增大 不变 不变
⑶、CFC、哈龙、N2O、NO、CCl4和CH4等;CO2、CH4、N2O、CFC、O3等;
SO2、NOx
10.糖在新陈代谢的过程中所发生的总反应可用下式表示:
C12H22O11(S) + 12O2(g)12 CO2(g) + 11H2O(l)
若在人体内实际上只有30%的上述总反应的标准吉布斯函数变可转变成为功(非体积功即有用功),则一食匙(3.8g)糖在体温37℃时进行新陈代谢,可以做多少功?
解: C12H22O11(S) + 12O2(g)12 CO2(g) + 11H2O(l)
ΔfGθm(298K)/KJmol-1 -1544.7 0 -394.36 -237.18
ΔrGθ298=12(-394.36)+11(-237.18)-(-1544.7)=-5796.3(KJmol-1)
C12H22O11=12.0112+1.00822+1611=342.3
W′=-5796.330%3.8/342.3=-19.3 KJ
11.计算利用水煤气制取合成天然气的下列反应在523K时(近似)的Kθ值。
CO(g)+3H2 (g) CH4(g) + H2O(g)
解: 反应中温度T〉373K,H2O为气体。可利用公式
ΔrGmθ(T)≈ΔrHmθ(298K)-TΔrSmθ(298K),代入化学热力学数据,先求出反应的ΔrGmθ(523K)。 CO(g) + 3H2 (g) CH4(g) + H2O(g)
ΔfHmθ(298K)/kJ.mol-1 –110.525 0 -74.81 -241.818
Smθ(298K)/J.mol-1.K-1 197.674 130.684 186.264 188.825
ΔrHmθ(298K)=∑υBΔfHmθ(298K)={-74.81+(-241.818)-(-110.525)} kJ.mol-1 B =-206.10 kJ.mol-1
Δr Smθ(298K)=∑υB Sm,Bθ(298K)=(186.264+188.825-197.674-3130.684)
J.mol-1.K-1 B =-214.637 J.mol-1.K-1
ΔrGmθ(523K)≈ΔrHmθ(298K)-523Δr Smθ(298K)
≈{-206.10-523(-214.637)/1000} kJ.mol-1
=-93.84 kJ.mol-1
lgKθ=RTG303.2θΔ=15.298314.8303.2100044.130=-22.85
Kθ=2.36109
12.某温度时8.0molSO2和4.0molO2在密闭容器中进行反应生成SO3气体,测得起始和平衡时(温度不变)系统的总压力分别为300KPa和220Kpa,试利用上述实验数据求该温度时反应: 2SO2(g)+ O2(g)= 2SO3(g)的标准平衡常数和 SO2的转化率。
解:因为V、T不变,所以平始PP=平始nn, 300/200=(8+4)/n平
所以 n平=8.8(mol)设平衡时SO3的物质的量为xmol
2SO2(g)+ O2(g)= 2SO3(g)
起始时物质的量/mol 8 4
平衡时物质的量/mol 8-x 4-x/2 x
所以 8-x+4-x/2+x=8.8, x=6.4(mol)
平衡时:PSO3=P总总nnSO3=2208.84.6=160 Kpa
PO2=220(4-3.2)/8.8=20 Kpa
PSO2=220(8-6.4)/8.8=40 Kpa
Kθ=eqOeqSOeqSOPPP22322)()(=325.101/20)40()160(22=81
SO2的转化率:(6.4/8)100=80%
13.已知下列反应:Ag2S(s)+H2(g) 2Ag(s)+H2S(g)在740K时Kθ=0.36,若在该温度下,在密闭容器中将1.0mol Ag2S还原为Ag,试计算最少需用H2的物质的量?
解:设最少需用H2的物质的量为xmol
Ag2S(s)+H2(g) 2Ag(s)+H2S(g)
起始时物质的量/mol 1.0 x 0 0
反应中物质的量的变化/mol–1.0 -1.0 +2.0 +1.0
平衡时物质的量/mol 0 x-1.0 2.0 1.0 K=eqHeqSHPP22=总总总总nnPnnPHeqSHeq22=22HSHnn=1/(x-1)=0.36
x=3.8(mol)
18.研究指出下列反应在一定温度范围内为元反应:
2NO (g)+ Cl2(g)→2NOCl(g)
① 写出该反应的速率方程;②该反应的级数是多少?③其它条件不变,如果将容器体积增大到原来的两倍,反应速率如何变化;④如果容器体积不变而将NO的浓度增大到原来的三倍,反应速率又将怎样变化?
解:2NO (g)+ Cl2(g)→2NOCl(g)
① 由于上述反应为元反应,据质量作用定律有:υ=kCNO2CCl2;
② 反应的总级数 :n=2+1=3;
③ 其他条件不变,容器的体积增加到原来的2倍时,反应物的浓度则降低为原来的 1/2。 υ′=k(21CNO)2 21CCl2=81 kCNO2C Cl2=81υ;即反应速率为原来的1/8。
④ 若NO的浓度增加为原来的3倍时,则:υ″=k(3 CNO)2C Cl2=9 kCNO2C Cl2=9υ
即反应速率增加为原来的9倍。
20.根据实验结果,在高温时焦炭中的C与CO2的反应为,
C + CO22CO,其活化能为167.4 KJmol-1,计算自900K升高到1000K时,反应速率的变化。
解: 浓度不变时:
12=12kk , 所以 lg12 = lg12kk
所以lg12kk=REa303.2(21T-11T)=1000/314.8303.2184.440(10001-9001)=2.23
所以
12kk=9.36,
12=9.36 即1000K时的反应速率增加到900K时的9.36倍。