华中科技大学工程化学试卷2008(大一下)

1《工程化学》试卷(2010.6)班级学号姓名成绩(可能用到的基本物理常数：R＝8.31J·mol-1·K-1，F＝96500C·mol-1)一、填空题（每空0.5分，计20分）1、已知反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，rHӨ=483.6kJmol-1,则fHӨ(H2O,g)=-241.8kJ.mol-12、在密闭容器中进行的反应A(s)+2B(g)=2G(g)+D(g)，HӨ＜0，达到平衡后，若单独发生下列情况时，KӨ和平衡如何变化：(1)加入反应物A(s)，KӨ不变，平衡右移；(2)增大体积，KӨ不变，平衡右移；(3)升高温度，KӨ降低，平衡右移。3、298K下，对于反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，rHθ=-92.2kJ•mol-1，若降低温度，则：rHθ基本不变，rSθ基本不变，rGθ增大。（增大、减小或基本不变）4、一元弱酸HCN的稀溶液，加水稀释，HCN的解离度将增加，溶液的c(H+)将减小，HCN的解离常数将不变。5、物质H2O和H2PO4-的共轭酸分别是H3O+(或H+)、H3PO4，其共轭碱分别是OH-、HPO32-。6、原电池是把化学能转化为电能的装置；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子由负（或阳）极流向正（或阴）极。7、已知)/(2ClCl=1.358V；)/(2II=0.5355V；)/(23FeFe=0.771V，则上述电对中，最强的氧化剂是Cl2，最强的还原剂是I-。8、29Cu元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，有1个未成对电子，Cu2+的外层电子构型为1s22s22p63s23p63d9，未成对电子数为1。9、在AgCl的饱和溶液中(含未溶解的AgCl固体)加入NaCl，AgCl的溶解度将下降；若加入NH3·H2O，则AgCl的溶解度将变大，生成的产物为[Ag(NH3)2]+(或[Ag(NH3)2])。10、8O原子的核外电子分布式是1s22s22p4；O原子以不等性sp3杂化轨道与H原子结合成H2O分子；H2O分子的空间构型为V字形（或折线形），其晶体属于分子晶体；由于H2O分子间存在氢键，使其熔点比同族氢化物的熔点高。211、在反应活化能测定实验中，对某一反应通过实验测得有关数据，按lgk与1/T作图，所得直线斜率为-3655.9，该反应的活化能Ea为70kJ.mol-1。12、NaF为弱碱，该弱碱在25℃时解离常数Kb为2.78×10-11。（25℃，Ka(HF)=3.6×10-4）二、选择题（每小题1分，计20分；每题只有1个正确答案）1、已知AgCl(s)→Ag+(aq)+Cl-(aq)在25℃时pH=2的溶液中的H+离子浓度是pH=6的溶液中H+离子浓度的（D）A、4倍B、40倍C、4000倍D、10000倍2、298K，稳定态单质的Sm0（B）A、等于零B、大于零C、小于零D、以上三种情况均可能3、反应C(s)+O2(g)→CO2(g)的△rHm00，欲增加正反应速率，下列措施肯定无用的是（D）A、增加O2的分压B、升温C、加催化剂D、减少CO2的分压4、下列反应(1)N2O4(g)═2NO2(g)K1θ(2)1/2N2O4(g)═NO2(g)K2θ(3)2NO2(g)═N2O4(g)K3θ它们的标准平衡常数之间的关系正确的是（C）A、K1θ=K2θ=K3θB、K1θ=1/2K2θ=2K3θC、K3θ=1/K1θ=(1/K2θ)2D、K1θ=2K2θ=1/4K3θ5、杂化轨道认为，H2O分子中的氧原子提供的成键轨道是（D）A、等性SP2杂化轨道B、不等性SP2杂化轨道C、等性SP3杂化轨道D、不等性SP3杂化轨道6、欲使原电池反应Zn(s)+2Ag+(aq)=Zn2+(aq)+2Ag(s)的电动势增加，可采取的措施有(B)A、增加Zn2+浓度B、增加Ag+浓度C、增大Zn电极面积D、降低Ag+浓度37、根据φθ(Ag+/Ag)=0.80V,φθ(Cu2+/Cu)=0.34V,标准态下能还原Ag+但不能还原Cu2+的还原剂与其对应的氧化态组成的电对的标准电极电势φθ值所在的范围为（D）A、大于0.80VB、小于0.34VC、大于0.80V或小于0.34VD、0.34V～0.80V8、若升高温度后，反应的Kθ值升高，则此反应（A）A、△rHmθ0B、△rHmθ0C、△rSmθ0D、△rSmθ09、298K，下列反应的△rGmθ等于AgCl(S)的△fGmθ的为（B）A、2Ag(s)+Cl2(g)═2AgCl(s)B、Ag(s)+1/2Cl2(g)═AgCl(s)C、Ag(s)+Cl(g)═AgCl(s)D、Ag+(aq)+Cl-(aq)═AgCL(s)10、已知298K时，Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s)△rHmθ=-351.5KJ/molHg(l)+1/2O2(g)=HgO(s)△rHmθ=-90.8KJ/mol，则反应Zn(s)+HgO(s)=Hg(l)+ZnO(s)的△rHmθ为（D）A、442.3KJ/molB、260.7KJ/molC、–442.3KJ/molD、-260.7KJ/mol11、在将pH=4的HAc溶液中加入等体积的水，其pH为（D）A、8B、4+lg2C、4+2D、4+lg212、热力学标准状态规定温度为（D）A、0KB、273KC、298KD、无规定；13、下列电对中，φθ最大的是（D）A、φθ(Ag(NH3)2+/Ag)B、φθ(Ag(CN)2-/Ag)C、φθ(AgI/Ag）D、φθ(Ag+/Ag)14、下述各原子外层轨道的电子分布中，违背洪特规则的是（D）A、2pB、3dC、4dD、5p415、描述核外电子运动状态的下列各组量子数中，不可能存在的是（B）A、3,2,+2,+1/2B、3,0,-1,-1/2C、2,1,1,-1/2D、2,1,0,-1/216、298K下，某反应的rHӨ=163.1kJ·mol-1,rSӨ=-148J·K-1·mol-1,则此反应在500K时的rGӨ为（D）kJ·mol-1A、207.2B、-207.2C、-237.1D、237.117、若某反应在一定条件时，反应商Q=1，则此时下列等式成立的是（D）A、rG=0B、rG=0C、K=0D、rG=rG18、已知298K时反应ICl(g)⇌1/2I2(g)+1/2Cl2(g)的KӨ=2.0×10-3，则反应I2(g)+Cl2(g)⇌2ICl(g)的KӨ为（D）A、4.0×10-3B、4.0×10-6C、5.0×10-5D、2.5×10519、在合成氨反应中，测得N2的转化率为20%，若采用一新的催化剂，可使该反应速度提高1倍，则N2的转化率为（B）A、10%B、20%C、40%D、不可知20、在0.10mol•L-1HCN溶液中，若HCN的解离度为0.01%，则其解离常数Ka近似为（B）A、1.010-10B、1.010-9C、1.010-7D、1.010-6三、判断题（每小题1分，计10分）1、复杂反应的速率主要由最慢的一步基元反应决定。（√）2、同一周期元素，一般来说，随Z递增，原子半径依次递减。（√）3、原电池工作时，体系的G增大，而电动势E减小。（√）4、在压力相同情况下，ｂ＝0.01mol·kg-1甘油水溶液和b=0.01mol·kg-1的葡萄糖水溶液，有相同的沸点升高值。（√）5、BF3和NH3都具有平面三角形的空间构型。（×）6、一个化学反应的ΔGӨ的值越负，其自发进行的程度越大，反应速率越快。（√）7、25℃时，一定浓度的H2S水溶液中，c(H+):c(S2-)=2:1。（×）58、对于电极反应：Pb2+(aq)+2e-Pb(s)和1/2Pb2+(aq)+e-1/2Pb(s)，当Pb2+浓度均为1mol/dm3时，若将其分别与标准氢电极组成原电池，则它们的电动势相同。（√）9、已知某反应2A+B=C的速率方程为ν=c2(A).c(B)，则该反应为基元反应。（×）10、放热反应，温度越高，Kθ越小，△rGmθ越大。（×）三、简答题（每小题4分，计20分）1、写出基元反应2NO+Cl2=2NOCl的反应速率方程式，指出反应级数为多少；若将容器的体积减小为原来的2倍，反应速率如何变化？答：速率方程式为22)(ClNOPPkv反应级数为三级容器体积减小为原来的2倍，反应物的分压均增加为之前的2倍，代入速率方程，得知反应速率变为之前的8倍2、判断下列反应的方向，用箭头表示并简述理由（未注明的均为标准条件）：（1）Sn4++2Fe2+(←)2Fe3++Sn2已知：Ө(Sn4+/Sn2+)=0.15V，Ө(Fe3+/Fe2+)=0.77V，（2）Sn+Pb2+(0.01molL-1)(←)Sn2++Pb已知：Ө(Sn2+/Sn)=-0.136V，Ө(Pb2+/Pb)=-0.126V答：（1）按照方程式的书写，该电池电动势为E=Ө(Sn4+/Sn2+)-Ө(Fe3+/Fe2+)0；而△G＝-nFE0，所以反应向反方向进行；（2）按照题意，(Pb2+/Pb)＝Ө(Pb2+/Pb)＋0.05917/2log[Pb2+]=-0.1852Ө(Sn2+/Sn)(Pb2+/Pb)，E=(Pb2+/Pb)-Ө(Sn2+/Sn)0；而△G＝-nFE0，所以反应向反方向进行；3、判断下列物质沸点由高到低的顺序，并简述理由。HF、HCl、HBr、HI答：沸点由高到低排序为HFHIHBrHCl由于HF分子之间存在氢键，导致该分子具有更好的沸点；而HCl、HBr、HI由于分子体积依次增加，因此色散力依次增高，导致沸点依次升高。64、往ZnSO4溶液中通入H2S气体，ZnS沉淀很不完全甚至不沉淀。但若向ZnSO4溶液中加入适量NaAc，再通入H2S，则ZnS可完全沉淀。为什么？答：Ac-为弱碱，加入后溶液酸性减弱，使H2S＝2H++S2-平衡向右移动，c(S2-)提高，故ZnS沉淀完全。5、合成氨的反应：N2(g)+3H2＝2NH3，△rHmθ0，工业上合成氨是在催化剂存在条件下，高温（450~550℃）高压（2×104~7×104KPa）下进行。试从化学平衡和反应速率两方面说明上条件的有利和不利影响。答：(1)从动力学角度1加入催化剂，降低了反应的活化能，有效地加快了正、逆两方向的反应速率，缩短了反应达到平衡的时间。2反应采用高温，增大了反应速率，缩短了达到平衡的时间。3高压，增大各组分分压，使反应速率增大，平衡时间缩短。因此，从动力学角度看，各种条件都有利于提高反应速率，有利于提高经济效益。(2)从热力学角度1催化剂的加入，不改变反应的热力学性质，因而对平衡状态不产生影响。2高温。由于反应为放热反应，提高温度，平衡常数减小，平衡朝有利于氨分解的方向移动，不利于氨的合成，反应物转化率减小。3高压。反应的气体分子数减小，增大反应压力，平衡朝合成氨的方向移动。五、计算题（1、2小题每题6'，3、4小题每题9'，共计30分）1、已知：(1)4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l),H1Ө=-1523kJmol-1(2)H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l),H2Ө=-287kJmol-1试求反应(3)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的H3Ө。解：由于2)1()2(6)3(根据盖斯定律有：26123HHH＝-99.5kJmol-172、某一化学反应B→C+D，当cB=0.200mol.L-1时，B的反应速率是6.00×10-3mol.L-1.s-1。如果（1）对B是零级反应；（2）对B是一级反应；（3）对B是二级反应。问以上各种情况下的速率常数各是多少？速率常数单位是什么？解：cB=0.200(mol.L-1)，υ＝6.00×10-3mol.L-1.s-1（1）零级反应：υ=k0，故k0＝6.00×10-3mol.L-1.