理学院工科化学第一学期期末考试试卷及答案

第10页共10页交通大学考试试题课程名称：工科化学学年学期：2017—2018学年第一学期学生姓名：学号：任课教师：题号一二三四五六七八九十十一十二总分得分阅卷人1、在25℃用排水法收集氢气的体积为0.75L，总压为100kPa。已知在此温度水蒸气的压力为3.1997kPa，求其中所含氢气的物质的量。（5分）解：由理想气体的分压定律知QUOTEpH2=p总-p由理想气体状态方程式和分压定律知：3分所以其中所含氢气的物质的量是0.02929mol。2、在100kPa和25℃情况下，取100cm3煤气进行分析，发现一氧化碳、氢气和其余气体体积百分数分别为59.4%、10.2%和30.4%，求煤气中一氧化碳和氢气的分压分别是多少？（6分）解:因Pi/P总=Vi/V总=Xi2分一氧化碳的分压：PCO=P总XCO=100kPa×59.4%=59.4kPa2分氢气的分压：PH2=P总XH2=100kPa×10.2%=10.2kPa2分3、在1800g水中加入124g乙二醇（M乙二醇＝62），求20℃时，该溶液的蒸气压与纯水的蒸气压之比。（6分）解：1分=100mol。 1分 1分根据拉乌尔定律有：有：2分 1分4、计算质量分数为50%的蔗糖(C12H22O11)溶液的沸点，已知水的Kb=0.513Kkgmol-1，M蔗糖=342（6分）解：溶液的质量摩尔浓度为3分溶液的△Tb为：△Tb=Kb·b=0.513×2.9240=1.5K2分则溶液的沸点是100.0+1.5=101.5℃。1分5、已知葡萄糖水溶液，其凝固点比纯水降低0.5℃，求此葡萄糖水溶液25℃条件下的渗透压。已知水的凝固点降低常数kf=1.86K•kg•mol-1（8分）解：由△Tf=Kf·b得：2分2分I.对于稀溶液，，则：1分3分II.对于稀溶液，可认为ρ≈1KgL-1，在包含1Kg溶剂的溶液中，6、已知100℃，100kPa下H2O的汽化热为40.6kJ/mol，试求：（1）5mol水在100℃，100kPa下蒸发为气体（假定为理想气体），此过程的Q、W、△U、△H。（2）如果将100℃，100kPa下的5mol水快速移放到恒温100℃的真空容器中，当水全部蒸发为气体时，测其压力为100kPa，求其Q、W、△U、△H。（15分）解：（1）Qp=△Ｈ=40.6×5=203kJ2分W=-P△V=-△nRT=-5×8.314×373.15×10-3=-15.5kJ2分△U＝Qp+W＝203－15.5＝187.5kJ3分（2）始、终态相同，△U、△Ｈ不变△U=187.5kJ；2分△Ｈ=40.6×5=203kJ2分W=02分Q=△U-W=187.5-0=187.5KJ2分7、H2O的标准生成焓(H2O，L)为-285.9kJ•mol-1。假设在标准状态（25℃、100kPa）下，H2和O2均为理想气体，2molH2与1molO2反应生成2molH2O（液）时，求：此反应的△rＨm以及△rUm。（10分）解：因为H2O的标准生成焓(H2O，L)为-285.9kJ•mol-1，所以反应的反应热为：Qp=△rＨ＝2(H2O，L)=-285.9kJ•mol-1×2mol=-571.8kJ3分3分对于等温、恒压反应有△rＨm=△rUm+△nRT则：1分△rUm=△rHm－△nRT＝-571.8×103－(-3×8.314×298.15)=-5.64×105J•mol-13分8、已知25℃时下列反应①、②、③、④的热效应分别为△H1、△H2、△H3、△H4。①Ag2O+2HCl(g)=2AgCl(s)+H2O(l)②2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s)③H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)④2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)求反应2Ag(s)+Cl2(g)=2AgCl(s)在此温度时的热效应△H。（5分）解：设2Ag(s)+Cl2(g)=2AgCl(s)为反应⑤由方程式可知：⑤=①+②+③-④可得：3分2分9、25℃下，已知，，，，计算此温度下反应（9分）解：2分1分2分因此：3分则1分10、25℃时，已知反应①2BrCl(g)＝Cl2(g)+Br2(g)的，②I2(g)+Br2(g)＝2IBr(g)的计算：（1）2BrCl(g)+I2(g)＝2IBr(g)+Cl2(g)的；（2）BrCl(g)+1/2I2(g)＝IBr(g)+1/2Cl2(g)的；（3）4BrCl(g)+2I2(g)＝4IBr(g)+2Cl2(g)的。（8分）解：反应①+②得：4分2分2分11、298K时，NH4HS(s)的分解反应如下：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)将NH4HS(s)放入一真空容器中，平衡时，测得压力为66.66kPa，求：求反应的；求反应的；若容器中预先已有NH3(g)，其压力为40.00kPa，则平衡时的总压为多少？（10分）解：（1）设平衡时总压为pNH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡时：p/2p/23分（2）3分(3)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡时：40.00kPa+p(H2S)p(H2S)3分1分已知反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)的△rHmθ=135.74kJ·mol-1，在某温度下达到平衡，试讨论下列因素对平衡的影响：（1）将系统压缩；（2）加入H2(g)；（3）加入H2O(g)；（4）升高温度；（5）加入He(g)保持系统总压力不变；（6）恒容下，加入He(g)使系统总压力增大。（12分）解：（1）平衡向逆反应方向移动2分（2）加入H2产物，平衡向逆反应方向移动；2分（3）加入H2O(g)反