《工科化学》课程教学资源（试卷习题）期中考试试题2（含解答）

2016-2017学年第一学期《工科化学》期中考试题班级学号姓名原子量：P=31；CI=35.5；H=1；0=16水的凝固点和沸点常数分别为1.86K.kg.mo/1、0.513K.kg.mol-二（20分）、PCls的分解反应为：PCls(g)-==PCl3(g)+Cl2(g)。在523K下，将一定量的PCl5(g)放在某真空容器内，反应达到平衡后，测得反应体系中气体的密度为2.85kg.m-3，气体总压力为100kPa，若体系中气体均看作理想气体，试计算：（1）体系中各个物质的分压；（2）反应的标准平衡常数。解：（1）设原放入容器内PCIs的质量为m克，容器体积为V，分解前PCIs的压力为Po，分解后PCls、PCI3、Cl2分压分别为Ppc,kPa、Ppc,kPa、PckPa0则: Ppcl,+ Ppck, + Pc,= 100(2 分)因为分解前后，容器内气体总质量不变，则：m=p·VpoLRTm_RTPV=4有：由pV= nRT =MpclsMpclsP,= 2.85×103(4 分)×8.314×523=5.94×10*p.=59.4kPa208.5PCI,(g)PCl; (g)Cl2 (g)+00分解前Po平衡时Ppcl,Ppcl;Pcl.②;由方程可知：Ppc,=Pcl?Ppci= Po- Pcl.Ppcl, + Ppcl, + Pc, =100解方程组：Ppcl, = Pa.Ppc, = P - Pch

2016-2017 学年第一学期《工科化学》期中考试题 班级 学号 姓名 。 原子量：P=31；Cl=35.5；H=1；O=16 水的凝固点和沸点常数分别为 1.86 K.kg.mol-1、0.513K.kg.mol-1 一（20 分）、PCl5 的分解反应为：PCl5(g)====PCl3(g)+Cl2(g)。 在 523K 下，将一定量的 PCl5(g)放在某真空容器内，反应达到平衡后，测得 反应体系中气体的密度为 2.85kg.m-3，气体总压力为 100kPa，若体系中气体均看 作理想气体，试计算：（1）体系中各个物质的分压；（2）反应的标准平衡常数。 解： （1）设原放入容器内 PCl5的质量为 m 克，容器体积为 V，分解前 PCl5的压 力为 P0 ，分解后 PCl5、PCl3、Cl2分压分别为 PCl5 P kPa、 PCl3 P kPa、 Cl2 P kPa 则： PCl5 P + PCl3 P + Cl2 P = 100 ① (2 分) 因为分解前后，容器内气体总质量不变，则： m V = •  由 PCl5 m pV nRT RT M = = 有： 5 o PCl V PV RT M  • = 3 2.85 10 4 8.314 523 5.94 10 208.5 P p o a  =   =  =59.4kPa (4 分) PCl5(g) ==== PCl3(g) + Cl2(g) 分解前 P0 0 0 平衡时 PCl5 P PCl3 P Cl2 P 由方程可知： PCl3 P = Cl2 P ②； PCl5 P = P0 - Cl2 P ③ 解方程组： { PCl5 P + PCl3 P + Cl2 P = 100 PCl3 P = Cl2 P PCl5 P = P0 − Cl2 P

(9 分)得：Ppc=Pclh=40.6kPa;=18.8kPaPeclORrc40.6.Xp6P6100=0.877(5 分)(2) K218.8PPpCl100D6二（30分）、在1800g水中加入124g乙二醇（C2H6O2），求20℃时，该溶液的蒸气压与纯水的蒸气压之比、该溶液的凝固点、沸点和渗透压（溶液的密度为1.0g.cm-3)。(2 分)解：物质的量n，=124/62=2mol；水的物质量n=100mol。2 =1. 11mol.kg(2 分)溶液的质量摩尔浓度b=1.8100_50(2 分)XA=100+251（1）根据拉乌尔定律有：p=px有：B=X-50(6 分)51p(4 分)(2)△T,=Kb,=1.86X1.11=2.06℃(2 分)此化合物溶液的凝固点为-2.06℃(4 分)(3)△T,=Kb,=0.513×1.11=0.57℃(2 分)此化合物溶液的沸点为10.57℃2=1.04mol. L(2 分)(4)C1924 ×10-31(4 分)=CRT=1.04×8.314×293.15=2534.7Pa三（25分）、将一定量固体AB放在一真空容器中，发生如下分解反应AB(s）一A(g)+B(g)。当反应达到平衡时，实验测得在300K时容器内总压力为1.0atm，在600K时容器总压力为10.0atm（latm=100kPa）。试求：①在1atm下、298K时反应AB(s)→A(g)+B(g)的△,H。②在1atm下、298K时反应AB(s)→A(g)+B(g)的△,S。③在1atm下、300K时该反应AB(s)→A(g)+B(g)的△,Um

得： PCl3 P = Cl2 P = 40.6kPa； PCl5 P =18.8kPa (9 分) （2） 3 2 5 40.6 2 ( ) ( ) ( ) 100 18.8 ( ) ( ) 100 PCl Cl PCl P P P P K P P      = = =0.877 (5 分) 二（30 分）、在 1800g 水中加入 124g 乙二醇（C2H6O2），求 20℃时，该溶液的蒸 气压与纯水的蒸气压之比、该溶液的凝固点、沸点和渗透压（溶液的密度为 1.0g.cm-3）。 解：物质的量 B n =124/62=2mol；水的物质量 A n =100mol。 (2 分) 溶液的质量摩尔浓度 2 1.8 B b = =1.11mol.kg-1 (2 分) 100 50 100 2 51 A x = = + (2 分) （1）根据拉乌尔定律有： * A p p x = 有： * 50 51 A p x p = = (6 分) （2）△Tf = Kf B b = 1.86×1.11=2.06℃ (4 分) 此化合物溶液的凝固点为-2.06℃ (2 分) （3）△Tb= Kb B b = 0.513×1.11=0.57℃ (4 分) 此化合物溶液的沸点为 10.57℃ (2 分) （4） 3 2 1.04 1924 10 1 c − = =  mol.L-1 (2 分) Π ＝CRT=1.04×8.314×293.15=2534.7Pa (4 分) 三（25 分）、将一定量固体 AB 放在一真空容器中，发生如下分解反应 AB(s) → A(g)+B(g)。当反应达到平衡时，实验测得在 300K 时容器内总压力为 1.0 atm， 在 600K 时容器总压力为 10.0atm (1atm=100kPa) 。试求： ① 在 1 atm 下、298K 时反应 AB(s) →A(g)+B(g) 的 r m H   。 ② 在 1 atm 下、298K 时反应 AB(s) →A(g)+B(g) 的 r m S   。 ③ 在 1atm 下、300K 时该反应 AB(s) →A(g)+B(g)的  r m U

④在1atm下该反应自发进行的温度。解：(1)反应A(s)=B(g)+C(g)的标准平衡常数和容器内总压P的关系式为：=p(2分)4因此，在300K和600K下，反应A（s）=B（g）+C(g)的标准平衡常数分别为：(4分)k(300K)=0.25; k(600K)=25KAH()25_ A,H111根据公式：In有：InK(300600)R(TT)0.25R解得：,H=22.972kJ.mol(5 分)22.972×103A,Se(2)根据公式：Inkg=-+有：In25=RRT8.314×6008.314(4 分)解得：△A,S=65.05J.mol-l.K（3）根据公式：△,H=△,U㎡+AnRT有：A,U.=A,H@-AnRT=22.972-2X300×8.314×10(5 分)= 17.984 kJ.mol-1AH有：（4）根据公式：T=4A,Se22.972(4 分)=353.1KT, =65.05x10-3(1分)自发进行的温度：T≥353.1K四（25分）、反应：2A－产物，在某一浓度下测得当A被消耗掉50%时，要用100min的时间，当A被消耗掉75%时，要用200min时间，求该反应的速率方程式。解：从题意中可知：当A物质被消耗掉50%时，用时为100min，即半衰期为100min。当A被消耗掉75%时，要用200min时间，也就是说，A物质浓度从50%C至25%Co，用时为100min。即半衰期为100min。从上可知，半衰期不随初始浓度变化而变化，该反应为1级反应。（10分）

④ 在 1atm 下该反应自发进行的温度。 解： （1）反应 A(s)＝B(g)＋C(g)的标准平衡常数和容器内总压 P 的关系式为： 2 4 p p k  = （2 分） 因此，在 300K 和 600K 下，反应 A(s)＝B(g)＋C(g)的标准平衡常数分别为： (300 ) 0.25 p k K  = ； (600 ) 25 p k K  = （4 分） 根据公式： 2 r m 1 1 2 1 1 ln K H K R T T       = −     有： r m 25 1 1 ln 0.25 300 600 H R     = −     解得： r m H   =22.972kJ.mol-1 (5 分) （2）根据公式： ln r m r m p H S K RT R      = − + 有： 3 22.972 10 ln 25 8.314 600 8.314 r m S    = − +  解得： r m S   =65.05 J.mol-1 .K-1 (4 分) （3）根据公式： r m r m H U nRT   =  +  有： r m r m U H nRT   =  −  =22.972-2×300×8.314×10-3 = 17.984 kJ.mol-1 (5 分) （4）根据公式： r m c r m H T S    =  有： 3 22.972 65.05 10 T c − =  =353.1K (4 分) 自发进行的温度：T≥353.1K (1 分) 四（25 分）、反应：2A→产物，在某一浓度下测得当 A 被消耗掉 50%时，要 用 100min 的时间，当 A 被消耗掉 75%时，要用 200min 时间，求该反应的速率方 程式。 解：从题意中可知：当 A 物质被消耗掉 50%时，用时为 100min，即半衰期 为 100min。 当 A 被消耗掉 75%时，要用 200min 时间，也就是说，A 物质浓度从 50%C0 至 25%C0，用时为 100min。即半衰期为 100min。 从上可知，半衰期不随初始浓度变化而变化，该反应为 1 级反应。（10 分）

In 21n2: k=0.00693min*(7分)故反应速率常数：=100tu2dca速率方程为L=0.00693cA，故：1：或dtIn=0.00693t(8分)Co注：k单位写错扣5分

故反应速率常数： 1/2 ln 2 1 2 0.00693 100 n k t = = = min-1 （7 分） 故：速率方程为： 0.00693 A A dc c dt − = ， 或 0 ln 0.00693 A c t c = − （8 分） 注：k 单位写错扣 5 分