《工科化学》课程教学资源（试卷习题）期中考试试题1（含解答）

2016-2017学年第一学期《工科化学》期中考试题学号姓名班级原子量：H=1，0=16;水的凝固点和沸点常数分别为1.86K.kg.mol-、0.513K.kg.mol一（20分）、已知100℃，1atm下H20的汽化热为40.6kJ/mol，试求：（1)5mol水在100℃，1atm下蒸发为气体（假定为理想气体），此过程的Q、W、AU、△H。（2）如果将100℃，1atm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1atm求其O、W、△U、△H。解：(1)Q=△H=40.6×5=203kJ-6分W=-P△V=—△nRT=-5×8.314X373.15×10^=-15.5 kJ--- 3 分---3 分△U=Qp+W=203-15.5=187.5kJ（2）始、终态相同，△U、△H不变----2 分△U=187.5kJ;-----2 分△H=40.6X5=203kJW=0---2 分Q=△U-W=187.5-0=187.5KJ---2 分二（30分）、在25℃时，将4g某化合物溶于1kg水中的渗透压与在25℃将0.9g葡萄糖(C6H12O6)和0.684g蔗糖（C12H22O）溶于1kg水中的渗透压相同。求：（1）此化合物的相对分子质量；（2）此化合物溶液的凝固点；（3）此化合物溶液的蒸气压下降。（25℃时水的饱和蒸气压为3.17kPa，假设C~bB）解：葡萄糖(C6Hi206）相对分子质量为180；蔗糖（C12H22Ou）相对分子质量为342。（1）设此化合物的相对分子质量为Mr。因为两者渗透压相同，故有：1

1 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：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）、已知 100℃，1atm 下 H2O 的汽化热为 40.6kJ/mol，试求： （1）5mol 水在 100℃，1atm 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℃，1atm 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 1atm ,求其 Q、W、△U、△H。 解： （1）Q=△Ｈ= 40.6×5=203kJ -6 分 W =-P△V=—△nRT=-5×8.314×373.15×10-3 =-15.5 kJ - 3 分 △U＝ Qp + W＝203－15.5＝187.5kJ -3 分 （2）始、终态相同，△U、△Ｈ不变 △U=187.5kJ； -2 分 △Ｈ= 40.6×5=203kJ -2 分 W=0 -2 分 Q= △U- W=187.5-0= 187.5KJ -2 分 二（30 分）、在 25℃时，将 4g 某化合物溶于 1kg 水中的渗透压与在 25℃将 0.9g 葡萄糖(C6H12O6)和 0.684g 蔗糖（C12H22O11）溶于 1kg 水中的渗透压相同。 求：（1）此化合物的相对分子质量；（2）此化合物溶液的凝固点；（3）此 化合物溶液的蒸气压下降。 （25℃时水的饱和蒸气压为 3.17kPa，假设 C≈bB） 解：葡萄糖(C6H12O6) 相对分子质量为 180； 蔗糖（C12H22O11）相对分子质量为 342。 （1）设此化合物的相对分子质量为 Mr。因为两者渗透压相同，故有：

40.90.684解得：M=571.4(10分)M,180342（2）此化合物溶液的质量摩尔浓度b，=7.0×10~mo1.kg(4分）△Tr=Kfb=1.86×7.0×10=0.013℃(4 分)此化合物溶液的凝固点为-0.013℃(2 分)7.0×10-31.26×10-4(3)XB=(5 分)1000+7.0×10-318△P=p×XB=3.17kPaX1.26×10=0.399Pa(5分)三（20分）、将一足量的固体A放在一真空容器中发生如下的反应A(s)=B(g)+C(g)在350～450℃温度范围内测得容器的总压力P（单位为atm，1atm=100kPa）与温度T（单位：K）的关系式为：1gP=7.73-4596.3T(1)求400℃时化学反应A(s)=B(g)+C(g)的△,H、△A,S、△,G。(2）400℃，1atm下反应A(s)=B(g)+C(g)的△rUm。(3）在1atm下反应A(s)=B(g)+C(g)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?(3分）44kg，代入igP=7.73-45963中有：即：p=变换得：Ig(kg)=14.858-9192.61g(/4kg)= 7.73-_ 4596.3,(3分）TTA.seA,HeA,se-AH根据公式：InK=即：IgKRTR2.303RT2.303R比较有：A,H9192.6解得：A,H=176.012kJ.moll(2 分)T2.303RT2

2 4 0.9 0.684 180 342 M r = + 解得：Mr=571.4 (10 分) （2）此化合物溶液的质量摩尔浓度 B b =7.0×10-3 mol.kg-1 (4 分) △Tf = Kf B b = 1.86×7.0×10-3 =0.013℃ (4 分) 此化合物溶液的凝固点为-0.013℃ (2 分) （3）XB= 3 3 7.0 10 1000 7.0 10 18 − −  +  = 1.26×10-4 (5 分) △P= P  ×XB = 3.17kPa×1.26×10-4 =0.399Pa (5 分) 三（20 分）、将一足量的固体 A 放在一真空容器中发生如下的反应： A(s)＝B(g)＋C(g) 在 350～450℃温度范围内测得容器的总压力 P（单位为 atm，1atm=100kPa）与 温度 T（单位：K）的关系式为：lgP＝7.73 T 4596.3 − （1）求 400℃时化学反应 A(s)＝B(g)＋C(g)的 r m H   、 r m S   、 r m G   。 （2）400℃，1atm 下反应 A(s)＝B(g)＋C(g)的△rUm。 （3）在 1atm 下反应 A(s)＝B(g)＋C(g)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  = （3 分） 即： 4 p p k = ，代入 lgP＝7.73 T 4596.3 − 中有： 4596.3 lg( 4 ) 7.73 p k T  = − ，变换得： 9192.6 lg( ) 14.858 p k T  = − （3 分） 根据公式：ln r m r m p H S K RT R      = − + ，即： lg 2.303 2.303 r m r m p H S K RT R      = − + 比较有： 9192.6 2.303 r m H RT T   = 解得： r m H   =176.012kJ.mol-1 (2 分)

A,se=14.858解得：△.S=284.488J.moll.K-1(2分)2.303R根据公式：A,G=A,H-TAS=176.012-673.15X284.488×10-3=-15.491kJ.mol-1(2 分)（2）根据公式：A,H=A,U.+AnRT有：A,Um=A,Hg-△nRT=176.012-2X673.15×8.314×103=164.819kJ.mol-1(4分)（3）根据公式：7.-一会赔有：A,Se176.012T :(3 分)=618.70K284.488×10-3自发进行的温度：T≥618.70K(1 分)四（30分）测定反应A(g)+B(g)=AB(g)的速率得到三组实验数据反应物浓度/mol.1!实验号初始速率/mol.1-1.s-BA10.5000.4006.00X10-321.50X10-30.2500.40030.8003.00X10-30.250问（1）反应对A与B的级数各为多少？（2）反应速率常数是多少？解：（1）从表中可知：当B物质浓度不变时，反应速率与A物质浓度的平方成正比，故反应对A的级数为2级。当A物质浓度不变时，反应速率与B物质浓度成正比，故反应对B的级数为1级。（14分）(6分）（2）速率方程为：r=kc.CB代入数据有：得：6.00X10-3=k(0.500)2×0.400K=0.06 mol-2.12.s-1(10分）注：k单位写错扣5分。3

3 14.858 2.303 r m S R   = 解得： r m S   =284.488 J.mol-1 .K-1 (2 分) 根据公式： r m r m r m G H T S     =  −  =176.012-673.15×284.488×10-3 =-15.491 kJ.mol-1 (2 分) （2）根据公式： r m r m H U nRT   =  +  有： r m r m U H nRT   =  −  =176.012-2×673.15×8.314×10-3 = 164.819 kJ.mol-1 (4 分) （3）根据公式： r m c r m H T S    =  有： 3 176.012 284.488 10 T c − =  =618.70K (3 分) 自发进行的温度：T≥618.70K (1 分) 四（30 分）测定反应 A(g) + B(g) = AB(g)的速率得到三组实验数据 实验号 反应物浓度/mol.l-1 初始速率/mol.l-1 .s-1 A B 1 0.500 0.400 6.00×10-3 2 0.250 0.400 1.50×10-3 3 0.250 0.800 3.00×10-3 问（1）反应对 A 与 B 的级数各为多少？ （2）反应速率常数是多少？ 解： （1） 从表中可知：当 B 物质浓度不变时，反应速率与 A 物质浓度的平方 成正比，故反应对 A 的级数为 2 级。当 A 物质浓度不变时，反应速率与 B 物质 浓度成正比，故反应对 B 的级数为 1 级。（14 分） （2）速率方程为： 2 A B r kc c = • （6 分） 代入数据有： 6.00×10-3= k(0.500) 2×0.400 得： K=0.06 mol-2 .l2 .s-1 （10 分） 注：k 单位写错扣 5 分