工程化学基础(童志平主编)复习要点及习题解答ppt课件.ppt
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1、1工程化学基础工程化学基础复习要点及习题解答复习要点及习题解答采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2几个基本概念几个基本概念n 系统:系统:敞开系统、封闭系统、孤立系统敞开系统、封闭系统、孤立系统n状态函数:状态函数:n只与始态和终态有关只与始态和终态有关n广度性质与强度性质状态函数广度性质与强度性质状态函数n相:相:n单相系统与多相系统的判断单相系统与多相系统的判断采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污
2、物3第一章第一章 物质的聚集状态物质的聚集状态n分压定律分压定律iiipxnnppn理想气体状态方程理想气体状态方程n分体积定律分体积定律iiiVxnnVVnRTpV 采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物4kPaPkPaPkPaPmolnmolnOHOH970.61941.123:911.185:5 . 1,3:. 12222由分压定律可求可求由理想气体状态方程式由化学方程式可求总习题解答习题解答采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口
3、面的圆度,保持熔接部位干净无污物5可得成反比一定时由理想气体状态方程总41. 70741. 052.181852. 007.747407. 0)3(81)2(6,15,60:,) 1.(2222222HOHNOHxxxkPaPkPaPkPaPkPaP,P,VTRn,采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物6kPaVRTnnpKkPapkPapkPappppppppppVpVpONONONONONOONN78.1921010383314. 8298314. 810)5751575()(383)3(5 .
4、112,5 .37)2(75) 1 (150;1015;105. 533221122222222222222总总压:混合后分压:初始压力:据采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物7第二章第二章 化学反应热效应化学反应热效应n内能:内能:nU = Q + W Q与与W的符号的符号n热效应热效应n等容热效应等容热效应 U = Qv n等压热效应等压热效应 H = Qp n H = U + n (g)RTn反应进度反应进度n= nB/B采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角
5、切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物8n盖斯定律:盖斯定律:n焓变的计算:焓变的计算:n标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓 l f Hm (C,石墨,298.15K) = 0 kJ/moll f Hm (H+,298.15K) = 0 kJ/moln标准摩尔焓变标准摩尔焓变),()(TBHTHBmfBmr物态,采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物91.是非题是非题 :(1) -; 2(-); (3)-2.选择题选择题: (1) c; (2)d3.填空题填空题: (1)mH2O
6、; (2) T; (3)Cp4. (1) U=150kJ; (2) U=-250kJ; (3) U=450kJ; (4) U=975kJ。习题解答习题解答采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物105. 在在373.15K和和101.325kPa下,由下,由1mol水汽化变成水汽化变成1mol水蒸气,此气化过程中体系吸热水蒸气,此气化过程中体系吸热40.63kJ。求:求: (1)体系膨胀对外作功)体系膨胀对外作功w = ?(液体水体积可忽略液体水体积可忽略不计)不计) (2)此过程内能改变。)此过程内
7、能改变。解解:W=-PV=-n RT =-18.31410-3373.15=-3.10 kJ(或或V1/V2=T1/T2V2=? W=-PV=-PV=?) U=Q+W=40.63+(-3.10)=37.53 kJ采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物11 6. 计算下列反应(或过程)的计算下列反应(或过程)的QP与与QV之间的能之间的能量差值。量差值。(方法方法:QP-QV=n RT) (1)2.00mol NH4HS的分解的分解,NH4HS(s)NH3(g)H2S(g) (n=4 mol)(2)生
8、成生成1.00mol的的HClH2(g)Cl2(g) 2HCl(g) (n=0 mol)(3)5.00 mol CO2(s)(干冰)的升华干冰)的升华CO2(s)CO2(g) (n=5 mol)(4)沉淀出沉淀出2.00mol AgCl(s) (n=0 mol)AgNO3(aq)NaCl(aq) AgCl(s)NaNO3(aq)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物127. C6H12O6 Q 180g/mol -2820kJ/mol 3.8g H kJ/molH=59.53kJ可获得能量:可获得能
9、量:59.5330%=17.86kJ采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物131 -kJ.mol73.163)3(6)2(2) 1 ()4.(8mrH9. (1)-1366.51kJ.mol-1; (2)-429.818 kJ.mol-1.10. (1)-153.89 kJ.mol-1; (2)-81.89 kJ.mol-1采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物14第三章第三章 化学反应的基本原理化学反应
10、的基本原理化学反应的方向化学反应的方向n Gibbs判据:判据:G 0 反应不能自发进行反应不能自发进行n反应方向的定性判断:反应方向的定性判断:nG= H-T Sl影响熵值的因素:温度、聚集状态、结构与分子量影响熵值的因素:温度、聚集状态、结构与分子量l化学反应方向的定性判断化学反应方向的定性判断采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物15n r Gm的计算:的计算:l298.15K, ,标准状态:标准状态:l标准状态,非常温:标准状态,非常温:l非标准状态,非常温:非标准状态,非常温:BmfmrK
11、BGKG)15.298,()15.298()15.298()15.298()(KSTKHTGmrmrmrQRTTGTGmrmrln)()(n r Gm的定量计算:的定量计算:n标准摩尔生成吉布斯函数值标准摩尔生成吉布斯函数值lf Gm (C,石墨,298.15K) = 0 kJ/mol;f Gm (H+,298.15K) = 0n 转向温度转向温度)15.298()15.298(KSKHTmrmr转单位单位的一致!的一致!采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物16化学反应平衡化学反应平衡n K与与
12、r Gm的关系的关系 :QRTTGTGmrmrln)()(反应达到平衡时:反应达到平衡时: rGm(T) = 0 Q = KRTTGK)(lnmrQ与与K的关系与区别的关系与区别单位的一致单位的一致 rGm与与 r Gm的关系与区别的关系与区别采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物17n 化学平衡移动方向的判断化学平衡移动方向的判断 :QRTTGTGmrmrln)()(mrln)(KRTTG rGm(T) = RT ln (Q / K) n浓度与压力改变浓度与压力改变:K不变,不变,若使若使Q增大,
13、则平衡逆向移动增大,则平衡逆向移动n温度:温度: K改变,改变,吸热反应,吸热反应,T增大,平衡正向移动增大,平衡正向移动)15.298()15.298()(KSTKHTGmrmrmrRTTGK)(lnmrRSTRHK)15 .298(1)15 .298(lnmrmr勒夏特列原理勒夏特列原理21mr221111)()(lnTTRHTKTK采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物18化学反应速率化学反应速率n 反应速率的表示方法反应速率的表示方法 :n反应速率方程:反应速率方程:基元反应基元反应n阿仑尼
14、乌斯公式:阿仑尼乌斯公式:n反应速率理论:反应速率理论:活化分子活化分子n浓度、压力、温度、催化剂与反应平衡的移动、浓度、压力、温度、催化剂与反应平衡的移动、平衡常数平衡常数K及反应速率及反应速率v、速率常数、速率常数kdtBdcvB)(1backcvBARTEaeAk21a2111lnTTREkk浓度、压力可能导致平衡移动并改变浓度、压力可能导致平衡移动并改变v,但不改变,但不改变K和和k; 温度升高会导致平衡移动和温度升高会导致平衡移动和v增加,同时使增加,同时使K改变和改变和k(正、逆正、逆)增加;增加;催化剂不改变催化剂不改变K且平衡不移动,但使且平衡不移动,但使k,v(正、逆正、逆)
15、增加增加采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物191.是非题是非题 (1) -; (2)-; (3)+;(4)-; (5)-; (6)-。2.选择题选择题: (1) c; (2)b ;(3)b; (4)c习题解答习题解答采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物20k正正k逆逆v正正v逆逆K移动方向移动方向增加总压力增加总压力不变不变不变不变不变不变逆反应方向逆反应方向升高温度升高温度正反应方向正反应方向加催
16、化剂加催化剂不变不变不移动不移动3.填空题填空题:rHm基本不变基本不变; rSm基本不变基本不变; rGm增增大大;K减小减小;v(正正), v(逆逆)都增大。都增大。(2)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物214. (1)-549.41 J/mol.k; (2)222.78 J/mol.k; (3)141.598 J/mol.k。5. (1)28.62 kJ/mol0 逆向逆向; (2)62.52kJ/mol0 逆向。逆向。6. rGm(298.15K)= -95.299 kJ/mol 0
17、标准熵法标准熵法: rHm(298.15K)= -92.307kJ/mol, rSm(298.15K)= 10.033Jmol-1K-1rGm= -95.298 kJ/mol 0 正向自发进行。正向自发进行。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物22 7. 已知下列反应的已知下列反应的rHm符号符号,不用查表不用查表,判断反应自判断反应自发进行的方向发进行的方向.若有转向温度若有转向温度,则指明是高温还是低则指明是高温还是低温反应自发进行。温反应自发进行。解解:讨论讨论rGm=rHm T rSm0时
18、的温度条时的温度条件件.(1)C(s)+CO2(g)=2CO(g), rHm 0rHm0, rSm 0, T值越高越利于值越高越利于rGm0, 高温自发。高温自发。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物23(2)SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g), rHm 0rHm0, rSm 0, T值越低越利于值越低越利于rGm0, 低温自发。低温自发。(3)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g), rHm 0rHm0, rSm 0, T为任何值时都自发。为任何值时都自发。采
19、用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物248. lnK(T)=-rGm(T)/RT (1) rGm(298K)=117.11kJ/mol K(298K)=3.0410-21;(2) rGm(298K)=130.44kJ/mol K(298K)= 1.4010-23。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物25 9. 用标准熵法计算反应用标准熵法计算反应 C(石墨石墨)+2H2(g)=CH4(g)在在398.1
20、5K时的时的rGm(T)和和平衡常数平衡常数K。解解: rHm(298.15k) =-74.85kJ/mol, rSm (298.15k) =-80.62J/mol.k rGm(398.15k)= rHm T rSm = -74.85-398.15 (-80.62) 10-3 =-42.75 kJ/mollnK =- rGm(398.15k)/ RT =42.75103/(8.314398.15)=12.915, K =4.06105采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2610. 查表计算反应查表
21、计算反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 在在298.15k及及398.15k时的时的K值。值。解解: rGm(298.15k)=(-137.15)-(228.59) =91.44 kJ.molrGm(298.15k)= -RTlnK K(298K) =9.5310-17rHm(298.15k)=131.30 kJmol-1rSm(298.15k)=133.674 Jmol-1K-1rGm(398.15k)=78.078 kJmol-1K(398.15K) =5.7210-11采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面
22、的圆度,保持熔接部位干净无污物2711231722112121072. 5)15.398()15.39815.29815.29815.398(314. 8103 .1311053. 9ln)()15.298(lnKKKTTTTRKHKKmr或或采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物28molkJKHKHTTTTRKHKKmrmrmr/41.36)15.298()15.39815.29815.29815.398(314. 8)15.298(1005 . 2ln)()15.298(ln21121211.
23、采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物29KTKmolJKSmolkJKHKTKmolJKSmolkJKHKTKmolJKSmolkJKHKSKHTKSTKHTGmrmrmrmrmrmrmrmrmrmrmr84054.115)15.298(,/06.97)15.298()3(90415.207)15.298(,/2 .187)15.298()2(284328.204)15.298(,/7 .580)15.298() 1 ()15.298()15.298(, 0)15.298()15.298()(.1
24、2111111即采用第(3)种方法采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物30)()()(213)(),()()(ln.132,1 ,3 ,2,1 ,TGTGTGTGTGRTTGTKmrmrmrmrmrmr反应反应反应TrGm,1(T)rGm,2(T)rGm,3(T)K3973-3.12-7.013.890.621073-5.29-6.180.890.911173-7.46-5.00-2.461.291273-9.61-4.22-5.391.66平衡常数随温度升高而增大,因而该反应为吸热反应。采用PP
25、管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物31 14.(1) 升温升温,减压减压; 增加增加H2O(g)分压分压,减少减少CO(g)、H2(g)分分压。压。 (2) 升温、减小升温、减小CO(g)、H2(g)分压、催化剂;分压、催化剂;升温:升温: K, k(正正), k(逆逆)。减小减小CO(g)、H2(g)分压:分压: K不变不变 , k(正正)不不变变,k(逆逆)不变。不变。催化剂:催化剂: K不变不变 , k(正正), k(逆逆)。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切
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