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第二章 习题解答2－10解：（1）×；（2）×；（3）√；（4）×；（5）×；（6）×；（7）×；（8）×；（9）；（10）×；（11）×2－11解：（1）敞开体系；（2）孤立体系；（3）敞开体系；2－12解：（1） Q =100kJ W=-500 kJ △U = Q + W=-400 kJ（2）Q =-100kJ W=500 kJ △U = Q + W=400 k2－13解：因为此过程为可逆相变过程，所以Q p =△H= 40.6kJ ·mol -1W=-p 外△V ≈-n R T =-8.314×373.15=-3.10 kJ ·mol -1 △U = Q + W= 40.6+（-3.10）=37.5 kJ ·mol -12－14解：（1）r m B f m Bf m 2f m f m f m 231B)3CO g Fe,s 3CO,g Fe O ,s 3393.51203(110.52)(822.2)26.77kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=⨯-⨯-⨯---=-⋅∑（（，）+2（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ（2）r m B f m Bf m 2f m 2f m f m 21B)CO g H ,g CO,g H O,g 393.510(110.52)(241.82)41.17kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=-----=-⋅∑（（，）+（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ（3）r m B f m Bf m 2f m f m 2f m 31B)6H O l NO,g 5O ,g 4NH ,g 6285.834(90.25)504(46.11)1169.54kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=⨯-⨯-⨯-⨯-=-⋅∑（（，）+4（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ2－15解：乙醇的Θm f H ∆反应r m H ∆Θ为：（4） 2C （s ，石墨）+3H 2（g ）+1/2O 2（g ）= C 2H 5OH （l ），所以：反应（4）=反应（2）×2+反应（3）×3-反应（1）r m r m r m r m -1(4)2(2)3(3)(1)2(393.5)3(571.6)(1366.7)1135.1kJ mol H H H H ∆=∆+∆-∆=⨯-+⨯---=-⋅ΘΘΘΘ对反应2C （s ，石墨）+ 2H 2（g ）+ H 2O （l ）= C 2H 5OH （l ）r m f m f m 2f m 2f m 1()(H O,l)2(H ,g)2(C,s)1135.1(285.83)2020849.27kJ mol H H H H H -∆=∆-∆-∆-∆=----⨯-⨯=-⋅乙醇ΘΘΘΘΘ虽然，该反应的r m H ∆Θ＜0（能量下降有利），但不能由r m H ∆Θ单一确定反应的方向，实际反应中还须考虑其他因素，如：混乱度、反应速率等。
第一章 气体与溶液2、 解:根据理想气体状态方程:nRT V p =可得: RTpV M n ==m 则: mol /0.160.250L101.3kPa K 298K mol L kPa 315.8164.0-11g g pV mRT M ≈⨯⨯⋅⋅⋅⨯==- 该的相对分子质量为16、04、 解:由题意可知,氮气为等温变化,氧气为等容变化kPa 92.350.0mL2.00mL kPa 0.98211N 2=⨯==V V p p kPa 45.43333K 732kPa 0.53121O 2=⨯==K T T p p 根据道尔顿分压定律:kPa 4.4792.345.4322O N ≈+=+=p p p 总7、 解: T =(273+15)K = 288K; p 总 =100kPa; V =1、20L288K 时,p (H 2O)=1、71kPaM (Zn)=65、39则 p 氢气= (100-1、71)kPa = 98、29kPamol 0493.0K288K mol L 8.315kPa L 20.18.29kPa 911-=⨯⋅⋅⋅⨯==-RT pV n 氢气 根据: Zn(s) + 2HCl → ZnCl 2 + H 2(g)65、39g 1molm (Zn)=? 0、0493mol解得m (Zn)=3、22g则杂质的质量分数 w (杂质) = (3、45-3、22)/ 3、45 = 0、06714、 解:因溶液很稀,可设ρ ≈1 g·mL -1(1) 14113L m ol 1054.1K293K m ol L kPa 315.8kPa 10375-----⋅⨯=⋅⋅⋅⋅⨯=∏=RT c (2) mol g LL g cV m n m M /1069.6mol 1054.1010.50515.04143⨯=⋅⨯⨯⨯===--- 血红素的相对分子质量为41069.6⨯(3) K 1086.2kg mol 1054.1mol kg K 86.14141----⨯=⋅⨯⨯⋅⋅=⋅=∆b K T f f K 1088.7kg mol 1054.1mol kg K 512.05141----⨯=⋅⨯⨯⋅⋅=⋅=∆b K T b b(4)由于沸点升高与凝固点下降的值太小,测量误差很大,所以这两种方法不适用。
1/33第4章化学平衡ΔG ?ΔG θ= ΔH θ–T ΔSθΔG T θ= ΔH 298θ–T ΔS 298θ适用于其它温度ΔG θ= ∑v i ΔG f θ(产物) –∑v i ΔG f θ(反应物) 适用于298 K大多数化学反应都是可逆的只有极少数反应是5建立平衡的前提——恒温；封闭体系；可逆反应5平衡建立的条件——正、逆反应速度相等5建立平衡的标志——各物质浓度都不再随时间改变化学平衡有以下几个特点:●客观上，系统的组成不再随时间而变●化学平衡是动态平衡●平衡组成与达到平衡的途径无关p c23你能弄清以下几个平衡常数之间的关系吗？13/33 4.3 van’t Hoff等温式平衡状态时：ΔGmθ= –RT ln Kθ对任意状态气体有：G m= G mθ+ RT ln(p/pθ)推出：ΔG= G mθ+ RT ln Qln Q= Σv i ln[生成物] −Σv j ln[反应物]书写形式与K相同，只是状态不同14/33例: N 2(g) + 3 H 2(g) = 2 NH 3(g)分别计算在298和673 K 时的平衡常数解：298K 时，ΔG θ(298)= 2 ×ΔG f θ(ΝΗ3) = 2 ×(–16.5 ) = –33.0 (kJ/mol)ΔG θ(298)= –2.30RT lg K p θlg K p θ= –ΔG θ(298)/2.30RT= (33.0×103)/(2.30 ×8.31×298)= 5.786K p θ= 6.11×10515/33解：673 K时，ΔG Tθ= ΔH298θ–TΔS298θΔHθ(298)= 2 ×ΔH fθ(ΝΗ3) = 2 ×(–46.1 ) = –92.2 (kJ·mol-1)ΔSθ(298)= 2 ×ΔSθ(ΝΗ3) –ΔSθ(Ν2)–3 ×ΔSθ(Η2)= 2 ×192.51 –191.49 –3×130.6= –198.3 (J·mol-1·K-1)ΔGθ(673) = ΔH298θ–TΔS298θ= –92.2 –673(–198.3 ×10–3)= 41.3 (kJ·mol-1)lg K pθ= (41.3×103)/(2.30 ×8.31 ×673)= –3.211K pθ= 6.15×10–4非标准状态下化学反应的方向：17/33例：由M n O2(s)和HCl制备Cl2(g)的反应为①标态下、298 K 时，反应能否自发？ΔGθ(298) = [-228.0 + 2 (-237.2)] -[(-465.2) + 2 (-131.3)]= 25.4 (kJ/mol) > 0反应非自发M n O2(s) + 4H+(aq) + 2Cl－(aq)= M n2+(aq) + Cl2(g)+ 2H2O(l) -465.2 0 -131.3 -228.0 0 -237.2解：ΔrG mθ= ∑viΔf G mθ(生成物) –∑v iΔf G mθ(反应物)用标态下的热力学数据判断非标态的反应方向20/33例lg K θ= -40.0/2.30 ×8.31×10-3 ×298= -7.02K θ= 9.5 ×10-8 ≈1.00 ×10-7解: (1)某反应A(s) = B(g) + C(s)的ΔG 298θ= 40.0 kJ/mol(1) 计算该反应在298 K 下的K θ(2) 当B 的分压降为1.00 ×10-3kPa 时，正向反应能否自发进行？ΔG 298= 2.30 ×8.31×10-3 ×298 ×lg(lg(1.00 ×10-5/9.48×10-8) = 11.5 kJ/mol > 0 非自发解: (2)Q = P B /P θ= (1 ×10-3)/100 = 1 ×10-5Q 改变5个数量级，仍不能改变反应的方向21/333. 多重平衡在一个平衡体系中，有若干个平衡同时存在时，一种物质可同时参与几个平衡，这种现象称多重平衡。
无机及分析化学计算公式第一章：溶液和胶体理想气体方程：PV=nRT，其中T为开尔文温度表示物质的量浓度：C a=n aV质量摩尔浓度：b a=n am b,其中n a为溶质的量，m b为溶剂的质量质量分数：w a=m am，m a为溶质的质量，m为溶液的质量摩尔分数：x b=n bn，n b为b溶质的物质的量，n为总体物质的量拉乌尔定律：p=p0x b，p为稀溶液的蒸汽压，p0为同种情况下溶剂的饱和蒸汽压，x b为溶剂的摩尔分数沸点和凝固点的计算：k b和k f为沸点和凝固点常数，b B为溶剂的质量摩尔分数沸点：∆T b=k b b B凝固点：∆T f=k f b B渗透压公式：π=cRT第二章：化学反应基本原理反应进度：ξ=∆n b v b∆n b：反应中任意物质的变化量v b：化学计量系数，反应物为负值，生成物为正值热力学第一定律：△U ＝Q + W焓：H =U +pV吉布斯函数：G =H −TS ，T 为开尔文温度，S 为熵∆G ＜0，过程可正向自发进行； ∆G = 0，系统处于平衡态； ∆G ＞0，过程正向不能自发进行 标准平衡常数：① 气相反应，物质的分压用相对分压(p /p)表示2SO 2(g ) + O 2(g ) = 2SO 3(g )K θ=② 液相反应，物质的浓度用相对浓度(c /c) 表示 K θ=第三章：化学分析概论 采样公式：m =Kd a m :采取试样的最低质量/kg d : 试样中最大颗粒的直径/mmK, a : 经验常数, K值在0.02～ 0.15，a 值在1.8 ～ 2.5{p (SO 2)/p Ө}2 {p (O 2)/p Ө}2HAc= H + + Ac -{c (H +)/c Ө}⋅ {c (Ac -)/c Ө}其中X 为测量值，T 为真实值 绝对误差：E a =X −T 相对误差：E r =E a T×100%di 为偏差，X i 为测量值，X 为平均值 平均值：X =X 1+X 2+⋅⋅⋅+X nn绝对偏差：d =X i −X 相对偏差：d r =X ×100%平均偏差：d =|d 1|+|d 2|+⋅⋅⋅+|d n |n=∑|d i |n i=1n相对平均偏差：r =dX×100%μ为总体平均值 总体标准偏差：σ=√∑(X i −μ)2n i=1n相对标准偏差：s r =X×100%第四章：酸碱平衡 解离度：α=√K a θ/c 0 一元酸的型体分布：δ(A －)=K aθc(H +)+K aθ二元酸的型体分布：δ(A 2−)=K a 1θK a 2θ2+a 1θ+a 1θa 2θ三元酸的型体分布：δ(A3−)K a 1θK a 2θK a 3θc 3(H +)+K a 1θc 2(H +)+K a 1θK a 2θc(H +)+K a 1θK a 2θK a 3θ一元弱酸的酸度计算[弱碱同理]：若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ≥500，则c(H +)=√c 0K a θ 若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ<500则，c(H +)=−K a θ+√K aθ2+4c 0K a θ2若c 0K a θ<20K w θ，c 0/K a θ≥500则，c(H +)=√c 0K a θ+K wθ两性物质酸度计算：c 0K a2θ≥20K w θ，c 0<20K a 1θ则c(H +)=√c 0K a1θK a 2θK a 1θ+c 0c 0K a 2θ≥20K w θ，c 0≥20K a 1θ则c(H +)=√K a 1θ×K b 1θ c 0K a 2θ<20K w θ，c 0≥20K a 1θ，则c(H +)=√K a 1θ(c 0K a 2θ+K w θ)c 0缓冲溶液pH 的计算： pH =pK aθ− lg c ac b,其中c a 为共轭酸浓度，c b 为共轭碱浓度缓冲溶液的缓冲范围：pH =pK a θ±1。
普通化学原理-14.4热力学第二定律4.4热力学第二定律 蒸汽机必须在两个温度不同的热源间工作，工作物质从高温热源吸热Q 1，其中一部分转变为W ，另一部分热量Q 2传导至低温热源。
实际热机效率211Q Q =-η永远小于14.4.5 热力学第二定律Q 1Q 2起源 19世纪工业革命时期工程师卡诺对热机效率的研究热力学第二定律的几种表述•克劳修斯的说法：一个自动运作的热机不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。
结论：在不引起其他变化时（关键），热传递不可逆！举例：理想气体的等温膨胀，从热源吸的热就全部转化为功，附带条件（或对环境的影响）是气体体积增大。
热力学第二定律的几种表述•开尔文的说法：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他变化。
结论：在不引起其他变化时（关键），热不能完全转变为功！表明了功热转化的方向性。
第二类永动机永不可成。
其他与热现象有关的实际过程都是热力学的不可逆过程。
热力学第二定律的几种表述孤立体系的总熵变是自发性的判据。
若 ∆S 总 > 0 则过程自发。
•熵增原理在任何自发过程中，系统和环境的熵变化的总和是增加的。
>∆+∆=∆环境系统总S S S热力学第二定律的几种表述>∆+∆=∆环境系统总S S S 孤立系统的热力学过程自发的判据n化学反应自发的判据是什么？用什么物理量来判断其变化的方向和限度？平衡状态总 0=∆S 非自发变化总 0<∆S 自发变化总 0>∆S化学反应自发的判据a）例：•2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ; ∆r H = - 484 kJ·mol-1•C(s)+O2(g) CO2(g); ∆r H = - 394 kJ·mol-1•3Fe(s)+2O2(g) Fe3O4(s); ∆r H = -1121 kJ·mol-1•此类反应发生时系统的能量降低，这是一切自然变化进行的方向。
