无机化学课后习题.答案内容(天大第四版)
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-_ 第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案
1.解:mrH = 3347.6 kJ·mol1;mrS = 216.64 J·mol1·K1;mrG = 3283.0 kJ·mol1 < 0 该反应在298.15K及标准态下可自发向右进行。 2.解: mrG = 113.4 kJ·mol1 > 0 该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。 (2)mrH = 146.0 kJ·mol1;mrS = 110.45 J·mol1·K1;mrG = 68.7 kJ·mol1 > 0 该反应在700 K、标准态下不能自发进行。 3.解:mrH = 70.81 kJ·mol1 ;mrS = 43.2 J·mol1·K1;mrG = 43.9 kJ·mol1 (2)由以上计算可知: mrH(298.15 K) = 70.81 kJ·mol1;mrS(298.15 K) = 43.2 J·mol1·K1
mrG = mrH T ·mrS ≤ 0
T ≥K) (298.15K) (298.15mrmrSH = 1639 K
4.解:(1)cK = O)H( )(CH )(H (CO) 2432cccc pK = O)H( )(CH )(H (CO) 2432pppp K = pppppppp / O)H( /)(CH / )(H / (CO) 2432 (2)cK = )(NH )(H )(N 3232212ccc pK = )(NH )(H )(N 3232212ppp K = pppppp/ )(NH /)(H /)(N 3232212 (3)cK =)(CO 2c pK =)(CO 2p K =pp/)(CO 2
(4)cK =3232 )(H O)(H cc pK = 3232 )(H O)(H pp
K= 3232 /)(H /O)(H pppp 5.解:设mrH、mrS基本上不随温度变化。 mrG = mrH T ·mrS
mrG(298.15 K) = 233.60 kJ·mol1
mrG(298.15 K) = 243.03 kJ·mol1 -_ Klg(298.15 K) = 40.92, 故 K(298.15 K) = 8.31040
Klg(373.15 K) = 34.02,故 K(373.15 K) = 1.01034
6.解:(1) mrG=2mfG(NH3, g) = 32.90 kJ·mol1 <0 该反应在298.15 K、标准态下能自发进行。 (2) Klg(298.15 K) = 5.76, K(298.15 K) = 5.8105
7. 解:(1) mrG(l) = 2mfG(NO, g) = 173.1 kJ·mol1 1lgK= RTG 303.2)1(mf = 30.32, 故 1K= 4.81031
(2)mrG(2) = 2mfG(N2O, g) =208.4 kJ·mol1 2lgK= RTG 303.2)2(mf = 36.50, 故 2K= 3.21037
(3)mrG(3) = 2mfG(NH3, g) = 32.90 kJ·mol1 3lgK= 5.76, 故 3K= 5.8105
由以上计算看出:选择合成氨固氮反应最好。
8.解:mrG = mfG(CO2, g) mfG(CO, g) mfG(NO, g) = 343.94 kJ·mol1< 0,所以该反应从理论上讲是可行的。 9.解: mrH(298.15 K) = mfH(NO, g) = 90.25 kJ·mol1 mrS(298.15 K) = 12.39 J·mol1·K1
mrG(1573.15K)≈mrH(298.15 K) 1573.15mrS(298.15 K)
= 70759 J ·mol1 Klg(1573.15 K) = 2.349, K(1573.15 K) = 4.48103
10. 解: H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡分压/kPa 2905.74 χ 2905.74 χ 2χ
22)74.2905()2(xx= 55.3
χ= 2290.12 p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPa
n = pVRT = 3.15 mol 11.解:p (CO) = 1.01105 Pa, p (H2O) = 2.02105 Pa p (CO2) = 1.01105 Pa, p (H2) = 0.34105 Pa CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始分压/105 Pa 1.01 2.02 1.01 0.34 J = 0.168, pK= 1>0.168 = J,故反应正向进行。
12.解:(1) NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 平衡分压/kPa x x -_ K= / S)(H / )(NH 23pppp= 0.070
则 x= 0.26100 kPa = 26 kPa 平衡时该气体混合物的总压为52 kPa (2)T不变,K不变。 NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 平衡分压/kPa 25.3+y y
K= / / ) 25.3pypy( = 0.070
y= 17 kPa
13.解:(1) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
平衡浓度/(mol·L1) 0.250.070.0 0.250.0 0.250.0
cK = ) PCl()Cl()PCl(523ccc = 0.62mol· L1, (PCl5) = 71%
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 平衡分压 0.20VRT 0.5VRT 0.5VRT
K=pppppp/ )(PCl /) (Cl /)(PCl 523
= 27.2 (2) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
新平衡浓度/(mol·L1) 0.10 + y 0.25 y 0.25 +y210.0
cK= )10.0()30.0)(25.0(yyymol·L1 = 0.62mol· L1 (T不变,cK不变)
y=0.01 mol·L1,(PCl5) = 68% (3) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 平衡浓度/(mol·L1) z35.0 z 0.050 +z
cK= zzz35.0)050.0(= 0.62 mol·L1
z= 0.24 mol·L1,(PCl5) = 68%
比较(2)、(3)结果,说明最终浓度及转化率只与始、终态有关,与加入过程无关。
14.解: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡浓度/(mol·L1) 1.0 0.50 0.50
cK= 32223)H()N()NH(ccc
=21)L · mol(0.2 若使N2的平衡浓度增加到1.2mol· L1,设需从容器中取走x摩尔的H2。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 新平衡浓度/(mol·L1) 1.2 0.50+(30.2) x 0.5020.20 -_ cK=2132)L · mol()02350.0(2.1)20.0250.0(x=21)L · mol(0.2
x=0.94
15. 解:(1)α(CO)=61.5%;(2)α(CO)=86.5%; (3)说明增加反应物中某一物质浓度可提高另一物质的转化率;增加反应物浓度,平衡向生成物方向移动。
16.解: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) 平衡分压/kPa 10179.2 = 21.8 286 79.2/2 = 246 79.2
K(673K)=pppppp/)(O/(NO)/)(NO2222= 5.36
mrG= KRTlg303.2,mrG(673 K) = 9.39 kJ·mol1
17.解: mrG(298.15 K) = 95278.54 J·mol1 mrG(298.15 K) = mrH(298.15 K) 298.15 K·mrS(298.15 K)
mrS(298.15 K) = 9.97 J·mol1·K1,mrG(500 K) ≈97292 J·mol1
Klg(500 K) = 0.16, 故 )K500(K=1.41010
或者 12lnKK≈ RH)K15.298(mr2112TTTT,K(500 K) = 1.41010 18.解:因mrG(298.15 K) = mrG(1) +mrG(2) = 213.0 kJ·mol1 <0, 说明该耦合反应在上述条件可自发进行。
第3章 酸碱反应和沉淀反应 习题参考答案 解:(1)pH=-lg c(H+)=12.00 (2)0.050mol·L-1HOAc溶液中, HOAc H+ + OAc- c平/(mol·L-1) 0.050-x x x
5108.1x0.050xx)HOAc()OAc()H(Kc
cc
a
c(H+) = 9.5×10-4mol·L-1 pH = -lg c(H+) = 3.02
2.解:(1)pH = 1.00 c(H+) = 0.10mol·L-1 pH = 2.00 c(H+) = 0.010mol·L-1 等体积混合后:c(H+) =(0.10mol·L-1+0.010mol·L-1)/2 = 0.055 mol·L-1 pH = -lgc(H+) = 1.26 (2)pH = 2.00 c(H+) = 0.010mol·L-1 pH = 13.00 pOH = 14.00-13.00 = 1.00, c(OH-) = 0.10mol·L-1 等体积混合后:-1-10.010molL(H)0.0050molL2c