new无机化学上习题答案

1第5章 化学热力学5-6测得 2.96g氯化汞在407的1L容积的真空系统里完全蒸发达到的压力为60kPa, 求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。 9.278160)34(3.892PVmRTM ：解 2HgCl : .7l分 子 式 为的 式 量5-825 时将相同压力的5.0L氮气和15L氧气压缩到一个10.0L的真空容器中，测得总压为150kPa，求两种气体的初始压力；求混合气体中氮和氧的分压；将温度上升到210，容器的总压。由于混合前氮气和氧气的压力相同，因此可以假定它们混合过程为等压混合（只混合，不改变压力） ，则根据分体积的定义，氮气和氧气混合前的体积则为分体积，混合后的总体积为15+5 = 20L，混合后的初始压力（体积20L)与混合前两种气体的初始压力相同。然后再把混合气体体积压缩到10L。5-9. 25，1.47MPa 下把氨气通入容积为 1.00L 刚性密闭容器中，在 350下用催化剂使部分氨分解为氮气和氢气，测得总压为 5MPa，求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压。kPaVP75201 VP (1) 1221 解 kaXN5.12.3750 .370)2(22O PTP498)( )3(21 312.4701 .598 0.6.(27)PVnmolRTl解22NH3 = N2 + 3H2n平 0.593-2x x 3x0.593 -2x +x +4x = 0.965 x =0. 186mol5-10. 某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为6930Pa，在铂催化剂下发生如下反应：C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g) ,反应结束时温度降至原温度后测得总压为4530Pa。求原混合气体中乙烯的摩尔分数。解： C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g)P始 X Y 0P终 0 Y-X XP始 = X+Y = 6930Pa P终 = Y-X+X = 4530Pa346.0695 Y乙 烯5-14.反应 CaC2(s) + 2H2O(l) = Ca(OH)2(s) +C2H2(g) 在298K下的标准摩尔热力学能变化量为-128.0kJ.mol -1,求该反应的标准摩尔焓变。解：H = U +P V = U +RTB(g)= -128.0 +8.31410-32981= -125.5 kJ.mol-120.186%2.75933.0.96NHX20.18.39578.N MPaPNH14.529.036.1.2 aH89.57.0235-16. 已知 Al2O3(s)和MnO 2(s)的标准摩尔生成焓为-1676kJ.mol-1和-521kJ.mol -1,计算1g铝与足量MnO 2(s)反应产生的热量。解： 4Al(s) + 3MnO2(s) = 2Al2O3(s) + 3Mn(s) fH m /kJmol-1 0 -521 -1676 0 rHm = 2(-1676) - 3(-521) = -1789kJ.mol-15-17. 已知Cl -(aq)的标准摩尔生成焓为-167.5kJ.mol -1，计算1molHCl(g)溶于足量水中释放出多少热？解： HCl (g) +(aq) = H+ (aq) + Cl- (aq) fH m /kJmol-1 -92.307 0 -167.5 rH m= (-167.5) - (-92.307) = -75.2kJ.mol-15-21解答：22353111(,)0(,)4(),12(39.50)4.8357647rmfmfmfmCOgHOgHCNOlkJolkJolMJolAAA5-25. 已知N 2、NO和O 2的解离焓分别为941.7kJ.mol -1、631.8 kJ.mol-1和493.7kJ.mol -1,仅利用这些数据判断NO在常温常压下能否自发分解。解： 2NO(g) = N2(g) + O2(g) rH m= 2631.8 941.7 493.7 = -171.8kJ.mol-1 反应前后气体分子数相同，S 变化不大。 反应的G 主要取决于H ， 故G 0，反应自发。5-26. 下列反应是熵增还是熵减反应？葡萄糖燃烧；乙炔燃烧；碳酸氢钠分解；kJ56.1)789(241Q 4铁丝燃烧；甲烷与水蒸气反应生成水煤气；甲烷与氧气反应生成合成气。解： C 6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) 2C 2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) 2NaHCO 3(s) = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) 3Fe(s) + 2O 2(g) = Fe3O4(s) CH 4(g) + H2O(g) = CO (g) + 3H2(g) 2CH 4(g) + O2(g) = 2CO(g) + 4H2(g)、 S 0 、 S 05-28. 碘钨灯灯内发生如下可逆反应：W(s) + I2(g) = WI2(g) fG m /kJ.mol-1 0 19.327 -8.37S m /J.mol-1.K-1 33.5 260.69 251 求623K时，上式反应的 rG m 估算WI 2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。解： rG 298 = -8.37-19.327 = -27.697kJ.mol-1 rS 298 = 251-33.5-260.69 = -43.19 J.mol-1.K-1 rH298 = rG 298 +298 rS 298 = -27.697 + 29810-3( -43.19)= - 40.568 kJ.mol-1 rG 623 rH298 - 623 rS298= - 40.568 - 623 (-43.19)10-3= -13.66 kJ.mol-1 WI2(g) = W(s) + I2(g) 5 rH298 = 40.568 kJ.mol-1 rS 298 = 43.19 J.mol-1.K-15-29用凸透镜聚集太阳光加热分解倒置在液汞上的装满液汞试管内的氧化汞，使其分解。估算：使氧气的压力达到标态压力和1kPa所需的最低温度，并估计为使氧气压力达1kPa ，试管的长度至少为多长？解： HgO(s) = Hg(s) + O2(g) fHm/kJ.mol-1 -90.46 0 0Sm/J.mol-1.K-1 71.1 76.02 205.138 rH298 = 90.46 kJ.mol-1 rS298 = 1/2205.138 + 76.02 -71.1 = 107.5J.mol-1 K-1 标态下的分解温度1kPa下的分解温度 试管的长度应大于760mm。KT5.841.0796KT3.714)0ln(314.8507962/KT3.91.43056865-30解答：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)298 1129822(,)(,)2(,)(3.50)9.510.5746.8,(,)(,)(,)1.61.74.6.69.rfmfmfmrmmmmHCOgHNOgCgkJolkJolSSSSAA13298-.0=758r JKlHTKS 5-31石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解？若在一个用真空泵不断抽真空的系统内，系统内的气体压力保持10Pa，加热到多少度才能分解？解： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) fHm /kJ.mol-1 -1206.92 -635.09 -393.509Sm /J.mol-1.K 1 92.9 39.75 213.74 rH298=(-393.509)+(-635.09)(-1206.92)=178.321 kJ.mol-1 rS298 = 213.74 + 39.75 92.9 = 160.59 J.mol-1.K 1 标态下的分解温度 TT4.1059.67832710Pa下的分解温度 第6章 化学平衡6-1 写出下列各反应的标准平衡常数表达式和实验平衡常数表达式. 2SO 2(g) + O2(g) = 2SO3(g). NH 4HCO3(s) = CO2(g)+NH3(g) +H2O(g) CaCO 3(s) = CaO(s) + CO2(g) CO 2(g) = CO2(aq)解：6-2 (1) K1 = K2 = (2.210-3)2 = 4.8410-6(2) K2 = 1/ K = 1/2.210-3 = 4.551026-4 测得合成氨反应在 500的平衡浓度分别为 ：H 2=1.15mol/L,N2KJRSHT 9.751)0.ln(314.859.6072ln/223OSPPK 223OSPKP/OHNC232 HNC232P/2OPK 2OK/2CO 2CP8=0.75mol/L,NH3= 0.26mol/L,求K 、K c以及K P（分别用Pa和bar为气体的压力单位） 。解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)6-5 已知 ： HCN = H + + CN- K1 = 4.910-10 NH 3+H2O =NH4+OH- K2 = 1.810-5 H 2O = H+ + OH- K3 = 1.010-14求反应 NH3 + HCN = NH4+ +CN- 的平衡常数。解： + - 得： NH3 + HCN = NH4+ +CN-6-6 反应CO + H2O = CO2 + H2 在749K时的平衡常数K =2.6 设反应起始时CO和H2O的浓度均为1mol/L; 起始时CO和H 2O的摩尔比为1：3，求CO的平衡转化率。用计算结果说明勒沙特列原理。解： n = 0 Kc= KP = K CO + H2O = CO2 + H2 C平 1-x 1-x x x CO + H2O = CO2 + H2 2232 )/( 0593.1.7506HlmoKC 215204.)73814(0593.)( PaRTnCP 252. brK 8.010.9.45321 K6% 0.X6.)1(2 XK9C平 1-x 3-x x x计算结果说明，增大反应物的浓度，平衡向生成物方向移动。6-7 将 SO3固体置于一反应器内，加热使SO 3气化并令其分解，测得温度为 900K，总压为P 时，气体混合物的密度为 = 0.925g/dm3，求SO 3的解离度。解： 21.691034.8925.PRTMSO3 = SO2 + O2 n平 1-X X X/2 n = 1+X/26-8 已知反应N 2O4 = 2NO2 在308K下的标准平衡常数K 为0.32。求反应系统的总压力为P 和2P ，N 2O4的解离度及其比。用计算的结果说明勒沙特列原理。解： N2O4 = 2NO2 n平 1-x 2x n = 1+x 将P = P 和 2P 代入解得： x1= 27.2% x2=19.6%即增大压力，平衡朝缩小气体体积的方向移动。%68 0. X6.2)3(12 XK0.31.6928013SO PxPxKON )(412/ 2242 P 1 平106-9 为使 Ag2O在常温下分解，氧的分压应降为多大？解： Ag2O(s) = 2Ag(s) + O2(g) fGm /kJmol-1 -11.2 0 0rGm = 11.2 kJmol-16-12 在693K和723K下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分别为5.1610 4和1.08105Pa，求在该温度区域内分解反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵变。解： HgO(s) = Hg(g) + O2(g)P平 X X/2 P总