北航大学化学习题参考答案-前4章.pdf

习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 1 第一章 热化学 一、判断题（正确的画“一、判断题（正确的画“” ，错误的画“” ，错误的画“” ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2222 二、选择题二、选择题( (填写正确答案填写正确答案) ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CD C BD B C A D D D C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B B D D A D D BC B C 21 22 23 24 25 26 27 28 A C A B A B A D 三、计算题：三、计算题： 1.解：解：乙醇的蒸发过程是等温定压相变过程。 C2H5OH(l)C2H5OH(g)，Hm= 39.2kJmol-1 2 .39 , mmp Hq kJmol-1 51. 310314. 81 3 nRTVpww 体 kJmol-1 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 2 = - 2.92 kJmol-1 1-1 , molkJ3 .36mol2.92kJmolkJ2 .39 体 wqU mpm 即在该蒸发过程中的体积功w为 1- molkJ92. 2,U为 36.3kJmol-1。 2.解：解： lOHHC3aqH16aqOCr2 52 2 72 fHm (298.15K)/ kJ mol-1 1490.3 0 277.69 lCOOHCH3lOH11Cr4 32 3 1999.1 285.83 484.5 rH m (298.15K) B B fHm,B (298.15K) 5 .484383.285111 .19994 1 - 1- molkJ4 .8780 molkJ3 .1490201669.2773 3 解解 由题可知： gCOgOC 22 石墨；rH m,1 (298.15K) 1- molkJ5 .393 lOHgO 2 1 gH 222 ；rH m,2 (298.15K) 1- molkJ8 .285 lOH2gCOgO2gCH 2224 ； rH m,3 (298.15K) 1- molkJ4 .890 gCHg2HC 42 石墨；rH m,4 (298.15K)= ? 由+2得反应式，根据盖斯定律，故 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 3 rHm,4 (298.15K)=rHm,1 (298.15K)+2rHm,2 (298.15K)rHm,3 (298.15K) = 1- molkJ4 .8908 .28525 .393 1- molkJ7 .74 4 解解 2N2H4 (l) + N2O4 (g)= 3N2 (g) + 4H2O(l) fHm(298.15K)/kJmol-1 50.63 9.16 0 -285.83 则该反应的Hm(298.15K) = -1253.74 kJmol-1 -1253.741000 / 232 = 1.9610 4 kJ PV=nRT V= nRT / P = 0.384 m3= 384 L 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 4 第二章 化学反应的基本原理 一、一、 判断题（正确的画“判断题（正确的画“” ，错误的画“” ）” ，错误的画“” ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2222 2323 2424 25 26 2727 28 29 30 31 3232 3333 3434 35 36 3737 38 39 40 41 4242 4343 4444 45 4646 47 48 49 5050 51 5252 二、选择题二、选择题( (填写正确答案填写正确答案) ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D B D D B BC B A B C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A C D A C A A B D B 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 C A A D A D BC A B B 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 5 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 A B B B A C A B A B 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 B B CD C D A B D B D 三、三、填空题填空题 1 在在 298.15K 下液态水的标准摩尔生成焓；下液态水的标准摩尔生成焓； 在在 298.15K 下水合下水合 H+离子的标准摩尔熵；离子的标准摩尔熵； 在在 298.15K 下液态水的标准摩尔生成下液态水的标准摩尔生成吉布斯函数吉布斯函数； 在在 298.15K 下反应的标准摩尔熵变；下反应的标准摩尔熵变； 在在 298.15K 下反应的下反应的摩尔吉布斯函数摩尔吉布斯函数变；变； 2 基本不变；基本不变；增大；减小；增大；增大。 四四、计算题：计算题： 1 解解(1) H (298.15K) = -46.11 kJ mol-1 S (298.15K) = -99.27 J mol-1 K-1 G (TK) -46.11103 -T(-99.27)0 T 46.11103 / 99.27 = 464.5K (2) G (464.5K) 0 K1 (464.5K) 1 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 6 (3) G (564.5K) -46.11103 (564.5K)(-99.27) = 9.93 kJ mol-1 ln K2 (564.5K) = -G (564.5K) / RT = - 9.93103 / 8.314564.5= -2.12 K2 (564.5K) = 0.12 2.解：解： (g)2SO (g)O (g)2SO 322 /mol 0 n 8.0 4.0 /moln 8.0-2x 4.0-x 2x， xxxxn 1220 . 420 . 8mol/ 体积一定，体积一定，mol 8 . 8 0 . 1 2 . 2 mol 0 .12 0 0 p p nn ，mol 3.2 x 22 3 O 2 SO 2 SO pp pp K pnn npn 22 3 O 2 SO 2 SO )( 80 2 . 28 . 06 . 1 0 . 18 . 82 . 34 2 2 转化率转化率%80%100 0 . 8 4 . 6 3.解：解： 2CO(g)Si(s)2C(s)SiO2 石石 SiO2(s) C(石石) Si(s) CO(g) 1 f molkJ/ m H -910.94 0 0 -110.52 11 m molKJ/ S 41.84 5.74 18.83 197.56 1 mf molkJ/ G -856.67 0 0 -137.15 (1) 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 7 0molkJ37.582)( 1 f B mBm BGG 非自发非自发 (2) 0molKkJ1063.360molkJ90.689 )K15.298()K15.298()( 113 C 1 C T STHTG m m m K1913 C T (3) 0molkJ30.329molkJ1063.360100090.689 )K15.298()K15.298()( 113 m m m STHTG 61.39ln r RT G K m 18 1029. 6 K 4 解解 由公式 rG m = KRTlg303. 2 rG m(T) =rH m (T)TrS m(T) 可得 12 21 1 2 ln TT TT R H K K mr 依题意 11 2 109 . 1 K， 19 1 109 . 3 K K15.1500K15.2731227 2 T K15.1000K15.273727 1 T 1-1 molKJ314. 8R 将有关数据代入可得 rH m 21 1212 ln TT TTRKK 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 8 1 - 19 11 molJ 15.100015.1500 15.100015.1500314. 8 109 . 3 109 . 1 ln 1-13 molkJ6 .441molJ106 .441 所求反应的热效应为 1- molkJ6 .441 5 解解 gNOCl2gCOgNO2 依题意该反应符合质量作用定律，因此： (1) 2 2 ClNO cck (2)其反应级数为 2+1=3，即该反应为三级反应。 (3)若将容器体积增大到原来的 2 倍， 则 c(NO)、 c(Cl2)均将减小到原来的 2 1 ， 此时 2 22 2 ClNO 8 1 2 Cl 2 NO cck cc k 即反应速率减小到原来的 8 1 倍。 (4)若 NO 的浓度增加到原来的 3 倍，则此时 2 2 2 2 ClNO9ClNO3cckcck 即反应速率增大到原来的 9 倍。 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 9 第三章 水化学 一、一、 判断题（正确的画“判断题（正确的画“” ，错误的画“” ）” ，错误的画“” ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2222 2323 2424 25 26 2727 28 29 30 31 3232 3333 3434 35 36 3737 二、选择题二、选择题( (填写正确答案填写正确答案) ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D B A A B C B B D A 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C AC AB BC B A BC B C B 21 2222 2323 2424 25 26 2727 28 29 30 C C C B B C B B A C B 31 3232 3333 3434 35 36 3737 38 39 40 B C D B A C B C D A 41 42 43 44 45 46 47 A CD AD B BC D A 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 10 三、三、填空题填空题 1 p = 2322Pa ， Tb = 100.22C ， Tf = -0.78C = 1023.6kPa 2. pH 值= 9.70 ；pH 值= 12.65 ； 3只能作酸的有：只能作酸的有：HCl、H2S；只能作碱的有：；只能作碱的有：Ac 、 、NO2 、 、CO32 ； ； 既可作为酸又可作为碱的有：既可作为酸又可作为碱的有：HS 、 、H2PO4 、 、H2O 。 4. (1) pH 值= 9.26 ； (2) pH 值= 5.27 ； (3) pH 值= 1.7 ； 5. （3） （1） （5） （6） （2） （4） 6. pH 基本不变基本不变 解离度解离度 pH 溶解度溶解度 。 7. 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 11 四、计算题四、计算题 1 解 混合溶液总体积为 100cm3，则某一元弱酸 HA 浓度为： 0.100mol dm-350.0cm3/100cm3=0.050mol dm-3 KOH 溶液的浓度为： 0.100mol dm-320.0cm3/100cm3=0.020mol dm-3 一元弱酸 HA 与 KOH 中和后，HA 过量，组成 HA A缓冲溶液，其中 ceq(HA)(0.0500.020) mol dm-3 =0.030mol dm-3 ceq(A )0.020 mol dm-3 已知 pH= 5.25= cc/Hlg eq 36-eq dmmol1062. 5H c 6-6- eq eqeq a 107 . 3030. 0020. 01062. 5 HA AH HAK c cc 。 2解 查溶度积常数表： 13- 2 109 . 1OHMn sp K 5- 23b 108 . 1OHNH K NH4Cl 的摩尔质量为 53.5g mol-1。 根 据 溶 度 积 规 则 ， 不 生 成 Mn(OH)2沉 淀 的 条 件 是 Qc sp K, 即 c(Mn2+)c2(OH-) sp K(Mn(OH)2)。 故有 c(OH-) 2 2sp Mn OHMn c K 两溶液等体积混合后浓度减半。溶液总体积为 0.20dm3。 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 12 c(Mn2+) 3-3- dmmol10. 0dmmol 2 20. 0 c(OH-) 3-6-3- 13- dmmol104 . 1dmmol 10. 0 109 . 1 而形成 Mn(OH)2的 OH-由 NH3 H2O-NH4Cl 的缓冲溶液提供： 3-3- 23 dmmol005. 0dmmol 2 010. 0 OHNHc NH3 H2O 4 NH + OH- 平衡浓度/mol dm-3 0.0051.410-6 x+1.410-6 1.410-6 6 66 23 - 4 b 104 . 105. 0 104 . 1104 . 1 OHNH OHNH x c cc K = 1.810-5 x = 0.064，c(NH4Cl) = 0.064mol dm-3 所以，W(NH4Cl) = 53.50.0640.20g = 0.68g 3解：查溶度积常数表： 15- 2 102 . 1OHPb sp K 31- 3 103 . 6OHCr sp K (1) 根据溶度积规则， 老派可分别计算出生成 Pb(OH)2和 Cr(OH)3沉淀所需 OH 的最低浓度。 Pb2+(aq) + 2OH (aq) Pb(OH)2(s) -22 2 OHPbOHPbccKsp 3- 2- 15- 2 2sp - dmmol 100 . 3 102 . 1 Pb OHPb OH c K c 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 13 = 2.010-7mol dm-3 Cr3+(aq) + 3OH (aq) Cr(OH)3(s) -3 3 OH3CrOHCrccKsp 3- 2- 31- 3 3 3sp 3 - dmmol 100 . 2 103 . 6 Cr OHCr OH c K c = 3.110-10mol dm-3 可见在 Pb2+ 和 Cr3+共存的条件下， Cr(OH)3沉淀的 c(OH )小于 Pb(OH) 2沉 淀的 c(OH )，所以 Cr(OH) 3先析出沉淀。 (2)当 Cr3+离子完全沉淀时所需的 c(OH )为 3- 5- 31- 3 - dmmol 10 101 . 6 OH c = 3.910-9mol dm-3 3 9- 4-1 - w dmmol 103.9 100 . 1 OH H c K c = 2.510-6mol dm-3 pH=5.6 而 Pb2+开始沉淀时的 c(OH ) =2.010-7mol dm-3，pH=7.3。所以要分离这 两种离子，溶液 pH 值应控制在 5.67.3 范围。 4解 查溶度积常数表： 17- 103 . 8AgI sp K 12- 32 101 . 8COAg sp K aqI2sCOAgaqCOsAgI2 - 32 -2 3 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 14 32sp 2 sp -2 3 -2 COAg AgI CO I K K c c K 22- 12- 2 17- 105 . 8 101 . 8 103 . 8 22 -2 3 2 -2 3 -2 105 . 8 CO 010. 0 CO I cc c c(CO3 ) =1.21017mol dm-3 Na2CO3的最初浓度为 3-173-17 dmmol102 . 1dmmol102 . 1 2 010. 0 ， 由于 Na2CO3饱和溶液根本达不到 1.21017mol dm-3，因此这种转化难以实现。 5 解 根据废水排放标准，要求废水中： -1-33-2 molg112mdg1010. 0Cd c =8.910-7mol dm-3 为使 Q s K以生成 Cd(OH)2沉淀，需使 2 2s - CdOHCdOHcKc 3-7-15- dmmol109 . 80127. 5 =7.710-5mol dm-3 pOH =lg7.710-5 =4.1 则废水中的 pH 应是：14pOH-14pH4.1 =9.9 6 (1) Hg2+(aq)+ FeS(s) = Fe2+(aq)+ HgS(s) (2) K= Ksp(FeS) / Ksp(HgS) = 2.471033 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 15 (3) 设处理后废水中 Hg2+(aq)的含量最低为 x Hg2+(aq)+ FeS(s) = Fe2+(aq)+ HgS(s) x 5 104-x 5 104-x / x= 2.471033 x= 2.010-37 (4) 完全 7. 解 Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+ K 稳=1.1210 7 从定性看： K 稳很大，正向反应的程度很大 c(Ag+) c(NH3) 可以设想起始的 Ag+ 全部转变成了Ag(NH3)2+ ，再有Ag(NH3)2+解离出部分的 Ag+ 设解离出的 c(Ag+) = x Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+ x (0.5- 2 0.10)+2x 0.10-x K 稳 = (0.10-x) / x(0.3+2x)2 = 1.12107 K 稳很大， x 较小 0.10-x 0.10 0.3+2x 0.3 x = 9.910 -8 mol dm-3 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 16 8. AgBr + 2S2O32- = Ag(S2O3)23- + Br - 2.0-2x x x K= K 稳 （Ag(S2O3)23-）KSP(AgBr) = 2.881013 5.3510-13 =15.4 x= 0.97 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 17 第四章 电化学 一、一、 判断题（正确的画“判断题（正确的画“” ，错误的画“” ）” ，错误的画“” ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2222 2323 2424 25 26 2727 28 29 30 二、选择题二、选择题( (填写正确答案填写正确答案) ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D C C C D C D C D C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C A D B B A B D C C 21 2222 2323 2424 25 26 2727 28 29 D A A C ABC A A AD BC C 三、三、填空填空 1. Pt| )(Cr),(H),(OCr|)(Sn),(Sn|Pt 3 2 72 42 ccccc 2. （1）E = = 0.235 V； （2） G m/kJ mol-1= -45.3 ； （3）K = 8.8107 ； （4）c(I )= 1.0710-4 mol L-1 3. c(H+)= 3.910-5 mol L-1 ； 4. E = 0.57 V ； 5. = 1.66 V。 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 18 6. c(Zn2+)= 1.1810-2 mol L-1 ； ( H+/ H2)= -0.28 V； pH= 4.7 ； c(H+)= 1.810-5 mol L-1； Ka=1.810-5； Gm,298K= -104 kJ mol-1； G平平= 0 kJ mol-1； K = =5.81025。 7. （1）阳极： Ni - 2e- = Ni2+ 阴极： Ni2+ + 2 e- = Ni； (2) 阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2(g) ； 阴极： Mg2+ + 2 e- = Mg； ； （3） 阳极： 4OH- - 4e- = O2 (g) + 2H2O ； 阴极： 2H+ + 2 e- = H2(g) 。 四四、计算题、计算题 1解 查标准电极电势表：V799. 0AgAg V76. 0ZnZn2 2Ag+(aq) + Zn(s) 2Ag(s) + Zn2+(aq) 起始浓度/mol dm-3 0.10 0.30 平衡浓度/mol dm-3 x 2 1 . 0 30. 0 x 当达到平衡时： ZnZnAgAg 2 所以 22 Znlg 2 0.0592 ZnZnc Ag0.0592lgAgAgc x x lg0592. 0799. 0 2 1 . 0 30. 0lg 2 0592. 0 76. 0 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 19 解之 27 102 . 2 x，即 c(Ag+) 3-27 dmmol102 . 2 也可直接用电池的 Nernst 方程式求算： Ag Zn lg 2 0592. 0 2 2 c c EE 当反应处于平衡时： E=0 而 ZnZnAgAg 2 E V559. 1V76. 0799. 0 Ag 35. 0 lg 2 0592. 0 559. 10 2 c 解之 c(Ag+) 3-27 dmmol102 . 2 2 (1) 电极反应通式： Zn2+ + 2e = Zn （Zn2/Zn）= （Zn2/Zn）- 0.05917/n lg(1/c(Zn2+) ) -0.82= -0.763 + 0.05917 / 2 lg(c(Zn2+) ) c(Zn2+) = 1.1810-2 mol L1 (2) E （H/ H2）- （Zn2/Zn） （H/ H2）E+ （Zn2/Zn） =0.540+(-0.82) = -0.28 电极反应通式： 2H+ + 2e = H2 （H/ H2）= （H/ H2）- 0.05917/2 lg(p(H2)/c2(H+) ) -0.28 = 0 - 0.05917/2 lg(1/c2(H+) ) c(H+)= 1.8510-5 mol L1 pH= 4.7 (3) HA = H+ + A- 习题答卷习题答卷 班级学号班级学号_ 姓名姓名_ 分数分数_ 20 起始 0.05 0 0.05 平衡 0.05-x x 0.05+x x= 1.8510-5 0.05 x 0.05 Ka = x =1.8510-5 3解 由电对 H+/H2知其电极反应为 2H+(aq) + 2e-H2(g) 依 Nernst 方程得 2 HH H H lg 2 0592. 0 HH 2 2 2 c pp 当 p(H2) =101.325kPa 时， 2 HH Hlg0592. 0 H 1 lg 2 0592. 0 0 2 c c = 0.0592pH 当 pH=4.008 时， V412. 0 1 E 在缓冲体系中 V427. 0 2 E 由于负极的电极电势是恒定的，所以 21 EE 即 0.4120.427 = 0.0592pH1(0.0592pH2) 将 pH1=4.008 代入，求得 pH2=3.75 即 c(H+) 3-4 dmmol108 . 1 习题答卷习