大学化学(第二版)部分习题参考答案.ppt

第一章部分习题参考答案 0 2 16 45 32 90 kJ mol 1 P33 6题 解题思路解 查附录4中有关数据如下 2NH3 g N2 g 3H2 g fHm 298 15K kJ mol 1 46 1100Sm 298 15K J mol 1 K 1 192 45191 50130 684 fGm 298 15K kJ mol 1 16 4500 rGm 298 15K vi fGm 生成物 vi fGm 反应物 解 1 T 298 15K rGm T rHm 298 15K T rSm 298 15K 92 22 398 15 198 65 10 3 13 13 kJ mol 1 根据 rGm T rHm 298 15K T rSm 298 15K 计算 2 T 398 15K rSm 298 15K viSm 生成物 viSm 反应物 191 50 3 130 684 2 192 45 198 65 J mol 1 K 1 rHm 298 15K vi fHm 生成物 vi fHm 反应物 0 2 46 11 92 22 kJ mol 1 2NH3 g N2 g 3H2 g 3 T 300 300 273 15K 573 15K 根据 rGm T rGm T 2 303RTlgQ计算 rGm T rHm 298 15K T rSm 298 15K 92 22 573 15 198 65 10 3 21 63 kJ mol 1 Q 100 rGm T rGm T 2 303RTlgQ 21 63 2 303 8 314 10 3 573 15 lg 100 0 318 kJ mol 1 p O2 101 325Kpa 21 21 28Kpa 解 查表可知 Sn s O2 g SnO2 s fGm 298 15K kJ mol 1 00 519 7 P33 3题 解题思路 Q 4 699 当T 298 15K时 rGm T rGm 298 15K rGm 298 15K vi fGm 生成物 vi fGm 反应物 519 7 0 519 7 kJ mol 1 1 根据 rGm T rGm T 2 303RTlgQ计算 P O2 10 89 04Kpa lgQ 91 04 则 Q 1091 04 即 rGm T rGm T 2 303RTlgQ 0 非自发 rGm T 2 303RTlgQ 0 2 使Sn在常温空气中不被氧化 应使反应非自发 Q 1091 04 常温空气中使Sn不被氧化所需O2最高压力应低于10 89 04Kpa rGm 298 15K 2 303 8 314 10 3 298 15 lg 4 699 515 86 kJ mol 1 0 向正方向自发进行 金属锡制件在常温的空气中能被氧化 rGm T rGm T 2 303RTlgQ Sn s O2 g SnO2 s P34 8题 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300 试计算该反应 N2 g O2 g 2NO g 在1300 时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数K 解 查表知 N2 g O2 g 2NO g fHm 298 15K kJ mol 1 0090 25Sm 298 15K J mol 1 K 1 191 50205 14210 76 rHm 298 15K vi fHm 生成物 vi fHm 反应物 2 90 25 180 50kJ mol 1 rSm 298 15K viSm 生成物 viSm 反应物 2 210 76 191 5 205 14 24 88J k 1 mol 1 rGm T rHm T T rSm T lgK rGm 2 303RT 141 36 2 303 8 314 10 3 1573 15 4 69 T 1300 1300 273 15 1573 15K rGm T rHm 298 15K T rSm 298 15K 180 50 1573 15 24 88 10 3 141 36kJ mol 1 K 10 4 69 2 0 10 5 答 略 P33 4题 解题思路 查附录4可知 CaO s SO2 g 1 2O2 g CaSO4 s fHm 298 15K kJ mol 1 635 09 296 830 1433Sm 298 15K J mol 1 K 1 39 75248 22205 14106 7 1 在标准态下自发进行的温度T的计算 rSm 298 15K viSm 生成物 viSm 反应物 1 106 7 1 39 75 1 248 22 1 2 205 14 283 84J mol 1 K 1 rHm 298 15K vi fHm 生成物 vi fHm 反应物 1 1433 1 635 09 1 296 83 1 0 500 08kJ mol 1 解 rGm T rHm 298 15K T rSm 298 15K 0时自发进行 即 500 08 T 283 84 10 3 0 T 1762K 2 T 1250K时 CaO s SO2 g 1 2O2 g CaSO4 s 根据 rGm T rGm T 2 303RTlgQ计算 rGm T rHm 298 15K T rSm 298 15K 500 08 1250 283 84 10 3 145 28kJ mol 1 rGm T rGm T 2 303RTlgQ 145 28 2 303 8 314 10 3 1250 lg 22 37 112 98kJ mol 1 0 p SO2 10kPa p O2 20kPa 系统为非标准态 Q 22 37 反应能向正方向自发进行 3 T 1500K时 根据lgK 进行计算 rGm 1500K rHm 298 15K T rSm 298 15K 500 08 1500 283 84 10 3 74 32kJ mol 1 lgK 2 588 K 102 588 3 87 102 查附录4可知 CuO s CO g Cu s CO2 g P33 第5题 解题思路 fHm 298 15K kJ mol 1 157 3 110 50 393 5Sm 298 15K J mol 1 K 1 42 6197 733 2213 7 解 1 T 298 15K rHm 298 15K vi fHm 生成物 vi fHm 反应物 1 0 1 393 5 1 157 3 1 110 5 125 7kJ mol 1 rSm 298 15K viSm 生成物 viSm 反应物 1 33 2 1 213 7 1 42 6 1 197 7 6 6J mol 1 K 1 rGm 298 15K rHm 298 15K T rSm 298 15K 125 7 298 15 6 6 10 3 127 67kJ mol 1 lgK 22 36 K 1022 36 2 29 1022 rGm 698 15K rHm 298 15K T rSm 298 15K 125 7 698 15 6 6 10 3 130 31kJ mol 1 K 109 75 5 62 109 2 T 698 15K 与 1 比较 表明温度不同 rGm T 不同 平衡常数也不同 lgK 9 75 第二章部分习题参考答案 P59 第4题 在烧杯中盛放20 0cm30 100mol dm 3氨的水溶液 逐步加入0 100mol dm 3HCl溶液 试计算 1 当加入10 00cm3HCl后 混合液的pH 2 当加入20 00cm3HCl后 混合液的pH 3 当加入30 00cm3HCl后 混合液的pH 解 1 当加入10 00cm3HCl后 NH3 H2O HCl NH4Cl H2O 反应后 mol 0 00100 001 反应后浓度 c NH3 H2O 0 001 0 03 0 033mol dm 3 pH 14 pOH 14 4 75 9 25 Kb 1 77 10 5 c NH4 0 001 0 03 0 033mol dm 3 反应前 mol 0 1 0 020 1 0 010 NH3 H2O与NH4Cl组成弱碱 弱碱盐缓冲体系 NH3 H2O HCl NH4Cl H2O 反应后 mol 000 002 反应后浓度 c NH4 0 002 0 04 0 05mol dm 3 反应前 mol 0 1 0 020 1 0 020 NH4 H NH3 Ka Kw Kb 5 65 10 10 c0 Ka 0 05 5 65 10 10 500 pH lg ceq H c 5 27 解 2 当加入20 00cm3HCl后 P59 第4题 在烧杯中盛放20 0cm30 100mol dm 3氨的水溶液 逐步加入0 100mol dm 3HCl溶液 试计算 1 当加入10 00cm3HCl后 混合液的pH 2 当加入20 00cm3HCl后 混合液的pH 3 当加入30 00cm3HCl后 混合液的pH Kb 1 77 10 5 NH3 H2O HCl NH4Cl H2O 反应后 mol 00 0010 002 反应后浓度 c HCl 0 001 0 05 0 02mol dm 3 反应前 mol 0 1 0 020 1 0 030 pH lg ceq H c 1 70 HCl为强酸 完全解离 HCl H Cl ceq H c HCl 0 02mol dm 3 答 略 NH4 为弱酸 解离常数小 解离出的H 可忽略 解 3 当加入30 00cm3HCl后 c NH4 0 002 0 05 0 04mol dm 3 P59 第4题 在烧杯中盛放20 0cm30 100mol dm 3氨的水溶液 逐步加入0 100mol dm 3HCl溶液 试计算 1 当加入10 00cm3HCl后 混合液的pH 2 当加入20 00cm3HCl后 混合液的pH 3 当加入30 00cm3HCl后 混合液的pH Kb 1 77 10 5 解题思路 1 计算Mg OH 2在纯水中溶解度及Mg2 和OH 浓度 P60 第7题 Mg OH 2 s Mg2 2OH 平衡时s2s 设溶解度为s Ks ceq Mg2 c ceq OH c 2 s 2s 2 4s3 ceq Mg2 s 1 12 10 4mol dm 3 1 12 10 4mol dm 3 ceq OH 2s 2 1 12 10 4 2 24 10 4mol dm 3 查表知 Mg OH 2的Ks 5 61 10 12 解题思路 2 计算Mg OH 2在0 010mol dm 3NaOH溶液中Mg2 浓度 P60 第7题 Mg OH 2 s Mg2 2OH 平衡时s0 010 2s 设溶解度为s Ks ceq Mg2 c ceq OH c 2 s 0 010 2s 2 s 0 010 2 ceq Mg2 s 1 12 10 4mol dm 3 s Ks 0 010 2 5 61 10 8mol dm 3 解题思路 3 计算Mg OH 2在0 010mol dm 3MgCl2溶液中的溶解度 P60 第7题 Mg OH 2 s Mg2 2OH 平衡时0 010 s2s 设溶解度为s 则 Ks ceq Mg2 c ceq OH c 2 0 010 s 2s 2 0 010 4s2 s 1 18 10 5mol dm 3 通过计算说明 下列条件下能否生成Mg OH 2沉淀 1 在10cm30 0015mol dm 3MgSO4溶液中 加入5cm30 15mol dm 3氨水溶液 P60 第8题 解 根据溶度积规则 Qc Ks 有沉淀生成 混合后 c Mg2 0 0015 0 01 0 015 0 001mol dm 3 NH3 H2ONH4 OH c NH3 H2O 0 15 0 005 0 015 0 05mol dm 3 9 4 10 4mol dm 3 Qc c Mg2 c c OH c 2 8 85 10 10 Ks 有Mg OH 2沉淀析出 Kb NH3 H2O 1 77 10 5 Ks Mg OH 2 5 61 10 12 通过计算说明 下列条件下能否生成Mg OH 2沉淀 2 若在上述10cm30 0015mol dm 3MgSO4溶液中 加入0 495g硫酸铵固体 设加入固体后 溶液体积不变 然后加入5cm30 15mol dm 3氨水溶液 P60 第8题 初始浓度 0 050 50平衡浓度 0 05 X0 5 XX 解 混合后 c Mg2 0 0015 0 01 0 015 0 001mol dm 3 NH3 H2ONH4 OH c NH3 H2O 0 15 0 005 0 015 0 05mol dm 3 c NH4 2 0 495g 132g mol 1 0 015dm3 0 5mol dm 3 设ceq OH X c0 Kb 500 Kb ceq OH X 1 77 10 6mol dm 3 Qc c Mg2 c c OH c 2 3 13 10 15 Ks 没有Mg OH 2沉淀析出 Kb NH3 H2O 1 77 10 5 Ks Mg OH 2 5 61 10 12 第三章部分习题参考答案 P83 第1题 1 标准状态下 Zn CdSO4ZnSO4 Cd 解 若将此反应设计成原电池 由电子得失知 Zn2 Zn电对作负极 Cd2 Cd电对作正极 负极反应 Zn 2e Zn2 正极反应 Cd2 2e Cd电池反应 Zn Cd2 Zn2 Cd电池符号 Zn s ZnSO4 CdSO4 Cd s 查表得 Zn2 Zn 0 7618V Cd2 Cd 0 4303V E 正 负 Cd2 Cd Zn2 Zn 0 3315V P83 第1题 2 标准状态下 Fe2 Ag Fe3 Ag 解 若将此反应设计成原电池 由电子得失知 Fe3 Fe2 电对作负极 Ag Ag电对作正极 负极反应 Fe2 e Fe3 正极反应 Ag e Ag电池反应 Fe2 Ag Fe3 Ag电池符号 Pt Fe2 Fe3 Ag Ag 查表得 Fe3 Fe2 0 7710V Ag Ag 0 7996V E 正 负 Ag Ag Fe3 Fe2 0 0286V P83 第6题 解 1 由题意知 钴电极为负极 氯电极为正极 E 1 63V Cl2 Cl 1 36V E 正 负 Cl2 Cl Co2 Co Co2 Co Cl2 Cl E 1 36V 1 63V 0 27V P83 第6题 E 正 负 Cl2 Cl Co2 Co Cl2 Cl Cl2 Cl lg 0 0592V c Cl c 2 2 p Cl2 p Cl2 2e 2Cl n 2 当p Cl2 大 Cl2 Cl 大 E 大 当p Cl2 小 Cl2 Cl 小 E 小 2 Co2 Co Co2 Co 3 当c Co2 0 01mol dm 3时 E 正 负 Cl2 Cl Co2 Co Co2 2e Co n 2 Co2 Co Co2 Co lg 0 0592V 2 c Co2 c 0 27V 0 0592V 2 lg 0 01 1 0 0 3292V 1 36V 0 3292V 1 6892V 故 当c Co2 小 E 大 Cl2 Cl Cl2 Cl P83 第6题 计算下列电极在298 15K时电极反应的电极电势 1 金属铜放在0 1mol dm 3的Cu2 溶液中 2 在1dm3上述 1 的溶液中加入0 1mol固体Na2S 3 在1dm3上述 1 的溶液中加入固体Na2S使溶液中S2 浓度达1 0mol dm 3 解 1 当c Cu2 0 1mol dm 3时 Cu2 Cu Cu2 Cu lg c Cu2 c 2 0 0592V 0 3419V 0 0592V 2 lg