教材习题部分答案.doc

第1章 化学变化中的能量关系作业2 计算下行反应的标准反应焓变rHm:解： 2Al(s) + Fe2O3(s) Al2O3(s) + 2Fe(s) fHm(kJmol-1) 0 -822.1 -1669.8 0 rHm = fHm(Al2O3 ,s) + 2fHm(Fe,s) - 2fHm(Al,s) - 2fHm(Fe2O3 ,s) = -1669.8 + 20 - 20 - (-822.1) = -847.7 (kJmol-1) C2H2 (g) + H2(g) C2H4(g)fHm(kJmol-1) 226.748 0 52.283 rHm = fHm(C2H4 ,g) + fHm(C2H2,g) - fHm(H2,g) = 52.283 - 226.748 - 0 = -174.465 (kJmol-1)3. 由下列化学方程式计算液体过氧化氢在298 K时的fHm(H2O2，l)： H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (g) rHm = - 214.82 kJmol-1 2H (g) + O (g) = H2O (g) rHm = - 926.92 kJmol-1 2H (g) + 2O (g) = H2O2 (g) rHm = - 1070.6 kJmol-1 2O (g) = O2 (g) rHm = - 498.34 kJmol-1 H2O2 (l) = H2O2 (g) rHm = 51.46 kJmol-1解1：+1/2 H2 (g) + O2 (g) = H2O2 (l) rHm =fHm(H2O2，l) rHm =fHm(H2O2，l) = - 214.82+(- 1070.6) (- 926.92)1/2(- 498.34)51.46 = - 160.799已知298 K标态下：fHm(O ,g) = 249.1 kJmol-1 , fHm(N ,g) = 472.7 kJmol-1 ,O(g) + N(g) NO(g) rHm(NO ,g) = - 631.8 kJmol-1,求反应 1/2N2（g） + 1/2O2(g) = NO(g) 的 H298 = ?解： 1/2N2（g） = N(g) fHm(N ,g) = 472.7 kJmol-11/2O2(g) = O(g) fHm(O ,g) = 249.1 kJmol-1O(g) + N(g) NO(g) rHm(NO ,g) = - 631.8 kJmol-1,则： 1/2N2（g） + 1/2O2(g) = NO(g)H298 = 472.7+ 249.1 - 631.8 = 90.0 kJmol-1 10 选择正确答案的序号填入括号内。答案（1）D.; (2) C; (3) B; (4) D; (5) C; (6) B; (7) B; (8) A化学反应的方向习题10. 不查表、比较下列物质的Sm的大小。（1） O2(g), O3(g), SO2(g)（2） Br2(g), Cl2(g), F2(g), I2(g)解：（1） Sm(SO2，g)Sm(O3，g)Sm(O2，g)(2) Sm(I2，g)Sm(Br2，g) Sm(Cl2，g)Sm(F2，g)11. 确定下列过程中，系统是熵增还是熵减，或基本不变？（1）KNO3溶于水中；（2）乙醇（l）乙醇（g）(3) 碳与氧气反应生成二氧化碳；（4）石灰石分解。解：（1）KNO3溶于水中，熵值增加。（2）乙醇（l）乙醇（g），熵值增加。 （3）碳与氧气反应生成二氧化碳 C(s) + O2(g) CO2（g） 反应前后气体分子数相同，所以熵值基本不变。（4） 石灰石分解生成气体分子CO2，所以熵值增加。14. 计算下列反应 C2H5OH（g） C2H4(g) + H2O(g) 能自发进行的最低温度。解： C2H5OH（g） C2H4(g) + H2O(g) Sm/ JK-1mol-1 282.0 219.45 188.72fHm /( kJmol-1) -235.31 52.28 -241.83rSm( 298K) = Sm(H2O, g) + Sm(C2H4, g) - Sm(C2H5OH, g) =188.72 + 219.45 282.0 = 126.17 JK-1mol-1rHm( 298 K) = fHm (H2O, g) + fHm (C2H4, g) - fHm(C2H5OH, g) = -241.83 + 52.28 (-235.31) = 45.76 kJmol-1 T转=rHm( 298 K)/ rSm( 298K) =45.76/(126.1710-3 ) = 362.7 K20根据下列反应焓变和熵变的符号，判断反应的方向。 H2O2 (g) H2O(g) + O2(g) rHm 0 ; CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) rHm 0 ; HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(s) rHm 0 ;解： H2O2 (g) H2O(g) + O2(g) rHm 0, rGm 0 ; 该反应为气体分子数减少的过程，rSm 0, 反应正向不能自发进行，而逆向自发。 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) rHm 0 ; 该反应为气体分子数增加的过程，rSm 0, 但rHm 0， 低温下反应不能正向自发，高温下反应能正向自发。 HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(s) rHm 0 ; 该反应为气体分子数减少的过程，rSm 0, 且rHm 0， 低温下rGm 0, 逆向自发。21 选择正确答案的序号填入括号内。（1）A；（2）B；（3）C；（4）B、（5）C；（6）C；（7）A、C；（8）D；（9）A; (10) B 第二章 化学反应速率参考答案1、解：依题意； 设反应的速率方程为：将求b项： 2 = 2 b b = 1将求a项： 9 = 3 a a = 2给定反应的速率方程为： 反应级数： 2+1=3 将、组数据中任一组代入速率方程求得速率常数为： 将NO和O2的浓度代入速率方程求 =1.410-1（molL-1s-1）6、解：依题意；给定反应 H 0，据阿氏公式推导时有： ， ，升高温度，活化能大的反应（逆反应）其反应速率增大的程度大。当温度由T1降至T2时，T 0，据阿氏公式推导时有： ，T 0，则： 或 | 0，则，仿上、推理过程，推得结论为：(a)、给定T1 (b)、T1T2，T 0 ，即正反应的活化能大，升温使其反应速率增加的程度大。(c ) 、T1T2，T，或 | |， 即：降温，使活化能大的正反应的反应速率降低的程度大。10选择，填空： B。根据P48因为升温能使非活化分子获得能量转变成活分子，体系中活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多，所以反应速率增大，故应选B A。根据阿氏公式推导式： 有： 当温度由T1T2时，T=T2-T1 0 时：Ea（大）的 Ea(小)的 即： ，故应选A。 D。解：根据反应速率公式： 有：故应选D、 B。解： 根据反应速率公式： 有： 故应选B、5.210-2 B。根据反应速率公式： 有： 故应选B、 C。解：根据H = Ea(正) - Ea(逆) 0，有Ea(正) Ea(逆) 再根据阿氏公式推导式： 有： 当温度由T1T2时，T=T2 -T1 0 时： 故应选C、。 C。根据阿氏公式，温度升高，速率常数增大，加入催化剂，改变反应的途径，活化能降低，反应速率常数也增大，所以选C、(c) 温度)和(d)催化剂 解：根据慢反应是复杂反应的的速控步骤，书写复杂反应的速率方程为 解：因为反应是基元反应，故速率方程为： 当时， 所以反应速度为原来的4倍。 a. 。因该反应不是基元反应，故不能直接根据反应式写出其速率方程。设该反应的速率方程为 ： 将（1）和（2）两组数据代入得，两式相除得： ， 故其速率方程为b. 反应的级数n=2（级）c. k = 2 moll-1s-1。将第三组数据代入求速度常数k=d. 。 此时, 当时，第三章 参考答案1、解：- 2可得： 整理后得： 根据：方程式与平衡常数K的运算关系，有 方程式： 加、 减、 乘、 除、 移项平衡常数： 乘、 除、 乘方、开方、 倒数 12、 （1）B。解：反应2得： 移项得：反应 根据：方程式与平衡常数K的运算关系，有 方程式： 加、 减、 乘、 除、 移项平衡常数： 乘、 除、 乘方、开方、 倒数 反应的 故应选B、（2）C。解：根据，可知反应是放热反应，而从反应时也可看出正反应是气体摩尔数减少的反应，故欲取得有毒气体NO和CO的最大转化率，应使反应向正反应方向移动，即降温加压利于平衡向正向移动，所以应选C、低温高压。（3）A。解：依题意；给定可逆反应：当升温，T2-T10，根据 有 有： 反应H 0，故应选A、H 0（4） 解：依题意，T温度下，该反应的平衡常数为： - - - 根据有： -将代入得：KP和KC键的关系为： 根据， c = 1molL-1 KC和K的关系为： 再根据 P =100 kPa KP和K的关系为：（5）解：反应减去反应得以下反应： 故根据：方程式与平衡常数K的运算关系，有 （6）解：根据，当G 0, 平衡向右移动，故反应达平衡后，若使平衡向右移动，应满足的关系为：。 （7） 解：计算Qc 比较与， 平衡向逆反应（左）方向移动。 在该温度下使反应保持平衡态，应满足的条件是：。（8）若要提高A、B的转化率，应采取的措施是降温加压。理由同本大题的第（2）小题。（9） 增大；不变。因为引进水蒸气后，系统的总压不变，相当于各组分的分压减小，故乙烯的产率增大。当引入水蒸气后，使系统的总压增加，但各组分的分压不变，故乙烯的产率不变。（10）。根据 ，当T1T2时， ，即第四章 参考答案4. (1) (2) (3) 缓冲：(4) 缓冲：8. 10. (1) = (2) (3) 12. (1) 选: 6.19 (2) 开始 0.67 + 0.33 0.67 平衡 0.33 0.6713. (1) D pKa 接近pH10 (2) B ca/cs不变.pH不变(3) B (4) B 缓冲比1.浓度大，缓冲需量较大.(5) C 强碱弱酸盐水解(6) A (7) C 与温度有关P60第五章 沉淀溶解平衡2、解：用100mL H2O洗涤时：用100mL H2SO4洗涤时：结论：由于H2SO4的同离子效应导致S2 Ksp所以有Mg(OH)2沉淀产生。11、(1)、解：选D依题意，Ca2+ =1.010-3(molL-1), F- =2.010-3(molL-1)则：Ksp= Ca2+F-2 = 1.010-3(2.010-3)2 = 4.010-9(2)、解：选CKsp= A2+B-2 = xy2(3)、解：选C查表可知：Ksp(HgS) = 1.610-52， Ksp(ZnS) = 1.610-24Ksp(CuS) = 6.310-36， Ksp(MnS) = 2.510-13沉淀时所需S2-越小，则通入H2S时便先产生沉淀。因四种离子浓度相同，且生成的沉淀为同类型，所以其中Ksp越小便先沉淀析出。(4)、解：选C同(22)(5)、解：选B(6)、解：选ADGq = -2.303RTlgKq = -23.03RT Kq = 1 / Ksp = 1010 ， 则Ksp = 1 / Kq = 1 / 1010 = 1.010-10(7)、解：选DKsp = 4S 3 = 4(3.510-5)3 = 1.710-13(8)、解：选D由Ksp = 4S 3，则3.210-11 = 4S 3 S = 210-4(molL-1)(9)、解：选D对A：对B：对C：对D：(10)、解：选DPH = 9时：Ksp = OH-2Mg2+ = (10-5)2S = 10-10 SPH = 10时：S = Ksp/ OH-2 = 10-10 S/(10-4)2 = 0.01S(11)、解：选B依题意，Cl-或Ag+越大，同离子效应便越显著，结果导致AgCl的溶解度(S)越小。(12)、解：选A选择A是利用同离子效应减少BaSO4固体在洗涤过程中的溶解损失。(13)、解：选D(14)、解：选C由于生成了比AgCl更稳定的配离子Ag(CN)2-，因而不产生AgCl沉淀(15)、解：选AA中的离子不发生反应；B发生双水解反应；C发生配合反应；D发生双水解反应。(16)、解：选DD中二者均为还原剂而不发生反应。(17)、解：选D对AgCl：对Ag2CrO4：(18)、解：选A因生成Cu2S反应的Kj = 1.281025，而生成CuCl反应的Kj = 6.25104(19)、解：选A当AgCl开始沉淀时：Ag+ =1.810-10/0.1 = 1.810-9 (molL-1)而此时：I- = 8.010-17/1.810-9 = 4.410-8 (molL-1)(20)、解：选B溶液中存在两个平衡：AgCl(s) Ag+ + Cl- ， Ag+ = Ksp(AgCl) / Cl-Ag2CrO4(s) 2Ag+ + CrO4- 由于在同一溶液中，Ag+同时参与两个平衡，因而以上Ag+是相等的。(21)、解：选D由于发生反应：CaCO3(s) + HAc Ca2+ + 2Ac- + H2CO3(22)、解：选C由反应：Cu2+ + H2S(过量) = CuS + 2H+则溶液中：H+ = 20.05 = 0.1 (molL-1)又由H2S S2- + 2H+，得所以第六章 氧化还原反应3、解：查表已知：jq(Ni2+/Ni) = -0.23 V jq(Fe3+/ Fe2+) = 0.77 V(1)、标准态下，由于jq(Fe3+/Fe2+) jq(Ni2+/Ni)，所以Fe3+/ Fe2+电极为正极，Ni2+/Ni为负极。其中电极反应为：负极：Ni - 2e Ni2+ (或Ni Ni2+ + 2e)； 正极：2Fe3+ + 2e 2Fe2+(2)、电池符号为：(-)Ni | Ni2+| Fe2+, Fe3+ | Pt(+)(3)、DGq = -nFeq = -2964850.77-(-0.23) = -192970 (Jmol-1) = -192.97 (kJmol-1)(4)、则 e = j(Fe3+/Fe2+)- j(Ni2+/Ni) = 0.77-(-0.23) = 1.0(V