无机及分析化学习题解答1

1、第一章分散体系1-1 3%Na2CO3溶液的密度为1.03g - ml-1,配制此溶液200ml,需用Na2CO3 T0H2O多 少g?溶液的物质的量浓度是多少？解：设所需Na2CO3m克，则m= P V 3%= 1.03 g ml-1 X 200 ml X3%= 6.18gm(Na2CO3 10H2O) = 6.18 x 286 / 106 = 16.7 (g)c(Na2CO3)=m/M(Na 2CO3) V= 6.18+ ( 106X 0.200)= 0.292 (mol L-1)1-2 为了防止500ml水在268K结冰，需向水中加入甘油(C3H8。3)多少克？解：设需加入甘油 x克，根

2、据题意A Tf= 273-268 =5 (K)ATf=Kf b (B)5K= 1.86K - kg - mol-1Xx + M (C3H8O3) +0.5x= (92g - mol-1 X5KX 0.50kg) + 1.86K - kg - mol-1x= 123g1-3某水溶液，在200g水中含有12.0g蔗糖(M=342)，其密度为1.022g ml-1,试计算蔗糖 的摩尔分数，质量摩尔浓度和物质的量浓度。解：x(蔗糖)=n(蔗糖)/n(蔗糖)+n(水)=(12.0 + 342) + (12.0 + 342)+(200 + 18.0) =0.035 + 0.035+11.1 = 0.035

3、 + 11.15= 0.00314b(蔗糖)=n(蔗糖)/m(水)=0.035+(200X 10-3)=0.175mol kg-1 1 c(蔗糖)=n(蔗糖)/V(溶放)=0.035 + (200+12.0)/1.022=0.169 mol L1-4 101mg胰岛素溶于10.0ml水中，该溶液在 298K时的渗透压为4.34kPa,求胰岛素 的摩尔质量。解：兀=c胰RT=n胰RT/V n胰=m胰/M胰M胰=m胰RT-：V_/10.101g 8.31kPa L K mol 298K4.34kPa 0.010L=5766g mol81-5实验测定未知物水溶液在298K时的渗透压为750kPa,求

4、溶液的沸点和凝固点。解：溶液的浓度为：c=兀/ RT = 750kPa /(8.314kPa - L - K-1 - mol-1 x 298K) = 0.303mol L-1 = 0.303mol kg-1 ATb=Kb. b 未=0.512K - kg - mol-1x 0.303 mol - kg-1 = 0.155KTb = 373.15 + 0.155 = 373.31 (K)ATf=Kf - b 未=1.86K - kg - mol-1 x 0.303 mol - kg-1=0.564KTf = 273.15 -0.564 = 272.59 (K)1-6某一学生测得 CS2(l)的沸

5、点是319.1K,1.00mol -kg-1S溶液的沸点是 321.5K,当1.5gS 溶解在12.5g CS2中时，这溶液的沸点是320.2K,试确定S的分子式。解：CS2的Kb可由下式求出：Kb= A Tb/b(S)=(321.5K-319.1K)/1.00 mol - kg-1=2.4K - kg - mol-11=261.8g molKm3=40乌3Tb mCS(320.2 -319.1) 12.5Ms=261.8+32=8 则硫的分子式为 Sg1-7人体血浆的凝固点为272.5K,求310K时渗透压。解：人体血浆的浓度为c=ATf/Kf= (273.15-272.5)/1.86=0.

6、349mol LTt=c RT=0.349 mol - L-1 x 8.314kPa L K-1 mol-1 x 310K = 899.5kPa1-8今有两种溶液，一种为 3.6g葡萄糖(C6H12。6)溶于200g水中，另一种为20.0未知物 溶于500g水中，这两种溶液在同一温度下结冰，计算未知物的摩尔质量。解：这两种溶液在同一温度下结冰，说明它们的bB相等。m （水）m(葡萄糖)M (葡萄糖)3.6 0.20018020.0M (未知物)0.500M（未知物）=400g mol1-9 293K时，葡萄糖(C6H12O6)15g溶于200g水中，试计算该溶液的蒸气压、沸点、凝固点和渗透压。

7、(已知293K时的p*=2333.14kPa)解：K蒸 = p* MA=2333.14kPaX 0.018kg - mol-1= 42.0 kPa - kg - mol-1A p= K 蒸 b(葡萄糖)=42.0 X (15- 180)/0.200=42.0 X 0.417= 17.5kPap = 2333.14 - 17.5 = 2315.6 (kPa)ATb= Kb b(葡萄糖)= 0.512X 0.417= 0.21KTb= 373.15 + 0.21 = 373.36 (K)ATf=Kf - b(葡萄糖)= 1.86X 0.417= 0.78KTf = 273.15 -0.78 = 2

8、72.37 (K)兀=cRT= bRT = 0.417 X 8.314 X 293 = 1015.8 (kPa)1-10试比较MgSO4, K3Fe(CN)6,和AlCl 3三种电解质在下列两种情况中凝结值大小的顺序。(1) 0.01mol - L-1 AgNO3溶液和 0.03mol L K2CrO4(1) 0.001mol - L-1 AgNO3溶液和0.01mol L KBr溶液等体积混合制成的AgBr溶胶(2) 0. 01moi L-1AgNO 3溶液和0.001mol L KBr溶液等体积混合制成的AgBr溶胶解：(1)因为KBr过量所得AgBr溶胶为负溶胶，决定 AgBr负溶胶凝结

9、值大小的因素 为电解质中阳离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为， K3Fe(CN) 6> MgSO 4>AlCl 3。(2)因为AgNO3过量所得AgBr溶胶为正溶胶，决定 AgBr负溶胶凝结值大小的因素 为电解质中阴离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为， K3Fe(CN) 6< MgSO 4<AlCl 3。1-11为制备AgI负溶胶，应向25ml0.016 mol-L t的KI溶液中最多加入多少毫升的0.005mol - L 1 的 AgNO3溶液？解：要制备负溶胶，则要多一些，所以：25 0.01625 0

10、.016 0.005 VAgNo3VAgN03 ：二80(ml)30.0051-12 混合等体积 0.008mol L-1AgNO 3溶液和 0.003mol L-1 的gCrO,溶液,制得 Ag2CrO4 溶胶，写出该溶胶的胶团结构，并注明各部分的名称，该溶液的稳定剂是何种物质？解：因为AgNO3过量，电位离子是 Ag+,也是稳定剂，胶团结构为：(Ag2CrO4)m nAg+ (n-x)NO3-x+ XNO3-,胶核：(Ag 2CrO4)m,胶粒：(Ag 2CrO4)m nAg + (n-x)NO 3-X+,胶团：(Ag 2CrO4)m nAg+ (n-x)NO 3-X+ XNO3-,电位离

11、子：Ag +反离子:NO3-1-13苯和水混合后加入钾肥皂摇动，得到哪种类型的乳浊液；加入镁肥皂又将得到哪 种类型的乳浊液？解：钾肥皂是亲水型乳化剂，形成水包油型乳浊液。镁肥皂是亲油型乳化剂，形成油包 水型乳浊液。1-14 现有0.01 mol L-1AgNO3溶液和。1 mol - L 1KI溶液，欲制 AgI溶胶，在下列四种条件下，能否形成 AgI溶胶？为什么？若能形成溶胶，胶粒带何种电荷？(1) 两种溶液等体积混合；(2) 混合时一种溶液体积远超过另一种溶液；(3) AgNO3溶液体积稍多于 KI溶液；(4) KI溶液体积稍多于 AgNO3溶液。解：(1) 不能；反应完后，没有剩余白电位

12、离子，恰好生成AgI沉淀；(2) 不能；由于过多的剩余电解质溶液也能使溶胶凝结；(3) 能；AgI颗粒能吸附少量的 Ag+而形成溶胶粒子；溶胶粒子正电荷。(4) 能；AgI颗粒能吸附少量的 而形成溶胶粒子；溶胶粒子负电荷。第二章化学热力学基础2-1什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？解：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数；体系的广度性质在数值上与体系中物质的量成正比，即具有加和性。体系某一广度性质的数值等于体系中各部分该广度性质的加和。体系的强度性质在数值上与体系中物质的量无关，即不具有加和性。平衡体系某一强度性质的数值与体系中任一部分该强度性质的数

13、值相等。2-2自发过程的特点是什么？解：(1)自发过程具有方向性；(5) 自发过程具有一定的限度；(6) 进行自发过程的体系具有做有用功(非体积功)的能力。2-3什么叫混乱度？什么叫嫡？它们有什么关系？解：混乱度也称为无序度，它的大小与体系中可能存在的微观状态数目有关。嫡就是用来描述体系混乱程度大小的函数。体系的混乱度越高，嫡值就越大。2-4什么叫自由能判据？它的应用条件是什么？解：用自由能的改变量来判断过程的自发性就叫自由能判据。应用条件：定温、定压不作有用功。2-5 298K时6.5g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热272.3J。求该反应的 AUm®和解：因为：C6H6(l)+

14、7.5O2(g) =6CO2(g) +3H2O (l)- -,、-1rUm = 272.3+ ( 6.5/78) = - 3267.6 kJ m olArHm0= 4Um9+Z VB(g)RTB= 3267.6+ ( 67.5) X8.314 >298X10-3= 3271.3. kJ mol-12-6 298K,标准状态下 HgO在开口容器中加热分解， 若吸热22.7kJ可生成Hg(l)50.10g, 求该反应的4Hm9,若在密封的容器中反应，生成同样量的Hg (l)需吸热多少？解：HgO(s) = Hg(l) + 1/2O 2(g)A H 8=22.7+ (50.10/200.59)

15、 = 90.89 kJ mol-1 :r m：Hm.也与 '、VB(g)RT BAUm6= ArHm9-Z VB(g)RT = 90.89-0.5 8.314 298M0-3B=89.65 kJ mol-1.-1Q= 89.65 50.10+200.59 = 22.4 kJ mol 12-7 已知298K,标准状态下(1) Cu2O(s)+O2(g)=2CuO(s)4Hme(1) = 146.02 kJ mol-1(2) CuO(s) +Cu(s) =Cu2O(s)Ar H m(2) = - 11.30 kJ m ol-1求(3)CuO(s)=Cu(s)+；Oz(g)的 ArHm9。解

16、：因为反应 (3)= - (1)+ (2), 所以 AH3° = - (- 146.02 - 11.30) = 157.32( kJ/mol )rHmq1)= 24.77 kJ molrHm72) = 52.19 kJ molrHm%) =39.01 kJ mol2-8 已知298K,标准状态下(1) Fe2O3(s)+ 3CO(g) = 2Fe(s)+ 3CO2(g)(2) 3Fe2O3(s)+ CO(g) = 2Fe3O4(s)+ CO2(g)(3) Fe304(s)+ CO(g) = 3FeO(s)+ CO2(g)求(4) Fe(s)+CO2(g) =FeO(s) + CO(g

17、)的 AHmO解：因为反应(4) = (3) X2 + (2) ( 1) X3-64 h m6(4) = 39.01 2< +( 52.19) ( 24.77) X3 + 6=16.69 kJ mol-12-9由AfHm 10的数据计算下列反应在298K、标准状态下的反应热 ArHm9o(1) 4NH 3(g) + 502(g) = 4NO(g) + 6H 2。)(2) 8Al(s) + 3Fe3O4(s) = 4Al 2O3(s) + 9Fe(s)(3) CO(g) + H 20(g) = C02(g) + H2(g)解：(1) AH298° = 4 X 90.25 + 6X

18、 (-285.84)-4 X (-46.11)= -1169.6(kJ/mol)(2) AH298° = 4X (-1676) -3X (-1120.9) = -3341.3(kJ/mol)(3) AH298° = (-393.51) -(-110.53)+(-241.82)= -41.16(kJ/mol)2-10由AfHm 8的数据计算下列反应在298K、标准状态下的反应热r Hmo解：(1) AH298° =(-3226.87 )+(-285.84) 1(-3267.54)+(-254.64)= 9.47 (kJ/mol)(2) A H298° =(

19、-254.64)+(-1166.37)-(-871.54)+(-570.78)=21.31(kJ/mol)2-11由葡萄糖的燃烧热和水及二氧化碳的生成热数据，求 298K标准状态下葡萄糖的fHm曳解：由 C6H12O6(s)+6O2(g) = 6CO2(g)+ 6H 2O(l)可知：ArHm6= 4HmC6H12O6)=6ifHm9(CO2)+6AfHm9(H2O)- ifHm9(C6H12O3) &HmaC6H12O6) = 6AfHm9(CO2)+6& HmqHzO) - AcHmC6H12O6)= 6¥ 393.51)+6 佯 285.84) - 2803.03

20、-1= -1273.07 kJ mol2-12 已知298K时，下列反应BaCO3 (s) = BaO (s) + CO2 (s)fHm8/kJm ol"- 1216.29-548.10-393.51- -1-1S/7 Jk, mol112.1372.09213.64求298K时，该反应的ArHm0,4Sm8和ArGm9,以及该反应可自发进行的最低温度。解：A H298° = (-548.10)+(-393.51)-(-1216.29)= 274.68(kJ/mol)A S298° = (72.09 + 213.64) -112.13 = 173.6 (J/mol

21、 K)AG298° =AH298° - TA S298° = 274.68 -298 X 173.6 X 10-3 = 222.95(kJ/mol)AGt = A H298 - TA S298< 0 ,自发反应温度 T > AH298° /AS298° = 274.68/ 0.1736 = 1582 (K)2-13 AfGm如S数据，计算下列反应在 298K时的ArG，ArS和ArH/(1) Ca(OH)2(s) + CO2(g) = CaCO3(s) + H2O。)(2) N2(g) + 3H 2(g) = 2NH3(g)(3)

22、2H2s(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H 2O(l)解：(1) AG298° = (-1128.8-237.19)-(-898.56-394.36)=-73.07(kJ/mol)A S298 ° = (92.88+69.94)-(83.39+213.64) =-134.21(J/mol K)AH298° =AG298° + TAS2980 = -73.07+298 X (-134.21) X 10-3 = -113.06(kJ/mol)(2) AG298° = 2X(-16.5)-0 =-33.0(kJ/mol)AS298

23、° =2 X 192.3-(191.5+3 X 130.57) =-198.61(J/mol K)AH298° =AG298o + TAS2980 = -33.0+298 X(-198.61)X 10-3= -92.19(kJ/mol)(3) A G298° = 2 X (-300.19)+ 2 X (-237.19)- 2 X (-33.6) =-1007.56(kJ/mol) AS298° =2 X 248.1+2 X 69.94-(2 X 205.7+3 X 205.03) =-390.41(J/mol K) AH298° =AG298&

24、#176; + TAS2980 = -1007.56+298 X (-390.41) X 10-3 = -1123.9(kJ/mol)第三章物质结构3-1下列各组量子数，哪些是不合理的？为什么？(1) n=2l=1m=0(2) n=2l=2m= -1(3) n=3l=0m=+1(4) n=2l=3m=+2解：(2) (3)、(4)不合理。因为l的取值为0, 1, 2,(n-1), (2)中l的值只能是0或1; (3)中m的取值范围只能是 0, ±1; (4)中l的取值范围只能是 0或1,当l为0 时，m只能为0,当l为1时，m的取值可为0或±l。3-2用原子轨道符号表示下列

25、各套量子数；并按其轨道能量高低次序排列。编pnlmn编pnlmn521-?32+ 1+ ?400+ ?32-2-?310-?300-?解：为5dxz为4s为3pz为3dyz为3dxy为3s多电子体系能量高低顺序为3s < 3pz < 4s < 3dyz = 3dxy < 5dxz单电子体系能量高低顺序为3s = 3Pz = 3dyz = 3dxy< 4s < 5dxz如所示，填充下列各题的空白。K (Z=19)1s22s22p6 3s23p64s1 1s22s22p63s23p5Zn (Z = 30)1s22s22p63s23p63d)4s Ar 3d( 4

26、s2 Kr 4d()5s()5p5Pb (Z = 82)Xe 4f )5d )6s6p)、Cl (Z=17)、10, 2、(Z = 21 23, 2528, 30), 1 3 或 58 或 10、I (Z = 53) , 10, 2、14, 10, 2, 23-4试填出下列空白。原子序数电力排伸式电子层数周期族区兀素名称161s22s22p63s23p433VIAp硫191s22s22p63s23p64s1104s24p64d55s144IAs钾421s22s22p63s23p63d55VIBd铝481s22s22p63s23p63d104s24p64d105s255nBds镉(2) 26Fe

27、 和 Fe2+(4) 53I 和和1s22s22p63s23p63d9和1s22s22p63s23p63d63-5写出下列原子和离子的电子排布式。(1） 29Cu 和 Cu2+(3) 47Ag 和 Ag +解：(1) 1s22s22p63s23p63d104s1(2） 1s22s22p63s2 3p63d64s2(3） 3） 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1和(4） 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5和1s22s22p63s23p63d104s24p64d101s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p

28、6（ 1） Na、 Mg 、 Al（ 3） Si、 P、 S解： （ 1） Mg （ 2 ） Na（ 2） Na、 K、 Rb（ 4 ） Li 、 Be、 B3） P（ 4） Be3-6 选出下列各组中第一电离能最大的一种元素。3-7 下列元素中，哪一组电负性依次减小？（ 1） K 、 Na、 Li（ 2） O、 Cl、 H（ 3）As、 P、 H（ 4） Zn 、 Cr、 Ni解：第（2）组的电负性依次减小。3-8 比较下列各组元素的半径大小，并解释之。（1） Mg”和 Al"（2） Br 和 I（3） C和 K+（4） Cu +和 Cu2+解：离子半径（ 1 ） Mg 2 >

29、; Al 3 由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径越小；（ 2 ）Br <I 处于同一主族，离子价态相同，核电荷数越大，离子半径越大；（4） 3）Cl>K由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径越小；（5） Cu>Cu2+同一元素，价态不同，失电子越多，离子半径越小。3-9指出下列分子中有几个b键和兀键。N2、 CO2、 BBr 3、 C2H2、 SiH4解：N2 有1个b键和2个兀键CO2有2个b键和2个兀键BBr3有3个b键；C2H2有3个b键和2个兀键；SiH4 有4个b键。3-10 根据杂化轨道理论，预测下列分子的空间构型，并判断分子的极性。HgCl2BF

30、3 CHCl 3 PH3 H2S解： HgCl2 直线型，含有极性键的非极性分子；BF3平面正三角形，含有极性键的非极性分子；CHCl3四面体形，极性分子；PH3三角锥形，极性分子；H2S角形结构，极性分子。3-11 下列分子间存在什么形式的分子间作用力（取向力、诱导力、色散力、氢键）？色散力； 诱导力、色散力 存在取向力、诱导力、色散力； 存在取向力、诱导力、色散力； 存在取向力、诱导力、色散力、氢键。1） CH4（2） He 和 H2O（3） HCl 气体 （4）H2S（5）甲醇和水解： （ 1） CH 4（2）He 和 H2O（ 3 ）HCl 气体（4）H2S（ 5 ）甲醇和水3-12

31、判断下列化合物中有无氢键存在，如果存在氢键，是分子间氢键还是分子内氢键？（1）C6H6（ 2）解： （ 1）C6H6（2） C2H6（3） NH 3C2H6（3） NH3（4）无氢键存在；无氢键存在；存在氢键，是分子间氢键；H3BO3（5）邻硝基苯酚(4) H3BO3存在氢键，是分子间氢键;(5) 邻硝基苯酚存在氢键，是分子内氢键。3-13比较下列各组物质的熔点高低，并说明理由。(1) KI、SiC、HF、H2(2) MgO、KCl、FeCl2、CCl4解：(1) SiC > KI > HF > H2理由：SiC是原子晶体，KI是离子晶体，HF、 H2是分子晶体，但 HF存在

32、氢键。(3) MgO > FeCl 2> KCl > CCl 4 理由：MgO、KCl、FeCl2是离子晶体，正负离子带 的电荷越多，离子半径越短，离子键强度越高，其离子化合物熔点越高。MgO中正负离子均带两个电荷，且离子半径最短，离子键最强；KCl和FeCl2中Fe”所带电荷多且离子半径较K +小，在负离子相同的情况下，FeCl2的熔点要高一些；而 CC14是分子晶体。3-14由下列始变数据计算 RbF的晶格能。(1) Rb (s) =Rb (g)ArH m =78kJ mol-(2) Rb (g) =Rb+ (g) + eArHm (2)=402kJ mol-(3) F2

33、 (g) = 2F (g)(4) F (g) + e = F (g).rHm (3) =160kJ mol.-：rHm (4) - -350kJ mol(5)F2 (g) + 2Rb (g) =2RbF (s)：rHm (5)=1104kJ mol解：求算RbF的晶格能就是求反应L (g) + Rb+ (g) = RbF (s)的烙变值，即:由于该反应=(5) (3) (4) X2 (2) X2/2该反应的始变也应=.rHm (5) - rHm (3) -2 . rHm (4) -2 . rHm (2)-：- 2=(-1104)-160 -2 (-350)-2 402-21=-684 kJ m

34、ol第四章化学反应速率4-1什么是化学反应的速率？什么是反应的速率方程？解：化学反应的速率是指在给定的条件下反应物通过化学反应转化为产物的速率。通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。速率方程表示的是反应速率与反应物浓度之间的关系，对于基元反应，速率方程可根据质量作用定律写出，复杂反应的速率方程可通过实验或复杂反应中最慢的基元反应求得。4-2什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？解：速率方程中的常数 k称为速率常数。它与反应物的浓度无关，而与温度、催化剂有关， 改变温度或加入催化剂，速率常数的数值会变化。解：活化分子的最低能量与体系中分子平均能量

35、之差称为反应的活化能。4-4什么是催化剂？其特点有哪些？解：加入反应体中能改变反应的速率，而本身的数量和化学性质保持不变的物质称为催化剂。催化剂具有高效性和选择性，催化剂参与反应，改变反应的历程，降低反应的活化能,催化剂不影响化学平衡。010 sv 平=(1.422.00)10-20 s v 平=(0.99 1.42)2030 sv 平=(0.710.99)3040 sv 平=(0.560.71)40-50 sv 平=( 0.480.56)/ (10 2) = 0.029 (mol L - s ) / (102)=0.0215(mol L-1- s-1)/ (102)=0.014(mol -L

36、-1 -s-1)/ (102)=0.0075(mol L-1- s-1)/ (102)=0.004(mol -L-1 -s-1)4-5 NOCl分解反应为 2NOC1 - 2NO + Cl 2实验测得NOCl的浓度与时间的关系如下:t/s01020304050 -1C(NOCl)/mol L,2.001.420.990.710.560.48求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s时的瞬时速率。334-6 660K时的反应2 NO + O2 - 2NO? NO和。2的初始浓度c(NO)和c (O2)及反 应折初始速率v的实验数据为：c(NO) mol-1Lc(O2) mol-1L-1v

37、 / mol L-1s0.100.100.0300.100.200.0600.100.200.240(1)写出反应的速率方程；(2) 求反应的级数和速率常数；1(3) 求 c(NO) = c(O 2) = 0.15 mol L 时的反应速率。v2 = 0.060v1 - 0.030解：(1)因为 v = kcx(NO)cy(O2)k(0.10)x(0.20)y = 2y = 2k(0.10)x(0.10)y2v = kc (NO)c(O2)v30.240k(0.20)x(0.20)y ox /=2 =4 x = 2v20.060k(0.10)x(0.20)y'(2) 将第一组数据代入速

38、率方程，0.030 = k (0.10)2(0.10)三级反应，k = 30 (L2 . mol-2 s-1)(3) v = 30 x (0.15) 2X0.15 = 0.101( mol L-1 - s-1).4-7某反应25 c时速率常数为1.3 X 10-3s-1 , 35 c时速率常数为 3.6 X 10-3s-1。根据van'Hoff规则，估算该反应55c时的速率常数。3解：根据van'Hoff规贝U, 匡=36凶0二=277，k25 - 1.3 10 旦一.k55 = 3.6 X 10-3 X(2.77) 2 = 2.76 X 10-2 s-1。4-8求反应 C2H

39、5Br - C2H4 + HBr 700K时的速率常数。已知该反应活化能为 225kJ mol-1, 650K 时 k = 2.0X10-3s-1.解：ln k700 32.0 10-225 108.3143 700 -650-()=2.974 ,650 700一90J = 19.57 ,2.0 10，k 700 = 3.9 x 10-2 s -1.4-9 反应 C2H4 + H2 - C2H6 在 300K 时 k1 = 1.3 X 10-3 mol L-1 s-1, 400K 时 k2 = 4.5 X10-3 mol L-1 s-1,求该反应的活化能Eao334.5 10 一 Ea ,40

40、0 -3004.5 10 一 ，8.314 400 300、斛 ln3()Ea =ln3 ()1.3 10 -8.314 400 3001.3 10-100Ea = 12371(J - mol-1 ) = 12.37 (kJ - mol-1 )4-10某反应的活化能为180kJ mol-1, 800K时反应速率常数为k1，求k2 = 2k1时的反应温度。解:ln k2 = ln 2k1180 10(T2 -800)8.314 ( 800T2T2 = 821 K4610T2 -180000T2 = -144000000第五章化学平衡5-1写出下列反应的标准平衡常数表达式(2)CH 4(g) +

41、2O 2(g) = CO2(g) + 2H 2O (l)(1)用(g) + 3H 2(g) = 2NH3(g) CaCO3(s) = CaO(s) + CO 2(g)解:2(PNH3 /P ). 3(Pn/P ) (PH2/P )(2) Kp =PcoJP 2(Pch4/P ) (Po2/P ) Kp =Pco2/P5-2已知在某温度时，(1) 2CO2(g) = 2CO(g) + O 2(g)Ki = A° (2) SnO2(s) + 2CO(g) = Sn(s) + 2CO 2(g) K2 = B ,则在同一温度下的反应 ,(3) SnO2(s) = Sn(s) + 02(g)

42、的 K3 应为多少？解：因为(1) + (2)= 所以 K3 = Ki K2 = AB5-3 在 1273K 时反应 FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO 2(g)的 K = 0.5 ,若 CO 和 CO2 的初 始浓度分别为0.05mol L-1和0.01mol L-1,问：(1)反应物CO及产物CO2的平衡浓度为多少？ ( 2)平衡时CO的转化率为多少？ ( 3)若增加FeO的量，对平衡有没有影响？解：(1) FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g)初：0.050.01平：0.05-x0.01+x0.01 x-1K =0.50.01+x = 0.02

43、5 - 0.5xx = 0.01 (mol - L 1)0.05 -x平衡时 CO 的浓度=0.04 (mol L-1) , CO2 的浓度=0.02 (mol L-1)(2) CO的转化率 =(0.01 /0.05 ) X 100% = 20% ,(3)若增加FeO的量，对平衡没有影响。5-4在585K和总压力为100Pa时，有56.4%NOCl按下式分解：2NOC1 (g) = 2NO(g) +Cl2(g)若未分解时NOCl的量为1mol。计算(1)平衡时各组分的物质的量；(2)各组分平衡分压；(3)该温度时的K°。解：(1)2NOCl (g)= 2NO(g) + Cl 2(g)

44、平衡 1- 0.5640.5640.282 mol(2)nNOCl0.436Pnoci =P总=10034(kPa)n 总1.282Pci2 =Ph、nNo “八 0.564/° =100 1.282=44(kPa)nci20.282=100 =22(kPan 总1.282(Pno/P )2(Pci2/P)0442 0.22_ 2(Pnoci /P )0.342= 0.3685-5 反应 Hb O2(aq) + CO 气。2的浓度为8.2 x 10-3 mol CO的浓度。(g)L-1,Hb CO(g) + O2(g)计算血液中10%红血球在于298K时K(Hb O2)变为=210,

45、设空Hb CO所需解：设血液中红血球的浓度为a mol -1平衡no2Po /100 =-2 2 VHb - O2(aq) + CO (g)平衡时 CO的浓度为x mol -Hb CO(g) + O 2(g)L-10.9a0.1a8.2 X10-3mol -L-1RT cO2RT 100100n co RTCco RTPco/100 = CO 6= COV 100100. 0.1a (Po2 /100)K =0.9a (PCO/100)0.1 c(O2)0.9 c(CO)0.1 8.2 10，一二210,0.9x-64.3 X 10(mol . L-1)所需 CO 浓度为 4.3 x 10-6

46、 mol - L-1.298K和500K时5-6 计算 CO + 3H2 = CH4 + H2O 在 298K 的 500K 时的 K° 值(注意: 水的聚集状态不同，利用 AfHm。，Sm。计算)解：CO(g) + 3H2 (g) = CH4 (g) + H2O(l)AfHm°-110.530-74.81-285.84 kJ- mol-241.82(气态水)Sm°197.56 130.57186.1569.94(188.72气态水)AH298° = (-74.81 - 285.84) - ( -110.53) = -250.1 (kJ - mol-1)

47、AH500° (-74.81 -241.82) - ( -110.53) = -206.1 (kJ - mol-1)AS298° = (69.94 +186.15) - (197.56 +3 X 130.57) = - 333.2 (J - mol-1 - K-1)AS500° (188.72+186.15) - (197.56 +3 X 130.57)= - 214.4 (J - mol-1 - K-1)AG298° =AH298° - TAS2980 = -250.1- 298X (- 333.2) X 10-3 = -150.8 (kJ

48、- mol-1)AG500° =AH500° - TAS5000 = -206.1- 500X(- 214.4) X 10-3 = -98.9 (kJ - mol-1)A Gt ° = - RTlnK t°lnK298° =AG298° /-RT = (-150.8 X 103)/(-8.314X 298) = 60.87,K2980 = 2.66 X 1026lnK500° =AG500° /-RT = (-98.9 X 103)/(-8.314X 500) = 23.79 ,K500。= 2.14 X10105

49、-7 反应 H2(g) + I 2(g) = 2HI(g) 在 713K 时 K° = 49,若 698K 时的 K° = 54.3。(1)上述反应的ArHm0为多少？ ( 698713温度范围内)，上述反应是吸热反应，还 是放热反应？(2)计算 713K 时的 ArGm°。(3)当H2、I2、HI的分压分别为100Pa、100kPa和50kPa时计算713K时反应的AGm。解：(1)因为AH：713一698)54.3 8.314 10 713 698所以 H =(8.314 10 713 698 In-49-)/(713 -698) =28.33(kJ mol)

50、 54.3放热反应。(2) AG713° = -8.314X 10-3X 713XIn49 = -23.07(kJ - mol-1)-23.07 8.314 10，713 In2(50/100)(100/100)(100/100) 1-31.29(kJ mol )解:Qp一一 _ 20.045=202.50.010.10> K°反应逆向自发进行。进行。5-9QpQp0.045二 20.250.100.012°.1。8=116.60.102 0.01反应正向自发进行。(放热反应降温K。增大)已知水在373K时气化始为40kJ - mol-1,若压力锅内压力最高

51、可达反应正向自发150kPa,求止匕5-8已知反应2NO(g) + Br 2(g) = 2NOBr(g) 是放热反应，298K时K° = 116。判断下列 各种状态反应自发进行的方向。状态T/K起始相对分压 P，/ P° (P° = 100Pa)NOB2NOBrI2980.010.100.045n2980.100.010.045m2730.100.010.108时锅内的温度。解：反应H2O(I)H2O(g)A H3730 = 40kJ - mol-1K373 =PH2O(g)/P =100/100 =1Kt = PH2O(g)/P =150/100 =1.5,1.

52、540.60 T -373、ln 一 二w ()18.314 10373T31.58.314 10 373T ln = 40.60T - 40.60 373T = 385K15-10 某反 25c 时 K =32,37时 K = 50.求 37 c 时该反应的 A rGm ,ArHm ,ArSm (设 此温度范围内ArHm0为常数)解:ln5032H 310-2983 ()8.314 10” 298 3103H 二(8.314 10,50j298 310 In )/(310 - 298) = 28.56(kJ mol)32AG° = - 8.314X10- 3X310Xln50 =

53、-10.08(kJ - mol-1) A G° =AH° - TAS°33c ( H - - G ) 10(28.56 10.08) 101、.S = = = 124.6(kJ mol )T310第七章酸碱平衡7-1 指出下列各酸的共轲碱：HAc,H2CO3,HCO3-,H3P。4,H2P。4,NH4+,H2s,- HS解：HAc Ac-, H2CO3HCO3-, HCO3- CO31 2-, H3PO4H2PO4-, H2PO4 HPO42-, NH4+-NH3, H2S-HS-, HS-S2-。7-2 指出下列各碱的共轲酸： Ac-, CO32- , PO43-, HPO42- , S2- , NH3 , CN-, OH-。 解：Ac-HAc, CO32-HCO3-, PO43- HPO42-, HPO42-H2PO4 , S2-HS-, NH3NH4+,CN- -HCN , OH- H2O07-3根据下列反应，标出共轲酸碱对。_I(1) H2O+H2O= H3O+OH_ _ _(2) HAc+H 2OH 3O+Ac_ _ _ _ _ -(3) H3PO4+OH = H2PO4+H2O (4)CN-+H2O= HCN+H 2O 解： 酸一共轲碱 . . _ - _ (1) H2。一OH HAcAc- .2(4) H3PO4-H2P