无机及分析化学(Ⅰ)习题解答

1、无机及分析化学（I）习题解答目 录第1章分散体系1第2章化学热力学基础8第3章化学反应速率和化学平衡 15第4章物质结构 22第5章分析化学概述 27第6章酸碱平衡 31第7章酸碱滴定法 36第8章沉淀溶解平衡 44第9章重量分析法和沉淀滴定法 49第10章配位化合物 53第11章配位滴定法 62第12章氧化还原反应 67第13章氧化还原滴定法 78第14章电势分析法 83第15章吸光光度分析法 86第16章试样分析中常用的分离方法简介 90第17章重要生命元素简述 93第18章原子核化学简介 96第1章分散体系1-1 .人体注射用的生理盐水中，含有 NaCl 0.900%,密度为1.01g?

2、mL-1,若配制此溶液3.00 Xl03g,需NaCl多少克？该溶液物质的量浓度是多少？解：配制该溶液需 NaCl的质量为：m（NaCl）=0.900% 3<00 103g=27.0g该溶液的物质的量浓度为：c(NaCl)=27.0g/58.5g mol(3.00 103g/1.01g mL-1) 10-3_ . . _1= 0.155mol L11-2 .把30.0g乙醇（C2H5OH）溶于50.0g四氯化碳（CCl 4）中所得溶液的密度为1.28g?nL- , 计算：（1）乙醇的质量分数；（2）乙醇的物质的量浓度；（3）乙醇的质量摩尔浓度；（4）乙醇的摩尔分数。解:(1)w(C2H5

3、OH) =m(C2H5OH) =_30.0g_=0.38 m(C2H5OH) m(CCl4) 30.0g 50.0gn(C2H5OH)30.0g/ 46g mol(2)C(C2 H5OH) =-.1-3V (30.0 +50.0)g /1.28g mL 1030.0g1b(C2H5OH) = n(C2H5OH) = 46g mol=13.0molm(CCl 4)50.0 10 kg-1 k g(4)x(C2H5OH) = n(C2H5°h) n(C2 H5OH) + n(CCl4)30.0gr-i46g mol30.0g+50.0g46g mol-1 153.6g mol0.650.

4、65 0.33=0.661-3 .将5.0g NaOH、NaCl、CaCl2分别置于水中，配成 500mL溶液，试求 c（NaOH）、c(NaCl)、c(1CaCl2)。21解：NaOH、NaCl和CaCl 2的摩尔质重分别为: 258-1M(NaOH尸 40g molM(NaCl)= 58.5g-1 mo lM(gcaCl2)= 55.5g mol-1所以，它们的物质的量浓度分别为:c(NaOH)=5.0/40500/1000=0.25 (mol L-1)c(NaCl)=5.0/58.5500/1000=0.17 (mo L 1)c(1CaCl2)=25.0/55.5500/1000=0.1

5、8 (mol L 1)1.19g mL-1。计算:1-4 .盐酸含HCl 37.0%(质量分数)，密度为 (1)盐酸的物质的量浓度。(2)盐酸的质量摩尔浓度。(3)HCl和H2O的物质的量分数。c(HCl)=1000 1.19 37.0%36.5-1=12.06 mol L -(2)b(HCl)=1000 37.0%36.5 (1 -37.0%)=16.09 molkg -1(3)X2 =37.0%/36.537.0%/36.5 (1-37.0%) /18=0.225 ;xi = 1 X2 = 0.7751-5.计算0.10mol L-1K3Fe(CN)6溶液的离子强度。解：I = 1(0.3

6、0 W+0.10 媛)=0.6 21-6 .应用德拜休克尔极限公式计算 0.10mol L-1 KCl溶液中的离子平均活度系数。解：KCl I=0.1lg-0.509 z z_ . I-0.509 1 6.一一 =一 1 . I10.1=-0.12丫0.761-7 .将19g某生物碱溶于100g水中，测得溶液的沸点升高了0.060K,凝固点降低了解：(1)盐酸的分子量为 36.50.220K。计算该生物碱的相对分子质量。解：，Tb=KbbB =0.512K kg mol,-19g- =0.060KM 0.1kgM = 1.62 103 g mol-1."-：Tf =KfbB =1.8

7、6K kg mol-19g=0.220KM 0.1kgM=1.61 103 g mol-1所以，该生物碱的相对分子质量为：(1.61 1.62) 103g mol-1=1.62 103gmol-11-8 .溶解0.324g硫于4.00g C6H6中，使C6H6的沸点上升了 0.81K。问此溶液中的硫分子是由几个原子组成的？Kb(C6H6)=2.53 K?kg?mo-1解：设此溶液中的硫分子由x个硫原子组成，则其摩尔质量为32xg?mo-10.324gbpdmA出mol kg x32xg mol4 10”由于HbB，/ 2.53/Tb =0.81K =2.53K kg mol mol kgx所以

8、x=8故溶液中的1个硫分子是由8个硫原子组成的。1-9 .计算0.005mol L-1KCl溶液在398K时的渗透压：(1)用浓度计算；(2)用活度计算 (值=0.92)。解：(1) n=icRT=2X0.005 >8.314 >398=33.09(kPa)(2) n=i cRT=2X0.92 0.005 8.314 398=30.44(kPa)1-10 . 101mg胰岛素溶于10.0mL水，该溶液在25.0C时的渗透压是 4.34kPa,计算胰 岛素的摩尔质量和该溶液的凝固点。解：设胰岛素的摩尔质量为M,由于渗透压可由下式计算h=cbRT所以 4.34kPa = 101 10

9、g 8.314kPa L mol-1 K-1 298.15K M 10 10- LM=5.78 103g mol-1该溶液的凝固点下降为：. 一 . - -3 . _3.i （101 10 /5.78 10 ）molTf =K凝 bB =1.86K kg mol 3=0.0033K10 10-kg所以，该溶液的凝固点Tf = - 0.0033 C1-11 .今有两种溶液，其一为1.50g尿素（NH2）2CO溶于200g水中；另一为42.8g未知物溶于1000g水中，这两种溶液在同一温度开始沸腾，计算这个未知物的摩尔质量。解：由于两种水溶液的沸点相同，故其沸点升高值相同，则它们的质量摩尔浓度相同

10、。设未知物的摩尔质量为M,可得如下关系：1.5g_ 42.8g-160g mol0.2kgM 1kg - -,-iM = 342.4g mol所以，该未知物白摩尔质量为342.4g?mo-1。1-12.人体血浆的凝固点为 272.59K,计算正常体温（36.5 C ）下血浆的渗透压。（设血浆密度为1g?mL-1）解：K 凝=1.86 K?kg?mol-1-Tf （273.15-272.59） K-1bB =-f = 1T- =0.30mol kgK凝1.86K kg mol-1为计算方便，设有血浆1kg,则其在36.5C下的渗透压为：一 nB bB 1kg一 二B RT - B RTV 1kg

11、/：=0.30mol 8.314 kPa L mol-1 K-1 （273.15 36.5） K1.0L=772kPa1-13.硫化神溶胶是由 H3ASO3和H2s溶液作用而制得的2H3ASO3 + 3H2sAs2s3 + 6H2O试写出硫化神胶体的胶团结构式（电位离子为HS-）。试比较NaCl、MgCl2、AlCl 3三种电解质对该溶胶的凝结能力，并说明原因。解：由题意可得，该胶团的结构式为：(As2s3)m?n (HS-)? (n-x) H + x4 H +由于胶粒带负电荷，所以带正电荷的离子对其有凝结作用，正电荷越多，凝结能力越强。因此，AlCl 3对该溶胶的凝结能力最强，NaCl对该溶

12、胶的凝结能力最弱。1-14 .取血红素1.00g溶于水配成100mL溶液。测得此溶液在20c时的渗透压为366Pa, 计算：(1)溶液的物质的量浓度；(2)血红素的分子量。解：(1)由渗透压公式n=cRT得n c =RT=1.50 10-4mol L-10.366kPa Z118.314kPa L K- mol - 293.15K(2)设血红素的摩尔质量为M,则1.00g/ M =1.50 10-4 mol L-1 0.1LM=6.70 104g mol-1所以，血红素白勺分子量为6.70 >104o1-15.为防止水箱结冰，可加入甘油以降低其凝固点，如需使凝固点降低到-3.15 C,在

13、100g水中应加入多少甘油？(甘油的相对分子量为 92)解：由题意得ATf=3.15C因为AT =K凝b人Tf3.15-1b = =1 =1.69mol kgK 凝 1.86 七 kg mol所以，100g水中应加入的甘油质量为：m=b mA M=1.69mol kg-1 >0.1kg 92g mol-1=16g1-16.由于食盐对草地有损伤，因此有人建议用化肥如硝酸俊或硫酸钱代替食盐来融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g溶于1kg水中，问哪一种冰点下降的多？若各 0.1mol 溶于1kg水中，又问哪一种冰点下降的多？(1)NaCl(2)NH4NO3(3)(NH 4)2SO4答：根据

14、依数性定律，答案分别为(1); (3)NaClNH4NO3(NH4)2SO4100g物质含离子数(mol)100 >2/58.5100 >2/80100 >3/1320.1mol物质含离子数(mol)0.20.20.31-17.树干内部树汁上升是渗透压所致，设树汁的浓度为0.20mol L-1的溶液，在树汁的半透膜外部水中非电解质浓度为0.02mol L-1。试估计在25c时，树汁能够上升多高。解：根据求渗透压公式H=AcRT = (0.20-0.02) 8.314 >298 =446kPa(446/101.3) 1033 45.8(m)1-18.现有0.01 mol

15、L-1AgNO 3溶液和0.01 mol L1KI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)AgNO 3溶液体积稍多于KI 溶液；(4)KI 溶液体积稍多于AgNO 3溶液。解：(1)不能；反应完后，没有剩余的电位离子，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I 而形成溶胶粒子；溶胶粒子负电荷。1-19 试比较MgSO4，

16、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)0.008mol L-1AgNO 3溶液和0.01mol L-1KBr溶液等体积混合制成的 AgBr溶胶(2)0.01mol L-1AgNO 3溶液和0.008mol L-1KBr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AgNO 3过量所得AgBr溶胶为正溶胶，决定 AgBr正溶胶凝结的因

17、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。1-20 ,混合等体积 0.008mol L-1AgNO3 溶液和 0.003mol L-1 的 K2CQ4 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 AgNO 3过量，电位离子是Ag +，也是稳定剂，胶团结构为：(Ag 2CrO4)m nAg+ (n-x)NO3 x+ XNO3 ,胶核：(Ag 2CrO4)m，胶粒：(Ag 2CrO4)m nAg + (n-x)NO3 x+,胶团

18、：(Ag 2CrO4)m nAg+ (n-x)NO3 x+ xNO 3 ,电位离子：Ag+反离子：NO3第 2 章 化学热力学基础2-1.估计下列过程 AS、AH、AG的符号。硫酸溶于水(2)室温下冰融化(3)NaNO 3(s)溶于水解：(1) ZS>0, AH<0, AG<0;(2) S>0, AH>0, AG<0;(3) S>0, AH>0, AG<0。2-2. 确定下列各组物质熵值的大小顺序。(1)H2O(l)、 H2O(g)、 H2O(s)；(3)CH4(g)、 C2H6 (g)；(2)H 2(g,310K ) 、 H2(g， 29

19、8K)(4)Fe(s)、 Fe2O3(s)。解：(1)S(H2O,g)>S(H2O,l)>S(H2O,s)(2) S(H2,g, 310K )>S(H2,g, 298K )(3)S(C2H6,g) > S(CH4,g)(4)S(Fe2O3,s)>S(Fe,s)2-3.计算体系热力学能的变化(1)体系从环境吸热1000J,并对环境作功540J; (2)体系向环境放热535J,环境对体系作功 250J。解：(1) ZU = Q+W=(+1000)+(-540)=460(J)(2) U=Q+W= ( -535) +(+250) =-285(J)2-4. 求下列反应的 A

20、rHm0。 4Hm9 ( Fe2O3,s)=- 822.2kJ mol-1, AfHm9 ( Al2O3,s尸1670kJ mol-1,其余 AHm9值查附录一(1)4NH 3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H 2O(g)(2)C2H4(g)+ H2O(g)=C2H5OH(l)(3)Fe2O3(s)+ 2Al(s) =2Fe(s)+ Al 2O3(s)解：(1) 4Hme =4AfHme(NO,g)+6 AfHme(H2O,g)-4 AfHm 0( NH 3,g)+5 AfHm 0(O2,g)=4X90.25+6 (-241.8)-4 (-46.11)+5 0X=-905.3

21、6(kJ mol-1)(2) ArHm= AfHm9(C2H5OH,l)- AfHm0(C2H4,g)+AfHm0(H2O,g)=-277.7-(52.26+(-241.8) =-88.16(kJ mol-1)(3) rHm9=2AfHm9(Fe,s)+ fHm9(Al2O3,s)- AHm9(Fe2O3,s)+ 2 fHm°(Al,s)-1=2 X0+(-1670)-(-822.2)+2 0 = -847.8 kJ mol -2-5.已知 4Hm9(C3H8,g)=-2220.9kJ mol-1, &Hm °(H 2O,l)=-285.8kJ mol-1, &am

22、p;Hm0(CO2,g)=-393.5kJ mol-1,求 C3H8(g)的 AHm*解：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)AcHm0(C3H8,g)=3 fHm0(CO2,g)+4 fHm0(H2O,l)- AfHm0(C3H8, g)-2220.9 = 3 (-393.5)+4 (-285.8)-AfHm0(C3H8, g)&Hme(C3H8, g) =3 ¥-393.5)+4 (-285.8)+2220.9=-102.8(kJ mol-1)2-6. 1mol 丙二酸CH 2(COOH) 2晶体在弹式量热计中完全燃烧，298K 时放出的热量为86

23、6.5kJ ,求1mol丙二酸在298K时的等压反应热。解：CH2(COOH) 2(s) + 2O2(g) = 3CO2(g) + 2H 2O(1)因 Qv = 866.5kJ mol-1,则 Qp = Qv + RT - ng=-866.5 kJ mol-1+8.314 10-3 kJ K-1 mol-1 X298KX(3-2)-1=-864.02kJ mol2-7.已知：(1) CH3COOH(l)+2O 2(g)=2CO2(g) + 2H 2O(l)ArHm9(1) = - 870.3kJ mol-1(2) C(石墨)+ O2(g) = CO2(g)ArHm0(2)= - 393.5kJ

24、 mol-1_e-1(3) H 2(g) + 1/2 O 2(g) = H 2O(l)乙Hm (3)= - 285.5kJ mol 计算 2C (石墨)+ 2H 2(g) + O 2(g) = CH 3COOH(l)的 ArH m °。解：4Hm= ArHm9(2) 2 + AHm°(3) >2 -ArHm%) . e _ _ ArHm =(-393.5) 2 米(-285.5) 2 -(-870.3)-1=-488.3 kJ.mol -12-8.已知苯的熔化热为 10.67J mol-1 ,苯的熔点为5C,求苯熔化过程的AS?。解：苯熔化过程是一等温可逆过程：Se年

25、310.67 10 J mol(273.15 5)K-38.36J Kmol-12-9.核反应堆中的核燃料是235U,它在铀矿中的质量分数仅占0.7%,其余为238U,它们很难用化学方法分离。分离和富集235U是通过下列反应生成 UF6,然后经气化(b.p.56.54C) 进行扩散，根据它们扩散速率的不同而达此目的。试根据下列已知条件和附录的数据计算 反应的ArHm9。U(s)+ O2(g)+ 4HF(g)+ F 2(g) = UF6(g)+2 H 2O(g)e-1AHm =-1084.9 kJ mole-1AHm =-2398.3 kJ mole-1AHm =-233.2 kJ mole,、

26、 ，-1AHm (1)=-1084.9 kJ mole-1AHm (2)= -2398.3 kJ mol -e-1AHm (3)=-233.2 kJ mol-已知各步反应如下U(s)+ O2(g) = UO2(s)UO2(s)+ 4 HF(g) = UF4(s)+2 H 2O(g)UF4(s)+ F2(g) = UF6(g)解：U(s)+ O2(g)=UO2(s)UO2(s)+ 4 HF(g) = UF4(s)+2 H 2O(g)+)UF4(s)+ F2(g)=UF6(g)U(s)+ O 2(g)+ 4HF(g)+ F 2(g) = UF6(g)+2 H 2O(g) UHm9ArH m = A

27、rH m (1)+ rH m (2)+rH m (3)=(-1084.9)+( -2398.3)+( -233.2)=-3716.4 (kJ mol-1)2-10.由铁矿石生产铁有两种途径，试计算它们的转向温度。(Sm0(Fe,s) = 27.28 J K-1 mol-1, Sm9(Fe2O3,s)= 90.0 J K-1 mol-1, 4Hm9(Fe2O3, s)=-822.2 kJ mol-1)(1)Fe2O3(s)+ 3 c(石墨)=2Fe(s) + CO2(g) 22(2)Fe2O3(s)+ 3H2(g) = 2Fe(s) + 3H2O(g)解:332 . f Hm(CO2,g) 2

28、fHm(Fe,s) - . “H «C,石墨)-“H：(Fe2O3,s)3 S： (CO2,g) +2Sm (Fe,s)；叱(C,石墨)Sm (Fe?O3 ,s)33(-393.5)2 0 - - 0 -( -822.2)2J = 838.9(K)33a( 213.72 27.28 5.74 - 90.0)1022(2) T 一上 3 fHm(H2O,g) 2 fHm(Fe,s)-3."H(心- 1H；(F&Oss)一 . rSm -3Sm(H2O,g) 2Sm(Fe,s)-3Sm(也-Sm(Fe2O3,s)= 697(K)3 (-241.8) 2 0 -3 0-(

29、-822.2)(3 188.8 2 27.28-3 130.7-90.0) 10与2-11.利用标准摩尔燃烧热的数据计算下列反应的ArHm9解:CH3COOH (l) +C 2H50H (l) = CH 3COO C2H5(l) + H 2O(l)CH3COOH (l) +C 2H5OH (l) = CH 3COO C2H5(l) + H 20(l)AcHm9-875-1368-2231ArHm9 = AHm9(CH3COOH,l)+ AcHm0(C2H50H,l)- AHm9(H2O,l)- AcHme(CH 3C00 C2H5, l)=(-875)+(-1368)-0+(-2231) =-

30、12.0 (kJ mol-1)2-12.试计算下列合成甘氨酸的反应在298K及p0下的'Gm9 ,并判断此条件下反应的自发性。NH3(g) + 2CH 4(g) + 5/2 O 2(g) = C2H5O2N(s) + 3H 2O(l)解：查表得：各物质的ZfGm9为：NH 3(g) + 2CH 4(g) + 5/2 O 2(g) = C2H5O2N(s) + 3H 2O(l)kJ mol-1-16.45-50.720-377.3-237.129ArGm0 = AfGm0(C2H5O2N,S)+3 AfGm9(H2O,l)卜AfGr/(NH 3,g) +2 AfGm9(CH4, g)+0

31、=-377.3+3(-237.129)-( -16.45)-2(-50.72)-1=-970.8(kJ mol )2-13. 糖在新陈代谢过程中所发生的总反应为C12H22O11(s) + 12O2(g) = 12CO 2(g) + 11H 2O(l)已知&Hm0(C12H22O11,s)=-2221kJ mol-1, Sm0(C12H22Oii,s)=359.8 JK-1mol-1。求：(1)如果实际只有30%的自由能转变为非体积功，则 1g 糖在体温37时进行新陈代谢，可以得到多少kJ的非体积功？提示：根据热力学推导，在等温等压下自由能的减少(-AG)等于体系对外所作的最大非体积功

32、Wf(2) 一个质量为75kg 的运动员需吃多少克糖才能获得登上高度为2.0km 高山的能量。解：eeeee(1) ArHm =12AfHm (CO2,g)+11 AfHm (H2O,l)- AfHm (Ci2H22O11,s) +12 AHm (O2,g)=12 ><-393.5)+11 (-285.8)-12 0+(-2221) =-5644.8(kJ mol-1)e eeeeASm =12 Sm (CO2,g)+11Sm (H2O,l)- Sm (C12H22O11,S)+ 12Sm (O2,g)=12X213.7+11 69.91-359.8+12 205.1=512.4(

33、J K-1 mol-1)AGm 0= ArHm0-ArSm9 =-5644.8-310 (512.4 w-3) =-5803.6(kJ mol-1)-ArGm9=Wf=5803.6kJ mol-1根据题意每克糖能提供给运动员的能量为一 e _ _-1ArGm /M(C12H22011)=5803.6 342 =16.97(kJ g )能转化为非体积功的能量为16.97 >30%=5.09(kJ g-1)（2）运动员需吃糖的克数为c mghG 二5.09_ 一_ _ _ 375 9.81 2 105.09 103=289 (g)，一一， 一一光2-14.植物进仃光合作用的反应为6CO2（g

34、）+6H2O（l）付“C6Hi2O6（aq）+6O2（g）ArGm9= 2870kJ mol-1,深海中没有光线由细菌使H2s作为能源合成 C6H12。6,反应式如下24H2s(g)+12 O2(g) =24 H2O(l)+24S(s)ArGm°=-4885.7 kJ mol-1 求反应24H2s(g)+6CO2(g) =C6H12O6(aq)+18 H2O(l)+24 S(s)的 ArGm" _光 _ e_1解：6CO2(g)+6H 2O(l)叶绿素C6H12O6(aq)+6O2(g)ArGm (1) = 2870J mol_ _ _ e _-1+)24H2s(g)+12

35、 O2(g)= 24 H2O(l)+24S(s)ArGm (2)=-4885.7 kJ mol-24H2s(g)+6CO2(g) C6H12O6(aq)+18 H 2O(l)+24 S(s)ArGm °ArGm0= ArGm 0(1)+ rGm0(2)=2870-4885.7= -2016(kJ mol-1)2-15.甲醇是重要的能源和化工原料，用附录的数据计算它的人工合成反应的AHm9、Ar8m9和4Gm9,判断在标准状态下反应自发进行的方向并估算转向温度。CO(g) + 2H 2(g) = CH3OH(l)解：CO(g) + 2H2(g) = CH30H(l)8m0/J K-1

36、mol-1198.0130.7126.8AcHm9/ kJ mol-1-283.0-285.8-726.6e-1ArHm =(-283.0)+2 (-285.8)-(-726.6)=-128.0 kJ molArsm0=126.8-(2 130.7+198.0)=-332.6 J K-1 mol-1ArGm9=-128.0 kJ mol-1-(298.15K -332.6 J K-1 mol-1 X10-3)=-28.83 kJ mol-1ArGm9<0,标准状态下正反应方向自发。转向温度 T= ArHm9/Asm =-128.0 103/(-332.6)=384.8K2-16.已知 2

37、MnO 42-+10Cl -+16H +=2Mn2+5Cl2+8H 2OArGm9(1)=-142.0 kJ mol-1Cl2+2Fe2+=2Fe3+2Cl-AGm0(2)=-113.6 kJ mol-1求下列反应的 ArGm°MnO 42-+5Fe2+8H+= Mn2+5Fe3+ +4H2O解：&Gm = ArGm (1)+5 WGm (2)/2=-142.0 kJ mol-1+5 *113.6 kJ mol-1)/2=-710.0 kJ mol-1/2-1 =-355.0 kJ mol第3章化学反应速率和化学平衡3-1.合成氨原料气中氢气和氮气的体积比是3： 1,除这两种

38、气体外，原料气中还含有其它杂质气体 4% (体积分数)。原料气总压力为15195kPa,计算氮、氢的分压。解：x(H2)= (1-0.04) -=0.72x(N2)= (1-0.04) 1 =0.2444p(H2)= 15195 kPa 0.72= 10940kPap(N2)= 15195 kPa 0.24= 3647kPa3-2. 660K时的反应：2NO+ O2 = 2NO 2, NO和。2的初始浓度 c(NO)和c(O2)及反应初始速率V的实验数据如下：-1c(NO)/ mol L-，、，-1c(O2)/ mol L -V / mol L-1 s10.100.100.0300.100.2

39、00.0600.200.200.240(1)写出上述反应的速率方程，指出反应的级数；(2)计算该反应的速率常数 k值；(3)计算 c(NO) = c(O2) = 0.15 mol L-1 时的反应速率。解：(1)v=kcx(NO) cy(O2)将第一、二组数据代入后相除，得到v20.060molL-11 _ k(0.10molL-1)x(0.20molL-1)yv10.030molL-1sd k(0.10molL-1)x(0.10molL-1)y2y = 2 y = 1同理 V3 = 0.240mol L-1 s二 k(0.20mol L-1)x(0.20mol L-1)yv2 - 0.060

40、mol L-1 s- k(0.10mol L-1)x(0.20mol L-1)y2x =4 x = 2v=kc2(NO) c(O2)三级反应(2)将第一组数代入速率方程：0.030 mol L-1 s-1 = k(0.10 mol L- 1)2(0.10 mol L-1)k =30 L2?mol-2&-1(3) v = 30 L2?mol-2?s-1 x (0.15mol?L)3 = 0.101 mol L-1 s-13-3.已知乙醛的催化分解与非催化分解反应分别为CH3CHO = CH4 + COEa催=136 kJ mol-1CH3CHO = CH 4 + COEa = 190 k

41、J mol-1若反应与的指前因子近似相等，试计算300K时，反应 的反应速率是反应的 多少倍。名刀 V 催k 催Ae/36：RT54X103 J mol-1.78.314JK-1 mol X300K9用牛： = =e= 2 5 10,90 RT ev k Ae3-4.已知反应2NO2 = 2NO+O2在592K时速率常数k为0.498 L?mo-1?s-1,在656时 k为4.74 L ?mo-1?计算该反应的活化能。 _ 114.74L mol sEa,656K -592KX角牛. 1nj Z =Z A ()0.498L mol s 8.314J K mol 656K 592KEa = 11

42、3672Jmol-1 = 113.7 kJ?mol-13-5.在100kPa和298K时，HCl(g)的生成热为-92.3 kJ?mo1,生成反应的活化能为 113kJ?mol-1,计算其逆反应的活化能。Ea 正=113 kJ?mol-1Ea 逆=205.3 kJ?mol解： 1/2H2(g) + 1/2C2(g) = HCl(g) fHm? = ArHm? = - 92.3 kJ?mo1, -92.3 kJ?mol-1 = 113 kJ?mol-1 -Ea 逆3-6.已知反应 C2H5Br = C2H4 + HBr ,在650K时，速率常数 k为2.0 10-3s-1,该反应 的活化能Ea为

43、225kJ?mol-1,计算700K时的k值。解:lnz: 225 103lmol/700K-650K)2.0 10&s, 8.314J K/mol700K 650K'k7003 - =19.572.0 10 3sk700 = 3.9 10-2 s-13-7.下列说法是否正确，简要说明理由。(1)速率方程式中各物质浓度的指数等于反应方程式中各物质的计量数时，该反应即为基元反应。(2)化学反应的活化能越大，在一定的条件下其反应速率越快。(3)某可逆反应，若正反应的活化能大于逆反应的活化能，则正反应为吸热反应。(4)已知某反应的速率常数单位为L?mol-1?-1,该反应为一级反应。

44、(5)某一反应在一定条件下的平衡转化率为25.3%,当加入催化剂时，其转化率大于25.3%。(6)升高温度，使吸热反应速率增大，放热反应速率降低。解：(1)错，例：复杂反应H2(g) + I2(g) = 2HI(g)v =kc(H2)c(l2)(2)错，活化能是决定反应速率的重要因素，Ea大，活化分子分数小，反应速率v慢。(3)对，因为 AH =Ea正一Ea逆(4)错，一级反应的速率常数量纲为：s-1或min-1, h-1。(5)错，催化剂不改变平衡态，因而不改变转化率。(6)错，升温，吸热反应和放热反应的反应速率都加快。3-8.已知某反应的活化能为40kJ?mol-1,反应由300K升至多高

45、时，反应速率可增加99倍？解：设温度升至x K31,“40 10 J mol zxK -300K、ln99 =1y(2 )8.314J K mol 300xKx = 420.5K3-9.反应 2NO(g) + B2(g) = 2NOBr(g),其机理如下：(1) NO(g) + Br2(g) - OBr2(g)(慢)(2) NOBr2(g) + NO(g) 一 2NOBr(g)(快)将容器体积缩小为原来的1/2时，计算反应速率增加多少倍？解：1 =kc(NO)c(Br2)体积缩小后浓度增大，. 2 =k2c(NO)2c(Br2)=4kc(NO)c(Br2)v2-= 4(彳音)Vi3-10.人体

46、中某种酶的催化反应的活化能为 50kJ?mol-1,正常人的体温为37C,问发烧到 40c的病人，该反应的速率增加了百分之几？解：设40c时速率是37c时速率的x倍313K -310K313K 310K)=0.18650 103Jmollnx 二118.314J K molx = 1.20从37c到40C,该反应的速率增大20%3-11.判断题（对的记错的记"XV ）（1）质量作用定律只适用于基元反应，故对简单反应不适用。（）（2）零级反应的速率为零。（）（3）活化能随温度的升高而减小（）（4）反应级数愈高，则反应速率受反应物浓度的影响愈大。（）（5）速率常数取决于反应物的本性，也与

47、温度和催化剂有关。（）（6）降低温度可降低反应的活化能。（）解：（1）错 （2）错 （3）错 （4）对 （5）对 （6）错3-12.写出下列反应的标准平衡常数K °表示式(1) BaSO4(s) : Ba2+(aq) + SO42-(aq)(3) Ac -(aq) + H 2O(l) : HAc(aq) + OH -(aq)解：(1) K0 =Ba2+rSO4-r(2) Zn(s) + CO 2(g) 一 ZnO(s) + CO(g)(4) Mg(s)+2H +(aq) - Mg 2+(aq) + H2(g)、/ e(2) KPr(CO)Prg)HAc rOH-rAcPM) Mg2H

48、 +23-13.已知下列反应:C(s) + H 2O(g)CO(g) + H 2(g) rHm > 0在反应达平衡后再进行如下操作时，平衡怎样移动?（1）升高反应温度（2）增大总压力（3）增大反应器容积(4)加入催化剂解：（1）正向移动 （2）逆向移动 （3）正向移动（4）不移动3-14.已知下列反应的标准平衡常数:(1) HAc - H+ + AcKi? = 1.76 105(2) NH 3 + H2O : NH 4+ +OHK2? = 1.77 105 H2O : H+ + OHK3? = 1.0 1014求反应（4）的标准平衡常数K4? , （4）NH3 + HAc -1 NH4+

49、 + Ac解：反应（4）=反应（1）+反应（2）-反应（3）K； K；_551.76 101.77 101.0 1044103-15.已知某反应rHm?(298K尸20kJ?mol-1,在300K的标准平衡常数 K?为103,求 反应的标准嫡变量 rSm?(298K)。解：rGm?(300K) = - RTInK? = -8.314 103 kJ?mol-1 X300KXln10 3= -17.23 kJ?mol-1 rGm ) (300K) ZrHm - T rSm-17.23 kJ?mol-1 = 20kJ?mol-1 - 298K 区 rSm? rSm? = 0.125 kJ?K-1?m

50、ol-1 = 125 J?K-1?mol-13-16. HI 的分解反应为 2HI(g) - H2(g) + I 2(g)开始时 HI(g)的浓度为 1.00mol?L-1, 当达到平衡时有24.4%HI发生了分解，若将分解率降低到10%,其它条件不变时，碘的浓 度应增加多少?解：设分解率降低到 10%,碘的浓度应增加 xmol?L-12HI(g) 一H2(g) + I 2(g)1平衡时/mol?L0.7560.1220.122一 一一一-1重建平衡/mol?L0.9000.0500.050+xKc一-12(0.122mol L )Z-TT(0.756mol L )= 0.0260Kc_ _

51、_-1_ _ _1_1(0.050mol L1)(0.050mol L1 xmol L1)_1 2(0.900mol L1)2=0.0260-1x = 0.371 mol?L3-17.在25 c时蔗糖水解生成葡萄糖和果糖:C12H22O11+H2O C6H12。6 (葡萄糖)+ C6H12。6(果糖)，体系中水的浓度视为常数。(1)蔗糖的起始浓度为2amol?L-1,达平衡时蔗糖水解了50%, Kc是多少？(2)蔗糖的起始浓度为 amol?L-1,则在同一温度下平衡时，水解产物的浓度是多少？解：设蔗糖的起始浓度为amol?L-1,同一温度下平衡时，水解产物的浓度是xmol?L-1.C12H22

52、O11 + H2O " C6H12。6 (葡萄糖)+ C6H12O6(果糖)(1)平衡时/mol?_-1a(2)重建平衡/mol ?_-1a- xxKc二 (am0= amol L- amol LL-1(xmol L )Kc 二-1-1 =amolamol L - xmol L-1x = 0.618a moll3-18.水的分解反应为2H2O(g) =2H2(g) + O2(g),在1227c和727c下反应的标准平衡常数K?分别为1.9 M0-11和3.9 M0-19,计算该反应的反应热rHm?。(441.6kJ?mol-1)解：lg£ =4(0)K12.303R TT2

53、.11. . A,1.9父10ArHm1500K -1000K xlgJg =3-1-1 ()3.9 102.303 8.314 10 kJ K 1 mol 1 1500K 1000K rHm? = 441.6kJ?mol-13-19.已知下列反应各物质的AfUm?和Sm?,计算反应在298K和373K时的KNH 3(aq) + H 2O。) NH 4+(aq) + OH -(aq) fHm?/kJmol，-80.3-285.8-132.5-230.0Sm? /J?<-1?mol-1111.369.9113.4-10.75解： Hm? = (-132.5 kJ mol -1-230.0

54、kJ mol)-(-80.3 kJ mol,-285.8 kJ mol)=3.6 kJ mol rSm? = 113.4 J?<-1 ?mol-1- 10.75 JK1 ?mol-1 111.3 JK-1?mol-1- 69.9 JK1 ?mol=-78.6 JK-1?mol rGm? = ArHm?-TArSm? = 3.6 kJ mol298Kx(78.6) 10-3 kJ?<-1?mol一 一 一-1=27.0kJ?mol127.0kJ?mol-1= 8.314 10-3 kJ?<-1?mol-1 >298 Xn K? (298K)K? (298K) = 1.85 105e3,K (373K)3.6 10 J mol z 373K-298K、1g5jj ()1.85 1032.303 8.314J Kmol298K 373KlgK e(373K)1.85 10=0.127K e(373K