大学化学及实验课后习题答案

大学化学张会菊缪娟课后习题答案

第1章化学热力学

(一)选择题

1.A2.A3.C4.B5.D6.C7.C8.C9.A10.C11.

A12.C

(二)填空题

1.40

2.恒容，不做非体积功，恒压，不做非体积功

3.>,<,=,>

4.增大、不变

5.不变

6.3.987kJ•mol-1

(三)判断题

1.X2.X3.X4.X5.V6.X7.X8.X9.X10.X

(四)计算题

1.解:2N:HJ1)+N:O4(g)3N,(g)+4HJX1)

=Z%乐/

=0+4x(-285.84)-2x50.63-9.16

=-l254(kJmol')

1,

1

—Ar/7ni=-627(kJ-mop)

CO式g)+]N式g)2N风(I)摩尔燃烧热

为

CO(g)4NO(g)2.

解：---►

△rHm=5uVRIAfm

=-393.5-(-110.52)-90.25

=-373.24(kJ-mol')

△r$m=ZvBSm

=213.6+-x191.5-197.56-210.65

2

=-98.9(J-mol1-K')

Ar//m_37324

&=A「'm=_-98.9x10-3=3.77xOK

△rJ=Z…,小

=-394.36-(137.15)-86.57

=-343.78(kJ-mol)

(298K)

此反应的是较大的负值，且A〃（-），AS（一）型反应，从热力学上

看，在

T转的温度以内反应都可自发进行。

/“RT

叫=-peAV=-p*V=---------

IPi

Pz-Aj

=P/RT

P\P2)

50-100

=50x1x8.314x300x------------

100x50nRT

v\---------

=-1247」(J)3.解：外压亿=50kPaA

nRT

P2,Pc=Pi

系统所做功:

定温变化，A"=。

黑泞等簧用，所以C1247.1(J)

定温过程0匕常数A(pE>=0

所以A//=Al/+A(pV)=0

4.解:查表知

CaO(s)+S03(g)=C

aS04(s)

1

Af(kJ-mol)-634.9-395.7-I434.5

5G.(kJ­mol1)-603.3-371.1-1322.0

11

S1M(J-mol-k38.1256.8106.5

«AfA/m(CaSO4)-Af//m(SO3)-A,//m(CaO,)

=-1434.5-(-395.7)-(-634.9)

=-403.9kJ-mol

求得

11

ArGm--347.6kJ•mol.ArSm--188.4J-molK

同理求得

-|1

Ar(7m=-348kJ-mol«-42kJ-mol

因为

所以根据经验推断可知，反应可以自发进行。

<

AW-403.OxIO3_，八〃

T=-rJ四m=--------------=2143.8K=1870.69C

-188.4

但由于该反应，故存在一个能使反应自发进行的

最高温度，该

温度

为

一般的炉温是1200C左右，所以热学上，用CaO来吸收S03以减少天气污

染的可能性是存在的。这种方法在实际中已有应用。

Ar〃m=Z

=-2x(-90.37)

=180.74(kJ•mol」)5.解:

(1)

△rSm=，VS_

rmBRm

=2x77.4+204.0-2x72.0

=215.8(J-mol-1-K-1)

ArGm

>0,在298.15K,标态下不自发。

(2)

7>837.5K反应自发

6.解：⑴

A,S„,=X

Ji,

=Sm(Ag)+5m(Fc')-5m(Ag')-Sln(Fc)

--42.55-316-72.68+138

=-208.13(J-molK')

A(7=A//—7z\S

rm(298K)rmrmm

=-64.98-298x(-208.13)xW3

=-2.957(kJ-mol-1)

RT8.314x298

K>=3.30

(2)T=308K

=ArZ/ra-7ArSm

=-64.98-308x(-208.13)xIO-5

=-8.76x10'(kJ-mol'')

W=Ar(7m=-8.76X10-*(kJ-mol-')

当可逆过程时做电功最

大，

<

(3)

反应正向自发进行。

-0,(#)

7.解:Ag20(s)n2Ag(s)+2

A//VA//

rRMm(298K)=-yBRFfMm

=0+O-C-31.1)

=31.1(kJmol-')

=7v

ASmns

「(29«K)JBm

=2x42.55+-x205.03-121

2

=66.62(Jmor1-K1)

31.1

=467(K)

66.62x10-3

Ar^m

△《m=ZVBAf<7m

=0+0-(-11.2)

=11.2(kJ-mol"1)

ArSm

>0,>07>467K才分解。

i“一dAri'Gm(298K)

8-K/2.303Q

11.2x103

2.303x8.314x298

△「“mJG

K(298K)

2.303RT2TX

31.lx10J(467-298)

2.303x8.314x298x467

1.25x10

K(467K)=1。03

X

P(Q2)1

K(467K)==1.03

2

p(O2)=1.03p=106kPa

第2章化学反应动力学

思考题与习题答案

1.已知A+B=2C为简单反应，则k的单位是L•molT•sT或L•molT•min-1,

该反应为2级反应。

2.已知：2N205=4N02+02,反应基理如下：

N205=N02+N03（快）N02+N03=N0+02+N02（慢）N0+N03=2N02（快）

该反应速度方程为"=它是一个2级反应。

3.利用阿累尼乌斯公式将Ink对1/7作图，可得一条直线，直线的斜率为―-

Ea/R,在纵坐标上的截距为InA.

4.二甲醛［（CH3）20］分解为甲烷、氢和一氧化碳的反应动力学实验数据如下：

t/s0200400600800

c[(CH3)20]/mol•L-0.00.0090.0080.0070.007

1100016396803

（1）600s和800s间的平均速率。

（2）用浓度对时间作图（动力学曲线），求800s的瞬时速率。

M,(l>.._竺=_(°«吗-087陟01£­»).(1>0-

M(800-600>

X-toort./•OOOTO),too,时笛，・»8.78X10-*moi•L,•i*1

81(”600B和lOOt网的▼均速率*3.25*10<«*04・匚|・\\

（2）KKh的■间速率为8.78604md•LM•»1

5.在3004温度下，氯乙烷分解反应的速率常数为2.5X10-3min-l。（1）该反应

是几级反应？说明理由。（2）氯乙烷分解一半，需要多长时间？（3）氯乙烷浓度

由0.40mol•L-1降为O.OlOmol-L-1,需要多长时间？（4）若初始浓度为

0.40mol-L-1,反应进行8h后，氯乙烷浓度还剩多少?

(2)1

ML苧250-10*mm;277nua■4.62h

“>'T1"红-丁，仁/翟…245%

<4)4*4,**»0<0molL*c»p(-2.5O«IO',m«n,Mgx60fnin)aO.I2molI；1

»»<l)ilfiRft

<2)NC以分H-F.X4«2h,

O)2439h：

«)K乙cm度出M余012moi|/・

6.已知某反应在700芯时，速度常数为：A=1.2L-mol-1•ST,此反应的活化能

为150Vmol-1,试计算8004时的反应速率常数。

in勺=______L)

解：根据公式(2-13)占RT'%

、工凡，।।、150.0x10，I1

可知K2.303R彳T22.303x8.314‘700800’

k2

则4=25.06所以

k：=25.06A,=25.06xL2L/no/'S'=30.074./nr>/'S'

答：8004时的反应速率常数为30.07£-S-h

7.某一级反应，在3004时反应完成50%需时20min,在活化能350｛时反应完成

50%需时5min,试计算该反应的活化能。

In2

解：一级反应，tl/2=k，可看出tl/2与4成反比，

f|t>(300K)u2O»m4.HlOOK)I

/^(250K)SOmin-T"i(25OK)4

答：该反应的活化能为24.2KJ-mol-lo

8.人体中某种酶的催化反应活化能为50.OkJ-mol-1,正常人的体温为37C,问

在发烧至40c的病人体中，该反应速率增加了百分之几？

In—

解：根据公式(2-13)8RT,/

则s&sJ噌*,ii

含蚓飕,嘘黑汹、建超洪

可知k、2.303R7；T：则

Ai=1.2

所以反应速度增加了20%

答：该反应速率增加了20%。

第3章溶液中离子的平衡

一、判断题

1-8XXXXXJJX

填空题

An

ft=n----r

1、1:1业PM2、缓冲比总浓度3、缓冲溶

液9.1X10-54.74

475

H20NaAcNaOHNaAcNaOH6、0.001

7、HP042-H2P04-6.20-8.208、共辗酸碱

对

9、H3P04H2P04-IIP042-P043-H20H+OH­IO.7.35-

7.45H2C03-HC03-

11、2.19X10-712、

2.313、10

14、HAcHAc为弱电解质，稀释会使电离度增大

第4章氧化还原反应与电化学

1.选择题

(1)C(2)C(3)D(4)B(5)B

2.填空题

(1)20

MnO；⑵

Mn2+Mn02

(3)较小较大

(4)0.177H+(lmol•L-l)nH+(l.0X10-3mol•L-l)

(5)相同，不同，相同

3.判断题

(1)X(2)J(3)V(4)X(5)X

4.简答题和计算题

2+

(P(MnO2/Mn)<p(Cl2/Cr)

(1)解：因为v,故在标准状态

下，反应向左进行(正向非自发)。然而Mn02的氧化性受介质酸度的影响较大。从

Mn02/Mn2+电对的半反应式

=Mn02(s)+411+(aq)+2e-Mn2+(aq)+2H20可得出H+浓度对其电极电

势的影响为

MnO、/Mn')=v(MnO*')+*—-In——-----------------—

nFMMn)c]

即0值随H+浓度的增大而增大，所以实验室用浓盐酸(如12-与

Mn02的在加热条件下反应以增加Mn02的氧化性；与此同时，c(Cl-)的增加及加

热使p(C12)降低,均使

2

V(MnO2/Mn)p(CIJCI)<P(CI2Cl)减小，增大了Cl—的还原

性，使>,反应正向进行。此外，加热还

可以反应速率增加。

£=中(+)-少(-)=.(FC"/FC2')-0(12/1)

=0.771-0.5355

=0.236V

\_

=(2)解：Fe3+(aq)+I~(aq)Fe2+(aq)+2I2(s)

IgK=ns/0.059

=lx0.236/0.059

=3.99V

K=9.8x103

中(MnO,/Mn=m(MnO,/Mn,')+-^"ln~——!—

nF[c<Mn5-)/e]

当两溶液等体积混合后，离子浓度均变为1mol-L-1,据上述计算，£

>0,反应正向进行，溶液由浅黄色转变为棕黄色，并（或）有紫色碘沉

淀析出。

(3)解：①依题意钻电极为负极，氯电极为正极:

e=<p(+)-°(-)=p(Cl,/Cl)-(Co2'/Co)

1.64=1.36~(p(Co2+/Co)

cp(Co2+/Co)=-0.28V

②原电池反应为

Co+C12Co2++2C1-

V(ci,/cr)=<p(Cl,/Cl)+—In{!

nF(c(Cl)/c尸

③

9(Cl/CI)当0(C12)增大时，增大，原电池电动势，值增

大；

S(C1JC1)当0(ci2)减小时，减小，原电池电动势£值减

小。

④当c(Co2+)=0.010mol•L-1,时

<p(Co2*/Co)■<p(Co2*/Co)+—lg(c(Co2*)/c)

0.059

=-0.28+---IgO.OlO

=-0.34V

2+

£=(p(Cl2/Ci-)-<p(Co/Co)

=136-(-0.34)

=1.70V

原电池的电动势增加了0.06V

(4)解：pH=4.0及其他物质均处于标准条件下：

Cr?o；(aq)反应+H+(aq)+Br-—».Br2(1)+

Cr3+(aq)+H20(l)

组成原电池：

=CqO：(aq)正极：+14H++6e2Cr3++7H20

=负极：2Br-------2eBr2

b0.680V

^(Br2/Br-)=<p(Br2/Br)=1.066V

«(Cr?O；/Cr")S