无机化学课后习题答案(天津大学第四版)

第2章化学反应的方向、速率和限度习题参考答案1.解：mrH=3347.6kJ·mol1;mrS=216.64J·mol1·K1;mrG=3283.0kJ·mol1＜0该反应在298.15K及标准态下可自发向右进行。2.解：mrG=113.4kJ·mol1＞0该反应在常温(298.15K)、标准态下不能自发进行。（2）mrH=146.0kJ·mol1;mrS=110.45J·mol1·K1;mrG=68.7kJ·mol1＞0该反应在700K、标准态下不能自发进行。3.解：mrH=70.81kJ·mol1;mrS=43.2J·mol1·K1;mrG=43.9kJ·mol1（2）由以上计算可知：mrH(298.15K)=70.81kJ·mol1;mrS(298.15K)=43.2J·mol1·K1mrG=mrHT·mrS≤0T≥K)(298.15K)(298.15mrmrSH=1639K4.解：（1）cK=O)H()(CH)(H(CO)2432ccccpK=O)H()(CH)(H(CO)2432ppppK=pppppppp/O)H(/)(CH/)(H/(CO)2432（2）cK=)(NH)(H)(N3232212cccpK=)(NH)(H)(N3232212pppK=pppppp/)(NH/)(H/)(N3232212（3）cK=)(CO2cpK=)(CO2pK=pp/)(CO2（4）cK=3232)(HO)(HccpK=3232)(HO)(HppK=3232/)(H/O)(Hpppp5.解：设mrH、mrS基本上不随温度变化。mrG=mrHT·mrSmrG(298.15K)=233.60kJ·mol1mrG(298.15K)=243.03kJ·mol1Klg(298.15K)=40.92,故K(298.15K)=8.31040Klg(373.15K)=34.02,故K(373.15K)=1.010346.解：（1）mrG=2mfG(NH3,g)=32.90kJ·mol1＜0该反应在298.15K、标准态下能自发进行。（2）Klg(298.15K)=5.76,K(298.15K)=5.81057.解：（1）mrG(l)=2mfG(NO,g)=173.1kJ·mol11lgK=RTG303.2)1(mf=30.32,故1K=4.81031（2）mrG(2)=2mfG(N2O,g)=208.4kJ·mol12lgK=RTG303.2)2(mf=36.50,故2K=3.21037（3）mrG(3)=2mfG(NH3,g)=32.90kJ·mol13lgK=5.76,故3K=5.8105由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。8.解：mrG=mfG(CO2,g)mfG(CO,g)mfG(NO,g)=343.94kJ·mol10，所以该反应从理论上讲是可行的。9.解:mrH(298.15K)=mfH(NO,g)=90.25kJ·mol1mrS(298.15K)=12.39J·mol1·K1mrG(1573.15K)≈mrH(298.15K)1573.15mrS(298.15K)=70759J·mol1Klg(1573.15K)=2.349,K(1573.15K)=4.4810310.解：H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡分压／kPa2905.74χ2905.74χ2χ22)74.2905()2(xx=55.3χ=2290.12p(HI)=2χkPa=4580.24kPan=pVRT=3.15mol11.解：p(CO)=1.01105Pa,p(H2O)=2.02105Pap(CO2)=1.01105Pa,p(H2)=0.34105PaCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始分压／105Pa1.012.021.010.34J=0.168,pK=1＞0.168=J,故反应正向进行。12.解：（1）NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡分压/kPaxxK=/S)(H/)(NH23pppp=0.070则x=0.26100kPa=26kPa平衡时该气体混合物的总压为52kPa（2）T不变，K不变。NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡分压/kPa25.3+yyK=//)25.3pypy（=0.070y=17kPa13.解：（1）PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)平衡浓度／(mol·L1)0.250.070.00.250.00.250.0cK=)PCl()Cl()PCl(523ccc=0.62mol·L1，(PCl5)=71%PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)平衡分压0.20VRT0.5VRT0.5VRTK=pppppp/)(PCl/)(Cl/)(PCl523=27.2（2）PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)新平衡浓度／(mol·L1)0.10+y0.25y0.25+y210.0cK=)10.0()30.0)(25.0(yyymol·L1=0.62mol·L1(T不变，cK不变)y=0.01mol·L1，(PCl5)=68%（3）PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)平衡浓度／(mol·L1)z35.0z0.050+zcK=zzz35.0)050.0(=0.62mol·L1z=0.24mol·L1，(PCl5)=68%比较(2)、(3)结果，说明最终浓度及转化率只与始、终态有关，与加入过程无关。14.解：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡浓度／(mol·L1)1.00.500.50cK=32223)H()N()NH(ccc=21)L·mol(0.2若使N2的平衡浓度增加到1.2mol·L1，设需从容器中取走x摩尔的H2。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)新平衡浓度／(mol·L1)1.20.50+(30.2)x0.5020.20cK=2132)L·mol()02350.0(2.1)20.0250.0(x=21)L·mol(0.2x=0.9415.解：（1）α（CO）=61.5%;（2）α（CO）=86.5%;(3)说明增加反应物中某一物质浓度可提高另一物质的转化率;增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。16.解：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)平衡分压／kPa10179.2=21.828679.2／2=24679.2K（673K）=pppppp/)(O/(NO)/)(NO2222=5.36mrG=KRTlg303.2，mrG(673K)=9.39kJ·mol117.解：mrG(298.15K)=95278.54J·mol1mrG(298.15K)=mrH(298.15K)298.15K·mrS(298.15K)mrS(298.15K)=9.97J·mol1·K1，mrG(500K)≈97292J·mol1Klg(500K)=0.16，故)K500(K=1.41010或者12lnKK≈RH)K15.298(mr2112TTTT，K(500K)=1.4101018.解：因mrG(298.15K)=mrG(1)+mrG(2)=213.0kJ·mol10,说明该耦合反应在上述条件可自发进行。第3章酸碱反应和沉淀反应习题参考答案解：（1）pH=-lgc(H+)=12.00（2）0.050mol·L-1HOAc溶液中，HOAcH++OAc-c平/(mol·L-1)0.050-xxx5108.1x0.050xx)HOAc()OAc()H(Kcccac(H+)=9.5×10-4mol·L-1pH=-lgc(H+)=3.022．解：（1）pH=1.00c(H+)=0.10mol·L-1pH=2.00c(H+)=0.010mol·L-1等体积混合后：c(H+)=（0.10mol·L-1+0.010mol·L-1）/2=0.055mol·L-1pH=-lgc(H+)=1.26（2）pH=2.00c(H+)=0.010mol·L-1pH=13.00pOH=14.00-13.00=1.00,c(OH-)=0.10mol·L-1等体积混合后：-1-10.010molL(H)0.0050molL2c-1--10.10molL(OH)0.050molL2c酸碱中和后：H++OH-→H2Oc(OH-)=0.045mol·L-1pH=12.653．解：正常状态时pH=7.35c(H+)=4.5×10-8mol·L-1pH=7.45c(H+)=3.5×10-8mol·L-1患病时pH=5.90c(H+)=1.2×10-6mol·L-127Lmol105.4Lmol101.21-8--1-634Lmol105.3Lmol101.21-8--1-6患此种疾病的人血液中c(H+)为正常状态的27～34倍。4．解：一元弱酸HA，pH＝2.77c(H+)=1.7×10-3mol·L-1HAH++A-c平/(mol·L-1)0.10-1.7×10-31.7×10-31.7×10-33253(H)(A)(1.710)2.910(HA)0.101.710accKcα=%7.1%10010.0107.135．解：溶液的pH=9.00,c(H+)=1.0×10-9mol·L-1故c(OH-)=1.0×10-5mol·L-1假设在1.0L0.10mol·L-1氨水中加入xmolNH4Cl(s)。NH3·H2ONH4++OH-c平/(mol·L-1)0.10-1.0×10-5x+1.0×10-51.0×10-5(NH)(OH)4(NHHO)32(NHHO)32Kbccc5555108.1100.110.0100.1)100.1(xx=0.18应加入NH4Cl固体的质量为:0.18mol·L-1×1L×53.5g·mol-1=9.6g6．解：设解离产生的H+浓度为xmol·L-1，则HOAcH++OAc-c平/(mol·L-1)0.078-xx0.74+x(H)(OAc)(HOAc)(HOAc)Kaccc5108.1078.074.0x，x=1.9×10-6，pH=-lgc(H+)=5.72向此溶液通入0.10molHCl气体，则发生如下反应：NaOAc+HCl→NaCl+HOAc反应后：c(HOAc)=0.18mol·L-1，c(OAc-)=0.64mol·L-1设产生的H+变为x’mol·L-1，则HOAcH++OAc-c平/(mol·L-1)0.18-x’x’0.64+x’5(0.64x')x'1.8100.18x'x’=5.1×10-6，pH=5.30Δ(pH)=5.30-5.72=-0.427.解：（1）设NH4Cl水解产生的H+为xmol·L-1，则NH4++H2ONH3·H2O+H+c平/(mol·L-1)0.010-xxx1032432(NHHO)(H)5.610(NH)NHHO)whbccKKcK（10106.5010.0xxxx=2.4×10-6，pH=5.62（2）设NaCN水解生成的H+为x’mol·L-1