无机及分析化学浙大版高等教育出版社第二章课后答案

第二章习题解2-1第二章习题解答基本题2-1苯和氧按下式反应：C6H6(l)+215O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)在25℃100kPa下，0.25mol苯在氧气中完全燃烧放出817kJ的热量，求C6H6的标准摩尔燃烧焓cHm和该燃烧反应的rUm。解：=B1nB=(0.25mol)/(1)=0.25molcHm=rHm==817kJ/0.25mol=3268kJmol1rUm=rHmngRT=3268kJmol1(615/2)8.314103298.15kJmol1=3264kJmol12-2利用附录III的数据，计算下列反应的rHm。(1)Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)(2)2NaOH(s)+CO2(g)Na2CO3(s)+H2O(l)(3)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(4)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)解：(1)rHm=[4(241.818)(1118.4)]kJmol1=151.1kJmol1(2)rHm=[(285.830)+(1130.68)(393.509)2(425.609)]kJmol1=171.78kJmol1(3)rHm=[6(241.818)+490.254(46.11)]kJmol1=905.5kJmol1(4)rHm=[2(285.830)+2(393.509)(484.5)]kJmol1=874.1kJmol12-3已知下列化学反应的标准摩尔反应焓变，求乙炔(C2H2，g)的标准摩尔生成焓fHm。(1)C2H2(g)+5/2O2(g)2CO2(g)+H2O(g)rHm=1246.2kJmol1(2)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)rHm=+90.9kJmol1(3)2H2O(g)2H2(g)+O2(g)rHm=+483.6kJmol1解：反应2(2)(1)2.5(3)为：Hr2-2第二章习题解2C(s)+H2(g)C2H2(g)fHm(C2H2)=2rHm(2)rHm(1)2.5rHm(3)=[290.9(1246.2)2.5483.6]kJmol1=219.0kJmol12-4求下列反应在298.15K的标准摩尔反应焓变rHm。(1)Fe(s)+Cu2(aq)Fe2(aq)+Cu(s)(2)AgCl(s)+Br(aq)AgBr(s)+Cl(aq)(3)Fe2O3(s)+6H(aq)2Fe3(aq)+3H2O(l)(4)Cu2+(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn2+(aq)解：rHm(1)=[89.164.77]kJmol1=153.9kJmol1rHm(2)=[167.159100.37(121.55)(127.068)]kJmol1=18.91kJmol1rHm(3)=[2(48.5)+3(285.830)+824.2]kJmol1=130.3kJmol1rHm(4)=[(153.89)64.77]kJmol1=218.66kJmol12-5计算下列反应在298.15K的rHm，rSm和rGm，并判断哪些反应能自发向右进行。(1)2CO(g)+O2(g)2CO2(g)(2)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(3)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)(4)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)解：(1)rHm=[2(393.509)2(110.525)]kJmol1=565.968kJmol1rSm=[2213.742197.674205.138]Jmol1K1=173.01Jmol1K1rGm=rHmTrSm=[565.968298.15(173.01103)]kJmol1K1=514.385kJmol10，反应自发。(2)rHm=[6(241.818)+490.254(46.11)]kJmol1=905.5kJmol1rSm=[6188.825+4210.7615205.1384192.45]Jmol1K1=180.50Jmol1K1rGm=rHmTrSm=[905.5298.15180.50103]kJmol1=959.3kJmol10，反应自发。(3)rHm=[3(393.509)3(110.525)(824.2)]kJmol1=24.8kJmol1rSm=[3213.74+227.283197.67487.4]Jmol1K1第二章习题解2-3=15.4Jmol1K1rGm=rHmTrSm=[24.8298.1515.4103]kJmol1=29.4kJmol10，反应自发。(4)rHm=[2(395.72)2(296.830)]kJmol1=197.78kJmol1rSm=[2256.76205.1382248.22]Jmol1K1=188.06Jmol1K1rGm=rHmTrSm=[197.78298.15(188.06103)]kJmol1=141.71kJmol10，反应自发。2-6由软锰矿二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法：(1)MnO2(s)+2H2(g)Mn(s)+2H2O(g)(2)MnO2(s)+2C(s)Mn(s)+2CO(g)上述两个反应在25℃，100kPa下是否能自发进行？如果考虑工作温度愈低愈好的话，则制备锰采用哪一种方法比较好？解：rGm(1)=[2(228.575)(466.14)]kJmol1=8.99kJmol1rGm(2)=[2(137.168)(466.14)]kJmol1=191.80kJmol1两反应在标准状态、298.15K均不能自发进行；计算欲使其自发进行的温度：rHm(1)=[2(241.818)(520.03)]kJmol1=36.39kJmol1rSm(1)=[2188.825+32.012130.68453.05]Jmol1K1=95.24Jmol1K1rHm(1)T1rSm(1)=0T1=36.39kJmol1/(95.24103kJmol1K1)=382.1KrHm(2)=[2(110.525)(520.03)]kJmol1=298.98kJmol1rSm(2)=[2197.674+32.0125.74053.05]Jmol1K1=362.28Jmol1K1rHm(2)T1rSm(2)=0T2=298.98kJmol1/(362.28103kJmol1K1)=825.27KT1T2，反应(1)可在较低温度下使其自发进行，能耗较低，所以反应(1)更合适。2-7不用热力学数据定性判断下列反应的rSm是大于零还是小于零。(1)Zn(s)+2HCl(aq)ZnCl2(aq)+H2(g)2-4第二章习题解(2)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)(3)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)(4)CuO(s)+H2(g)Cu(s)+H2O(l)解：反应(1)、(2)均有气体产生，为气体分子数增加的反应，rSm0；反应(3)、(4)的气体反应后分别生成固体与液体，rSm0。2-8计算25℃100kPa下反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的rHm和rSm，并判断：(1)上述反应能否自发进行？(2)对上述反应，是升高温度有利？还是降低温度有利？(3)计算使上述反应自发进行的温度条件。解：rHm=[393.509635.09+1206.92]kJmol1=178.32kJmol1rSm=[213.74+39.7592.9]Jmol1K1=160.6Jmol1K1(1)rGm=[178.32298.15160.6103]kJmol1=130.44kJmol10反应不能自发进行；(2)rHm0，rSm0，升高温度对反应有利，有利于rGm0。(3)自发反应的条件为TrHm/rSm=[178.32/160.6103]K=1110K2-9写出下列各化学反应的平衡常数K表达式。(1)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(3)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(4)AgCl(s)Ag(aq)+Cl(aq)(5)HAc(aq)H+(aq)+Ac(aq)(6)SiO2(s)+6HF(aq)H2[SiF6](aq)+2H2O(l)(7)Hb(aq)(血红蛋白)+O2(g)HbO2(aq)(氧合血红蛋白)(8)2MnO4(aq)+5SO32(aq)+6H(aq)2Mn2(aq)+5SO42(aq)+3H2O(l)解：(1)K=BB(p/p)B=p(CO2)/p(2)K=(p(SO3)/p)2(p(O2)/p)1(p(SO2)/p)2(3)K=(p(CO)/p)(p(H2)/p)(p(H2O)/p)1(4)K=(c(Ag+)/c)(c(Cl)/c)(5)K=(c(H+)/c)(c(Ac)/c)(c(HAc)/c)1(6)K=(c(H2[SiF6])/c)(c(HF)/c)6(7)K=(c(HbO2)/c)(c(Hb)/c)1(p(O2)/p)1(8)K=(c(Mn2+)/c)2(c(SO42)/c)5(c(MnO4)/c)2(c(SO32)/c)5(c(H+)/c)6第二章习题解2-52-10已知下列化学反应在298.15K时的平衡常数：(1)CuO(s)+H2(g)Cu(s)+H2O(g)K1=21015(2)1/2O2(g)+H2(g)H2O(g)K2=51022计算反应CuO(s)Cu(s)+1/2O2(g)的平衡常数K。解：反应(1)(2)为所求反应，根据多重平衡规则：K=K1/K2=21015/51022=41082-11已知下列反应在298.15K的平衡常数：(1)SnO2(s)+2H2(g)2H2O(g)+Sn(s)K1=21(2)H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)；K2=0.034计算反应2CO(g)+SnO2(s)Sn(s)+2CO2(g)在298.15K时的平衡常数K。解：反应(1)+2(2)为所求反应，所以K=K1(K2)2=210.0342=2.41022-12密闭容器中反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)在1500K条件下达到平衡。若始态p(NO)=150kPa，p(O2)=450kPa，p(NO2)=0；平衡时p(NO2)=25kPa。试计算平衡时p(NO)，p(O2)的分压及平衡常数K。解：V、T不变，pn，各平衡分压为：p(NO)=150kPa25kPa=125kPap(O2)=