无机及分析化学(四版)第三章答案

1第3章3.673K时，将0.025molCOCl2(g)充入1.0L容器中，当建立下列平衡时：有16%COCl2解离。求此时的KΘ。解：由反应式∴第二解法：由反应式:COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)n平：0.025(1-16％)0.025×16％0.025×16％＝0.021mol＝0.021mol＝0.004molPCOCl2(g)＝(nCOCl2(g)RT)/V总＝(0.021mol×8.315kPa·L·K-1·mol-1×673K)/1.0L＝117.52kPaPCO(g)＝(nCO(g)RT)/V总＝(0.004mol×8.315kPa·L·K-1·mol-1×673K)/1.0L＝22.38kPaPCl2(g)＝(nCl2(g)RT)/V总＝(0.004mol×8.315kPa·L·K-1·mol-1×673K)/1.0L＝22.38kPa∴PPClCO2COClPP2PCOCl2COCl2PPP2-122.3822.3811P117.52100P11100K====4.262=0.042620.043（）（）（）答：此时的KΘ约为0.043。4.298K时，向1.00L烧瓶中充入足量的N2O4，使起始压力为100Kpa,一部分N2O4分解为NO2，达平衡后总压力等于116Kpa。计算如下反应的KΘ。解：第一解法：P始100kPa0kPaP平衡100-XkPa2XkPa∴P总=PN2O4+PNO2=100-X+2X=116（kPa）∴X=16KpaPNO2=2X=32KpaPN2O4=100-X=84Kpa∴2NO222-NO2N2O4N2O41321PK===P84100P1=12.19=0.12190.12100PPPP（21）1（））（）（）（）（）（答：该反应的KΘ为0.12COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)KΘ=PCOPΘ•PCl2PΘPCOCl2PΘ=nCORTV•VnClRTnCOCl2RTV•()2-1pΘ1=nCO•nCl2nCOCl2•RTV•1pΘ=(0.16×0.025)2×8.314×6370.025(1-0.16)×10-3•1013251=0.043N2O4(g)2NO2(g)N2O4(g)2NO2(g)2第二解法：∵n始=(PV)÷(RT)=(100kPa×10L)÷(8.315kPaLK-1mol-1×298K)=0.4036moln平，总=(PV)÷(RT)=(116kPa×10L)÷(8.315kPaLK-1mol-1×298K)=0.4681mol242NOgNOg（）2（）又∵n平，总：(0.0406-X)mol2Xmol∴n平，总=(0.04036-X)mol＋2Xmol=(0.04036＋X)mol=0.4681mol解：X=(0.4681-0.04036)mol=0.0645mol∴n平，N2O4=(0.04036-X)mol=(0.04036-0.0645)mol=0.3391moln平，NO2=2Xmol=2×0.0645mol=0.1290molP平，N2O4=(nRT)÷(V总)=(0.3391mol×8.315kPaLK-1mol-1×298K)÷(10L)=84.02kPa≈84kPaP平，NO2=(nRT)÷(V总)=(0.1290mol×8.315kPaLK-1mol-1×298K)÷(10L)=31.96kPa≈32kPa∴2NO222-NO2N2O4N2O41321PK===P84100P1=12.19=0.12190.12100PPPP（21）1（））（）（）（）（）（答：该反应的KΘ为0.128．反应2222Cl()2()4()()gHOgHClgOg1114.4rHkJmol当该反应达到平衡后，进行左边所列的操作对右边所列的数值有何影响（操作中没有注明的，是指温度不变，体积不变）？(1)增大容器体积n(H2O)(2)加O2n(H2O)(3)加O2n(O2)(4)加O2n(HCl)(5)减小容器体积n(Cl2)(6)减小容器体积P(Cl2)(7)减小容器体积KΘ(8)升高温度KΘ(9)升高温度P(HCl)(10)加N2n(HCl)(11)加催化剂n(HCl)解：依据2222Cl()2()4()()gHOgHClgOg1114.4rHkJmol由勒夏特列原理（即平衡移动原理）得：(1)n(H2O)减小。（总摩尔数增加的方向移动，即向增大总压力的方向移动）。(2)n(H2O)增大。（O2摩尔数减少的方向移动，即向减少产物的方向移动）。(3)n(O2)增大。（开始向O2摩尔数减少的方向移动，当达到新的平衡后n（O2）的总量增大）。(4)n(HCl)减小。（向减少产物的方向移动，即HCl摩尔数减少的方向移动）。(5)n(Cl2)增大。（向减小总压力的方向移动，即向总摩尔数减少的方向移动）。3(6)P(Cl2)增大。（向总摩尔数减少的方向移动，即向n(Cl2)增多、P(Cl2)分压力增大的方向移动）。(7)KΘ不变。（KΘ是温度的函数，与物质的量和压力无关。）(8)KΘ增大。(该反应rH=114.4kJmol-1，是吸热反应，∵2r12KHln=-KRTT111（）升高温度KΘ增大）。(9)P(HCl)增大。(该反应rH=114.4kJmol-1,是吸热反应;升高温度时，向吸热方向，即向右移动）。(10)n(HCl)不变。(N2很稳定,不与其他气体反应,不影响其他气体的分压,即不影响其他气体的摩尔数)。(11)n(HCl)不变。(∵催化剂只能缩短达到平衡所需的时间,不能改变平衡常数和平衡状态)。10.PCl5热分解反应式为532()()()PClgPClgClg在10L密闭容器内充入2.0molPCl5,700K时有1.3molPCl5分解，求该温度下的KΘ。若在该密闭容器内再充入1.0molCl2，PCl5分解百分率为多少？解：（1）532()()()PClgPClgClgn始：2.0mol0mol0moln平：(2.0-1.3)mol1.3mol1.3mol∵PCl5PCl5nRTP=V总；PCl3PCl3nRTP=V总；Cl2Cl2nRTP=V总∴PCl3Cl2PCl3Cl2PCl5PCl5-PCl3Cl2PCl3Cl2PCl5PCl5-1-1nRTnRTVVPP11K==nRTPPPVVnRTnRTnnRT11==VVnRTVnPP1.3mol1.3mol8.315kPaLKmol700K1=10L0.70mol100kPa总总总（21）总总总总（）（）（）（）（）=14.05141（2）532()()()PClgPClgClgn始：0.70mol1.3mol(1.3+1.0)moln平：(0.70+ⅹ)mol(1.3-ⅹ)mol(2.3-ⅹ)molPCl3Cl2PCl3Cl2PCl5PCl5-PCl3Cl2PCl3Cl2PCl5PCl5-1-1nRTnRTVVPP11K=14==nRTPPPVVnRTnRTnnRT11==VVnRTVnPP(1.3-X)mol(2.3-X)mol8.315kPaLKmol700K=10L(0.70+总总总（21）总总总总（）（）（）（）1X)mol100kPa1（）解：X=？-1-11(1.3-X)mol(2.3-X)mol8.315kPaLKmol700K100kPa=1410L(0.70+X)mol4整理：(1.3-X)×(2.3-X)×8.315×700×0.01=14×10×(0.70+X)(2.99-1.3X-2.3X+X2)×58.21=98+140X174.0-75.67X-133.88X+58.21X2=98+140X移项：58.21X2-349.6X+76=0（一元二次方程）221,2(349.6)(349.6)458.217642258.21bbacXa349.612222017696116.4349.6104524116.4349.6323.3116.4X1=5.78（mol）不合理，舍弃。X2=0.2259（mol）∴平衡时：nPCl5=0.70+X=0.70+0.2259=0.9259（mol）∴PCl5的分解率=2-0.9259100%=53.71%54%2.0(依据题的条件，保留两位有效数字)答：该温度下的K为14。若在该密闭容器内再充入1.0molCl2，PCl5分解百分率为54%。13．已知反应在749K时KΘ=6.5，今若需90%CO转化为CO2，问CO和H2O要以怎样的物质的量比相混合？解：设CO为1.0mol，H2O为xmol222CO(g)+HO(g)CO(g)+H(g)n始:1.0x00n平:1-0.90x-0.900.900.90CO2H22(22)CO2H2CO2H2COH2OCOH2OCOH2OnRTnRTVVPPnn111(0.90)K=()()()16.5nRTnRTPPnn0.10(0.90)PPPVVx总总总总(0.90)2=(0.10x-0.090)×6.50.65x-0.585=0.81∴x=(0.81＋0.585)÷0.65=2.146≈2.1答：CO(g)和H2O(g)物质的量的混合比为：CO(g)：H2O(g)=1.0:2.117.在298K时，用以下反应进行实验，得到的数据列表如下：求：(1)反应速率方程；(2)速率常数；CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)S2O8(aq)+2I-(aq)=2SO4(aq)+I2(aq)2-2-实验序号c(S2O8)/(molL-1)c(I-)/)/(molL-1)v/(mol•L-1•min-1)2-(1)1.0×10-41.0×10-20.65×10-6(2)2.0×10-41.0×10-21.30×10-6(3)2.0×10-40.5×10-20.65×10-65(3)求c(S2O82-)=5.0×10-4mol•L-1,c(I-1)=5×10-2mol•L-1时的反应速率。解：设x、y分别对于S2O82-和I-1的反应常数，则反应速率为2-S2O8v=kccxyI(1)保持c(S2O82-)不变,c(I-1)减小一半，反应速率减小一半，可判断y=1保持c(I-1)，c(S2O82-)加大一倍，则反应速率增加一倍，∴x=1∴2-S2O8v=kccI第二种解法：把各组实验数据代入假设的x、y反应速率方程中：(1)0.65×10-6mol﹒L-1﹒min-1=k[1.0×10-4mol﹒L-1]x[1.0×10-2mol﹒L-1]y(2)1.30×10-6mol﹒L-1﹒min-1=k[2.0×10-4mol﹒L-1]x[1.0×10-2mol﹒L-1]y(3)0.65×10-6mol﹒L-1﹒min-1=k[2.0×10-4mol﹒L-1]x[0.50×10-2mol﹒L-1]y用(2)÷(1)：61141611411.3010min[2.010]0.6510min[1.010]xxmolLmolLmolLmolL即22x；∴1x用(2)÷(3)：61121611211.3010min[1.010]0.6510min[0.5010]yymolLmolLmolLmolL即22y；∴1y∴2-S2O8v=kccI(2)求速率常数k：把任意一套实验数据代入反应速率方程式中，(3)V=0.65×5×10-4×5.0×10-2=1.6×10-5(mol•L-1•min-1)答：........。..