普通化学简明教程习题答案

第一章化学反应的基本原理1.3(4)湿空气比干燥的空气密度小。湿就重？1.9下列叙述是否正确？试解释之。(1)H2O(l)的标准摩尔生成热等于H2(g)的标准摩尔燃烧热；(2)石墨和金刚石的燃烧热相等；(3)单质的标准生成热都为零；(4)稳定单质的△fHm、Sm、△fGm均为零；(5)当温度接近绝对零度时，所有放热反应均能自发进行。(6)若△rHm和△rSm都为正值，则当温度升高时反应自发进行的可能性增加；(7)冬天公路上撒盐以使冰融化，此时△rGm值的符号为负，△rSm值的符号为正。阿佛加德罗定律；平均分子量第一章化学反应的基本原理1.9下列叙述是否正确？试解释之。(1)H2O(l)的标准摩尔生成热等于H2(g)的标准摩尔燃烧热；生成反应：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)燃烧反应：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)二者一致(5)当温度接近绝对零度时，所有放热反应均能自发进行。T0K，S0，S0，GH，放热，H0，G0，自发进行(6)若△rHm和△rSm都为正值，则当温度升高时反应自发进行的可能性增加；++型反应，升温有利(7)冬天公路上撒盐以使冰融化，此时△rGm值的符号为负，△rSm值的符号为正。因冰融化变水自发，rGm值必为负，又吸热，rHm为正，故rSm值必为正，即混乱度增大的自发过程第一章化学反应的基本原理1.10一体系由A态到B态，沿途径I放热120J，环境对体系做功50J。试计算：(1)体系由A态沿途经Ⅱ到B态，吸热40J，其W值为多少？(2)体系由A态沿途经Ⅲ到B态对环境做功80J，其Q值为多少？解：根据热力学第一定律△U=Q+W=－120+50=－70(J)则，途经Ⅱ：W=△U－Q=－70－40=－110(J)途经Ⅲ：Q=△U－W=－70－(－80)＝10(J)第一章化学反应的基本原理1.17不查表，指出在一定温度下，下列反应中熵变值由大到小的顺序：(1)CO2(g)→C(s)+O2(g)(2)2NH3(g)→3H2(g)+N2(g)(3)2SO3(g)→2SO2(g)+O2(g)解：因为气体摩尔数越大，在相同条件下所占有的体积越大，混乱度就越大，熵值越大。故反应前后气体摩尔数的变化越大，熵变值越大。熵变值由大到小的顺序为：(2)＞(3)＞(1)0B,g=21第一章化学反应的基本原理解：(1)1.24氧化亚银遇热分解：2Ag2O(s)==4Ag(s)+O2(g)。已知Ag2O的=31.1kJmol-1，=11.2kJ·mol-1。求：(1)在298K时Ag2O-Ag体系的=？(2)Ag2O的热分解温度是多少(在分解温度，＝100kPa)？fmHfmG2Op2Op-1rmBfm62.2kJmolHH-1rmBfm22.4kJmolGG2O/Kpprmln()/KGTRT3ln22.410/(8.314298)9.04K41.210K242O1.2101001.210kPa12Pap第一章化学反应的基本原理解：(2)1.24氧化亚银遇热分解：2Ag2O(s)==4Ag(s)+O2(g)。已知Ag2O的=31.1kJmol-1，=11.2kJ·mol-1。求：(1)在298K时Ag2O-Ag体系的=？(2)Ag2O的热分解温度是多少(在分解温度，＝100kPa)？fmHfmG2Op2Op2Orm100kPa,1.0,()0pKGTrmrmrm()GTHTSrmrm/THS-1rmrm()(298)62.2kJmolHTH-1-1rmrmrmrm(298)(298)()(298)0.134kJmolK298HGSTSrmrm/465KTHS分解＝第一章化学反应的基本原理解：(2)或者1.24氧化亚银遇热分解：2Ag2O(s)==4Ag(s)+O2(g)。已知Ag2O的=31.1kJmol-1，=11.2kJ·mol-1。求：(1)在298K时Ag2O-Ag体系的=？(2)Ag2O的热分解温度是多少(在分解温度，＝100kPa)？fmHfmG2Op2Op22rm211112()ln()KTHTTKTRTT412(298)1.210,()1KKT分解465KT分解第一章化学反应的基本原理解：(1)-1rmBfm204.6(1)(137.2)67.4kJmolGGrmln()/KGTRTln27.2K11610Krmrmrm()GTHTS-1rmrm()(298)108.3kJmolHTH-1-1rmrmrmrm(298)(298)()(298)0.137kJmolK298.15HGSTS(2)fmGfmG1KfmHfmH1.26已知(COCl2)=-204.6kJmol-1，(CO)=-137.2kJmol-1，试求：(1)下述反应在25℃时的平衡常数：CO(g)+Cl2(g)==COCl2(g);(2)若(COCl2)=-218.8kJmol-1，(CO)=-110.5kJmol-1，问以上反应在373K时平衡常数是多少？(3)由此说明温度对平衡移动的影响。第一章化学反应的基本原理fmGfmG1KfmHfmH1.26已知(COCl2)=-204.6kJmol-1，(CO)=-137.2kJmol-1，试求：(1)下述反应在25℃时的平衡常数：CO(g)+Cl2(g)==COCl2(g);(2)若(COCl2)=-218.8kJmol-1，(CO)=-110.5kJmol-1，问以上反应在373K时平衡常数是多少？(3)由此说明温度对平衡移动的影响。解：(2)1rm(373K)57.2kJmolG8110K或者22rm211112()ln()KTHTTKTRTT(3)温度升高，放热反应的平衡常数减小第一章化学反应的基本原理1-27.C(s)+CO2(g)==2CO(g)，-1rm(298.15K)172.5kJmolHKk正k逆正逆平衡移动方向增加总压力升高温度加催化剂不变不变增加增加不变向左增加增加增加增加增加向右增加增加增加增加不变不变第一章化学反应的基本原理状态温度T/K起始分压p/kPapNOpNOBrI2980.010.010.045II2980.100.010.045III2730.100.010.1082BrpK1.28已知2NO(g)+Br2(g)==2NOBr(g)是放热反应，=1.16×104(298K)。判断下列各种起始状态反自发进行的方向。答：反应商：22NOBr2NOBr(/)(/)(/)ppJpppp54II:2.010(298)1.1610JK34IIII:2.010(298)1.1610JK向左向右第一章化学反应的基本原理答：反应商：22NOBr2NOBr(/)(/)(/)ppJpppp向左向右向右44IIIIII:1.210(298)1.1610JK又此反应为放热反应，(298)(273)KK4III(273)1.210(273)JK状态温度T/K起始分压p/kPapNOpNOBrI2980.010.010.045II2980.100.010.045III2730.100.010.108K1.28已知2NO(g)+Br2(g)==2NOBr(g)是放热反应，=1.16×104(298K)。判断下列各种起始状态反自发进行的方向。2Brp第一章化学反应的基本原理解:(3)CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)2eqCO3.9kPap1=1.9K1.31已知1000K时，CaCO3分解反应达平衡时CO2的压力为3.9kPa，维持系统温度不变，在以上密闭容器中加入固体碳，则发生下述反应：(1)C(s)+CO2(g)2CO(g)；(2)CaCO3(s)+C(s)CaO(s)+2CO(g)，若反应(1)的平衡常数为1.9，求反应(2)的平衡常数以及平衡时CO的分压。(1)C(s)+CO2(g)==2CO(g)2eq2eq1COCO=(/)/(/)1.9KppppeqCO=27kPapeq22CO=(/)0.074Kpp或者：(2)=(1)+(3)213=0.074KKK1.32PCl5遇热按PCl5(g)==PCl3(g)+Cl2(g)式分解。2.695gPCl5装在1.00L的密闭容器中，在523K达平衡时总压力为100kPa。(1)求PCl5的摩尔分解率及平衡常数K；(2)当总压力l000kPa时，PCl5的分解率(mol)是多少?(3)要使分解率低于l0%，总压力是多少?解：(1)设Cl2的平衡时物质的量为xmol。PCl5(g)==PCl3(g)+Cl2(g)起始：2.695/208.2=0.0129mol00平衡时：0.0129-xxx1001.000.0230mol8.314523pVnRT总根据理想气体状态方程(0.0129–x)+x+x=0.0230，x=0.0101molPCl5的摩尔分解率为：d%=0.0101/0.0129100%=78.3%第一章化学反应的基本原理1.3232eqeqPClCl0.010110043.9kPa0.0230ipppx总5eqPCl0.01290.010110012kPa0.0230p325eqeq2PClCleqPCl(/)(/)(43.9/100)1.6(/)12/100ppppKpp(2)p总=1000kPa10001.0000.230mol8.314523pVnRT总可见即使(1)中装入的PCl5完全分解也是不够的，这表明此问可能装入了更多的PCl5或者容器体积被大幅度压缩了。好在题目要求的是PCl5的分解率(mol)，因此可以假设起始装入PCl5的量为a，摩尔分解率为x。第一章化学反应的基本原理1.32PCl5(g)==PCl3(g)+Cl2(g)起始：a00平衡时：a(1-x)axax平衡时，n总=a(1–x)+ax+ax=a(1+x)32eqeqPClCl1ixpppxpx总总5eqPCl11xppx总3252eqeq2PClCleq2PCl()(/)(/)11.61(/)11xppppppxxKxppppxx总总0.37x即分解率为37%。(3)当分解率x10%时，解得：p总=1.6104kPa第一章化学反应的基本原理第一章化学反应的基本原理解：Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq)185.5KHb(aq)+O2(aq)HbO2(aq)2?KO2(g)O2(aq)3?K22eq4O33O/2.310/1.00(292K)1.1410/20.2/100ccKpp4213385.5/7.5101.1410KKK-1rm(292K)ln27.2kJmolGRTK1.33已知血红蛋白(Hb)的氧化反应Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq)的(292K)=85.5。若在292K时，空气中=20.2kPa，O2在水中溶解度为2.3×10-4mol·L-1，试求反应Hb(aq)+O2(aq)HbO2(aq)的(292K)和(292K)。2KrmG2Op1K第一章化学反应的基本原理1-34.已知：CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)的K=62(1500K)，在此温度下CO2又有部分分解成CO，即CO2==CO+1/2O2。若将1.0mo1CaCO3装入1.0L真空容器中，加热到1500K达平衡时，气体混合物中O2的摩尔分数为0.15。计算容器中的nCaO解：CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)62K2eqCO(/)62