无机化学简明教程(丁杰编)课后习题答案

习题P263、根据盖斯定律计算。已知：1r2(g)2(g)(g)molkJ282.98)298(COO21COKHm1r(l)22(g)2(g)mol285.8kJ)298(OHO21HKHm1r(l)2)(22(g)(l)52molkJ8.3661)298(O3HCO2O3OHHCKHmg求：反应(l)2(l)522(g)(g)OHOHHC4H2CO的mrH解：（1）×2+（2）×4-（3）mrH=(-282.98)×2+(-285.8)×4-(-1366.8)=-342.36kJ·mol-14、已知：1r(l)2)g(2(g)3(g)molkJ1701)298(OH6NO4O54NHKHm1r(l)2)g(22(g)3(g)molkJ0351)298(OH6N2O34NHKHm计算NO(g)的标准生成焓mfH解：)()(21)(2122gNOgOgNHNOmf定义式的，所以136.904)1530()1170(),(4)2()1(molkJgNOHmNOf的生成焓，得到6、写出H2CO3(aq)、Fe3O4(s)、KBr(s)的生成反应。解：)()()(23)(3222aqCOHsCgOgH)()(2)(3432sOFegOsFe)()(21)(2sKBrlBrsK7、利用mHf计算常温常压下，反应CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)的mHr解：CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)KmolkJHmf298/1-1206.92-635.09-393.5091-32mol178.321kJ)]92.1206()09.635()509.393[()(),(),(1molkJCaCOHmsCaOHmgCOHmHfffmr8、判断下列过程是熵增还是熵减过程（不计算），为什么？①溶质从水溶液中结晶出来②二氧化氮转化为四氧化二氮③单质碳与二氧化碳反应生成一氧化碳④合成氨反应⑤过氧化氢分解反应解：①熵减，从溶液中析出晶体是混乱度降低。②熵减，分子数目在减少。③熵增，气体分子数加倍了，混乱度增加。④熵减，气体总分子数减少很多。⑤熵增，从无气体分子转化为气体分子。9、能否用下列反应合成酒精？（温度范围是多少？）4CO2(g)+6H2O(g)=2C2H5OH(g)+6O2(g)解:4CO2(g)+6H2O(g)=2C2H5OH(g)+6O2(g)KmolkJHmf298/1-393.509-241.818-235.10KmolkJsm298/1213.74188.825282.7205.1380mol858.1341kJ2)]}818.241(6)509.393(4[)1.235(2)0(6{[)(6)(4),(2),(61-225221molkJOHHmCOHmsOHHCHmgOHmHffffmr0molJ68.191)]}825.188(6)74.213(4[)7.282(2)138.205(6{[)(6)(4),(2),(61-225221molkJOHSmCOSmsOHHCSmgOSmSmr热力学反应类型为焓值增加，熵值减少，无论是高温还是低温都不会自发向右进行。11、写出下列反应的标准平衡常数表达式：(g)2(g)(g)24(g)H3COOHCH＝)/)(/()/)(/()1(2432ppppppppKOHCHHCO(g)2(g)52(g)22(g)O6OHHC2OH64CO＝624225262)/()/()/()/()2(ppppppppKOHCOOHHCO(l)2(aq)3(aq)2(aq)(aq)2(aq)4OH4Fe5MnH8Fe5MnO＝8524532)/()/)(/()/)(/()3(CCCCCCCCCCKHFeMmOFeMn(l)2(g)2(aq)3(aq)(aq)22(aq)272OH7O3Cr2H8OH3OCr＝833223)/()/)(/()/()/()4(22272CCCCCCppCCKHOHOCrOCr12、密闭容器中反应2NO(g)+O2(g)==2NO2(g)在1000K条件下达到平衡。若始态NO、O2、NO2的分压分别为101.3KPa、303.9KPa和0，平衡时NO2的分压为12.16KPa。计算平衡时NO、O2的分压和反应的平衡常数K解：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)P起（kpa）101.3303.90P变（kpa）12.166.0812.16P平（kpa）89.14297.812.1632222221025.6)100/8.297()100/14.89()100/16.12()/()/()/(ppppppKONONO13、合成氨反应N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)在某温度下达到平衡，N2(g)、H2(g)、NH3(g)的平衡浓度分别为3.0、2.0、4.0mol/dm3。求该反应的Kc及N2(g)、H2(g)的起始浓度。解：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)C起（mol·L-1）580C变（mol·L-1）264C平（mol·L-1）32467.0324)()()(3232223NHNHCCCKc14、PCl5分解反应：PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)，在473K时K⊙＝0.312。计算473K，恒定200KPa下PCl5的离解度。解：设离解率为α，起始压力为pPCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)P起（kpa）p00P变（kpa）-pαpαpαP平（kpa）p-pαpαpα由题意有：p-pα+pα+pα=200kpa(1)kpaPPpClCl200122总kpaPPpPClPCl200133总kpaPPpPClPCl2001155总312.01210020011)1002001()/()/)(/(222523ppppppKPClClPClα=0.368=36.8%17、真空容器中放入固体NH4HS，在25℃下分解为NH3(g)和H2S(g)。平衡时容器内的压强为66.66KPa。①当放入固体NH4HS时容器内已有39.99KPa的H2S(g)，求平衡时容器内的NH3(g)压强。②若容器中已有压强为6.666KPa的NH3(g)，问至少需加多大压强的H2S(g)，才能形成固体NH4HS。解：分析：由题干中的压力可以计算出250C下该反应的化学平衡常数。由于NH4HS分解为气体H2S和NH3的物质的量是相等的，所以平衡时pH2S=pNH3=66.66kpa/2=33.33kpaNH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)P平（kpa）33.3333.3323333.010033.3310033.3323PSHPPNHPK①NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)P起（kpa）039.99P变（kpa）xxP平（kpa）xx+39.99由于温度不变，所以平衡常数不变，则：23333.010099.3910023xxPSHPPNHPKx=p(NH3,平)=18.8725kpa②NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)P起（kpa）6.666pH2S要使反应逆向进行，则JKθ即23333.0100100666.6223KPPPPPJSHSHNHkpaPSH65.166218、250℃时，2升密闭容器中0.7molPCl5分解达到平衡，有0.5molPCl5发生分解。若再往容器中加入0.1molCl2，平衡是否维持，如何变化，PCl5的分解率有无改变，计算说明。①PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)C起（mol.L-1）0.3500C变（mol.L-1）0.250.250.25C平（mol.L-1）0.10.250.25加入Cl2后625.01.025.025.0)())((523PClClPClCCCKc75.01.0)2/1.025.0(25.0)())((523PClClPClCCCJc则JcKc,平衡逆向进行，设分解率为α，19、乙烷裂解生成乙烯反应：(g)2(g)426(g)2HHCHC＝已知在1273K，标准态时，反应达到平衡，p(C2H6)=2.62Kpa，p(C2H4)=48.7Kpa，p(H2)=48.7Kpa。计算该反应的标准平衡常数。在实际生产中可在恒温恒压下，加入过量水蒸汽（视为惰性气体）来提高乙烯的产率，为什么？请予说明。解：(g)2(g)426(g)2HHCHC＝P平（kpa）2.6248.748.705.910062.2)1007.48()1007.48()/()/)(/(62422ppppppKHCHCH不能用通过过量水蒸气的方法来提高乙烯的产率。加入过量水蒸气，又要保持恒压，就只有让容器的体积增大，每组分的分压力减小，反应容器体积增大，相当于减压。20、有A和D两种气体参加的反应，若A的浓度增加一倍，反应速度增加3倍；若D的浓度增加一倍，反应速度只增加1倍。写出该反应的速率方程。若将总压减少一倍，反应速度作何改变？解：A与D反应的普通速率方程：DACkCv（1）则,2'AACC(3)DACCkvv)2()13('（2）)2(2',2'DADDCkCvvCC则1132)1()2(）解出（）（解出所以速率方程为DACkCv2总压减少一倍，相当于体积加大一倍，各组分浓度减小一半，vCkCCCkvDADA8181)21()21(''22(速率减少)21、实验室常用金属锌与稀硫酸作用制取氢气，开始的一段时间，反应速度加快，之后反应速度变慢，请解释这种现象。分析：开始一段时间，反应速率加快，因为该反应是放热反应，先放出的热使不是活化分子的分子成为活化分子，活化分子数多，反应加快，之后反应减慢，是因为反应的反应物浓度降低，活化分子数减少，所以反应减慢。22、反应(g)(g)42(g)52HBrHCBrHC＝在650K时，速率常数k为2×10-5s-1；在680K时的速率常数为8×10-5s-1；求该反应的活化能。解：此题已知不同温度的速率常数，直接求活化能。121212lnTTTTREakk650680650680314.8102108ln55Ea18.169molkJEa23、用碰撞理论说明，采取哪些措施可以加快下列反应：0;＜mrH0＞mrH①合成氨反应，②CaCO3分解反应，。③碳燃烧(g)2(g)2(S)COOC＝0＜mrH①加压、升温、使用催化剂②升温③增大氧气浓度、适当升温。24、评述下列陈述，说明理由。mrGK①因为=-RTn，所以温度升高，平衡常数减小。这种说法不合适，ΔrGmθ是温度函数，与ΔrHmθ的符号，ΔrSmθ的正负符号有关，如果ΔrGmθ值是负号，升温平衡常数增大，是正号，平衡常数减小。②CaCO3在常温下不分解是因为它分解时要吸热，而在高温时可分解是因为它在高温时要放热。由于此反应是焓值为正，熵值增加的反应，由mrmrmrSTHG，升高温度，后一项超过前一项，使mrG0,反应自发进行。③由于CaCO3分解是吸热反应，故CaCO3的生成焓小于零。此题因果有错④反应达到平衡时各反应物和产物的浓度相等。错。平衡时，反应体系各组分的压力或浓度保持不变，而不是相等。⑤反应的mrG298K0，表明该反应为自发过程。mrG0，反应在298K时反