普通化学第二章新答案

第1页,共5页1.理想气体等温可逆膨胀，体积从V1膨胀到10V1，对外做功41.85kJ，体系的起始压力为202.65kPa，试求：（1）求V1。（2）若气体的量为2mol，那么体系的温度为多少？(1)211133111231ln1041.85*10202.65*10**ln8.97*10(m)VWpVVVVVV(2)3211202.65*10*8.97*101093(K)R2*8.314pVTn2.计算1mol理想气体在下列4个过程所做的体积功。已知始态体积为50L，终态体积为100L；始态和终态温度为373K。试求：（1）等温可逆膨胀。（2）向真空膨胀。（3）向外压恒定为气体终态的压力下膨胀。（4）先在外压恒定为体积等于75L时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到75L（此时温度仍为100℃）以后，再在外压等于100L时的气体的平衡压力下膨胀。(1)21100Rln1*8.314*373*ln2150(J)50VWnTV(2)0(J)WpdV外(3)23232R1*8.314*37331011(Pa)100*1031011*(10050)*101550(J)nTpVWpV(4)23231232212R1*8.314*373'41348(Pa)'75*10'41348*(7550)*101030(J)31011*(10075)*10780(J)10307801810(J)nTpVWpVWpV3.根据第212页所给数据,计算反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(1)在298.15K时的标准摩尔熵变,(2)在400K时的标准摩尔熵变.[已知恒压热容Cp,m(单位J.mol-1.K-1)分别为,CaCO3(s)81.88,CaO(s)42.80,CO2(g)37.13]解rSm=rSm(CO2)+rSm(CaO)+rSm(CaCO3)=213.64+39.7-91.4=160.44J/molK(1)(2)rSm(400K)=rSm(298.15K)+rCp.m/TdT=160.44+=160.44+(-1.95)ln400/298.15J/molK400298.15(42.80+37.13-81.88)/TdT第2页,共5页4.有273K、压力为5×101325kPa的N22L，在外压101325kPa下等温膨胀，直到N2的压力也等于101325kPa时为止。求反应的W、ΔU、ΔH和Q（假定气体为理想气体）。1122305*101325*210(L)101325101325*(102)*10810.5(J)UHpVVpUQWQWpV外5．已知400K时反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的标准摩尔焓变为rHom=178.4kJ.mol-1，结合第3题的结果，计算该反应在400K时的标准自由能增量rGo解：rGmrHm-TrSm=178.4103-400*159.87=-114.452KJ/mol6.今有2mol理想气体，其Cv=20.79kJ·mol-1·K-1，由323K，100L加热膨胀到423K，150L，求体系的ΔS。212112122112.423ln20.79*2*ln11.2(J/K)323.Rln150Rln2*8.314*ln6.7(J/K)10011.26.717.9(J/K)TVVTtotalTworeversibleprocessesaIsobarCdTTSCTTbIsothermVQWnTVVQSnTVSSS7．PCl5的分解作用为PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)在523K、101325kPa下反应到达平衡后，测得平衡混合物的密度是2.695×103g·m-3，试计算：（1）PCl5(g)的离解度。（2）该反应的Kop。（3）该反应的rGom。。第3页,共5页(1)PCl5PCl3+Cl2n总=1+由PM=RTM=RT/PM=[71+137.5+208.5(1-)]/(1+)=2.695*103*8.314*523/101325=0.8(2)Kp=(0.8/1.8)2/(0.2/1.8)=1.778(3)rGm=-RTlnKp=-8.314*523*ln1.778=-2.502KJ/mol8．根据第212页所给数据,计算反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)（1）在298.15K的标准自由能增量rGom。（2）如果反应体系中CO2气体的压力为101.325Pa,计算在298.15K反应的自由能增量rGom.解rGmfGm(CO2)+fGm(CaO)-fGm(CaCO3)=[(-604.2)+(-394.38)]-(-1128.6)=130.02KJ/mol(1)(2)rGm=-RTlnKp=-8.314*298.15*ln101.325=-11.448KJ/mol9．计算0.060mol·L-1次氯酸（HClO）溶液中H3+O的浓度和次氯酸的解离度。解：HClO+H2O=ClO-+H3O+0.060-X已知:Ka(HClO)=2.9*10-8Ka=XXXXX-5=4.2*10-5/0.060=7.0*10-4[ClO-]=4.2*10-5mol/L10．已知氨水溶液的浓度为0.30mol·L-1。求：（1）该溶液中OH-浓度以及pH。（2）在上述100mL溶液中加入1.07gNH4Cl晶体（忽略体积变化），求所得溶液的OH-浓度以及pH。（3）比较前两步结果，说明了什么问题？解：第4页,共5页H2ONH3NH4++OH-0.3-XXXKb=1.8*10-5X2/(0.3-X)=1.8*10-5X=2.32*10-3[OH-]=2.32*10-3PH=14+log[OH-]=11.36(1)(2)NH4Cl的物质的量n=1.07/53.5=0.02mol[NH4+]=0.2mol/LH2ONH3NH4++OH-0.3-X0.2+XX(0.2+X)*X/(0.3-X)=1.8*10-5X=3.5*10-4mol/L[OH-]=3.5*10-4mol/Lmol/LPH=10.54(3)在此加入了NH4Cl，从而使得平衡中的生成物NH4+的浓度增加了，因此使平衡向右的方向减弱了，从而使得PH值减小了，这就是同离子效应。11．根据Mg(OH)2的深度积，计算（在25℃时）：（1）Mg(OH)2在水中的溶解度（mol·L-1）。（2）Mg(OH)2在饱和溶液中的Mg2+和OH-离子的浓度。（3）Mg(OH)2在0.010mol·L-1NaOH溶液中Mg2+和OH-离子的浓度。（4）Mg(OH)2在0.010mol·L-1MgCl2溶液中的溶解度（mol·L-1）。解：设溶解度为X12．通过计算说明下列情况有无沉淀产生？（1）等体积混合0.010mol·L-1Pb(NO3)2和0.010mol·L-1KI。（2）混合20mL0.050mol·L-1BaCl2溶液和30mL0.50mol·L-1Na2CO3溶液。（3）在100mL0.010mol·L-1AgNO3溶液中加入NH4Cl0.535g。解：第5页,共5页已知Ksp(PbI2)=8.49*10-9Ksp(BaCO3)=2.9*10-9Ksp(AgCl)=1.8*10-10(1).Kq=[Pb2+][I-]2=(0.01/2)*0.0052=1.25*10-7KqKsp因此有沉淀生成。(2).Kq=[Ba2+][CO32-]=0.0125*0.30=3.75*10-3[Ba2+]=0.05*20/50=0.0125mol/L[CO32-]=0.5*30/50=0.30mol/LKqKsp因此会有沉淀生成的。(3).Kq=[Ag+][Cl-]=10-4Ksp因此会有沉淀生成的。13．将Pb(NO3)2溶液与NaI溶液混合，设混合液中Pb(NO3)2的浓度为0.20mol·L-1，试求：（1）当混合溶液中I-浓度多大时开始有沉淀产生。（2）当混合溶液中I-浓度为6.0×10-2mol·L-1时，残留于溶液中的Pb2+的浓度是多少？解：已知Ksp(PbI20=8.49*10-9(1)要使有沉淀则必须使Kq=[Pb2+][I-]2Ksp[Pb2+][I-]2=0.20*[I-]2=8.49*10-9[I-]=(8.49*10-9/0.20)1/2=2.06*10-4mol/L(2).[Pb2+][I-]2=8.49*10-9[Pb2+]=8.49*10-9/(6.0*10-2)2=2.36*10-6mol/L14．在0.50mol·L-1镁盐溶液中，加入等体积0.10mol·L-1的氨水，问能否产生Mg(OH)2沉淀？需要在每升氨水中加入多少克NH4Cl才能恰好不产生Mg(OH)2沉淀？解：-4(1)H2ONH3NH4++OH-0.05-XXXKb=1.77*10-5X2/(0.05-X)=1.77*10-5X=9.4*10Kq=[Mg2+][OH-]2=0.25*(9.4*10--4)2=2.21*10-7Ksp(Mg(OH)2=5.61*10-12Ksp(Mg(OH)2所以此时会生成沉淀的。(2).恰好不生成氢氧化镁沉淀则临界点为Kq=[Mg2+][OH-]2=Ksp(Mg(OH)2设加入氯化铵Xmol.H2ONH3NH4++OH-0.05-4.74*10-6X+4.74*10-64.74*10-6[OH-]=(Ksp/0.250)1/2=4.74*10-6mol/L(X+4.74*10-6)*(4.74*10-6)/(0.05-4.74*10-6)=1.77*10-5X=0.187molm=2*0.187*53.5=20.0g