无机化学(天津大学第四版答案).

1、第 1 章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案1解： 1.00 吨氨气可制取2.47 吨硝酸。2解：氯气质量为2.9× 103g。3解：一 瓶氧气可用天数n1( pp1)V1 (13.2103 -1.01103 )kPa 32L9.6dn2p2V2101.325kPa400Ld-1解：TpVMpVnRmR=318K44.9 解：根据道尔顿分压定律ni104 Papin pp(N 2) = 7.6p(O2) = 2.0104 Pap(Ar) =1 103 Pa 解：（ 1） n(CO2 )0.114mol; p(CO2 )2.87104 Pa（ 2） p(N 2 )p p(O2

2、) p(CO2 ) 3.79104 Pa（ 3）n(O2 )p(CO2 )2.67104 Pa0.286np9.33104Pa7. 解：（ 1）p(H 2) =95.43 kPa（ 2）m(H2) =pVM= 0.194 gRT8. 解：（1）= 5.0 mol（ 2）= 2.5 mol结论 : 反应进度 ()的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。9. 解：U = QppV = 0.771 kJ10. 解：（1） V1= 38.310-3 m3= 38.3L（2） T2 =pV2=320KnR（3） W=( p V) =502 J（ 4） U =Q+W=-

3、758J（ 5） H = Qp = -1260 J11. 解： NH 3(g) +5O2 (g)4298.15 K3r H m =1标准态NO(g) +2 H 2O(g)226.2 kJ mol·12. 解：r H m = Q p =89.5 kJr U m =r H mnRT= 96.9 kJ13. 解：（ 1） C (s) + O 2 (g) CO2 (g)r H m=f H m (CO2, g) =393.509 kJ mol· 11 CO2(g) +1 C(s) CO(g)22r H m= 86.229 kJ mol· 1CO(g) +1Fe2O3(s)

4、2 Fe(s) + CO 2(g)33r H m=8.3 kJ mol·1各反应r H m 之和r H m =315.6 kJ mol· 1。（ 2）总反应方程式为31322 C(s) + O 2(g) + 3Fe2O3(s) 2 CO2(g) +3 Fe(s)r H m=1315.5 kJ mol·由上看出： (1) 与 (2)计算结果基本相等。所以可得出如下结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。14 解：r H m （ 3） =r H m（ 2）× 3-r H m（1）× 2= 1266.47 kJ mol·

5、; 115 解：（ 1） Qp =r H m = 4f H m(Al 2O3 , s) -3f H m (Fe3O4 , s) =13347.6 kJ mol·（2）Q =4141 kJ ·mol116 解：（ 1） r H m =151.1 kJ mol·1 （ 2） r H m=905.47 kJ mol· 1（ 3） r H m =171.7 kJ mol·17. 解：r H m =2f H m (AgCl, s)+f H m(H 2O, l)f H m (Ag 2O, s)2 f H m (HCl, g)f H m (AgCl, s)

6、=127.3 kJ mol·118. 解： CH 4(g) + 2O 2 (g) CO2(g) + 2H 2O(l)r H m =f H m(CO2, g) + 2 f H m (H 2O, l)f H m (CH 4 , g)=890.36 kJ mo·1Qp =3.69104kJ第 2 章 化学反应的方向、速率和限度习题参考答案1.解：rHm=3347.6·1r Sm=216.64·1·1rGm=kJ mol;J molK;3283.0 kJ mol·1 0该反应在298.15K 及标准态下可自发向右进行。2. 解：r Gm= 1

7、13.4 kJ mol· 1 0该反应在常温(298.15 K) 、标准态下不能自发进行。（ 2） r H m= 146.0 kJ mol·1111; r Sm= 110.45 J mol· ·K; r Gm = 68.7 kJ mol·0该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。3. 解： r H m=70.81 kJ mol·1 ; r Sm=43.2 J mol·1·K1;r Gm=43.9 kJ mol·1（ 2）由以上计算可知：rHm(298.15 K) =70.81 kJ mol·

8、1;rS(298.15 K) =43.2 J mol·1·K1mr Gm =r H mT · r Sm 0T r H m (298.15 K)= 1639 Kr Sm (298.15 K)4. 解：（ 1） K c =c (CO)c (H2 ) 3K p=p (CO)p (H 2 ) 3c (CH 4 ) c (H 2 O)p (CH 4 ) p (H 2 O)p (CO) / pp (H 2 ) / p3K=p (CH 4 ) / pp (H 2 O) / p（ 2） K cK（ 3） K c1313c (N2 ) 2c (H 2 ) 2p (N 2 ) 2p

9、(H 2 ) 2=c (NH 3 )K p =p (NH 3 )p (N 2 ) / p1p (H2 ) / p322=p (NH 3 ) / p= c (CO 2 )K p = p (CO 2 )K= p (CO 2 ) / pc (H 2 O)33K p =p (H 2O)（ 4） K c =3p (H 2 ) 3c (H 2 )p (H 2O) / p3K=3p (H 2 ) / p5. 解：设r H m 、 r Sm 基本上不随温度变化。r Gm =r H mT · r SmG(298.15 K) =·1rm233.60 kJ molr Gm(298.15 K) =

10、243.03 kJ mol·1lg K(298.15 K) = 40.92,故K(298.15 K) = 8.31040lg K(373.15 K) = 34.02, 故K(373.15 K) = 1.010346.解：（）Gm =2 fG3·1 01rm(NH , g) =32.90 kJ mol该反应在298.15 K 、标准态下能自发进行。（ 2）lg K (298.15 K) = 5.76,K(298.15 K) = 5.85107.解：（ ）Gm (l) = 2G(NO, g) = 173.1 kJmol1rfm·1lg K 1=f Gm (1)=30.

11、32, 故K1 = 4.810 312.303 RT（2）r Gm (2) = 2f Gm (N 2O, g) =208.4 kJ mol·1lg K 2=f Gm (2)=36.50, 故K2 =3.210372.303 RT（3）rGm (3) = 2fG3·1m (NH , g) =32.90 kJ mollg K 3= 5.76, 故K 3= 5.8105由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。8.解：r Gm=f Gm (CO 2, g)f Gm (CO, g)f Gm (NO, g)= 343.94 kJ mol· 1< 0，所以该反应从理论上讲

12、是可行的。9.解:r H m (298.15 K) =f H m (NO, g) = 90.25 kJ1mol ·S11r··m (298.15 K) = 12.39 J molKr Gm (1573.15K) r H m (298.15 K)1573.15r Sm(298.15 K)= 70759 Jmol· 1lg K(1573.15 K) =2.349,K(1573.15 K) = 4.4810310. 解：H2(g)+I2 (g)2HI(g)平衡分压 kPa2905.742905.742(2 x) 2= 55.3(2905.74 x) 2 = 2

13、290.12p (HI) = 2 kPa = 4580.24 kPapV= 3.15 moln =RT11. 解： p (CO) = 1.01105 Pa,p (H 2O) = 2.02105 Pa5p (H 2) = 0.345Pap (CO2) = 1.01 10 Pa,10CO(g) + H 2O(g)CO2(g) + H 2(g)起始分压 105 Pa1.012.021.010.34J = 0.168,K p = 1 0.168 = J,故反应正向进行。12. 解：（ 1）NH 4HS(s)NH 3(g) + H 2S(g)平衡分压 /kPaxxK= p (NH 3 ) / pp (H

14、 2S) / p= 0.070则 x = 0.26 100 kPa = 26 kPa平衡时该气体混合物的总压为52 kPa（2）T 不变， K不变 。NH 4HS(s)NH 3(g) + H 2S(g)平衡分压 /kPa25.3+yyK=（25.3y) / py / p= 0.070y= 17 kPa13. 解：（ 1）PCl 5(g)PCl 3(g) + Cl 2(g)平衡浓度 (mol L· 1)0.700.500.500.502.02.02.0K c=c(PCl 3 ) c( Cl 2 )= 0.62molL·1，(PCl 5) = 71%c( PCl5 )PCl 5

15、(g)PCl 3(g) + Cl 2(g)平衡分压0.20RT0.5RT0.5RTVVVKp (PCl 3 ) / pp (Cl 2) / p=p (PCl 5 ) / p= 27.2（ 2）PCl 5(g)PCl3(g) + Cl 2(g)新平衡浓度 (mol ·L1)0.10 +y0.25y0.25 +0.10y2K c =(0.25 y)(0.30y) mol ·L1 = 0.62molL· 1 (T 不变， K c 不变 )( 0.10y)（ 3）平衡浓度 (mol L· 1)y=0.01 mol ·L1，(PCl 5)=68%PCl

16、5(g)PCl 3(g) + Cl 2(g)0.35zz0.050 + zK c =(0.050z) z = 0.62 mol L ·10.35zz = 0.24 molL·1，(PCl 5) = 68%比较 (2) 、 (3) 结果，说明最终浓度及转化率只与始、终态有关，与加入过程无关。14. 解：N2(g) + 3H 2(g)2NH 3(g)11.00.500.50平衡浓度 (mol L· )c( NH 3 ) 2K c =3c( N 2 ) c(H 2 )= 2.0(mol ·L 1 ) 2若使 N2 的平衡浓度增加到1x 摩尔的 H 2。1.2m

17、ol L·，设需从容器中取走N2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)新平衡浓度 (mol L· 1 )1.20.50+(30.2)x0.50 2 0.20K c =(0.5020.20)2x) 3(mol ·L 1 )2= 2.0( mol ·L 1 ) 21.2( 0.50302x =0.9415. 解：（ 1） （ CO） =61.5%; （ 2） （ CO） =86.5%;(3) 说明增加反应物中某一物质浓度可提高另一物质的转化率;增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。16. 解：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)平衡分压 kPa10179.

18、2 = 21.828679.2 2 = 24679.2p(NO 2 ) / p2K （673K ）= 5.362p(O 2 ) / pp(NO) / pr Gm=2.303RT lg K，r G m(673 K) =9.39 kJ mol·117. 解：r Gm (298.15 K) =95278.54 J mol· 1r Gm (298.15 K) =r H m (298.15 K)298.15 K ·r Sm (298.15 K)r Sm (298.15 K) = 9.97 Jmol11r Gm (500 K) 97292 J mol·1·

19、·K，lg K(500 K) = 0.16 ， 故K(5 0 0K ) =1.41010或者ln K 2 r H m ( 298.15K )T2T1， K (500 K) = 1.41010K1RT1T218. 解：因r Gm(298.15 K ) =r Gm (1) +r G m(2) =213.0 kJ mol·1 <0, 说明该耦合反应在上述条件可自发进行。第 3 章 酸碱反应和沉淀反应习题参考答案解：（ 1） pH=-lg c(H + )=12.00（ 2）-1溶液中，0.050mol L ·HOAcHOAcH+OAc -10.050-xxxc 平/

20、(mol L ·)K ac( H ) c(OAc)xx1.8105c (HOAc )0.050xc(H+-4-1) = 9.5 10× mol·L+pH = -lg c(H ) = 3.022 解：（ 1） pH = 1.00+) = 0.10mol L-1c(H·pH = 2.00c(H + ) = 0.010mol L -1·等体积混合后：c(H+) =（ 0.10mol-1-1-1·L· +0.010molL· ） /2 = 0.055 mol LpH = -lg c(H+) = 1.26（ 2） pH =

21、2.00+-1c(H ) = 0.010molL ·pH = 13.00 pOH = 14.00-13.00 = 1.00,-1c(OH ) = 0.10mol L·等体积混合后： c (H)0.010molL -10.0050molL -12c (OH- )0.10molL -10.050molL-12酸碱中和后： H + + OH - H2Oc(OH -) = 0.045mol L -1·pH =12.653 解：正常状态时pH = 7.35c(H+)=4.5-8-110× mol ·LpH = 7.45c(H+)=3.5-8-110

22、15; mol ·L患病时pH = 5.90c(H+)=1.2-6-110× mol ·L1.210 -6 m olL -1271.210-64 .510 - 8 m olL -13 .510- 8molL -134m olL -1患此种疾病的人血液中c(H +)为正常状态的27 34 倍。4 解：一元弱酸 HA ， pH 2.77c(H+)=1.7×10-3mol ·L-1HAH+-A-1-3-3-3c平/(mol L·0.10-1.7 10×1.7 ×101.7 ×10)K ac (H) c(A)(1

23、.7103 )232.9 10 5c (HA)0.10 1.710=1.7103100 %1.7%0. 105 解：溶液的 pH = 9.00,c(H+)=1.0-9-110× mol ·L-5-1故 c(OH ) = 1.010× mol ·L假设在 1.0 L 0.10 molL -1氨水·中加入 x mol NH 4 Cl(s)。NH 3·H2ONH 4+ OH-1-5-5-5c平/(mol L·0.10-1.010×x+1.0 ×101.0 ×10)c(NH 4) c(OH)K b (N

24、H 3 H 2 O)c(NH 3 H 2 O)( x1.0105 )1.01051.81050 .101.0105x = 0.18应加入 NH 4Cl 固体的质量为-1-1= 9.6g: 0.18mol L ·×1L×53.5g mol·6 解：设解离产生的+-1，则H浓度为 x mol L·HOAcH + OAc -10.078-xx0.74+xc 平/(mol L ·)c(H )c(OAc )K a (HOAc)c(HOAc)0.74x5-6，+) = 5.721.810，x = 1.9 10×pH = -lg c(H0

25、.078向此溶液通入 0.10molHCl气体，则发生如下反应：NaOAc + HCl NaCl + HOAc反应后： c(HOAc) = 0.18 mol L-1， c(OAc-) = 0.64 molL-1··设产生的 H +变为 x mol -1·L，则HOAcH+OAc -c-10.18- xx0.64+x平/(mol L ·)(0.64x')x'1.810 50.18x'x= 5.1-610× ， pH =5.30(pH) = 5.30-5.72 = -0.427. 解：（ 1）设 NH 4Cl 水解产生的+-

26、1H为 x mol L·，则+ H2O+NH 4NH3·H2O + H-1c平/(mol L ·0.010-xxx)K hc( NH 3H 2 O) c(H )K wH5.610 10c (NH4)K（NH3O)b2xx 5.6 10 100.010 x-6x = 2.4 10× ， pH = 5.62（ 2）设 NaCN 水解生成的+-1H 为 x mol ·L，则CN -+H 2OHCN+ OH-10.10-xxxc 平 /(mol L ·)c(HCN) c (OH - )K hc (CN - )-3x = 1.3 10×

27、; ， pH = 11.11i-8-178 解：（ 1） Ka (HClO)= 2.910×；（2） K sp (AgI) = 8.51 10×9 解：（ 1）设 CaF2 在纯水中的溶解度-1。因为 CaF2 为难溶强电解质，且基本(s) 为 x mol ·L上不水解，所以在CaF2 饱和溶液中：CaF2 （ s）Ca2+2F-c 平/(mol-1x2xL ·)2+-2 c(Ca) · c(F )= K sp (CaF2 )x = 1.1-310×（ 2）设 CaF2 在 1.0-2mol ·L-1NaF溶液中的溶解度-1

28、10×(s)为 y mol L· 。CaF2 （ s）Ca2+ 2F-c 平/(mol-1y2y+1.0 ×10-2L ·) c(Ca2+)·c(F-)2= K sp(CaF2)y(2y+1.010×-2)2 = 5.210×-9y = 5.2-510×（ 3）设 CaF2 在 1.0-2mol·L-1CaCl 2 溶液中的溶解度-110×( s)为 z mol L·。-1c 平/(mol L ·)CaF2（ s）Ca2+2F-1.0 ×10-2+z2z2+- 2

29、c(Ca) ·c(F )= K sp (CaF2)(z+1.010×-2)(2z) 2 = 5.210×-9z = 3.6-410×7 解：溶液混合后有关物质的浓度为：HA+OH-A-H 2O+-150.00. 1020 .00 .1020.00.10c/(mol L·)100 .0100 .0+-1-H+的平衡浓度表示为：设 c(H) = xmol L·，则弱酸 HA ，弱酸根A 及氢离子HAA -+H +-150 .00.1020.00.10x20 .00 .10xxc 平/(mol L ·)100.010 . 0-5-

30、1pH = 5.00 = -lg x ， x = 1.00 10× mol ·L代入弱酸 HA 的解离平衡常数表示式：(20.00.10c(A)c(H)100.0x) xK a (HA)c(HA)50.00.1020.00.10(100.0x)20.00.10(1.00105 )(100.0)（近似计算）30.00.10()100.06.6710610 解：（ 1）由题意可知： c(Mg 2+) = 0.050 molL -1·2) 时开始有 Mg(OH) 2沉淀出。当 c(Mg 2+) ·c(OH -) 2 Ksp (Mg(OH)c (OH- K sp

31、 (Mg(OH)c (Mg 2+ )5.6110125.01021.0105 mol L -1（ 2） c(Al 3+)·c(OH -) 3 = 4.02 )10×-223+可被沉淀出。 K sp (Al(OH) 3) ，所以还有 Alc(Fe3+) ·c(OH -) 3 = 2.0 10×-22 Ksp(Fe(OH) 3)，所以还有 Fe3+可被沉淀出。11 解：2+2+Cd + Ca(OH) 2Ca+ Cd(OH) 2Cd(OH) 2(s)Cd2+ 2OH-15K sp =7.2 ×102+-14-7-1若使 c(Cd) 0.10mg &#

32、183;L =1.010g -1L -1=8.9 ×10 mol ·L112.41gmolc(OH-K sp (Cd(OH) 2 )7.210)c(Cd 2+ )/ c8.9101579.010 5 molL-1pH (14.00-pOH) = 10.012 解：（ 1）混合后： c(Mn2+) = 0.0010mol-1L ·c(NH 3·H2O) = 0.050 molL -1·-1设 OH浓度为 x mol L·NH 3·H2ONH4+ + OH-10.050-xxxc 平/(mol L ·)x21.810 50.050xx2 = 9.010×-7，即 c(OH -) 2 = 9.010×-72+-2-10 Ksp2-13 c(Mn ) ·c(OH )=9.0 ×10(Mn(OH) =1.9 10×所以能生成 Mn(OH) 2 沉淀。（ 2）已知 (NH 4)2 SO4 的相对分子质量为132.15c(NH 4)2SO4 ) = 0.4951000 mol ·L-1= 0.25m