同济大学普通化学 第一章、二章习题答案(详细)

1、普通化学（新教材）习题参考答案 第一章 化学反应的基本规律 (习题P50-52）16解（1） H2O( l ) = H2O(g)DfH/ kJ×mol-1 -285.83 -241.82S/ J×mol-1×k-1 69.91 188.83 DrH(298k) = -241.82-(-285.83) kJ×mol-1 = 44.01 kJ×mol-1Dr S(298k) = (188.83-69.91) J×mol-1×k-1 = 118.92 J×mol-1×k-1 ( 2 ) 是等温等压变化 Qp =

2、 DrH(298k) ´ N = 44.01 kJ×mol-1 ´ 2mol = 88.02 kJ W = -P×DV = -nRT = -2 ´ 8.315 J×k-1×mol-1 ´ 298k = -4955.7 J = -4.956 kJ (或 -4.96kJ ) DU = Qp + W = 88.02 kJ - 4.96kJ = 83.06 kJ17解（1） N2 （g）+ 2O2 （g） = 2 NO2 (g) DfH/ kJ×mol-1 0 0 33.2 S/ J×mol-1

3、5;k-1 191.6 205.14 240.1 DrH(298k) = 33.2 kJ×mol-1 ´ 2 = 66.4 kJ×mol-1 Dr S(298k) = ( 240.1 J×mol-1×k-1 ) ´ 2 -(205.14 J×mol-1×k-1 ) ´ 2 - 191.6 J×mol-1×k-1 = - 121.68 J×mol-1×k-1 (2) 3 Fe(s) + 4H2O (l) = Fe3O4 (s ) + 4 H2 (g)DfH/ kJ&#

4、215;mol-1 0 -285.83 -1118.4 0S/ J×mol-1×k-1 27.3 69.91 146.4 130.68DrH(298k) = -1118.4 - (-285.83 ´ 4 ) kJ×mol-1 = 24.92 kJ×mol-1Dr S(298k) = (130.68 ´ 4 + 146.4 ) - (27.3 ´ 3 + 69.91 ´ 4 ) J×mol-1×k-1= ( 669.12 - 361.54 ) J×mol-1×k-1 = 307

5、.58 J×mol-1×k-118. 解： 2Fe2O3 (s) + 3C (s ,石墨) = 4 Fe (s) + 3 CO2 (g)DfH(298k)/ kJ×mol-1 - 824.2S(298k)/ J×mol-1×k-1 87.4 5.74 27.3DfG(298k)/ kJ×mol-1 -742.2 DrG = DrH - T Dr S 301.32 kJ×mol-1 = 467.87 kJ×mol-1 - 298 kDr S Dr S= 558.89 J×mol-1×k-1 Dr

6、S= 3 S( CO2(g) 298k) + 27.3 J×mol-1×k-1´ 4 -87.4 J×mol-1×k-1´ 2 - 5.74 J×mol-1×k-1´ 3S( CO2(g) 298k) = 1/3 (558.89 +192.02 - 109.2 ) J×mol-1×k-1 = 213.90 J×mol-1×k-1DfH(298k, C (s ,石墨)=0 DfG(298k, C (s ,石墨)=0DfH（298k, Fe (s)）=0 DfG（298

7、k, Fe (s)）=0DrH=3DfH(298k, CO2(g) ) -2DfH(298k, Fe2O3 (s) )Þ 467.87 kJ×mol-1 =3DfH(298k, CO2(g) ) -2 ´ (- 824.2 kJ×mol-1) DfH(298k, CO2(g) ) = 1/3 (467.87-1648.4) kJ×mol-1 = -393.51 kJ×mol-1同理 DrG=3DfG(298k, CO2(g) ) -2DfG(298k, Fe2O3 (s) )Þ 301.32 kJ×mol-1 =

8、3DfG(298k, CO2(g) ) -2 ´ (-742.2 kJ×mol-1 ) DfG(298k, CO2(g) ) = 1/3 (301.32 - 1484.4 ) kJ×mol-1 = -394.36 kJ×mol-119.解 6CO2(g) + 6H2O（l） = C6H12O6 (s) + 6O2（g） DfG(298k)/ kJ×mol-1 -394.36 -237.18 902.9 0 DrG(298k) = 902.9 - (-237.18 ´ 6 ) - (-394.36 ´ 6 ) kJ×

9、mol-1 = 4692.14 kJ×mol-1 >0 所以这个反应不能自发进行。20解(1) 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(l)Df G(298k) /kJ×mol-1 -16.4 0 86.57 -237.18DrG(298k) = (-237.18) ´6 + 86.57´ 4 - (-16.4) ´4 kJ×mol-1 = -1011.2 kJ×mol-1<0 此反应能自发进行。(2) 2SO3(g) = 2SO2(g) + O2(g) Df G(298k) / kJ&

10、#215;mol-1 -371.1 -300.19 0 DrG(298k) = (-300.19) ´2 - (-371.1) ´ 2 kJ×mol-1= 141.82 kJ×mol-1 > 0 此反应不能自发进行。21解 （1） MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g)DfH(298k)/ kJ×mol-1 -1111.88 -601.6 -393.51 S(298k)/ J×mol-1×k-1 65.6 27.0 213.8 Df G(298k) / kJ×mol-1 -1028.28 -56

11、9.3 -394.36 DrH(298k) = -601.6 + (-393.51) - (-1111.88) = 116.77 kJ×mol-1 DrS(298k) = 213.8+ 27.0 - 65.6 = 175.2 J×mol-1×k-1 DrG(298K) = (-394.36) +(-569.3)-(-1028.28) = 64.62 kJ×mol-1(2) DrG(1123K) = DrH(298k)-T× DrS(298k) = 116.77 kJ×mol-1 - 1123k ´175.2 J×m

12、ol-1×k-1 = 116.77 kJ×mol-1 -196.75 kJ×mol-1 = -79.98 kJ×mol-1 又 RTlnKq(1123k)= - DrG(1123k) 8.315 J×mol-1×k-1´1123 k×ln Kq(1123k) = -(-79.98) kJ×mol-1 Kq(1123k) = 5.25 ´ 103 (3) 刚刚分解时 DrG(T) =DrH(298k)-T× DrS(298k) =0 分解温度T可求: 分解最低温度为666.5 k22.解

13、法一: Kq (298k)=5.0 ´ 1016 DrG(298k) = -RTlnKq(298k)= -8.315 J×mol-1×k-1´298k×ln(5.0 ´ 1016) = -95.26 kJ×mol-1 DrG(298k) = DrH(298k)-298k× DrS(298k) -95.26 kJ×mol-1 = -92.31 kJ×mol-1-298k×DrS(298k) DrS(298k) =9.90 J×mol-1×k-1 DrG(500k) =

14、 DrH(298k)-500k× DrS(298k) = -92.31 kJ×mol-1-500k´9.90 J×mol-1×k-1= -97.26 kJ×mol-1 而 DrG(500k) = -RTlnKq(500k)= -8.315 J×mol-1×k-1´ 500k×ln Kq(500k) ln Kq(500k)= - = = 23.40 Kq(500k) = 1.45 ´ 1010解法二： ln = = -15.05 = 2.9 ´ 10-7 Kq(500k) =2

15、.9 ´ 10-7 ´ Kq(298k) = 2.9 ´ 10-7 ´ ( 5.0 ´ 1016 ) = 1.45 ´ 101023.解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) DfH(298k)/ kJ×mol-1 0 0 -45.9 S(298k)/ J×mol-1×k-1 191.6 130.68 192.8 DrH(298k) = 2´(-45.9) kJ×mol-1 = -91.8 kJ×mol-1 S(298k) = (2´192.8 -19

16、1.6 -3´130.68 ) J×mol-1×k-1= -198.04 J×mol-1×k-1 DrG(T) = DrH(298k) -T× DrS(298k) =0 = -91.8 kJ×mol-1 -T× (-198.04 J×mol-1×k-1 ) =0 T = = 463.5 k T>463.5 k 时 反应能自发进行。24.解：（1）-（2）得： CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g)根据化学平衡得多重规则，此反应的Kq (T)为： Kq (T) = K1q

17、(T) ¸ K2q(T) 该反应各温度下的平衡常数为: T/(k)973107311731273Kq (T)0.6180.9051.291.66根据 DrG(T) = -RT ln Kq (T) = DrH(T) -T× DrS(T) 假设 DrH(T), DrS(T)不变， 则K1q (T) K2q(T) T1 T2 即 T 则 Kq (T) ，DrHm° > 0该正反应为吸热反应。25解： 平衡反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 初始时各物质的量/mol 1 1 0 平衡时各物质的量/mol 1-(1-0.615)´2 (1-

18、0.615)´2 =0.23 0.615 =0.77平衡时物质总量 = （0.23 +0.615 + 0.77 ）mol = 1.615 mol = 29.4326解: (1) (2) (3) 27.解法一: 根据阿仑尼乌斯公式: (T1=301k) (T2=278k) 结合上述两式，得: 改写此式，得 .(1) 因为，反应速率与变酸时间成反比，因此， (2) 将(2)代入(1)， = 7.52´104 J×mol-1 = 75.2kJ×mol-127.解法二: k= A = = Exp 又反应速率与变酸时间成反比 = = Exp = 12 = 75.2

19、 kJ×mol-128.解: I2 2 I (快) H2 + 2H 2HI （慢） 快反应，很快达到平衡，故有： Kq（T）= = I2 = Kq(T)× I2 对于分步反应，总的反应速率由较慢的步骤决定，即由第二步反应决定，即：v = k×H2×I2 其中I2 项可用 I2 = Kq(T)× I2 这一式子代入。 v = k×H2×I2 = k×H2×（Kq(T)× I2）=（k×Kq(T)）×H2×I2 = k×H2×I2 29解：v = k

20、×CO×NO2 = 0.50 dm3× mol-1×s-1 ´ 0.025 mol×dm-3 ´ 0.040 mol×dm-3= 5.0´10-4 mol ×dm-3×s-1 30解：（1）-（2）=（3） = = = 2.0 ´10-10第二章 水基分散系 习题 (P68-69)11.解: (1) 盐酸溶液的量浓度C =12.23 mol×dm-3 (2) 溶液的质量摩尔浓度m为： = = = 16.44 mol×kg-1 (3) 按照(2)计算结果,该

21、盐酸溶液中,每kg H2O中含16.44 molHCl,而1kg H2O相当于 = 55.56 mol H2O 该溶液中溶剂H2O与溶质HCl的摩尔总数为: =(55.56 + 16.44 ) mol =72 mol = = 0.23 = = 0.77 或 = 12.23 mol = 41.32 mol = = 0.23 = = 0.77 12. 解: （1） = 37.5% （2） = = 10.43 mol×dm-3 （3）乙醇的摩尔分数为： = 0.67 （4） = 13.04 mol× kg-113.解：设应加入尿素的量为m, (为溶液中尿素的摩尔分数) 0.200

22、 kPa = 3.17 kPa × = = 0.0631 = 0.0631 = 可得： m = 224.5g14.解： 设该溶质的摩尔质量为M 则 29.30 kPa - 27.62 kPa = 29.30 kPa × = M = 86.93 g×mol-115. 解：(1) 相同质量（10g）的情况下： = 58.5 =80 =132 物质的质量摩尔浓度m分别为 0.171mol×kg-1 0.125 mol×kg-1 0.076 mol×kg-1 考虑电离结合实际粒子浓度 m 0.342mol×kg-1 0.250 mo

23、l×kg-1 0.228 mol×kg-1DTf 最多 次之 最小 （2）相同物质量（0.01mol）时的冰点下降顺序: （NH4）2SO4 > NH4NO3 > NaCl (3×C) (2×C) (2×C) 16.解: 两溶液的凝固点下降相同: = ×m1 = ×m2 = m1 = m2 即: = (M为所求未知物的摩尔质量) M = 171.04 g×mol-117.解: = Kb×m = 80.960C - 80.150C = 0.810C = 0.81k 0.81k = 2.53 k×kg×mol-1 ´ 得出溶液中溶解的单质硫的摩尔质量为M = = 253 g×mol-1 该单质硫分子中含硫原子数为X = = 818解： = ×m 8 k = 1.86 k×kg×mol-1 ´ m = 774.2 g19.解： = ×m 按题意可得：16k = 6.85 k×kg×mol-