大学化学(第二版)部分习题参考答案

1、第一章部分习题参考答案第一章部分习题参考答案- - (- -16.45kJmol-1)P33: 6题题 解题思路解题思路 解解: 附录附录4中有关数据如下：中有关数据如下： 2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g) fHm (298.15K)/( kJmol-1) -46.11 0 0 Sm (298.15K)/( Jmol-1K-1) 192.45 191.50 130.684 fGm (298.15K)/( kJmol-1) -16.45 0 0 rGm(298.15K)=)=vifGm(生成物生成物) - -vifGm(反应物反应物) 解解: (1) T=298.15K rGm(

2、T) rHm( 298.15 K ) - -TrSm( 298.15K ) = 92.22- -398.15 198.65 10-3 = 13.13（kJmol-1） 根据根据: rGm(T)rHm(298.15K) TrSm(298.15K) 计算计算. (2) T=398.15K rSm(viSm(生成物生成物) - -viSm(反应物反应物) 191.50 + ( 130.684) - - ( 192.45） =198.65 (Jmol-1K-1) rHm(vifHm(生成物生成物) )- -vifHm(反应物反应物) 0 (- -46.11） = 92.22 kJmol-1) 2NH3

3、 (g) = N2 (g) + 3H2 (g) (3) T=300=300+273.15K=573.15K 根据根据 rGm(T) =rGm(T) + 2.303RTlgQ 计算计算. rGm(T) = rHm(298.15K) - -TrSm(298.15K) = 92.22- - 573.15198.6510-3 = - -21.63 kJmol-1) Q = = = 100 (PNH3/P)2 (PN2/P)1 (PH2/P)3 (1000/100)1 (1000/100)3 (1000/100)2 rGm(T) = rGm(T) + + 2.303RTlgQ = - -21.63 +

4、2.3038.31410-3573.15lg(100) = 0.318 kJmol-1) p(O2) = 101.325Kpa21 = 21.28KpaP(O2)P 1P(O2)/ /P 21.28Kpa 100Kpa 解：解： 查表可知：查表可知： Sn(s) + O2(g) = SnO2(s) fGm (298.15K)/( kJmol-1) 0 0 -519.7 P33:3题题 解题思路解题思路 Q = = = = 4.699 当当T=298.15K时，时，rGm(T) = rGm( rGm(=vifGm(生成物生成物) - -vifGm(反应物反应物) -519.7) kJmol-1)

5、 (1) 根据根据 rGm(T)=rGm(T) + 2.303RTlgQ 计算计算. P(O2) 10-89.04 Kpa2.303RT- -rGm(T) 1P(O2)/ /P P(O2)P lgQ = 91.04, 则则: Q 1091.04 即: rGm(T) = rGm(T) + 2.303RTlgQ0 0, 非自发。非自发。 rGm(T) + 2.303RT lgQ 0 0 , (2) Sn在常在常空气中不被氧化空气中不被氧化, 应使反应非自发应使反应非自发. Q = = 1091.04 常温空气中常温空气中使使Sn不被氧化所需不被氧化所需O2最高压力应低于最高压力应低于10-89.0

6、4 Kpa = rGm( 2.3038.31410-3298.15lg(4.699) = -515.86 kJmol-1) 0 , 向正方向自发进行向正方向自发进行. . 金属锡制件在常温的空气中能被氧化。金属锡制件在常温的空气中能被氧化。 rGm(T) = rGm(T)+2.303RT lgQ Sn(s)+O2(g)= SnO2(s)P34:8P34:8题题 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300， 试计算该反应试计算该反应: N2 (g) + O2 (g) = 2NO(g) 在在1300时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数时的标准摩尔吉布斯函数变

7、和标准平衡常数K。解解: 查表知查表知: N2(g) + O2(g) = 2NO(g) fHm(298.15K)/( kJmol-1) 0 0 90.25 Sm(298.15K)/( Jmol-1K-1) 191.50 205.14 210.76 rHm(298.15K)vifHm(生成物生成物) - -vifHm(反应物）反应物） 290.25 180.50 kJmol-1 rSm(298.15K)vi Sm(生成物生成物) - -viSm(反应物）反应物） 2210.76 (191.5 + 205.14) 24.88 Jk-1mol-1 rGm(T) =rHm(T) - -TrSm(T)

8、lgK =2.303RT - -rGm(T) lgK = - rGm/ 2.303RT = -（141.36）/（2.3038.31410-31573.15） = - 4.69 T =1300 = 1300 + 273.15 = 1573.15K rGm(T) rHm(298.15K) TrSm(298.15K) = 180.50 -1573.1524.8810-3 = 141.36 kJmol-1 K = 10-4.69 = 2.010-5答：答： 略。略。P33: 4题题 解题思路解题思路附录附录4可知：可知： CaO(s)+ SO2(g) +1/2O2(g)=CaSO4(s) fHm(2

9、98.15K)/(kJmol-1) -635.09 -296.83 0 -1433Sm(298.15K)/(Jmol-1K-1) 39.75 248.22 205.14 106.7 (1) 在标准态下自发进行的温度在标准态下自发进行的温度T的计算：的计算： rSm(298.15K viSm(生成物生成物) - -viSm(反应物反应物) 1106.7 39.75 + 248.22 + 1/2205.14 -283.84Jmol-1K-1rHm(298.15K vifHm(生成物生成物) )- -vifHm(反应物反应物) 1(-1433) (- -635.09)+1(-296.83) +10

10、-500.08 kJmol-1 解解:rGm(T)rHm(298.15K)-TrSm(298.15K)0时自发进行。时自发进行。即即: -500.08 - T(-283.84)10-3 0 T1762K(2) T=1250K时：时： CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)=CaSO4(s) 根据根据 rGm(T) =rGm(T) +2.303RTlgQ 计算。计算。rGm(T)rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -500.08 -1250(-283.84)10-3 = -145.28kJmol-1 rGm(T) =rGm(T) +2.303RTlgQ = -145

11、.28 + 2.3038.31410-31250lg(22.37) = -112.98kJmol-10 p(SO2)=10kPa, p(O2)=20kPa, 系统为非标准态。系统为非标准态。 1p(SO2)/pp(O2)/p1/2Q = = = 22.37 110/10020/1001/2 反应能向正方向自发进行。反应能向正方向自发进行。(3) T=1500K时：时：2.303RT- -rGm(T) 根据根据 lgK = 进行计算。进行计算。 rGm(1500K) rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -500.08 - 1500(-283.84)10-3 = -74.3

12、2kJmol-12.303RT- -rGm(1500K) lgK = = =2.588 2.3038.31410-31500- (-74.32) K = 102.588 = 3.87102查附录查附录4可知：可知： CuO(s) +CO(g)Cu(s) +CO2(g) 【P33: 第第5题题】解题思路解题思路 fHm(298.15K)/(kJmol-1) -157.3 -110.5 0 -393.5 Sm(298.15K)/(Jmol-1K-1) 42.6 197.7 33.2 213.7 解解:(1) T=298.15KrHm(298.15K vifHm(生成物生成物) )- -vifHm(

13、反应物反应物) 10 + 1(-393.5) (- -157.3) + 1(-110.5) -125.7 kJmol-1rSm(298.15K vi Sm(生成物生成物) - -vi Sm(反应物反应物) 133.2 + 1213.7 42.6 + 1197.7 6.6Jmol-1K-1 rGm(298.15K) =rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -125.7 - 298.156.610-3 = -127.67kJmol-1 2.303RT-rGm(T) lgK = = =22.36 2.3038.31410-3298.15- (-127.67) K = 1022.

14、36 = 2.291022rGm(698.15K)rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -125.7 - 698.156.610-3 = -130.31kJmol-1 K = 109.75 = 5.62109 (2) T=698.15K 与与(1)比较比较: 表明温度不同表明温度不同, rGm(T)不同不同, 平衡常数也不同。平衡常数也不同。2.303RT-rGm(T) lgK = = = 9.75 2.3038.31410-3698.15- (-130.31) 第二章部分习题参考答案第二章部分习题参考答案【P59:第第4题题】 在烧杯中盛放在烧杯中盛放20.0cm3 0

15、.100moldm-3氨氨 的水溶液的水溶液, 逐步加入逐步加入0.100moldm-3 HCl 溶液溶液, 试计算试计算: (1) 当加入当加入10.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (2) 当加入当加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 当加入当加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。 解解: : (1) 当当加入加入10.00cm3 HCl后后: NH3H2O HCl = NH4Cl + H2O 反应后（反应后（mol） 0.001 0 0.001 反应后浓度反应后浓度: c(NH3H2O)= 0.001/0.03=0.033

16、moldm-3 pH =14 pOH =14 - -4.75 =9.25 (Kb=1.7710-5) c(NH4+)= 0.001/0.03=0.033moldm-3 反应前（反应前（mol） 0.10.02 0.10.01 0 NH3H2O与与NH4Cl 组成弱碱组成弱碱- -弱碱盐缓冲体系：弱碱盐缓冲体系： pOH = pKb- -lg = - -lg(Kb)-)-lg =4.75 c(NH3H2O) c(NH4+) 0.0330.033 NH3H2O HCl = NH4Cl +H2O 反应后（反应后（mol） 0 0 0.002 反应后浓度反应后浓度: c(NH4+ +) = 0.002

17、/0.04 = 0.05moldm-3 反应前（反应前（mol） 0.10.02 0.10.02 0 NH4+ + H+ + + + NH3 ，Ka= Kw/Kb= 5.65 10- -10 c0/Ka = 0.05/(5.6510-10) 500 pH= - -lgceq(H+ +)/c = 5.27解解: : (2) 当当加入加入20.00cm3 HCl后后: ceq(H+ +) Ka c0 = 5.3210- -6moldm- -3【P59:第第4题题】 在烧杯中盛放在烧杯中盛放20.0cm3 0.100moldm-3氨氨 的水溶液的水溶液, 逐步加入逐步加入0.100moldm-3 H

18、Cl 溶液溶液, 试计算试计算: (1) 当加入当加入10.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (2) 当加入当加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 当加入当加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。 (Kb=1.7710-5) NH3H2O HCl = NH4Cl + + H2O反应后反应后 (mol) 0 0.001 0.002 反应后浓度反应后浓度: : c(HCl) =0.001/0.05 =0.02moldm-3 反应前反应前 (mol) 0.10.02 0.10.03 0 pH = - -lgceq(H+ +)/c =1.

19、70 HCl 为强酸为强酸, 完全解离：完全解离：HCl = H+ + Cl- ceq(H+)c(HCl)=0.02moldm-3 答答: (略略)。NH4+为弱酸为弱酸, 解离常数小解离常数小, 解离出的解离出的H+可忽略。可忽略。解解: : (3) 当当加入加入30.00cm3 HCl后后: c(NH4+ +)=0.002/0.05 =0.04moldm-3 【P59:第第4题题】 在烧杯中盛放在烧杯中盛放20.0cm3 0.100moldm-3氨氨 的水溶液的水溶液, 逐步加入逐步加入0.100moldm-3 HCl 溶液溶液, 试计算试计算: (1) 当加入当加入10.00cm3 HC

20、l后后, 混合液的混合液的pH; (2) 当加入当加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 当加入当加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。 (Kb=1.7710-5) 解题思路解题思路: (1) 计算计算Mg(OH)2在纯水中溶解度及在纯水中溶解度及Mg2+和和OH-浓度浓度. P60: 第第7题题 Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- - 平衡时平衡时 s 2s 设溶解度为设溶解度为s, Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = s (2s)2 = 4s3 ceq(Mg2+) = s =1.1210-4mold

21、m-3 = 1.1210-4moldm-334sKS ceq(OH-) = 2s =21.1210-4 = 2.2410-4moldm-3 查表知：查表知：Mg(OH)2的的Ks = 5.6110-12 解题思路解题思路: (2) 计算计算Mg(OH)2在在0.010moldm-3NaOH溶液中溶液中Mg2+浓度浓度. P60: 第第7题题 Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- - 平衡时平衡时 s 0.010+2s设溶解度为设溶解度为s. Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = s (0.010+2s)2 s (0.010)2 ceq(Mg2+) = s

22、 = 1.1210-4 moldm-3 s = Ks/ (0.010)2 = 5.6110-8 moldm-3 解题思路解题思路: (3)计算计算Mg(OH)2在在0.010moldm-3MgCl2溶液中的溶解溶液中的溶解度度. P60: 第第7题题 Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- - 平衡时平衡时 0.010+s 2s设溶解度为设溶解度为s, 则：则： Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = (0.010+s) (2s)2 0.010 4s2 s = 1.1810-5 moldm-3通过计算说明通过计算说明, 下列条件下能否生成下列条件下能否生成

23、Mg(OH)2 沉淀？沉淀？ (1) 在在10cm3 0.0015moldm-3MgSO4溶液中溶液中, 加入加入5cm30.15moldm-3 氨氨水水溶液溶液. P P60: 60: 第第8 8题题 解解: : 根据溶度积规则根据溶度积规则: Qc Ks, 有沉淀生成。有沉淀生成。 混合后混合后: c(Mg2+)= ( 0.00150.01)/0.015 = 0.001moldm-3 ceq(OH- -) Kb c0 0.201.7710- -5 c0/Kb 500 NH3 H2O NH4+ + + + OH- - c(NH3H2O)= (0.150.005)/0.015 =0.05mol

24、dm-3 = 9.410-4moldm-3 Qc = c(Mg2+)/cc(OH-)/c2= 8.8510-10 Ks 有有Mg(OH)2 沉淀析出。沉淀析出。 (Kb(NH3H2O)=1.7710-5; Ks(Mg(OH)2)= 5.6110-12 )通过计算说明通过计算说明, 下列条件下能否生成下列条件下能否生成Mg(OH)2沉淀？沉淀？ (2) 若在上述若在上述 10cm3 0.0015 moldm-3 MgSO4 溶液中溶液中, 加入加入0.495g 硫酸铵固体硫酸铵固体(设加入固体后设加入固体后, 溶液体积不变溶液体积不变) , 然后加入然后加入 5cm3 0.15 moldm-3氨

25、水氨水溶液溶液。 P60: 第第8题题初始浓度：初始浓度： 0.05 0.5 0平衡浓度：平衡浓度： 0.05-X 0.5+X X解解: 混合后混合后: c(Mg2+)= (0.00150.01)/0.015 = 0.001moldm-3 NH3H2O NH4+ + + + OH- -c(NH3H2O)=(0.150.005)/0.015 = 0.05moldm-3 c(NH4+)=2(0.495g/132gmol-1)/0.015dm3=0.5moldm-3 设设ceq(OH-)=X，c0/Kb500， =(0.05-X) (0.5+X)X Kb 0.05 0.5 X ceq(OH-)=X=

26、1.7710-6moldm-3Qc = c(Mg2+)/cc(OH-)/c2= 3.1310-15Ks 没有没有Mg(OH)2 沉淀析出。沉淀析出。(Kb(NH3H2O)=1.7710-5; Ks(Mg(OH)2)=5.6110-12 )第三章部分习题参考答案第三章部分习题参考答案P83: 第第1题题(1) 标准状态下标准状态下: Zn + CdSO4 ZnSO4+ Cd 解解: : 若将此反应设计成原电池若将此反应设计成原电池, , 由电子得失知由电子得失知: : ZnZn2+2+/Zn/Zn电对作电对作负极；负极；CdCd2+2+/Cd/Cd电对作电对作正极。正极。 负极反应负极反应: :

27、 Zn Zn - - 2e2e- - Zn Zn2+2+ 正极反应正极反应: : CdCd2+2+ 2e+ 2e- - CdCd 电池反应电池反应: : Zn + Cd Zn + Cd2+ 2+ = Zn= Zn2+ 2+ + + CdCd 电池符号电池符号: : ( (-) -) Zn(sZn(s) ) | ZnSO| ZnSO4 4| CdSO| CdSO4 4 | | Cd(sCd(s) ) (+)(+) 查表得：查表得： (Zn2+/Zn)= - -0.7618V； (Cd2+/Cd)= - -0.4303V. E= 正正- - 负负= (Cd2+/Cd)- - (Zn2+/Zn)=0

28、.3315V P83: 第第1题题(2) 标准状态下标准状态下: Fe2+ + Ag+ Fe3+ Ag 解解: : 若将此反应设计成原电池若将此反应设计成原电池, , 由电子得失知由电子得失知: : FeFe3+3+/ /FeFe2+2+电对作电对作负极；负极； AgAg+ +/ /AgAg电对作电对作正极。正极。 负极反应负极反应: : FeFe2+ 2+ - -e e- - FeFe3+3+ 正极反应正极反应: : AgAg+ + + e+ e- - AgAg 电池反应电池反应: : FeFe2+2+ + + AgAg+ + = = FeFe3+ 3+ + + Ag Ag 电池符号电池符号

29、: : ( (-) -) PtPt | | FeFe2+2+, Fe, Fe3+ 3+ | | AgAg+ + | | AgAg (+)(+) 查表得：查表得： Fe3+/Fe2+)= 0.7710V； (Ag+/Ag)= 0.7996V. E= 正正- - 负负= (Ag+/Ag)- - (Fe3+/Fe2+)=0.0286V P83: 第第6题题解解: : (1) 由题意知：钴电极为负极由题意知：钴电极为负极, 氯电极氯电极为正极。为正极。 E=1.63V, (Cl2/Cl-)=1.36V。 E= 正正- - 负负 = (Cl2/Cl-) - - (Co2+/Co) (Co2+/Co) =

30、 (Cl2/Cl-) E = 1.36V-1.63V = - - 0.27V P83: 第第6题题E = 正正- 负负= (Cl2/Cl-) - - (Co2+/Co) (Cl2/Cl-)= (Cl2/Cl-) + lg0.0592Vc(Cl-)/c22p(Cl2)/p Cl2 + 2e- 2Cl-，n=2 当当p(Cl2)大大 , (Cl2/Cl-)大大, E大大； 当当p(Cl2)小小 , (Cl2/Cl-)小小, E小小。 (2) (Co2+/Co)= (Co2+/Co)(3) 当当c(Co2+)=0.01moldm-3时：时：E = 正正- 负负 = (Cl2/Cl-) - - (Co

31、2+/Co)CoCo2+2+ 2e+ 2e- - Co, Co, n=2 n=2 (Co2+/Co)= (Co2+/Co) + lg0.0592V2c(Co2+)/c= - - 0.27V + (0.0592V/2)lg0.01/1.0= - -0.3292V= 1 1.36V- -(- -0. 3292V)= 1 1.6892V 故：当故：当c(Co2+)小小 , E大。大。 (Cl2/Cl-) = (Cl2/Cl-)P83: 第第6题题 计算下列电极在计算下列电极在298.15K时电极反应的电极电势时电极反应的电极电势.(1) 金属铜放在金属铜放在0.1moldm-3的的Cu2+溶液中溶液中;(2) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入的溶液中加入0.1mol固体固体Na2S;(3) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固体的溶液中加入固体Na2S使溶液中使溶液中S2-浓度达浓度达1.0moldm-3。 解解: : (1) 当当c(Cu2+)=0.1moldm-3时时: (Cu2+/Cu) = (Cu2+/Cu) + lgc(Cu2+)/ /c 20.0592V= 0