大学化学第二版部分习题参考答案

大学化学第二版部分习题参考答案大学化学第二版部分习题参考答案1=0-

2×(-16.45)=32.90(kJ·mol-1)[P33:6题]解题思路

解:查附录4中有关数据如下：2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)ΔfHmө

(298.15K)/(kJ·mol-1)-46.1100Smө

(298.15K)/(J·mol-1·K-1)192.45191.50130.684ΔfGmө

(298.15K)/(kJ·mol-1)-16.4500△rGmө(298.15K)=∑vi△fGmө(生成物)-∑vi△fGmө(反应物)

解:(1)T=298.15K第二页，共34页。=0-2×(-16.45)=32.90(kJ·2

ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)=92.22-398.15×198.65×10-3=13.13（kJ·mol-1）

根据:ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K)–T•ΔrSmө(298.15K)计算.

(2)T=398.15K

△rSmө(298.15K)＝∑viSmө(生成物)-∑viSmө(反应物)＝[191.50+(3×130.684)]-(2×192.45）=198.65(J·mol-1·K-1)

△rHmө(298.15K)＝∑vi△fHmө(生成物)-∑vi△fHmө(反应物)

＝0–2×(-46.11）=92.22(kJ·mol-1)第三页，共34页。ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.1532NH3(g)=N2(g)+3H2(g)

(3)T=300℃=300+273.15K=573.15K

根据ΔrGm(T)=ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ

计算.

ΔrGmө(T)=ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)=92.22-

573.15×198.65×10-3

=-21.63(kJ·mol-1)Q===100

(PNH3/Pө)2

(PN2/Pө)1·(PH2/Pө)3

(1000/100)1·(1000/100)3

(1000/100)2

ΔrGm(T)=ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ=-21.63+2.303×8.314×10-3×573.15×lg(100)=0.318(kJ·mol-1)第四页，共34页。2NH3(g)=N2(g)+3H2(4

p(O2)=101.325Kpa×21％=21.28KpaP(O2)Pө

1P(O2)/Pө

21.28Kpa

100Kpa

解：

查表可知：

Sn(s)+O2(g)=SnO2(s)

ΔfGmө

(298.15K)/(kJ·mol-1)00-519.7[P33:3题]解题思路Q====4.699

当T=298.15K时，ΔrGmө(T)=△rGmө(298.15K)

△rGmө(298.15K)=∑vi△fGmө(生成物)-∑vi△fGmө(反应物)=(-519.7)-0=-519.7(kJ·mol-1)(1)根据ΔrGm(T)=ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ

计算.第五页，共34页。p(O2)=101.325Kpa×21％=215∴

P(O2)＜10-89.04Kpa2.303RT-ΔrGmө(T)

1P(O2)/Pө

P(O2)Pө

lgQ

＞=91.04,则:Q＞1091.04

即:

ΔrGm(T)=ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ＞0,

非自发。

ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ

＞0,

(2)使Sn在常温空气中不被氧化,应使反应非自发.

Q==＞1091.04

∴

常温空气中使Sn不被氧化所需O2最高压力应低于10-89.04Kpa．

=△rGmө(298.15K)+2.303×8.314×10-3×298.15×lg(4.699)

=-515.86(kJ·mol-1)＜0,向正方向自发进行.

∴

金属锡制件在常温的空气中能被氧化。

ΔrGm(T)=ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ

Sn(s)+O2(g)=SnO2(s)第六页，共34页。∴P(O2)＜10-89.04Kpa2.303R6[P34:8题]

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:N2(g)+

O2(g)=

2NO(g)在1300℃时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数Kө。解:

查表知:

N2(g)+O2(g)=2NO(g)

ΔfHmө(298.15K)/(kJ•mol-1)0090.25

Smө(298.15K)/(J•mol-1•K-1)191.50205.14210.76

△rHmө(298.15K)＝∑vi△fHmө(生成物)-∑vi△fHmө(反应物）＝2×90.25＝180.50kJ•mol-1

△rSmө(298.15K)＝∑vi

Smө(生成物)-∑viSmө(反应物）＝2×210.76–(191.5+205.14)＝24.88J•k-1•mol-1ΔrGmө(T)=ΔrHmө(T)-T·ΔrSmө(T)

lgKө

=2.303RT

-ΔrGmө(T)第七页，共34页。解:查表知:7

lgKө=-△rGmө/2.303RT=-（141.36）/（2.303×8.314×10-3×1573.15）=-4.69

T=1300℃=1300+273.15=1573.15K

ΔrGmө(T)

≈△rHmө(298.15K)–T•△rSmө(298.15K)=180.50-1573.15×24.88×10-3

=141.36kJ•mol-1

Kө=10-4.69=2.0×10-5答：略。第八页，共34页。lgKө=-△rGmө/2.303RT8[P33:4题]解题思路

查附录4可知：

CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)=CaSO4(s)ΔfHmө(298.15K)/(kJ·mol-1)-635.09-296.830-1433Smө(298.15K)/(J·mol-1·K-1)39.75248.22205.14106.7

(1)在标准态下自发进行的温度T的计算：

△rSmө(298.15K)＝∑viSmө(生成物)-∑viSmө(反应物)＝[1×106.7]–[1×39.75+1×248.22+1/2×205.14]＝-283.84J·mol-1·K-1△rHmө(298.15K)＝∑vi△fHmө(生成物)-∑vi△fHmө(反应物)＝[1×(-1433)]–[1×(-635.09)+1×(-296.83)+1×0]＝-500.08kJ·mol-1

解:ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)＜0时自发进行。即:-500.08-T×(-283.84)×10-3＜0

∴T＜1762K第九页，共34页。[P33:4题]解题思路查附录4可知：9(2)T=1250K时：CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)=CaSO4(s)

根据ΔrGm(T)=ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ计算。ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)

=-500.08-1250×(-283.84)×10-3

=-145.28kJ·mol-1

ΔrGm(T)=ΔrGmө(T)+2.303RTlgQ

=-145.28+2.303×8.314×10-3×1250×lg(22.37)=-112.98kJ·mol-1＜0

p(SO2)=10kPa,p(O2)=20kPa,系统为非标准态。

1[p(SO2)/pө][p(O2)/pө]1/2Q===22.37

1[10/100][20/100]1/2∴反应能向正方向自发进行。第十页，共34页。(2)T=1250K时：CaO(s)+SO2(g)+1/10(3)T=1500K时：2.303RT-ΔrGmө(T)

根据lgKө=进行计算。

ΔrGmө(1500K)≈ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)

=-500.08-1500×(-283.84)×10-3

=-74.32kJ·mol-12.303RT-ΔrGmө(1500K)

lgKө===2.588

2.303×8.314×10-3×1500-(-74.32)

∴Kө=102.588=3.87×102第十一页，共34页。(3)T=1500K时：2.303RT-ΔrGmө(T)11

查附录4可知：

CuO(s)+CO(g)＝Cu(s)+CO2(g)

【P33:第5题】解题思路

ΔfHmө(298.15K)/(kJ·mol-1)-157.3-110.50-393.5Smө(298.15K)/(J·mol-1·K-1)42.6197.733.2213.7

解:(1)T=298.15K△rHmө(298.15K)＝∑vi△fHmө(生成物)-∑vi△fHmө(反应物)

＝[1×0+1×(-393.5)]–[1×(-157.3)+1×(-110.5)]

＝-125.7kJ·mol-1△rSmө(298.15K)

＝∑viSmө(生成物)-∑viSmө(反应物)＝[1×33.2+1×213.7]–[1×42.6+1×197.7]＝6.6J·mol-1·K-1第十二页，共34页。查附录4可知：CuO(s)12

ΔrGmө(298.15K)=ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)=-125.7-298.15×6.6×10-3

=-127.67kJ·mol-1

2.303RT-ΔrGmө(T)

lgKө===22.36

2.303×8.314×10-3×298.15-(-127.67)∴

Kө=1022.36=2.29×1022第十三页，共34页。ΔrGmө(298.15K)=ΔrHmө(298.15K13ΔrGmө(698.15K)≈ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)=-125.7-698.15×6.6×10-3

=-130.31kJ·mol-1

∴

Kө=109.75=5.62×109

(2)T=698.15K与(1)比较:表明温度不同,ΔrGmө(T)不同,平衡常数也不同。2.303RT-ΔrGmө(T)

lgKө===9.75

2.303×8.314×10-3×698.15-(-130.31)

第十四页，共34页。ΔrGmө(698.15K)≈ΔrHmө(298.15K)14第二章部分习题参考答案第十五页，共34页。第二章部分习题参考答案第十五页，共34页。15【P59:第4题】

在烧杯中盛放20.0cm30.100mol·dm-3氨的水溶液,逐步加入0.100mol·dm-3HCl溶液,试计算:

(1)当加入10.00cm3HCl后,混合液的pH;(2)当加入20.00cm3HCl后,混合液的pH;(3)当加入30.00cm3HCl后,混合液的pH。解:(1)当加入10.00cm3HCl后:

NH3·H2O＋HCl=NH4Cl+H2O反应后（mol）0.00100.001反应后浓度:c(NH3·H2O)=0.001/0.03=0.033mol·dm-3

pH=14–pOH=14-4.75=9.25

(KbӨ=1.77×10-5)c(NH4+)=0.001/0.03=0.033mol·dm-3

反应前（mol）0.1×0.02

0.1×0.010NH3·H2O与NH4Cl组成弱碱-弱碱盐缓冲体系：

pOH=pKbӨ-lg

=-lg(KbӨ)-lg

=4.75c(NH3·H2O)c(NH4+)0.0330.033第十六页，共34页。【P59:第4题】在烧杯中盛放20.0cm30.10016

NH3·H2O＋HCl=NH4Cl+H2O反应后（mol）000.002反应后浓度:

c(NH4+)=0.002/0.04=0.05mol·dm-3

反应前（mol）

0.1×0.02

0.1×0.020

NH4+H+

+NH3，KaӨ=KwӨ/KbӨ=5.65×10-10∵

c0/KaӨ

=0.05/(5.65×10-10)＞500∴pH=-lg[ceq(H+)/cӨ]=5.27解:(2)当加入20.00cm3HCl后:

∴

ceq(H+)≈Kaθ·c0=5.32×10-6mol·dm-3【P59:第4题】

在烧杯中盛放20.0cm30.100mol·dm-3氨的水溶液,逐步加入0.100mol·dm-3HCl溶液,试计算:

(1)当加入10.00cm3HCl后,混合液的pH;(2)当加入20.00cm3HCl后,混合液的pH;(3)当加入30.00cm3HCl后,混合液的pH。

(KbӨ=1.77×10-5)第十七页，共34页。NH317

NH3·H2O＋

HCl=NH4Cl+H2O反应后(mol)00.0010.002反应后浓度:

c(HCl)=0.001/0.05=0.02mol·dm-3

反应前(mol)

0.1×0.02

0.1×0.030∴pH=-lg[ceq(H+)/cӨ]=1.70∵HCl为强酸,完全解离：HCl=H++Cl-∴ceq(H+)≈c(HCl)=0.02mol·dm-3

答:(略)。NH4+为弱酸,解离常数小,解离出的H+可忽略。解:(3)当加入30.00cm3HCl后:c(NH4+)=0.002/0.05=0.04mol·dm-3

【P59:第4题】

在烧杯中盛放20.0cm30.100mol·dm-3氨的水溶液,逐步加入0.100mol·dm-3HCl溶液,试计算:

(1)当加入10.00cm3HCl后,混合液的pH;(2)当加入20.00cm3HCl后,混合液的pH;(3)当加入30.00cm3HCl后,混合液的pH。

(KbӨ=1.77×10-5)第十八页，共34页。N18

[解题思路]:(1)计算Mg(OH)2在纯水中溶解度及Mg2+和OH-浓度.

[P60:第7题]Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-平衡时s2s设溶解度为s,

KsӨ

=[ceq(Mg2+)/cθ]

[ceq(OH-)/cθ]2=s·(2s)2=4s3

ceq(Mg2+)=s=1.12×10-4mol·dm-3

∴=1.12×10-4mol·dm-3

ceq(OH-)=2s=2×1.12×10-4=2.24×10-4mol·dm-3

查表知：Mg(OH)2的KsӨ

=5.61×10-12第十九页，共34页。[解题思路]:[P60:第7题]Mg19

[解题思路]:(2)计算Mg(OH)2在0.010mol·dm-3NaOH溶液中Mg2+浓度.

[P60:第7题]Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-平衡时s0.010+2s设溶解度为s.

KsӨ

=[ceq(Mg2+)/cθ]

[ceq(OH-)/cθ]2=s·(0.010+2s)2≈s·(0.010)2

∴

ceq(Mg2+)=s=1.12×10-4mol·dm-3

s=KsӨ/(0.010)2=5.61×10-8mol·dm-3第二十页，共34页。[解题思路]:[P60:第7题]Mg(20[解题思路]:(3)计算Mg(OH)2在0.010mol·dm-3MgCl2溶液中的溶解度.

[P60:第7题]Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-平衡时

0.010+s2s设溶解度为s,则：

KsӨ

=[ceq(Mg2+)/cθ]

[ceq(OH-)/cθ]2=(0.010+s)·(2s)2≈0.010·4s2∴

s=1.18×10-5mol·dm-3第二十一页，共34页。[解题思路]:[P60:第7题]Mg(O21通过计算说明,下列条件下能否生成Mg(OH)2沉淀？

(1)在10cm30.0015mol·dm-3MgSO4溶液中,加入5cm30.15mol·dm-3氨水溶液.

[P60:第8题]解:

根据溶度积规则:Qc>KsӨ,有沉淀生成。

混合后:

c(Mg2+)=(0.0015×0.01)/0.015=0.001mol·dm-3

∴

ceq(OH-)≈

KbӨ·c0

0.201.77×10-5∵c0/Kbθ＝＞

500

NH3·H2ONH4++OH-c(NH3·H2O)=(0.15×0.005)/0.015=0.05mol·dm-3

=9.4×10-4mol·dm-3

Qc

=[c(Mg2+)/cӨ][c(OH-)/cӨ]2=8.85×10-10>KsӨ

∴

有Mg(OH)2沉淀析出。

(KbӨ(NH3·H2O)=1.77×10-5;KsӨ(Mg(OH)2)=5.61×10-12)第二十二页，共34页。通过计算说明,下列条件下能否生成Mg(OH)2沉淀？22通过计算说明,下列条件下能否生成Mg(OH)2沉淀？

(2)若在上述10cm3

0.0015mol·dm-3MgSO4溶液中,加入0.495g硫酸铵固体(设加入固体后,溶液体积不变),然后加入5cm30.15mol·dm-3氨水溶液。

[P60:第8题]初始浓度：0.05

0.50平衡浓度：0.05-X

0.5+XX解:

混合后:

c(Mg2+)=(0.0015×0.01)/0.015=0.001mol·dm-3

NH3·H2ONH4++OH-c(NH3·H2O)=(0.15×0.005)/0.015=0.05mol·dm-3

c(NH4+)=2×(0.495g/132g·mol-1)/0.015dm3=0.5mol·dm-3

设ceq(OH-)=X，∵c0/KbӨ＞500，

=(0.05-X)

(0.5+X)X

∴

KbӨ

≈0.05

0.5X

ceq(OH-)=X=1.77×10-6mol·dm-3Qc

=[c(Mg2+)/cӨ][c(OH-)/cӨ]2=3.13×10-15＜KsӨ

∴

没有Mg(OH)2沉淀析出。(KbӨ(NH3·H2O)=1.77×10-5;KsӨ(Mg(OH)2)=5.61×10-12)第二十三页，共34页。通过计算说明,下列条件下能否生成Mg(OH)2沉淀？23第三章部分习题参考答案第二十四页，共34页。第三章部分习题参考答案第二十四页，共34页。24[P83:第1题](1)标准状态下:Zn+CdSO4ZnSO4+Cd

解:若将此反应设计成原电池,由电子得失知:

Zn2+/Zn电对作负极；Cd2+/Cd电对作正极。负极反应:Zn-2e-

Zn2+

正极反应:

Cd2++2e-Cd

电池反应:Zn+Cd2+=Zn2++Cd

电池符号:

(-)

Zn(s)

|ZnSO4||CdSO4

|Cd(s)(+)

查表得：

θ(Zn2+/Zn)=-0.7618V；

θ(Cd2+/Cd)=-0.4303V.

Eθ=

θ正-

θ负=

θ(Cd2+/Cd)-

θ(Zn2+/Zn)=0.3315V第二十五页，共34页。[P83:第1题](1)标准状态下:Zn+CdS25[P83:第1题](2)标准状态下:Fe2++Ag+

Fe3++Ag

解:若将此反应设计成原电池,由电子得失知:

Fe3+/Fe2+电对作负极；Ag+/Ag电对作正极。负极反应:

Fe2+-e-

Fe3+

正极反应:

Ag++e-

Ag

电池反应:

Fe2++Ag+=Fe3++Ag

电池符号:

(-)

Pt

|Fe2+,Fe3+||Ag+

|Ag

(+)

查表得：

θFe3+/Fe2+)=0.7710V；

θ(Ag+/Ag)=0.7996V.

Eθ=

θ正-

θ负=

θ(Ag+/Ag)-

θ(Fe3+/Fe2+)=0.0286V第二十六页，共34页。[P83:第1题](2)标准状态下:Fe2++26[P83:第6题]解:(1)由题意知：钴电极为负极,氯电极为正极。Eθ=1.63V,

θ(Cl2/Cl-)=1.36V。

∵Eθ=

θ正-

θ负

=

θ(Cl2/Cl-)-

θ(Co2+/Co)

∴

θ(Co2+/Co)=

θ(Cl2/Cl-)–Eθ=1.36V-1.63V

=-0.27V第二十七页，共34页。[P83:第6题]解:(1)由题意知：钴电极为负极,27[P83:第6题]E=

正-

负=

(Cl2/Cl-)-

(Co2+/Co)

(Cl2/Cl-)=

θ(Cl2/Cl-)+lg0.0592V[c(Cl-)/cθ]22[p(Cl2)/pθ]Cl2+2e-2Cl-，n=2

当p(Cl2)→大,

(Cl2/Cl-)→大,

E→大；

当p(Cl2)→小,

(Cl2/Cl-)→小,

E→小。

(2)

(Co2+/Co)=

θ(Co2+/Co)

第二十八页，共34页。[P83:第6题]E=正-负=(Cl2/Cl-28(3)当c(Co2+)=0.01mol·dm-3时：

E=

正-

负=

(Cl2/Cl-)-

(Co2+/Co)

Co2++2e-Co,

n=2

(Co2+/Co)=

θ(Co2+/Co)+lg0.0592V2[c(Co2+)/cθ]=-0.27V

+(0.0592V/2)lg[0.01/1.0]=-0.3292V=1.36V-(-0.3292V)=1.6892V故：当c(Co2+)→小,E→大。

(Cl2/Cl-)=

θ(Cl2/Cl-)

[P83:第6题]第二十九页，共34页。(3)当c(Co2+)=0.01mol·dm-3时：29计算下列电极在298.15K时电极反应的电极电势.(1)金属铜放在0.1mol·dm-3的Cu2+溶液中;(2)在1dm3上述(1)的溶液中加入0.1mol固体Na2S;(3)