大學(xué)化學(xué)第二版部分習(xí)題參考答案

1、第一章部分習(xí)題參考答案第一章部分習(xí)題參考答案- - (- -16.45kJmol-1)P33: 6題題 解題思路解題思路 解解: 附錄附錄4中有關(guān)數(shù)據(jù)如下：中有關(guān)數(shù)據(jù)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(反應(yīng)物反應(yīng)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） 根據(jù)根據(jù): rGm(T)rHm(298.15K) TrSm(298.15K) 計(jì)算計(jì)算. (2) T=398.15K rSm(viSm(生成物生成物) - -viSm(反應(yīng)物反應(yīng)物) 191.50 + ( 130.684) - - ( 192.45） =198.65 (Jmol-1K-1) rHm(vifHm(生成物生成物)-)-vifHm(反應(yīng)物反應(yīng)物) 0 (- -46.11） = 92.22 kJmol-1) 2NH3 (

3、g) = N2 (g) + 3H2 (g) (3) T=300=300+273.15K=573.15K 根據(jù)根據(jù) rGm(T) =rGm(T) + 2.303RTlgQ 計(jì)算計(jì)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 + 2.

4、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題題 解題思路解題思路 Q = = = = 4.699 當(dāng)當(dāng)T=298.15K時(shí)，時(shí)，rGm(T) = rGm( rGm(=vifGm(生成物生成物) - -vifGm(反應(yīng)物反應(yīng)物) -519.7) kJmol-1) (

5、1) 根據(jù)根據(jù) rGm(T)=rGm(T) + 2.303RTlgQ 計(jì)算計(jì)算. P(O2) 10-89.04 Kpa2.303RT- -rGm(T) 1P(O2)/ /P P(O2)P lgQ = 91.04, 則則: Q 1091.04 即: rGm(T) = rGm(T) + 2.303RTlgQ0 0, 非自發(fā)。非自發(fā)。 rGm(T) + 2.303RT lgQ 0 0 , (2) Sn在常在?？諝庵胁槐谎趸諝庵胁槐谎趸? 應(yīng)使反應(yīng)非自發(fā)應(yīng)使反應(yīng)非自發(fā). Q = = 1091.04 常溫空氣中常溫空氣中使使Sn不被氧化所需不被氧化所需O2最高壓力應(yīng)低于最高壓力應(yīng)低于10-89.04

6、Kpa = rGm( 2.3038.31410-3298.15lg(4.699) = -515.86 kJmol-1) 0 , 向正方向自發(fā)進(jìn)行向正方向自發(fā)進(jìn)行. . 金屬錫制件在常溫的空氣中能被氧化。金屬錫制件在常溫的空氣中能被氧化。 rGm(T) = rGm(T)+2.303RT lgQ Sn(s)+O2(g)= SnO2(s)P34:8P34:8題題 設(shè)汽車內(nèi)燃機(jī)內(nèi)溫度因燃料燃燒反應(yīng)達(dá)到設(shè)汽車內(nèi)燃機(jī)內(nèi)溫度因燃料燃燒反應(yīng)達(dá)到1300， 試計(jì)算該反應(yīng)試計(jì)算該反應(yīng): N2 (g) + O2 (g) = 2NO(g) 在在1300時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變和標(biāo)

7、準(zhǔn)平衡常數(shù)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(反應(yīng)物）反應(yīng)物） 290.25 180.50 kJmol-1 rSm(298.15K)vi Sm(生成物生成物) - -viSm(反應(yīng)物）反應(yīng)物） 2210.76 (191.5 + 205.14) 24.88 Jk-1mol-1 rGm(T) =rHm(T) - -TrSm(T) lg

8、K =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題題 解題思路解題思路附錄附錄4可知：可知： CaO(s)+ SO2(g) +1/2O2(g)=CaSO4(s) fHm(298

9、.15K)/(kJmol-1) -635.09 -296.83 0 -1433Sm(298.15K)/(Jmol-1K-1) 39.75 248.22 205.14 106.7 (1) 在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下自發(fā)進(jìn)行的溫度在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下自發(fā)進(jìn)行的溫度T的計(jì)算：的計(jì)算： rSm(298.15K viSm(生成物生成物) - -viSm(反應(yīng)物反應(yīng)物) 1106.7 39.75 + 248.22 + 1/2205.14 -283.84Jmol-1K-1rHm(298.15K vifHm(生成物生成物)-)-vifHm(反應(yīng)物反應(yīng)物) 1(-1433) (- -635.09)+1(-296.83) +10 -500

10、.08 kJmol-1 解解:rGm(T)rHm(298.15K)-TrSm(298.15K)0時(shí)自發(fā)進(jìn)行。時(shí)自發(fā)進(jìn)行。即即: -500.08 - T(-283.84)10-3 0 T1762K(2) T=1250K時(shí)：時(shí)： CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)=CaSO4(s) 根據(jù)根據(jù) rGm(T) =rGm(T) +2.303RTlgQ 計(jì)算。計(jì)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 = -145.28

11、+ 2.3038.31410-31250lg(22.37) = -112.98kJmol-10 p(SO2)=10kPa, p(O2)=20kPa, 系統(tǒng)為非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。系統(tǒng)為非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。 1p(SO2)/pp(O2)/p1/2Q = = = 22.37 110/10020/1001/2 反應(yīng)能向正方向自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)能向正方向自發(fā)進(jìn)行。(3) T=1500K時(shí)：時(shí)：2.303RT- -rGm(T) 根據(jù)根據(jù) lgK = 進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。 rGm(1500K) rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -500.08 - 1500(-283.84)10-3 = -74.32kJm

12、ol-12.303RT- -rGm(1500K) lgK = = =2.588 2.3038.31410-31500- (-74.32) K = 102.588 = 3.87102查附錄查附錄4可知：可知： CuO(s) +CO(g)Cu(s) +CO2(g) 【P33: 第第5題題】解題思路解題思路 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(反應(yīng)物反應(yīng)物

13、) 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(反應(yīng)物反應(yīng)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 = 1022.36 = 2

14、.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 與與(1)比較比較: 表明溫度不同表明溫度不同, rGm(T)不同不同, 平衡常數(shù)也不同。平衡常數(shù)也不同。2.303RT-rGm(T) lgK = = = 9.75 2.3038.31410-3698.15- (-130.31) 第二章部分習(xí)題參考答案第二章部分習(xí)題參考答案【P59:第第4題題】 在燒杯中盛放在燒杯中盛放20.0cm3 0.100mo

15、ldm-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, 試計(jì)算試計(jì)算: (1) 當(dāng)加入當(dāng)加入10.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (2) 當(dāng)加入當(dāng)加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 當(dāng)加入當(dāng)加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。 解解: : (1) 當(dāng)當(dāng)加入加入10.00cm3 HCl后后: NH3H2O HCl = NH4Cl + H2O 反應(yīng)后（反應(yīng)后（mol） 0.001 0 0.001 反應(yīng)后濃度反應(yīng)后濃度: c(NH3H2O)= 0.001/0.03=0.033moldm-

16、3 pH =14 pOH =14 - -4.75 =9.25 (Kb=1.7710-5) c(NH4+)= 0.001/0.03=0.033moldm-3 反應(yīng)前（反應(yīng)前（mol） 0.10.02 0.10.01 0 NH3H2O與與NH4Cl 組成弱堿組成弱堿- -弱堿鹽緩沖體系：弱堿鹽緩沖體系： pOH = pKb- -lg = - -lg(Kb)-)-lg =4.75 c(NH3H2O) c(NH4+) 0.0330.033 NH3H2O HCl = NH4Cl +H2O 反應(yīng)后（反應(yīng)后（mol） 0 0 0.002 反應(yīng)后濃度反應(yīng)后濃度: c(NH4+ +) = 0.002/0.04

17、= 0.05moldm-3 反應(yīng)前（反應(yīng)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) 當(dāng)當(dāng)加入加入20.00cm3 HCl后后: ceq(H+ +) Ka c0 = 5.3210- -6moldm- -3【P59:第第4題題】 在燒杯中盛放在燒杯中盛放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

18、液, 試計(jì)算試計(jì)算: (1) 當(dāng)加入當(dāng)加入10.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (2) 當(dāng)加入當(dāng)加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 當(dāng)加入當(dāng)加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。 (Kb=1.7710-5) NH3H2O HCl = NH4Cl + + H2O反應(yīng)后反應(yīng)后 (mol) 0 0.001 0.002 反應(yīng)后濃度反應(yīng)后濃度: : c(HCl) =0.001/0.05 =0.02moldm-3 反應(yīng)前反應(yīng)前 (mol) 0.10.02 0.10.03 0 pH = - -lgceq(H+ +)/c =1.70 HCl

19、 為強(qiáng)酸為強(qiáng)酸, 完全解離：完全解離：HCl = H+ + Cl- ceq(H+)c(HCl)=0.02moldm-3 答答: (略略)。NH4+為弱酸為弱酸, 解離常數(shù)小解離常數(shù)小, 解離出的解離出的H+可忽略?？珊雎浴＝饨? : (3) 當(dāng)當(dāng)加入加入30.00cm3 HCl后后: c(NH4+ +)=0.002/0.05 =0.04moldm-3 【P59:第第4題題】 在燒杯中盛放在燒杯中盛放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, 試計(jì)算試計(jì)算: (1) 當(dāng)加入當(dāng)加入10.00cm3 HCl后后, 混

20、合液的混合液的pH; (2) 當(dāng)加入當(dāng)加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 當(dāng)加入當(dāng)加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。 (Kb=1.7710-5) 解題思路解題思路: (1) 計(jì)算計(jì)算Mg(OH)2在純水中溶解度及在純水中溶解度及Mg2+和和OH-濃度濃度. P60: 第第7題題 Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- - 平衡時(shí)平衡時(shí) s 2s 設(shè)溶解度為設(shè)溶解度為s, Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = s (2s)2 = 4s3 ceq(Mg2+) = s =1.1210-4moldm-3 =

21、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 解題思路解題思路: (2) 計(jì)算計(jì)算Mg(OH)2在在0.010moldm-3NaOH溶液中溶液中Mg2+濃度濃度. P60: 第第7題題 Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- - 平衡時(shí)平衡時(shí) s 0.010+2s設(shè)溶解度為設(shè)溶解度為s. Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = s (0.010+2s)2 s (0.010)2 ceq(Mg2+) = s = 1.1

22、210-4 moldm-3 s = Ks/ (0.010)2 = 5.6110-8 moldm-3 解題思路解題思路: (3)計(jì)算計(jì)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題題 Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- - 平衡時(shí)平衡時(shí) 0.010+s 2s設(shè)溶解度為設(shè)溶解度為s, 則：則： Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = (0.010+s) (2s)2 0.010 4s2 s = 1.1810-5 moldm-3通過計(jì)算說明通過計(jì)算說明, 下列條件下能否生成下列條件下能否生成 Mg(OH)

23、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題題 解解: : 根據(jù)溶度積規(guī)則根據(jù)溶度積規(guī)則: 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 =0.05moldm-3 =

24、 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 )通過計(jì)算說明通過計(jì)算說明, 下列條件下能否生成下列條件下能否生成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 硫酸銨固體硫酸銨固體(設(shè)加入固體后設(shè)加入固體后, 溶液體積不變?nèi)芤后w積不變) , 然后加入然后加入 5cm3 0.15 moldm-3氨水氨水溶液溶

25、液。 P60: 第第8題題初始濃度：初始濃度： 0.05 0.5 0平衡濃度：平衡濃度： 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 設(shè)設(shè)ceq(OH-)=X，c0/Kb500， =(0.05-X) (0.5+X)X Kb 0.05 0.5 X ceq(OH-)=X=1.7710

26、-6moldm-3Qc = c(Mg2+)/cc(OH-)/c2= 3.1310-15Ks 沒有沒有Mg(OH)2 沉淀析出。沉淀析出。(Kb(NH3H2O)=1.7710-5; Ks(Mg(OH)2)=5.6110-12 )第三章部分習(xí)題參考答案第三章部分習(xí)題參考答案P83: 第第1題題(1) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下: Zn + CdSO4 ZnSO4+ Cd 解解: : 若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池, , 由電子得失知由電子得失知: : ZnZn2+2+/Zn/Zn電對(duì)作電對(duì)作負(fù)極；負(fù)極；CdCd2+2+/Cd/Cd電對(duì)作電對(duì)作正極。正極。 負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng): : Zn Zn

27、 - - 2e2e- - Zn Zn2+2+ 正極反應(yīng)正極反應(yīng): : CdCd2+2+ 2e+ 2e- - Cd Cd 電池反應(yīng)電池反應(yīng): : Zn + Cd Zn + Cd2+ 2+ = Zn= Zn2+ 2+ + Cd+ Cd 電池符號(hào)電池符號(hào): : ( (-) -) Zn(s)Zn(s) | ZnSO| ZnSO4 4| CdSO| CdSO4 4 | Cd(s) | Cd(s) (+)(+) 查表得：查表得： (Zn2+/Zn)= - -0.7618V； (Cd2+/Cd)= - -0.4303V. E= 正正- - 負(fù)負(fù)= (Cd2+/Cd)- - (Zn2+/Zn)=0.3315V

28、 P83: 第第1題題(2) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下: Fe2+ + Ag+ Fe3+ Ag 解解: : 若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池, , 由電子得失知由電子得失知: : FeFe3+3+/ /FeFe2+2+電對(duì)作電對(duì)作負(fù)極；負(fù)極； AgAg+ +/ /AgAg電對(duì)作電對(duì)作正極。正極。 負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng): : FeFe2+ 2+ - -e e- - FeFe3+3+ 正極反應(yīng)正極反應(yīng): : AgAg+ + + e+ e- - AgAg 電池反應(yīng)電池反應(yīng): : FeFe2+2+ + + AgAg+ + = = FeFe3+ 3+ + + Ag Ag 電池符號(hào)電池符號(hào): : (

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- - 負(fù)負(fù)= (Ag+/Ag)- - (Fe3+/Fe2+)=0.0286V P83: 第第6題題解解: : (1) 由題意知：鈷電極為負(fù)極由題意知：鈷電極為負(fù)極, 氯電極氯電極為正極。為正極。 E=1.63V, (Cl2/Cl-)=1.36V。 E= 正正- - 負(fù)負(fù) = (Cl2/Cl-) - - (Co2+/Co) (Co2+/Co) = (Cl2/

30、Cl-) E = 1.36V-1.63V = - - 0.27V P83: 第第6題題E = 正正- 負(fù)負(fù)= (Cl2/Cl-) - - (Co2+/Co) (Cl2/Cl-)= (Cl2/Cl-) + lg0.0592Vc(Cl-)/c22p(Cl2)/p Cl2 + 2e- 2Cl-，n=2 當(dāng)當(dāng)p(Cl2)大大 , (Cl2/Cl-)大大, E大大； 當(dāng)當(dāng)p(Cl2)小小 , (Cl2/Cl-)小小, E小小。 (2) (Co2+/Co)= (Co2+/Co)(3) 當(dāng)當(dāng)c(Co2+)=0.01moldm-3時(shí)：時(shí)：E = 正正- 負(fù)負(fù) = (Cl2/Cl-) - - (Co2+/Co)

31、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：當(dāng)故：當(dāng)c(Co2+)小小 , E大。大。 (Cl2/Cl-) = (Cl2/Cl-)P83: 第第6題題 計(jì)算下列電極在計(jì)算下列電極在298.15K時(shí)電極反應(yīng)的電極電勢(shì)時(shí)電極反應(yīng)的電極電勢(shì).(1) 金屬銅放在金屬銅放在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固體固體Na2S;(3) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固體的溶液中加入固體Na2S使溶液中使溶液中S2-濃度達(dá)濃度達(dá)1.0moldm-3。 解解: : (1) 當(dāng)當(dāng)c(Cu2+)=0.1moldm-3時(shí)時(shí): (Cu2+/Cu) = (Cu2+/Cu) + lgc(Cu2+)/ /c 20.0592V= 0.