无机化学(天津大学第四版答案).

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

33111-1

222()(13.210-1.0110)kPa 32L

9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -???===??

４．解：pV MpV

T nR mR

=

= = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律

i

i n p p n

=

p (N 2) = 7.6?104 Pa

p (O 2) = 2.0?104 Pa p (Ar) =1?103 Pa

６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ?

（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =? （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa 0.2869.3310Pa

n p n p ?===?

7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =

pVM

RT

= 0.194 g 8.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 = Q p

p ?V = 0.771 kJ

10.解： （1）V 1 = 38.3?10-3 m 3= 38.3L

（2） T 2 = nR

pV 2

= 320 K （3）

W =

(

p ?V ) =

502 J

（4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Q p = -1260 J

11.解：NH 3(g) +

45O 2(g) 298.15K

????→标准态

NO(g) + 2

3H 2O(g) m r H ?= 226.2 kJ·mol

1

12.解：m r H ?= Q p = 89.5 kJ m r U ?= m

r H ? ?nRT

=

96.9 kJ

13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)

m r H ? =

m f H ?(CO 2, g) =

393.509 kJ·mol

1

21CO 2(g) + 2

1

C(s) → CO(g) m r H ? = 86.229 kJ·mol

1

CO(g) +

31Fe 2O 3(s) → 3

2

Fe(s) + CO 2(g)

m r H ? =

8.3 kJ·mol

1

各反应

m r H ?之和

m r H ?= -315.6 kJ·mol -1。 （2）总反应方程式为

23C(s) + O 2(g) + 31Fe 2O 3(s) → 23CO 2(g) + 3

2

Fe(s) m r H ? =

315.5 kJ·mol

1

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：

m r H ?（3）=

m r H ?（2）×3-

m r H ?（1）×2=

1266.47 kJ·mol

1

15．解：（1）Q p =

m r H ?== 4 m f H ?(Al 2O 3, s) -3 m f H ?(Fe 3O 4, s) =

3347.6 kJ·mol 1

（2）Q = 4141 kJ·mol

1

16．解：（1）

m r H ? =151.1 kJ·mol

1

（2）

m r H ? =

905.47 kJ·mol

1

（3）

m r H ? =

71.7 kJ·mol

1

17.解：

m r H ?=2 m f H ?(AgCl, s)+ m f H ?(H 2O, l)

m f H ?(Ag 2O, s)

2

m f H ?(HCl, g)

m f H ?(AgCl, s) =

127.3 kJ·mol

1

18.解：CH 4(g) + 2O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l)

m r H ? = m f H ?(CO 2, g) + 2 m f H ?(H 2O, l)

m f H ?(CH 4, g)

= 890.36 kJ·mo 1

Q p =

3.69

104kJ

第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案

1.解：

m r H ? =

3347.6 kJ·mol

1

;

m r S ? =

216.64 J·mol

1

·K

1

;

m r G ?

=

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：

m r G ? = 113.4 kJ·mol

1

＞ 0

该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。

（2）

m r H ? = 146.0 kJ·mol

1

; m r S ? = 110.45 J·mol

1

·K

1

;

m r G ? = 68.7 kJ·mol

1

＞

该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。

3.解：

m r H ? =

70.81 kJ·mol

1

;

m r S ? =

43.2 J·mol

1

·K

1

;

m r G ? =

43.9 kJ·mol

1

（2）由以上计算可知：

m r H ?(298.15 K) = 70.81 kJ·mol

1

;

m r S ?(298.15 K) =

43.2 J·mol

1

·K

1

m r G ? = m r H ?

T ·

m r S ? ≤ 0 T ≥

K)

(298.15K) (298.15m r m r

S H ?? = 1639 K

4.解：（1）c K = {}

O)

H ( )(CH )(H (CO) 243

2c c c c p K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 243

2p p p p

K = {}{}{}{}

p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2

4

3

2

（2）c K =

{}{}

)(NH )(H )(N 32

3221

2c c c p K =

{}{}

)(NH )(H )(N 32

32212p p p

K =

{}{}

p

p p p p p / )(NH

/)(H

/

)(N

32

3

2212

（3）c K =)(CO 2c p K =)(CO 2p K = p p /)(CO 2 （4）c K =

{}{}

3

23

2 )(H O)(H c c p K =

{}{}

3

23

2 )(H O)(H p p

K =

{}{}

3

23

2 /

)(H

/O)(H

p

p p p

5.解：设 m r H ?、

m r S ?基本上不随温度变化。

m r G ? =

m r H ?

T ·

m r S ?

m r G ?(298.15 K) = 233.60 kJ·mol 1 m r G ?(298.15 K) =

243.03 kJ·mol

1

K lg (298.15 K) = 40.92, 故 K (298.15 K) = 8.3?1040 K lg (373.15 K) = 34.02,故 K (373.15 K) = 1.0?1034

6.解：（1） m r G ?=2

m f G ?(NH 3, g) =

32.90 kJ·mol

1

＜0

该反应在298.15 K 、标准态下能自发进行。

（2） K lg (298.15 K) = 5.76, K (298.15 K) = 5.8

105

7. 解：（1） m r G ?(l) = 2 m f G ?(NO, g) = 173.1 kJ·mol

1

1lg

K =

RT

G 303.2)

1(m f

?- =

30.32, 故

1K = 4.8

1031

（2） m r G ?(2) = 2

m f G ?(N 2O, g) =208.4 kJ·mol

1

2lg

K =

RT

G 303.2)

2(m f

?- =

36.50, 故

2K = 3.2

10

37

（3） m r G ?(3) = 2

m f G ?(NH 3, g) = 32.90 kJ·mol 1

3lg K = 5.76, 故 3K = 5.8

105

由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。

8.解： m r G ? = m f G ?(CO 2, g) - m f G ?(CO, g)-

m f G ?(NO, g)

= -343.94 kJ·mol -1< 0，所以该反应从理论上讲是可行的。

9.解: m r H ?(298.15 K) = m f H ?(NO, g) = 90.25 kJ·mol 1

m r S ?(298.15 K) = 12.39 J·mol

1

·K

1

m r G ?(1573.15K)≈ m r H ?(298.15 K)

1573.15

m r S ?(298.15 K)

= 70759 J ·mol 1

K lg (1573.15 K) =

2.349, K (157

3.15 K) =

4.48

10

3

10. 解： H 2(g) + I 2(g) 2HI(g) 平衡分压／kPa 2905.74

χ 2905.74

χ 2χ

2

2

)74.2905()2(x x -= 55.3

χ= 2290.12

p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPa

n =

pV RT

= 3.15 mol

11.解：p (CO) = 1.01?105 Pa, p (H 2O) = 2.02?105 Pa p (CO 2) = 1.01?105 Pa, p (H 2) = 0.34?105 Pa

CO(g) + H 2O(g) → CO 2(g) + H 2(g) 起始分压／105 Pa 1.01 2.02 1.01 0.34 J = 0.168, p K = 1＞0.168 = J,故反应正向进行。