无机化学简明教程课后习题答案教学文案

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1、习题P26 3 根据盖斯定律计算 已知 求 反应 的 解 1 2 2 4 3 282 98 2 285 8 4 1366 8 342 36kJ mol 1 4 已知 计算NO g 的标准生成焓 解 所以 6 写出H2CO3 aq Fe3O4 s KBr s 的生成反应 解 7 利用 计算常温常压下 反应CaCO3 s CaO s CO2 g 的 解 CaCO3 s CaO s CO2 g 1206 92 635 09 393 509 9 能否用下列反应合成酒精 温度范围是多少 4CO2 g 6H2O g 2C2H5OH g 6O2 g 解 4CO2 g 6H2O g 2C2H5OH g 6O2

2、 g 393 509 241 818 235 10 213 74188 825282 7205 138 热力学反应类型为焓值增加 熵值减少 无论是高温还是低温都不会自发向右进行 11 写出下列反应的标准平衡常数表达式 12 密闭容器中反应2NO g O2 g 2NO2 g 在1000K条件下达到平衡 若始态NO O2 NO2的分压分别为101 3KPa 303 9KPa和0 平衡时NO2的分压为12 16KPa 计算平衡时NO O2的分压和反应的平衡常数 解 2NO g O2 g 2NO2 g P起 kpa 101 3303 90 P变 kpa 12 166 0812 16 P平 kpa 89

3、 14297 812 16 13 合成氨反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 在某温度下达到平衡 N2 g H2 g NH3 g 的平衡浓度分别为3 0 2 0 4 0mol dm3 求该反应的Kc及N2 g H2 g 的起始浓度 解 N2 g 3H2 g 2NH3 g C起 mol L 1 580 C变 mol L 1 264 C平 mol L 1 324 14 PCl5分解反应 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 在473K时K 0 312 计算473K 恒定200KPa下PCl5的离解度 解 设离解率为 起始压力为p PCl5 g PCl3 g Cl2 g P起 kpa p00 P

4、变 kpa p p p P平 kpa p p p p 由题意有 p p p p 200kpa 1 0 368 36 8 17 真空容器中放入固体NH4HS 在25 下分解为NH3 g 和H2S g 平衡时容器内的压强为66 66KPa 当放入固体NH4HS时容器内已有39 99KPa的H2S g 求平衡时容器内的NH3 g 压强 若容器中已有压强为6 666KPa的NH3 g 问至少需加多大压强的H2S g 才能形成固体NH4HS 解 分析 由题干中的压力可以计算出250C下该反应的化学平衡常数 由于NH4HS分解为气体H2S和NH3的物质的量是相等的 所以平衡时pH2S pNH3 66 66

5、kpa 2 33 33kpa NH4HS s NH3 g H2S g P平 kpa 33 3333 33 NH4HS s NH3 g H2S g P起 kpa 039 99 P变 kpa xx P平 kpa xx 39 99 由于温度不变 所以平衡常数不变 则 x p NH3 平 18 8725kpa NH4HS s NH3 g H2S g P起 kpa 6 666pH2S 要使反应逆向进行 则J K 即 18 250 时 2升密闭容器中0 7molPCl5分解达到平衡 有0 5molPCl5发生分解 若再往容器中加入0 1molCl2 平衡是否维持 如何变化 PCl5的分解率有无改变 计算说

6、明 PCl5 g PCl3 g Cl2 g C起 mol L 1 0 3500 C变 mol L 1 0 250 250 25 C平 mol L 1 0 10 250 25 加入Cl2后 则Jc Kc 平衡逆向进行 设分解率为 19 乙烷裂解生成乙烯反应 已知在1273K 标准态时 反应达到平衡 p C2H6 2 62Kpa p C2H4 48 7Kpa p H2 48 7Kpa 计算该反应的标准平衡常数 在实际生产中可在恒温恒压下 加入过量水蒸汽 视为惰性气体 来提高乙烯的产率 为什么 请予说明 解 P平 kpa 2 6248 748 7 不能用通过过量水蒸气的方法来提高乙烯的产率 加入过量

7、水蒸气 又要保持恒压 就只有让容器的体积增大 每组分的分压力减小 反应容器体积增大 相当于减压 20 有A和D两种气体参加的反应 若A的浓度增加一倍 反应速度增加3倍 若D的浓度增加一倍 反应速度只增加1倍 写出该反应的速率方程 若将总压减少一倍 反应速度作何改变 解 A与D反应的普通速率方程 1 3 2 所以速率方程为 总压减少一倍 相当于体积加大一倍 各组分浓度减小一半 速率减少 21 实验室常用金属锌与稀硫酸作用制取氢气 开始的一段时间 反应速度加快 之后反应速度变慢 请解释这种现象 分析 开始一段时间 反应速率加快 因为该反应是放热反应 先放出的热使不是活化分子的分子成为活化分子 活化

8、分子数多 反应加快 之后反应减慢 是因为反应的反应物浓度降低 活化分子数减少 所以反应减慢 22 反应 在650K时 速率常数k为2 10 5s 1 在680K时的速率常数为8 10 5s 1 求该反应的活化能 解 此题已知不同温度的速率常数 直接求活化能 23 用碰撞理论说明 采取哪些措施可以加快下列反应 合成氨反应 CaCO3分解反应 碳燃烧 加压 升温 使用催化剂 升温 增大氧气浓度 适当升温 24 评述下列陈述 说明理由 因为 RT n 所以温度升高 平衡常数减小 这种说法不合适 rGm 是温度函数 与 rHm 的符号 rSm 的正负符号有关 如果 rGm 值是负号 升温平衡常数增大

9、是正号 平衡常数减小 CaCO3在常温下不分解是因为它分解时要吸热 而在高温时可分解是因为它在高温时要放热 由于此反应是焓值为正 熵值增加的反应 由 升高温度 后一项超过前一项 使 0 反应自发进行 由于CaCO3分解是吸热反应 故CaCO3的生成焓小于零 此题因果有错 反应达到平衡时各反应物和产物的浓度相等 错 平衡时 反应体系各组分的压力或浓度保持不变 而不是相等 0 反应在298K时反应可以自发正向进行 并不意味着会会自动进行 反应在一定温度和浓度下 不论使用催化剂与否 只要达到平衡 产物的浓度总是相同的 对 25 可逆反应C S H2O g CO g H2 g H 0 下列陈述对否 为

10、什么 由于反应前后分子数目相等 所以增加压力对平衡无影响 错 C为固体 对平衡不影响 必须是两边气体分子总数相等 平衡才不受影响 加入催化剂 可大大提高正反应速率 平衡正向移动 错 催化剂的使用不会对平衡产生影响 P44 1 写出下列酸的共轭碱 HCl Cl H2O OH H2SO4 HSO4 H2PO4 HPO42 NH3 NH2 HNO3 NO3 NH4 NH3 HF F Cu H2O 4 2 Cu OH H2O 3 2 写出下列碱的共轭酸 Br HBr HS H2S PH3 PH4 HC2O4 H2C2O4 HCO3 H2CO3 PO43 HPO42 HSO3 H2SO3 3 根据酸碱质

11、子理论 在水溶液中 下列物种哪些是酸 哪些是碱 哪些是酸碱两性物质 HCl H2O H2SO4 H2PO4 NH3 NH4 CO32 Cr2O72 酸 NH4 H2SO4HCl 碱 CO32 Cr2O72 两性物质 H2O H2PO4 NH3 5 一元酸HA 室温时Ka 1 10 3 求酸浓度为0 01mol L 1时溶液的H 浓度和该酸的电离度 解 因为 所以不能用近似公式计算 应该用 代入数据有 解得 0 27 27 所以 H c 0 01 27 2 7 10 3 6 某弱酸HA浓度为0 015mol L 1时电离度为1 80 问其浓度为0 10mol L 1时的电离度为多少 分析 浓度为

12、0 015mol L 1时电离度为1 80 小于5 可以用近似公式计算弱酸的解离平衡常数后 再计算0 10mol L 1时的电离度 也可以直接用比例式计算0 10mol L 1时的电离度 解 法一 因为1 8 5 所以用近似式 当浓度为0 10mol L 1时 设电离度为 2 因为 方法二 因为1 8 5 所以用近似式 1 2 7 某温度下 用酸度计测得浓度为0 01mol L 1的某一元酸溶液的pH值 2 90 计算该温度下酸的电离常数 分析 已知pH值 求出C H 即可求出电离度 求出电离度 就可以求出电离平衡常数 解 pH 2 90 C H 10 2 9 9 已知盐酸和醋酸的浓度均为1

13、0mol L 1 何者酸性更强 为什么 两溶液的pH值各是多少 若将两溶液等体积混合 计算溶液的pH值 分析 盐酸是强酸 完全电离 醋酸是弱酸 不完全电离 并且醋酸的电离还受外界条件影响 解 1 浓度为1 0mol L 1的盐酸 C H C HCl 1 0mol L 1 pH lg H 0 浓度为1 0mol L 1的醋酸 pH 3 lg4 24 2 37 所以盐酸酸性强于醋酸 2 两种溶液等体积混合后 盐酸浓度为0 5mol L 1 C H 起 C HCl 0 5mol L 1 醋酸浓度也为0 5mol L 1 于是有 HAc aq H aq Ac aq C起 mol L 1 0 50 50

14、 C变 mol L 1 xxx C平 mol L 1 0 5 x0 5 xx pH lg H lg0 5 0 3 11 同类型的难溶物 溶度积较大的溶解度就大 当溶液中加入与难溶物具有共同离子的其他电解质时 难溶物的溶解度降低 这种现象称为同离子效应 加入的电解质同时还会对难溶物的沉淀溶解平衡产生盐效应 这种效应会使难溶物的溶解度增大 但在一般条件下同离子效应比盐效应的影响大 13 下列情况能否有沉淀生成 计算说明 0 05mol L 1的MgCl2溶液与0 01mol L 1的氨水等体积混合 解 混合后有关物种的浓度分别为 C Mg2 0 025mol L 1 C NH3 H2O 0 005

15、mol L 1 所以有氢氧化镁沉淀生成 在5mL0 01mol L 1的CaCl2溶液中加入1mL0 01mol L 1的NaOH溶液 解 混合后C Ca2 5 6 0 01mol L 1 C OH 1 6 0 01mol L 1 所以无沉淀生成 在10mL0 015mol L 1的MnSO4溶液中 加入5mL0 10mol L 1的氨水 类似 的解法 解 混合后 C Mn2 10 15 0 015mol L 1 0 01mol L 1 C NH3 H2O 5 15 0 1mol L 1 0 033mol L 1 所以有沉淀生成 15 在100ml0 2mol L 1MnCl2溶液中 加入10

16、0ml含NH4Cl的0 02mol L 1氨水溶液 欲阻止Mn OH 2沉淀形成 上述氨水中需含多少克NH4Cl 分析 不产生沉淀 则J Ksp就可以 解 混合后C Mn2 100 100 100 0 2mol L 1 0 1mol L 1 含NH4 的C NH3 H2O 100 100 100 0 02mol L 1 0 01mol L 1 不产生沉淀就必须满足J Ksp Mn OH 2 所以有 C OH 6 32 10 7pOH 7 lg6 32 7 0 8 6 2 pH 14 6 2 7 8 由缓冲溶液计算公式 pH pKa lgC 共轭酸 C 碱 17 50ml0 1mol L 1MgCl2与50ml0 1mol L 1氨水混合 是否有沉淀生成 若在此体系中加入NH4Cl固体 忽略体积变化 使NH4Cl浓度为0 05mol L 1 是否有沉淀生成 解 混合后有关离子浓度 C Mg2 50 100 0 1mol L 1 0 05mol L 1 C NH3 H2O 50 100 0 1mol L 1 0 05mol L 1 所以有沉淀生成 当加入NH4Cl固体后 由于同离子效应 O