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1、无无 机机 化化 学学-上册例题上册例题化学与生命科学学院化学与生命科学学院 专业基础课专业基础课例题：例题： 已知：已知：C（s）+O2（g）CO2（g）=-393.=-393.5kJ.mol-1-1CO(g)+ + O2(g)CO2(g)=-283.=-283.0kJ.mol-1-1问问: : C C(s)(s)+ + O2(g)CO(g)=?=?Hm1Hm2Hm3解解:按盖斯定律按盖斯定律=(-393.5)-(-283.0)(-393.5)-(-283.0)kJ.mol-1-1 = = -110.-110.5kJ.mol-1-1Hm3解解: : N2(g) + 3H2(g)(g)2NH3
2、(g)(g)例题：例题： 计算合成氨反应在计算合成氨反应在298.15298.15K时的熵变。时的熵变。按式：按式： rSm(298.15(298.15K)=)=BBSm,B (298.15(298.15K) )得得: : rSm(298.15(298.15K)=)=(2192.45-191.61-3130.684)(2192.45-191.61-3130.684)J.mol-1.-1.K-1-1 = -198.462= -198.462J.mol-1.-1.K-1-1Sm m/ /J.mol-1.-1.K-1-1 191.61 130.684 191.61 130.684 192.45 19
3、2.45例题例题：在：在25,25,问反应问反应2SO2（g）+O2（g）=2SO3 向什么方向进行？已知向什么方向进行？已知: : p p( (SO3)=110)=1105 5Pa， p p( (SO2)=0.2510)=0.25105 5Pa, , p p( (O2)=0.2510)=0.25105 5Pa。 解解：按：按B B表达式计算得：表达式计算得：B B=64=64，查热力学数据表算得查热力学数据表算得r rGm m=-141.73=-141.73kJ.mol-1-1 因此，按等温方程得：因此，按等温方程得： r rGm m=(-141.73+8.31410=(-141.73+8.
4、314103 3298.15ln298.15ln6464) ) kJ.mol-1 -1 = = -131.42-131.42kJ.mol-1-1答答：因为：因为r rGm m 00 所以，反应向正方向进行。所以，反应向正方向进行。例如：例如：对于：对于： 2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g g）在在2525，标准条件下向什么方向进行？，标准条件下向什么方向进行？r rGm m = =2(-371.06)-2(-300.194)2(-371.06)-2(-300.194)kJ.mol-1-1 = =-141.732-141.732kJ.mol-1-1解解: :f fGm m,B,B/ /k
5、J.mol-1 -1 -300.194 0 -371.06-300.194 0 -371.06答答: : r rGm m 0 40 40 kJ.mol-1-1所以不能自所以不能自 发进行。发进行。上例可进一步计算：在标准状态下可以上例可进一步计算：在标准状态下可以自发进行的最低温度。自发进行的最低温度。O2f fHm m,B,B/ /kJ.mol-1 -1 -238.66 -74.81 0-238.66 -74.81 0Sm m,B,B/ /J.mol-1.-1.K-1-1 126.8 126.8 186.264 205.138 186.264 205.138r rHm m (298.15(2
6、98.15K)=163.85)=163.85kJ.mol-1-1r rSm m(298.15(298.15K)=162)=162J.mol-1.-1.K-1-1解解： CH3OH（l）CH4(g)+ +例题：例题：计算合成氨反应在计算合成氨反应在2525和和427427时时的标准平衡常数，简单说明其意义。的标准平衡常数，简单说明其意义。解：解： N2（g）+3H2（g）2NH3（g）f fHm m,B,B/ /kJ.mol-1-1 0 0 0 0 -46.11 -46.11f fGm m.B.B/ /kJ.mol-1 -1 0 0 0 0 -16.45 -16.45Sm m,B,B/ /J.m
7、ol-1.K-1-1191.61 130.684 191.61 130.684 192.45 192.45r rGm m(298.15(298.15K)=-32.90)=-32.90kJ.mol-1-1 lnlnK (298.15(298.15K)=)=lnlnK (298.15K)(298.15K)=13.27=13.27K (298.15(298.15K)=5.810)=5.8105 5 r rHm m (298.15(298.15K)=-92.22)=-92.22kJ.mol-1-1 r rSm m (298.15(298.15K)=-198.76)=-198.76J.mol-1.-1.
8、K-1-1r rGm m (700(700K) ) r rHm m(298.15(298.15K)-)-Tr rSm m(298.15(298.15K) )r rGm m (700(700K)=46.91)=46.91kJ.mol-1-1lnlnK (700(700K)=)=-8.06=-8.06K (700(700K)=3.210)=3.210-4-4讨论讨论: :合成氨是合成氨是(-,-)(-,-)型反应型反应, ,低温自发，低温自发，高温非自发。高温非自发。2525时时K = =5.8105.8105 5 反应反应很彻底；很彻底；427427时时K =3.210=3.210-4-4反应进
9、行反应进行的程度较小。的程度较小。T465.76465.76KT（Tfp约约0 0） ； Kfp（水）水）=1.86=1.86.kg.mol-1, ,Tfp(H2O)=0.00.0 Kfp（苯）苯）=5.12=5.12.kg.mol-1, ,Tfp=(C6H6)5.55.5 0.10.1mol.kg-1-1使使Tfp分别约为分别约为(0-0.186)(0-0.186)和和 (5.5-0.55)(5.5-0.55) 。则。则(3)(3)(2)(2); ; 因此因此, ,凝固点由高到低的顺序是凝固点由高到低的顺序是(3)(3) (1)(1) (2)(2) 例题：例题：下列溶液凝固点的高低顺序：下列
10、溶液凝固点的高低顺序： 0.10.1mol.kg-1-1糖的水溶液糖的水溶液; ; 0.10.1mol.kg-1-1甲醇的水溶液；甲醇的水溶液； 0.10.1mol.kg-1-1甲醇的苯溶液；甲醇的苯溶液；例题：例题：在饱和在饱和H2S和和HCl的混合溶液中的混合溶液中 b b( (H+ +)=0.3)=0.3mol.kg-1-1。求此溶液中求此溶液中 b b( (S2-2-)=)=？2H+ + S2- - 初始浓度初始浓度/ /mol.kg-1-1 0.1 0.3 00.1 0.3 0平衡浓度平衡浓度/ /mol.kg-1-1 0.1-x-y 0.3+x 0.1-x-y 0.3+x y y其
11、中其中, ,一级解离之一级解离之b b( (H+ +) )为为 x x mol.kg-1-1, , 二级解离之二级解离之b b( (S2-2-) )为为 y y mol.kg-1-1。解：解： H2S代入代入 : :Ka a=1.0=1.01010-19-19= 1.0= 1.01010-19-19近似处理近似处理: : 0.3+0.3+x x0.30.3；0.1-x-y0.1-x-y0.10.1得得: : y=1.1y=1.11010-19-19答答: :此溶液中此溶液中b b( (S2-2-) )为为1.11.11010-19 -19 mol.kg-1 所以所以: : b b( (S2-2
12、-)= )= 1.11.11010-19 -19 mol.kg-1-1例题：例题：向向100100g浓度为浓度为0.10.1mol.kg-1-1的的HAc和和0.10.1mol.Kg-1-1NaAc混合溶液中加入混合溶液中加入1.01.0g 1.01.0mol.kg-1-1的的HCl, ,求此溶液的求此溶液的pH值。值。已知：已知：Ka a =1.76=1.761010-5-5。 b b（HCl）=0.01=0.01mol.kg-1-1 b b( (酸酸)=0.11)=0.11mol.kg-1-1 ; ; b b( (碱碱)=0.09)=0.09mol.kg-1-1代入式代入式: : pH=-
13、=-lglg( (1.761.761010-5-5)-)-lglg(0.11/0.09)(0.11/0.09) =4.75-0.087=4.66 =4.75-0.087=4.66答答: :此溶液此溶液pH=4.66=4.66。解：解：例如：例如：2525时时Ag2CrO4的的KS =1.1210=1.1210-12-12 求它在水中的溶解度。求它在水中的溶解度。解：解：对于对于Ag2CrO4，KS =4=4S 3 3( (b b ) )-3 -3 ， 所以其溶解度为：所以其溶解度为： S(Ag2CrO4)=(1.1210=(1.1210-12-12/4)/4)1/3 1/3 b(Ag2CrO4
14、)=6.5410=6.5410-5-5mol.kg-1-1例题例题: :根据热力学原理计算根据热力学原理计算AgCl的溶度积的溶度积lnlnK = =Ag+ + Cl- -解：解：多相离子平衡多相离子平衡 AgCl(s)fGmB/ /kJ.mol-1-1-109.789 77.107 -131.228-109.789 77.107 -131.228 r rGm m =55.67 =55.67 kJ.mol-1-1 =-22.458 =-22.458 K =1.7610=1.7610-10-10例题例题:在在0.10.1mol.kg-1-1FeCl3 3溶液中加入等溶液中加入等体积含体积含 0.
15、2 0.2mol.kg-1-1氨水和氨水和 2.0 2.0mol.kg-1-1NH4Cl的混合溶液是否有的混合溶液是否有Fe(OH)3 3沉淀生沉淀生成成? ?解解: :按题意按题意, ,b b( (Fe3+3+)=0.05)=0.05mol.kg-1-1; ; b b( (NH4+ +)=1.0)=1.0mol.kg-1-1; ; b b( (NH3.H2O)=0.1)=0.1mol.kg-1-1, ,NH3.H2ONH4+ + OH-平衡浓度平衡浓度/ /mol.kg-1-1 0.1-x 1.0+x x0.1-x 1.0+x x =(1.0+=(1.0+x)x/(0.1-x)=1.710
16、x)x/(0.1-x)=1.710-5-5近似处理近似处理, ,有有:1.0:1.0 x/0.1= 1.710 x/0.1= 1.710-5 -5 所以所以 x= 1.710 x= 1.710-6-6B B( (b bB B/ /b b ) )B B =5.010=5.010-2-2(1.710(1.710-6-6) )3 3 =2.510=2.510-19-19 B B( (b bB B/ /b b) )B B =2.510=2.510-19-19 KS Fe(OH)3=2.6410=2.6410-39-39 B B( (b bB B/ /b b) )B B KSFe(OH)Fe(OH)3 3 答答: :有有Fe(OH)3沉淀生成。沉淀生成。例题：例题：求求2525时时Mg(OH)2在水中在水中的溶解度的溶解度 和在和在0.50.5mol.kg-1-1氨水中的溶解度。氨水中的溶解度。解解: :在水中在水中KS Mg(OH)2 =b b(Mg2+ +). .b b( (OH- -) )2.2.(b b)-3-3 1.2101.210-11-11=4=4S3 3( (b b) )-3-3
