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1、无机及分析化学 第三章 化学热力学基础第二章 习题解答210解：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）；（7）；（8）；（9）；（10）；（11）211解：（1）敞开体系；（2）孤立体系；（3）敞开体系；212解：（1） Q =100kJ W=-500 kJ U = Q + W=-400 kJ（2）Q =-100kJ W=500 kJ U = Q + W=400 k213解：因为此过程为可逆相变过程，所以 Qp =H= 40.6kJmol-1 W=-p外V-nRT =-8.314373.15=-3.10 kJmol-1U = Q + W= 40.6+（-3.10）=37.5 kJmol
2、-1214解：（1）（2）（3）215解：乙醇的反应为：（4） 2C（s，石墨）+3H2（g）+1/2O2（g）= C2H5OH（l），所以：反应（4）=反应（2）2+反应（3）3-反应（1）对反应2C（s，石墨）+ 2H2（g）+ H2O（l）= C2H5OH（l）虽然，该反应的0（能量下降有利），但不能由单一确定反应的方向，实际反应中还须考虑其他因素，如：混乱度、反应速率等。216解：由反应可知，每消耗1mol的蔗糖，人体可得热量为：217解：由反应可知：N2H4（l）+1/2N2O4（g）=3/2N2（g）+2H2O（l）218解：（1）S0；（2）S0；（3）S0；（4）S0；（5）S
3、0；（6）S0；（7）S0；（8）S0；219解：由反应可知：220解：由反应可知：（1）（2）（3）221解：222解：由反应可知：223解：由反应可知：（1） （2） （3） （4） （5） 224解：由题意可知：反应（4）=反应（3）4-反应（2）2-反应（1）2225解：由题意可知：226解：设容器体积为1升，则平衡时： C2H5OH（l）+ CH3COOH（l）= CH3COOC2H5（l）+ H2O（l）起始物质的量浓度/ molL1 1.0 1.0 0 0平衡物质的量浓度/ molL1 1.02/3 1.02/3 2/3 2/3 设混合后重新平衡时生成xmol的CH3COOC2H
4、5，则 C2H5OH（l）+ CH3COOH（l）= CH3COOC2H5（l）+ H2O（l）平衡物质的量浓度/molL1(138/46.0)x (120/60.05)x x x227解：M（PCl5）=208g/mol， n总=设平衡时有xmol的PCl5（g）转化为PCl3（g）：PCl5（g） = PCl3（g）+ Cl2（g）起始物质的mol数 10.4/208 0 0平衡物质的mol数 （10.4/208）x x x n总=（10.4/208）x+x+x=0.055mol x=0.005mol平衡时各物质的mol数和平衡分压分别为：228解：若将Ag2S（s）还原为Ag（s），即2
5、29解：设开始时N2O4的物质的量为n, 反应的分解率a则： N2O4 (g) = 2NO2(g)起始时物质的量 /mol n 0平衡时物质的量 /mol n na 2na平衡时物质的分压/kPa x (N2O4) p总 x (NO2) p总= (n na)/(n + na) p总 = 2na /(n + na) p总=(1 a )/(1 + a ) p总 =2a /(1 + a ) p总 230解：查表得 NH4Cl（s）= NH3（g）HCl（g）(kJ/mol) -203.0 -16.5 -95.30 (kJ/mol) -314.4 46.11 -92.31 (J/molK) 94.56
6、 192.3 186.80 231解：查表得 C（s，石墨）CO2（g）= 2CO（g）(kJ/mol) 0 -393.51 -110.52 (J/molK) 5.74 213.6 197.56 232解：第三章 习题答案3-1答：化学反应速率是指在定容反应器中，单位时间内反应物或生成物浓度变化的程度。以反应 2N2O5 4NO2 + O2 为例平均速率表示为： = = = 瞬时速率表示为：= - = = 3-2答：速率常数为速率方程中的比例常数，数值上等于反应物浓度均为1molL时的反应速率，其单位随反应级数的不同而不同。速率常数与浓度无关。对于活化能大于零的反应，温度越高，速率常数越大；活
7、化能越大，速率常数越小。3-3答：速率方程中反应物浓度的幂指数称为该反应物的反应级数，其大小代表了浓度对反应速率影响的程度。反应级数大小可用实验来确定，或由实验机理推定。3-4答：根据碰撞理论，活化能可以看作活化分子所具有的最低能量。在过渡态理论里，活化能为反应物的平均能量和活化复合物的能量差。3-5答： 某反应的速率常数很高，所以反应速率一定很高。答：不正确，反应速率也受浓度大小及反应级数的影响； 某催化剂用于合成氨，N2的转化率为0.20，现有一新催化剂使反应速率常数提高一倍，所以转化率将提高0.40。答：不正确，催化剂不能改变平衡状态； 从反应速率常数的单位可以知道该反应是几级反应。答：
8、正确。 在反应历程中，定速步骤是反应最慢的一步。答：正确。3-6答： A和B都用掉一半时解：速率方程为：v=kA2B 则v/v(初始)=1：8 A和B都用掉2/3时解：速率方程为：v=kA2B 则v/v(初始)=1：273-7解：（1）v=k c(NO)xc(O2)y （2） 则y=1； 则 x=2；所以 v=k c(NO)2c(O2) 反应级数为3级；将c(NO)c(O2)0.10 molL及v= 0.030 molLs 代入速率方程得 k = 30 mol-2L2s（3）当c(NO)c(O2)0.15 molL时v=k c(NO)2c(O2)= 30 mol-2L2s(0.15)2(0.1
9、5)=0.101 molLs3-8解：因 则 T2= 821 K3-9解：因 则 k1= 3.98107 s3-10解： 因 则 Ea= 12.39 kJmol第四章 习题解答4-1答： (1) 提出稳定轨道的概念，并将量子化条件引入原子轨道的概念中。(2) 阐述了基态和激发态的概念及相互关系。(3) 说明了电子跃迁与能量的关系，并初步解释了原子光谱 波尔理论首次将量子化条件引入原子轨道的概念中，并推算出氢原子半径和电离能，较好地解释了氢原子光谱。局限性： 波尔理论不能解释多电子原子光谱； 波尔理论不能说明氢原子光谱精细结构；4-2答：1. 主量子数(n)用来描述电子出现几率最大区域离核的远近
10、，同时也是决定原子内电子能量高低的主要因素。角量子数(l)是决定电子能量的次要因素，并表示原子轨道或电子云的形状，角量子数的取值决定于主量子数。磁量子数(m)表示原子轨道在核外空间不同的伸展方向，其取值决定于角量子数。自旋量子数(ms)代表着电子不同的自旋方向，ms是不依赖于其他量子数而存在的独立量。4-3答： l值有3个，即3s、3p、3d。4-4答：(1) n2 l1 m0 合理 (2) n2 l2 m 不合理 l最大取值为n-1 (3) n3 l0 m1 不合理 m最大取值为l (4) n2 l3 m2 不合理 l最大取值为n-14-5答：（2，0，0，1/2）；（2，1，0，+1/2）
11、（2，1，1，+1/2）（2，1，-1，+1/2）或为-1/24-6答： 5d 4s 3p 3d 3d 3s能量由高到低次序为：=4-7答：（1）2s2； 铍 Be （2）2s22p1； 硼 B（3）2s22p3； 氮N （4）2s22p4； 氧O（5）5s25p66s1；铯Cs （6）3d104s1； 铜Cu4-8答：E3s = E 3p= E 3dE 4s E3s E 3pE 4sE 3d4-9答：(1) 29Cu：Ar 3d104s1； Cu2：Ar 3s23p63d9； (2) 26Fe：Ar 3d64s2； Fe2：Ar 3s23p63d6；(3) 47Ag：Kr 4d105s1；
12、Ag：Kr 4s24p64d10；(4) 53I ：Kr 5s25p5； I：Kr 5s25p6；4-10答： (1) Al (2) Na (3) P (4) Be 4-11答：(2)O、Cl、H4-12答： 原子序数电子排布式电子层数周期族区元素名称7He2s22p32二Ap氮19Ar4s14四As钾25Ar3d54s24四Bd锰30Ar3d104s24四Bds锌36Ar 4s24p64四0p氙4-13答： (1) Mg2Al3 均为主族元素，同周期从左至右，最高价离子半径减小； (2) BrI 均为主族元素，同族中从上至下，离子半径增大； (3) ClK 相同最外层电子构型，阴离子大于阳离子； (4) CuCu2 同种元素，高价离子半径小于低价离子半径；4-14答： 离子键的形成：(1)活泼金属原子和活泼非金属原子之间通过电子转移分别变成相应离子；(2) 正负离子之间由于静电作
