天津大学无机化学课后习题参考答案

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33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -⨯⨯⨯===⨯⨯４．解：pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律ii n p p n=p (N 2) = 7.6⨯104 Pap (O 2) = 2.0⨯104 Pa p (Ar) =1⨯103 Pa６．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 ) 2.6710Pa0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯ 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol（2）ξ = 2.5 mol结论: 反应进度(ξ)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 =nRpV 2= 320 K （3）-W = - (-p ∆V ) = -502 J （4） ∆U = Q + W = -758 J （5） ∆H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ∆= - 226.2 kJ·mol -112.解：m r H ∆= Q p = -89.5 kJ m r U ∆= m r H ∆- ∆nRT= -96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ =m f H ∆(CO 2, g) = -393.509 kJ·mol -121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g) m r H ∆ = 86.229 kJ·mol -1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(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) + 32Fe(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 -115．解：（1）Q p = m r H ∆== 4 m f H ∆(Al 2O 3, s) -3m f H ∆(Fe 3O 4, s) =-3347.6 kJ·mol -1（2）Q = -4141 kJ·mol -116．解：（1） m r H ∆ =151.1 kJ·mol -1 （2） m r H ∆ = -905.47 kJ·mol -1（3） m r H ∆ =-71.7kJ·mol -117.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 -118.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 ∆ = -3283.0kJ·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 ＞ 0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 -1m r G ∆ = m r H ∆ - T ·m r S ∆ ≤ 0 T ≥K)(298.15K) (298.15m r m rS H ∆∆ = 1639 K4.解：（1）c K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 2432c c c c p K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 2432p p p pK = {}{}{}{}p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2432（2）c K ={}{})(NH )(H )(N 3232212c c c p K ={}{})(NH )(H )(N 3232212p p pK ={}{}pp p p p p / )(NH/)(H/)(N3232212（3）c K =)(CO 2c p K =)(CO 2p K = p p /)(CO 2 （4）c K ={}{}3232 )(H O)(H c c p K ={}{}3232 )(H O)(H p pK ={}{}3232 /)(H/O)(Hpp p p5.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 -1K 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⨯10346.解：（1） m r G ∆=2m 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⨯1057. 解：（1） m r G ∆(l) = 2m f G ∆(NO, g) = 173.1 kJ·mol -11lgK =RTG 303.2)1(m f∆- = -30.32, 故1K = 4.8⨯10-31（2） m r G ∆(2) = 2m f G ∆(N 2O, g) =208.4 kJ·mol -12lgK =RTG 303.2)2(m f∆- = -36.50, 故2K = 3.2⨯10-37（3） m r G ∆(3) = 2m 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 -1m r G ∆(1573.15K)≈ m r H ∆(298.15 K) -1573.15 m r S ∆(298.15 K)= 70759 J ·mol -1K lg (1573.15 K) = -2.349, K (1573.15 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 2χ22)74.2905()2(x x -= 55.3 χ= 2290.12p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPan =pV RT= 3.15 mol11.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 PaCO(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。

12.解：（1） NH 4HS(s) → NH 3(g) + H 2S(g)平衡分压/kPa x xK ={}{}/ S)(H / )(NH 23 p p p p = 0.070则 x = 0.26⨯100 kPa = 26 kPa 平衡时该气体混合物的总压为52 kPa（2）T 不变， K 不变。