兰叶青 无机及分析化学课后习题答案(所有章节)

第二章 习题解答2－10解：（1）×；（2）×；（3）√；（4）×；（5）×；（6）×；（7）×；（8）×；（9）；（10）×；（11）×2－11解：（1）敞开体系；（2）孤立体系；（3）敞开体系；2－12解：（1） Q =100kJ W=-500 kJ △U = Q + W=-400 kJ（2）Q =-100kJ W=500 kJ △U = Q + W=400 k2－13解：因为此过程为可逆相变过程，所以Q p =△H= 40.6kJ ·mol -1W=-p 外△V ≈-n R T =-8.314×373.15=-3.10 kJ ·mol -1 △U = Q + W= 40.6+（-3.10）=37.5 kJ ·mol -12－14解：（1）r m B f m Bf m 2f m f m f m 231B)3CO g Fe,s 3CO,g Fe O ,s 3393.51203(110.52)(822.2)26.77kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=⨯-⨯-⨯---=-⋅∑（（，）+2（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ（2）r m B f m Bf m 2f m 2f m f m 21B)CO g H ,g CO,g H O,g 393.510(110.52)(241.82)41.17kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=-----=-⋅∑（（，）+（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ（3）r m B f m Bf m 2f m f m 2f m 31B)6H O l NO,g 5O ,g 4NH ,g 6285.834(90.25)504(46.11)1169.54kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=⨯-⨯-⨯-⨯-=-⋅∑（（，）+4（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ2－15解：乙醇的Θm f H ∆反应r m H ∆Θ为：（4） 2C （s ，石墨）+3H 2（g ）+1/2O 2（g ）= C 2H 5OH （l ），所以：反应（4）=反应（2）×2+反应（3）×3-反应（1）r m r m r m r m -1(4)2(2)3(3)(1)2(393.5)3(571.6)(1366.7)1135.1kJ mol H H H H ∆=∆+∆-∆=⨯-+⨯---=-⋅ΘΘΘΘ对反应2C （s ，石墨）+ 2H 2（g ）+ H 2O （l ）= C 2H 5OH （l ）r m f m f m 2f m 2f m 1()(H O,l)2(H ,g)2(C,s)1135.1(285.83)2020849.27kJ mol H H H H H -∆=∆-∆-∆-∆=----⨯-⨯=-⋅乙醇ΘΘΘΘΘ虽然，该反应的r m H ∆Θ＜0（能量下降有利），但不能由r m H ∆Θ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。

2－16解：由反应可知，每消耗1mol 的蔗糖，人体可得热量为：r m f m 2f m 2f m 2f m 144r m 11(H O,l)12(CO ,g)12(O )(,s)11(285.83)12(393.51)120(2222.1)5644.15kJ mol 1.010 1.010()342605.95644.15H H H H H M H -∆=∆+∆-∆-∆=⨯-+⨯--⨯--=-⋅⨯⨯⨯=⨯=∆，g 蔗糖则一个成年人每日所需的蔗糖克数为蔗糖克ΘΘΘΘΘΘ2－17解：由反应可知：N 2H 4（l ）+1/2N 2O 4（g ）=3/2N 2（g ）+2H 2O （l ）r m B f m Bf m 2f m 2f m 24f m 241244124r m 24B)32H O l N ,g 21N O ,g N H ,l 2312285.830(9.16)(50.63)22626.87kJ mol 1N H l (N H )1000626.87 1.95910kJ mol (N H )32H H H H H H kg W H M --∆=ν∆=∆∆-∆-∆=⨯-⨯-⨯-=-⋅⨯∆=⨯-=⨯⋅∑（（，）+（）（）（）（）+则的（）可释放热量为ΘΘΘΘΘΘΘ2－18解：（1）△S ＞0；（2）△S ＞0；（3）△S ＞0；（4）△S ＞0； （5）△S ＜0；（6）△S ＞0；（7）△S ＞0；（8）△S ＜0；2－19解：由反应可知：r m B f m Bf m 2f m 22f m 3f m 21G G B)G H O l G (NH )CO,s 2G NH ,g G CO ,g 237.18(197.33)2(16.5)(394.36)7.15kJ mol 0ν-∆=∆=∆∆-∆-∆=---⨯---=-⋅<∑（（，）+（）（）（）（）+可以得到ΘΘΘΘΘΘ2－20解：由反应可知：（1）r m B f m Bf m f m 2f m 21G G B)2G NO g G O ,g G N ,g 286.570173.14kJ mol 0ν-∆=∆=∆∆-∆=⨯-=⋅>∑（（，）-（）（）（）ΘΘΘΘΘ（2）r m B f m Bf m 2f m 2f m 21B)2N O g O ,g 2N ,g 2104.20208.4kJ mol 0G G G G G ν-∆=∆=∆∆-∆=⨯-=⋅>∑（（，）-（）（）（）ΘΘΘΘΘ（3）r m B f m Bf m 3f m 2f m 21B)2NH g 3H ,g N ,g 216.5033.0kJ mol 0G G G G G ν-∆=∆=∆∆-∆=⨯--=-⋅<∑（（，）-（）（）（）较好ΘΘΘΘΘ2－21解：r m B f m Bf m 2f m 2f m 1r m B m Bm 2m 2m 11r m (298.15)B)2NO g O g 2NO,g 233.22(90.25)114.1kJ mol (298.15)B)2NO g O g 2NO,g 2240.02(210.65)58.7J mol KH K H H H H S K S S S S G ---∆=ν∆=∆∆-∆=⨯-⨯=-⋅∆=ν=-=⨯-⨯=⋅⋅∆∑∑（（，）-（，）（）（）（（，）-（，）（）（）ΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘr m r m 111311r m 113r m (800)(298.15)(298.15)114.1kJ mol 800K (58.7J mol K )1067.14kJ mol 0.....(298.15)114.1kJ mol (298.15)(58.7J mol K )101944K H K T S K H K T S K K---------=∆-∆=-⋅-⨯⋅⋅⨯=-⋅<∆-⋅==∆⋅⋅⨯=最高能正向自发ΘΘΘΘ2－22解：由反应可知：r m B f m Bf m 2f m 2f m f m 31r m B m Bm2m2m m 3(298.15)B)O g 2NO g 2Ag s 2AgNO ,s 233.22(124.4)315.2kJ mol (298.15)B)O g 2NO g 2Ag s 2AgNO ,s 205.32240H K H H H H H S K S S S S S -∆=ν∆=∆∆∆∆=⨯-⨯-=⋅∆=ν==+⨯∑∑（（，）+（，）+（，）-（）（）（（，）+（，）+（，）-（）ΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘ113r m r m r m 1r m 113r m .0242.552140.9488.83J mol K AgNO s ()(298.15)(298.15)0(298.15)315.2kJ mol (298.15)488.83J mol K 10645.5,G T H K T S K H K T S K K------+⨯-⨯=⋅⋅∆=∆-∆≤∆⋅≥=∆⋅⋅⨯=分解分解分解要使（）分解由上述讨论可知保存时要密封、低温、避光等ΘΘΘΘΘ2－23解：由反应可知：（1） 3122223H p N NH p /p /p K p /p ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=（）（）（）ΘΘΘΘ（2） 321NH /H /K p p p p =⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦（）（S ）ΘΘΘ（3） 2222O /H O /p p K c c =⎡⎤⎣⎦（）（）ΘΘΘ（4） 32++Ca /HCO /H /c c c c K c c-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=（）（）（）ΘΘΘΘ（5） 4252+2256+22Mn /O /MnO /H O /H /c c p p K c c c c c c -⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦（）（）（）（）（）ΘΘΘΘΘΘ 2－24解：由题意可知：反应（4）=反应（3）×4-反应（2）×2-反应（1）×2r m r m r m r m 422(4)4(3)2(2)2(1)G G G G K K K K ∆=∆-∆-∆⎡⎤⎣⎦=⎡⎤⎡⎤⨯⎣⎦⎣⎦（3）（4）（2）（1）ΘΘΘΘΘΘΘΘ2－25解：由题意可知：[]2248221.810 5.06100.80K K K ⎡⎤⎡⎤⨯⎣⎦⎣⎦===⨯⎡⎤⎣⎦（2）（1）ΘΘΘ2－26解：设容器体积为1升，则平衡时：C 2H 5OH （l ）+ CH 3COOH （l ）= CH 3COOC 2H 5（l ）+ H 2O （l ）起始物质的量浓度/ mol ·L －1 1.0 1.0 0 0平衡物质的量浓度/ mol ·L －1 1.0－2/3 1.0－2/3 2/3 2/33252253CH COOC H / H O /C H OH /CH COOH /22334221133c c c c K c c c c ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⨯==⎛⎫⎛⎫-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭（）（）（）（）.00ΘΘΘΘΘ设混合后重新平衡时生成x mol 的CH 3COOC 2H 5，则C 2H 5OH （l ）+ CH 3COOH （l ）= CH 3COOC 2H 5（l ）+ H 2O （l ）平衡物质的量浓度/mol ·L －1(138/46.0)－x (120/60.05)－x x x()()3252253CH COOC H / H O /C H OH /CH COOH /4321.57molc c c c K c c c c x x x x ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦==--=２（）（）（）（）.00ΘΘΘΘΘ2－27解：M （PCl 5）=208g/mol ， n 总=193.5110.055mol 8.314423.15pV RT ⨯==⨯ 设平衡时有x mol 的PCl 5（g ）转化为PCl 3（g ）：PCl 5（g ） = PCl 3（g ）+ Cl 2（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 xn 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：5553233210.4(PCl )0.0050.045mol 208(PCl )0.045(PCl )193.53158.34kPa0.055(PCl )(Cl )0.005mol (PCl )0.005(PCl )(Cl )193.5317.59kPa 0.055n n p p n n n n p p p n =-==⨯=⨯=====⨯=⨯=总总总总2232555(Cl )/(PCl )/(17.59/100) 1.9510158.34/100(PCl )/PCl 0.005100%100%10%PCl 0.055p p p p K p p α-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦===⨯⎡⎤⎣⎦=⨯=⨯=已转化的量的起始量ΘΘΘΘ2－28解：若将Ag 2S （s ）还原为Ag （s ），即r m r m 2222ln ln 0ln0(H S)/0.36(H ) 2.78mol (H )/2.78mol H G RT K RT Q QG RT K c c Q K c c c ∆=-+≤∆=≤⎡⎤⎣⎦=≤=⎡⎤⎣⎦或 即 =所以最少需要的（g ）ΘΘΘΘΘ 2－29解：设开始时N 2O 4的物质的量为n , 反应的分解率a 则：N 2O 4 (g) = 2NO 2(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 (N 2O 4) p 总 x (NO 2) p 总=[ (n – na )/(n + na )] p 总 = [2na /(n + na )] p 总 =[(1 – a )/(1 + a )] p 总 =[2a /(1 + a )] p 总{}22224NO / [(1 )/(1 + )] / 1.00[2 /(1 + )] / N O /24.3%15.6%p p p p K p p p p p αααααα⎡⎤-⎣⎦===⎡⎤⎣⎦==总总12总（）（）将不同的代入可得： ΘΘΘΘΘ 2－30解：查表得NH 4Cl （s ）= NH 3（g ）＋HCl （g ）f mG ∆Θ(kJ/mol) -203.0 -16.5 -95.30 f mH ∆Θ(kJ/mol) -314.4 46.11 -92.31 mS Θ(J/mol ⋅K) 94.56 192.3 186.80 r m B f m Bf m 3f m f m 413r m 16r m B f m B(298.15)B)NH g HCl g NH Cl,g (203.0)91.20kJ mol 91.2010lg 15.982.303 2.3038.314298.151.0510(298.15)B)G K H G G G G K RT K H K H --∆=ν∆=∆∆∆=--=⋅∆⨯=-==-⨯⨯=⨯∆=ν∆∑∑（（，）+（，）-（）（-16.5）+(95.30)（ΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘf m 3f m f m 41r m B m Bm 3m m 4114r m NH g HCl g NH Cl,g 92.31(46.11)(314.4)175.98kJ mol (298.15)B)NH g HCl g NH Cl,g 186.80192.394.56284.54J mol K NH Cl ()H H H S K S S S S G T ---=∆∆∆=-+---=⋅∆=ν==+-=⋅⋅∆=∑转化（，）+（，）-（）（）（（，）+（，）-（）要使转化ΘΘΘΘΘΘΘΘΘr m r m 1r m 113r m (298.15)(298.15)0(298.15)175.98kJ mol (298.15)284.54J mol K 10618.6KH K T S K H K T S K ----∆-∆≤∆⋅≥=∆⋅⋅⨯=分解转化ΘΘΘΘ2－31解：查表得C （s ，石墨）＋CO 2（g ）= 2CO （g ）f mH ∆Θ(kJ/mol) 0 -393.51 -110.52 mS Θ(J/mol ⋅K) 5.74 213.6 197.56r m B f m Bf m f m f m 21r m B m Bm m m 21(1)(298.15)B)2CO g C CO ,g 2110.52(393.51)0172.41kJ mol (298.15)B)2CO g C CO ,g 2197.56213.6 5.74175.78J mol K H K H H H H S K S S S S --∆=ν∆=∆∆∆=⨯----=⋅∆=ν==⨯--=⋅⋅∑∑（（，）-（，g ）-（）（）（（，）-（，g ）-（）（）ΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘ1r m r m r m 313r m 22r m r m (298.15)(298.15)(298.15)172.41298.15175.7810120.0kJ mol 0120.010lg 21.022.303 2.3038.314298.159.53510(2)(1198.15)(298.15G K H K T S K G K RT K G K H ----∆=∆-∆=-⨯⨯=⋅>∆-⨯=-==-⨯⨯=⨯∆=∆298.15反应逆向进行ΘΘΘΘΘΘΘΘ()r m313r m 221112)172.411198.15175.781038.2kJ mol 038.210 1.6652.303 2.3038.3141198.1546.25(3)(CO)/(100/100)(1198.15)0.50046.25200/100(CO )/K T S G K RT K p p Q K K p p ---∆=-⨯⨯=-⋅<∆⨯=-==⨯⨯=⎡⎤⎣⎦===<=⎡⎤⎣⎦1198.15反应正向进行ΘΘΘΘΘΘΘ反应逆向进行2－32解：2r m 21112lg ()2.303K H T T K R T T ∆-=ΘΘΘ322800237.910800700lg ()0.35359.07 2.3038.3148007002.257K K K K K -⨯-==⨯⨯==可以看出，对于吸热反应，升高温度下降，反应向左移动。