无机及分析化学-习题及解答

无机及分析化学-习题及解答无机及分析化学习题解答严新徐茂蓉葛成艳编第一章绪论1.1判断下列误差属于何种误差？①在分析过程中，读取滴定管读数时，最后一位数字n次读数不一致，对分析结果引起的误差。

②标定HCl溶液用的NaOH标准溶液中吸收了CO2,对分析结果所引起的误差。

③移液管、容量瓶相对体积未校准，由此对分析结果引起的误差。

④在称量试样时，吸收了少量水分，对结果引起的误差。

答：①偶然误差；②系统误差中的试剂误差；③系统误差中的仪器误差；④过失误差1.2测得Cu百分含量为41.64%、41.66%、41.58%、41.60%、41.62%、41.63%，计算测定结果的平均值、平均偏差、相对平均偏差。

（无须舍去数据）解：41.64%41.66%41.58%41.60%41.62%41.63%41.62%6x+++++==1id x xn=-∑=2.2×10-4 100%rddx=⨯=0.053%1.3测定某样品中铁的百分含量，结果如下：30.12%、30.05%、30.07%、30.05%、30.06%、30.03%、30.02%、30.03%根据Q检验法，置信度为90%时是否有可疑数要舍去，计算分析结果的平均值、标准偏差、变异系数和对应的置信区间。

解：排序：30.02%、30.03%、30.03%、30.05%、30.05%、30.06%、30.07%、30.12%先检验最大值30.12%：30.12%30.07%0.530.12%30.02%Q-==-Q0.9=0.47 < 0.5，所以舍去30.12%继续检验最大值30.07%，30.07%30.06%0.230.07%30.02%Q-==-，Q0.9=0.51>0.2，不应舍去，30.07%应该保留。

检验最小值30.02%，30.03%30.02%0.230.07%30.02%Q-==-Q 0.9=0.51>0.2，不应舍去，30.02%应该保留。

30.02%30.03%30.03%30.05%30.05%30.06%30.07%30.04%7X +==+++++、2()1ix x S n -=-∑ 1.8×10-4 100%s CV x=⨯=6×10-4()430.04%30.040.01%7μ-=±=±1.4下列数据分别有几位有效数字？ ①18.77； 4位 ②0.1877； 4位 ③0.001877； 4位 ④0.0187700； 6位 ⑤18770； 5位 ⑥1.877×10-44位1.5将下列各数修约到三位有效数字，并用标准指数形式表示。

①412.523300；②73.265×105；③0.007362540；④0.000056412300 解：①4.13×102；②7.33×106；③7.36×10-3；④5.64×10-5 1.6根据有效数字的运算规则完成下列计算： ①35.6 ×27.38 -0.00236×32.45+3.825×8.768 =974.7－0.07658＋33.538＝1.008×103 ②()5232.678362 2.965108.2110--⨯⨯⨯⨯＝24.2610⨯()30.102325.0024.10100.10.235110⨯-⨯⨯30.900.1023100.10.1980.235110⨯⨯=⨯ (在首位遇到大于或大于8的数时，多保留一位有效数字)1.7某溶液的pH=6.53，其c (H +)为多少？某溶液的c (H +)=1×10-7mol·L -1，其pH 值是多少？解：pH=-lg[H +]=6.53，[H +]=3.0×10-7 mol·L -1； pH=-lg[H +]=7.0第二章 化学反应的基本原理2.1计算下列系统的热力学能的变化：①系统吸收了163 kJ 热量，并且对环境作了394 kJ 功。

②系统放出248 kJ 热量，并且环境对系统作了265 kJ 功。

解：ΔU=Q+W=163+(－394) = -231kJΔU=Q+W=(－248) +265 = 17kJ2.2诺贝尔发明的硝酸甘油炸药，爆炸时产生的气体发生膨胀，可使体积增大1200倍，反应如下：4C 3H 5(NO 3)3(l)＝6 N 2(g)＋10H 2O(g)＋12 CO 2(g)＋O 2(g)己知C 3H 5(NO 3)3(l)的标准摩尔生成焓为-355kJ·mol -1，利用本书附表中的数据计算该爆炸反应在298K 下的标准摩尔反应焓变。

解：r mf m 2f m 2f m 353310H O(g)12CO (g)4C H (NO )(l)H H H H ∆=∆+∆-∆$$$$=10(241.825)12(393.511)4(355)⨯-+⨯--⨯-3 = 5.7210-⨯kJ·mol -1 2.3 在298.15K 、p Ө下，B 2H 6发生燃烧反应：B 2H 6(g)+3O 2(g) = B 2O 3(s)+3H 2O(g)，每燃烧1molB 2H 6(g)就放热2020kJ ，同样条件下2mol 单质硼（B ）在O 2中燃烧生成1molB 2O 3(s)，放热1264kJ 。

计算298.15K 时B 2H 6(g)的标准摩尔生成焓。

解：B 2H 6 (g) + 3O 2 (g) = B 2O 3 (s) + 3H 2O (g)-1f m /kJ mol H ∆⋅$?-1264-241.821r m f m (1264)3(241.82)302020kJ mol H H -∆=-+⨯--∆-⨯=-⋅$$ 解得：1f m26(B H )30.54kJ mol H -∆=⋅$2.4已知，在298.15 K 、100kPa 下 ①CH 4(g)+4NO 2(g)= 4NO(g)+CO 2(g)+2H 2O(g)r m 1H ∆，$=-574kJ·mol -1 ② CH 4(g)+2NO 2(g)= N 2(g)+ CO 2(g)+2H 2O(g) r m 2H ∆，$=-867 kJ·mol -1 计算：③ CH 4(g)+4NO(g)=2N 2(g)+CO 2(g)+2H 2O(g)r m 3H ∆，$=？解：根据题意③＝②×2－①所以，r m 3H ∆，$=2r m 2H ∆，$－r m 1H ∆，$=-1160 kJ·mol -1 2.5推测下列过程是熵增过程还是熵减过程？ ①水变成水蒸气；熵增②盐从过饱和溶液中结晶出来；熵减③碳酸氢钠分解；熵增④铁丝燃烧；熵减⑤2NH 3(g)N 2(g)+3H 2(g)熵增⑥H 2(g)+I 2(s)2HI(g)熵增2.6碘钨灯内发生如下可逆反应：W(s) + I 2(g)WI 2(g)扩散到灯内壁的钨会与碘蒸气反应，生成气态WI 2，而WI 2气体在钨丝附近受热，又会分解出钨单质，沉积到钨丝上，如此可延长灯丝的使用寿命。

已知在298.15 K 时，该反应的r m S ∆$为-43.19J·mol -1·K -1，r m H ∆$为-40.568kJ·mol -1。

①如果灯内壁的温度为600K ，计算上述反应的r m G ∆$(600K)（假设该反应的r m S ∆$和r m H ∆$不随温度而改变）；②计算WI 2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。

解：①r m G ∆$=r m H ∆$−T r m S ∆$=-14.654kJ·mol -1②r m G ∆$=r m H ∆$–T r m S ∆$<0；T >939.3K2.7根据本书附表中的数据，判断下列反应在标准态下能否自发进行。

①Ca(OH)2(s) + CO 2(g)=CaCO 3(s) + H 2O(1)②2H 2(g) + O 2(g)= 2H 2O(1) ③CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)解：r m B f m,B B f m,B ()()G G G νν∆=∆-∆∑∑生成物反应物$$$，查表得到相关数据计算。

①r m G ∆$=-74.57kJ·mol -1 <0 ；可以自发 ②r m G ∆$=-474.28 kJ·mol -1 <0；可以自发 ③r m G ∆$=-28.518kJ·mol -1 <0；可以自发2.8汽车尾气中的一氧化氮和一氧化碳在催化剂作用下可发生如下反应：2CO(g) +2NO (g)2CO 2(g) +N 2 (g)根据本书附表中的数据，计算该反应能够自发进行的温度范围，并判断这一反应能否实际发生？（假设反应的r m S ∆$和r m H ∆$不随温度而改变）；解：298.15K 时，r m f m 2f m 2f m f m (N ,g)2(CO ,g)2(CO,g)2(NO,g)H H H H H ∆=∆+∆-∆-∆$$$$$=0+2×(-393.511)-2×(-110.525)-2×89.86 =-745.692kJ ·mol -1r m m 2m 2m m (N ,g)2(CO ,g)2(CO,g)2(NO,g)S S S S S ∆=+--$$$$$=191.598+2×213.76-2×198.016-2×210.309=–197.532J ·mol -1·K -1要使反应自发进行，r m G ∆$＜0r m G ∆$=r m H ∆$−T r m S ∆$=-745.692kJ ·mol -1-(–197.532J ·mol -1·K -1）·T所以， T ＜3775K ，温度低于3775K ，该反应可以自发进行。

2.9在标准状态下（二氧化碳的分压达到标准压力），将CaCO 3加热分解为CaO 和CO 2，试估计进行这个反应的最低温度（假设反应的r m S ∆$和r m H ∆$不随温度而改变）。

解：CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g)r m H ∆$=Δf H m Ө(CO 2,g)+Δf H m Ө (CaO,s)−Δf H m Ө (CaCO 3,s)=177.759kJ·mol -1 r m S ∆$=Δf S m Ө(CO 2,g)+Δf S m Ө(CaO,s)−Δf S m Ө(CaCO 3,s)=160.66 J·mol -1·K -1要使该反应发生必须r m G ∆$＜0，Δr G m Ө=r m H ∆$−T r m S ∆$<0T>1106.4K2.10在298.15K 时，将压力为3.33×104Pa 的氮气0.200L 和压力为4.67×104Pa 的氧气0.300L 移入0.300L 的真空容器，问混合气体中各组分气体的分压力和总压力各是多少？解： 在298.15K 时，p 1V 1=p 2V 2 对于N 2，p(N 2)=2.22×104 Pa 对于O 2，p(O 2)=4.67×104 Pa p(总)= p(N 2) +p(O 2) =6.89×104 Pa2.11人在呼吸时，呼出的气体与吸入的空气的组成不同。