无机化学课后习题答案(天津大学第四版)

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 -1m 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) = 2 m 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 -= 55.3χ= 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 0.34J = 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。

NH 4HS(s) → NH 3(g) + H 2S(g)平衡分压/kPa25.3+y yK ={}{}/ / ) 25.3 p y p y +（ = 0.070y = 17 kPa13.解：（1） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)平衡浓度／(mol·L -1)0.250.070.0- 0.250.0 0.250.0c K = )PCl ()Cl ()PCl (523c c c = 0.62mol· L -1， α(PCl 5) = 71%PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)平衡分压 0.20V RT 0.5V RT 0.5V RTK={}{}{}p p p p p p /)(PCl/) (Cl /)(PCl523= 27.2（2） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g) 新平衡浓度／(mol·L -1) 0.10 + y 0.25 -y 0.25 +y -210.0 c K =)10.0()30.0)(25.0(y y y +--mol·L -1 = 0.62mol· L -1 (T 不变，c K 不变)y =0.01 mol·L -1，α(PCl 5) = 68%（3） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)平衡浓度／(mol·L -1) z -35.0 z 0.050 +zc K =zzz -+35.0)050.0(= 0.62 mol·L -1z = 0.24 mol·L -1，α(PCl 5) = 68%比较(2)、(3)结果，说明最终浓度及转化率只与始、终态有关，与加入过程无关。

14.解： N 2(g) + 3H 2(g) → 2NH 3(g) 平衡浓度／(mol·L -1) 1.0 0.50 0.50c K ={}{}32223)H ()N ()NH (c c c=21)L · mol (0.2--若使N 2的平衡浓度增加到1.2mol· L -1，设需从容器中取走x 摩尔的H 2。

N 2(g) + 3H 2(g)2NH 3(g)新平衡浓度／(mol·L -1) 1.2 0.50+(3⨯0.2) -x 0.50-2⨯0.20c K =2132)L · mol ()02350.0(2.1)20.0250.0(---⨯+⨯⨯-x =21)L · mol (0.2-- x =0.9415. 解：（1）α（CO ）=61.5%;（2）α（CO ）=86.5%; (3)说明增加反应物中某一物质浓度可提高另一物质的转化率;增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。

16.解： 2NO(g) + O 2(g)2NO 2(g)平衡分压／kPa 101-79.2 = 21.8 286 - 79.2／2 = 246 79.2K （673K ）={}{}{}pp p p pp /)(O/(NO)/)(NO2222= 5.36m r G ∆= K RT lg 303.2-，m r G ∆(673 K) = - 9.39 kJ·mol -1 17.解： m r G ∆(298.15 K) = -95278.54 J·mol -1m r G ∆(298.15 K) = m r H ∆(298.15 K) - 298.15 K· m r S ∆(298.15 K) m r S ∆(298.15 K) = 9.97 J·mol -1·K -1，m r G ∆(500 K) ≈-97292 J·mol -1K lg (500 K) = 0.16， 故 )K 500( K =1.4⨯1010或者12lnK K ≈RH )K 15.298(m r∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2112T T T T ， K (500 K) = 1.4⨯1010 18.解：因 m r G ∆(298.15 K ) = m r G ∆(1) +m r G ∆(2) = -213.0 kJ·mol -1 <0, 说明该耦合反应在上述条件可自发进行。

第3章 酸碱反应和沉淀反应 习题参考答案解：（1）pH=-lg c (H +)=12.00（2）0.050mol·L -1HOAc 溶液中， HOAcH + + OAc -c 平/(mol·L -1) 0.050-x x x5108.1x0.050xx )HOAc ()OAc ()H (K --+⨯=-⋅==c c c a θc (H +) = 9.5×10-4mol·L -1pH = -lg c (H +) = 3.022．解：（1）pH = 1.00 c (H +) = 0.10mol·L -1pH = 2.00 c (H +) = 0.010mol·L -1等体积混合后：c (H +) =（0.10mol·L -1+0.010mol·L -1）/2 = 0.055 mol·L -1pH = -lg c (H +) = 1.26（2）pH = 2.00 c (H +) = 0.010mol·L -1pH = 13.00 pOH = 14.00-13.00 = 1.00, c (OH -) = 0.10mol·L -1等体积混合后：-1-10.010mol L (H )0.0050mol L 2c +⋅==⋅-1--10.10mol L (OH )0.050mol L 2c ⋅==⋅酸碱中和后：H + + OH - → H 2Oc (OH -) = 0.045mol·L -1pH =12.65 3．解：正常状态时pH = 7.35 c (H +) = 4.5×10-8mol·L -1pH = 7.45 c (H +) = 3.5×10-8mol·L -1 患病时pH = 5.90 c (H +) = 1.2×10-6mol·L -127L m ol 105.4L m ol 101.21-8--1-6=⋅⨯⋅⨯34Lm ol 105.3L m ol 101.21-8--1-6=⋅⨯⋅⨯患此种疾病的人血液中c (H +)为正常状态的27～34倍。