无机化学 第四版 (杨宏孝 王建辉 著) 高等教育出版社 课后答案

kh
da
� � � − T · ∆r Sm = ∆r H m ∆ r Gm
w
� � 5.解：设 ∆ r H m 、 ∆r Sm 基本上不随温度变化。
.c
{ p (H O) / p } { p (H ) / p }
� 2 � 3
3
om
（4） K c =
{ c (H 2 O) }3 { c (H 2 ) }3
� 2
（2） K c =
{c (N 2 )}2 { c (H 2 ) }2
c (NH 3 )
3
Kp =
� 2)/ p
{p (N 2 )}2 { p (H 2 ) }2
p (NH 3 )
1
3
K� =
{p (N
� 2)/ p
} { p (H
1 2
}
3 2
p (NH 3 ) / p � K p = p (CO 2 )
kh
da
w
.c
om
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第 2 章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案
om
� � 4 1
� � = −3347.6 kJ·mol−1; ∆ r S m = −216.64 J·mol−1·K−1; ∆ r G m = −3283.0 kJ·mol−1 ＜ 1.解： ∆ r H m
�
0
� 2.解： ∆ r G m = 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。
w .c
�
该反应在 298.15K 及标准态下可自发向右进行。
da
T ≥
� （2） ∆ r H m = 146.0 kJ·mol−1; ∆ r S m
�
� = 110.45 J·mol−1·K−1; ∆ r G m = 68.7 kJ·mol−1 ＞ 0
w .c
（2）
lg K � (298.15 K) = 5.76,
om
K � (298.15 K) = 5.8×105
= −343.94 kJ·mol−1< 0，所以该反应从理论上讲是可行的。
= 70759 J ·mol−1
K � (1573.15 K) = 4.48×10−3
H2(g) + I2(g) 2905.74 −χ 2905.74 −χ 2HI(g) 2χ
（3） K c = c (CO 2 )
K � = p (CO 2 ) / p �
K =
�
2
� (298.15 K) = −233.60 kJ·mol−1 ∆ r Gm � (298.15 K) = −243.03 kJ·mol−1 ∆ r Gm
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3 C(s) + O (g) + 1 Fe O (s) → 3 CO (g) + 2 Fe(s) 2 2 3 2 2 3 2 3
� = −315.5 kJ·mol−1 ∆r Hm
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、
（2）Q = −4141 kJ·mol−1
.c
om
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K = p (NH 3 ) / p
则
�
{
�
}{ p (H S) / p }= 0.070
� 2
x = 0.26×100 kPa = 26 kPa
（2）T 不变， K � 不变。 平衡分压/kPa
om
NH4HS(s) →
平衡时该气体混合物的总压为 52 kPa
18.解：CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
� � � � = ∆f H m (CO2, g) + 2 ∆ f H m (H2O, l) − ∆ f H m (CH4, g) ∆r Hm
da
各反应 ∆ r H m 之和 ∆ r H m = −315.6 kJ·mol−1。 （2）总反应方程式为
�
� � 6.解： （1） ∆ r G m =2 ∆ f G m (NH3, g) = −32.90 kJ·mol−1 ＜0
该反应在 298.15 K、标准态下能自发进行。
� � 7. 解： （1） ∆ r G m (l) = 2 ∆ f G m (NO, g) = 173.1 kJ·mol−1 � = lg K 1 � − ∆ f Gm (1) = −30.32, 故 2.303 RT � = 4.8×10−31 K1
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� �
1 Fe O (s) → 2 Fe(s) + CO (g) 2 3 2 3 3
= −890.36 kJ·mo −1 Qp = −3.69×104kJ
om
1 CO (g) + 1 C(s) → CO(g) 2 2 2
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起始分压／105 Pa
12.解： （1）
平衡分压/kPa
x
x
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kh
NH4HS(s)
→ NH3(g) + H2S(g)
da
J = 0.168, K p = 1＞0.168 = J,故反应正向进行。
w
p (H2) = 0.34×105 Pa CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) 1.01 2.02 1.01 0.34
� � � 15．解： （1）Qp = ∆ r H m == 4 ∆ f H m (Al2O3, s) -3 ∆ f H m (Fe3O4, s) =−3347.6 kJ·mol−1 � � �
� � � =151.1 kJ·mol−1 （2） ∆ r H m = −905.47 kJ·mol−1 （3） ∆ r H m =−71.7 kJ·mol−1 16． 解： （1） ∆ r H m � � � � � 17.解： ∆ r H m =2 ∆ f H m (AgCl, s)+ ∆ f H m (H2O, l)− ∆ f H m (Ag2O, s)−2 ∆ f H m (HCl, g) � (AgCl, s) = −127.3 kJ·mol−1 ∆f H m
� (298.15 K) = 12.39 J·mol−1·K−1 ∆r Sm � � � (1573.15K)≈ ∆ r H m (298.15 K) −1573.15 ∆ r S m (298.15 K) ∆ r Gm
lg K � (1573.15 K) = −2.349,
10. 解： 平衡分压／kPa
= 318 K = 44.9 ℃
om
pV2 = 320 K nR
1．解：1.00 吨氨气可制取 2.47 吨硝酸。
pi =
ni p n
p(N2) = 7.6×104 Pa p(O2) = 2.0×104 Pa p(Ar) =1×103 Pa
６．解： （1） n(CO 2 ) = 0.114mol; p(CO 2 ) = 2.87 × 104 Pa （2） p(N 2 ) = p − p (O 2 ) − p (CO 2 ) = 3.79 × 104 Pa （3）
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� � (2) = 2 ∆ f G m (N2O, g) =208.4 kJ·mol−1 （2） ∆ r G m � = lg K 2 � − ∆ f Gm (2) = −36.50, 故 2.303 RT � = 3.2×10−37 K2
� � （3） ∆ r G m (3) = 2 ∆ f G m (NH3, g) = −32.90 kJ·mol−1 � = 5.76, 故 lg K 3 � = 5.8×105 K3
n(O 2 ) p (CO 2 ) 2.67 × 10 4 Pa = = = 0.286 n p 9.33 × 104 Pa
7.解： （1）p(H2) =95.43 kPa pVM = 0.194 g （2）m(H2) = RT 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 = Qp − p ∆ V = 0.771 kJ 10.解： （1）V1 = 38.3 × 10-3 m3= 38.3L
由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。
� � � � 8.解： ∆ r G m = ∆ f Gm (CO2, g) − ∆ f G m (CO, g)− ∆ f G m (NO, g)
9.解:
� � (298.15 K) = ∆ f H m (NO, g) = 90.25 kJ·mol−1 ∆rHm
Kp =
{ p (H 2 O) }3 { p (H 2 ) }3
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lg K (298.15 K) = 40.92, 故 lg K � (373.15 K) = 34.02,故
�
K (298.15 K) = 8.3×1040
K � (373.15 K) = 1.0×1034
该反应在 700 K、标准态下不能自发进行。
�
kh
� � 3.解： ∆ r H m = −70.81 kJ·mol−1 ; ∆ r S m = −43.2 J·mol−1·K−1; ∆ r G m = −43.9 kJ·mol−1
（2）由以上计算可知：
� � (298.15 K) = −70.81 kJ·mol−1; ∆ r S m (298.15 K) = −43.2 J·mol−1·K−1 ∆r Hm � � � − T · ∆r Sm ≤ 0 = ∆r Hm ∆ r Gm � ∆r Hm (298.15 K) � ∆r Sm (298.15 K)
� � = ∆ f H m (CO2, g) = −393.509 kJ·mol−1 ∆r Hm
� = 86.229 kJ·mol−1 ∆r Hm
CO(g) +
� = −8.3 kJ·mol−1 ∆r Hm
kh
终态有关，而与反应的途径无关。 14．解： ∆ r H m （3）= ∆ r H m （2）×3- ∆ r H m （1）×2=−1266.47 kJ·mol−1
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第 1 章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案
2．解：氯气质量为 2.9×103g。 3．解：一瓶氧气可用天数
４．解： T =
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５．解：根据道尔顿分压定律
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w .c
pV MpV = nR mR
n1 ( p − p1 )V1 (13.2 × 103 -1.01×103 )kPa × 32L = = = 9.6d n2 p2V2 101.325kPa × 400L × d -1
（3）−W = − (−p∆V) = −502 J （4） ∆U = Q + W = -758 J （5） ∆H = Qp = -1260 J
∆ rU m = ∆ r H m − ∆nRT
= −96.9 kJ
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kh
da
12.解： ∆ r H m = Qp = −89.5 kJ
NH3(g) + H2S(g) 25.3+ y
w .c
y
K � =（25.3 + y ) / p �
{
}{ y / p } = 0.070
�
13.解： （1）
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y = 17 kPa
= 1639 K
4.解： （1） K c
c (CO) { c (H 2 ) }3 = c (CH 4 ) c (H 2 O)
=
2
Kp
� 3
p (CO) { p (H 2 ) }3 = p (CH 4 ) p (H 2 O)
K
{p (CO) / p }{ p (H ) / p } {p (CH ) / p }{p (H O) / p }
w
3 H O(g) 298.15 K 11.解：NH3(g) + 5 O2(g) ⎯⎯⎯⎯ → NO(g) + 2 标准态 4 2
� = − 226.2 kJ·mol−1 ∆r Hm
.c
om
（2） T2 =
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13.解： （1）C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
(2 x) 2 = 55.3 (2905.74 − x) 2
χ= 2290.12
p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPa n=
11.解：p (CO) = 1.01×105 Pa,
pV RT
= 3.15 mol
p (H2O) = 2.02×105 Pa
p (CO2) = 1.01×105 Pa,