天津大学版无机化学课后题答案

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 32L 9.6d 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i i np p n=p (N 2) = 7.6⨯104 Pa p (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） = 5.0 mol（2） = 2.5 mol结论: 反应进度()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 pp ∆V = 0.771 kJ10.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 ∆= mr 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·mol1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ =8.3 kJ·mol1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·mol115．解：（1）Q p =m r H ∆== 4 m f H ∆(Al 2O 3, s) -3 m f H ∆(Fe 3O 4, s) =3347.6 kJ·mol 1（2）Q =4141 kJ·mol116．解：（1） m r H ∆ =151.1 kJ·mol1 （2）m r H ∆=905.47 kJ·mol1（3）m r H ∆=71.7 kJ·mol 117.解m r H ∆=2 m f H ∆(AgCl, s)+ m f H ∆(H 2O, l) m f H ∆(Ag 2O, s)2m 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 1Q p =3.69104kJ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·K1;mr G ∆ =3283.0 kJ·mol1＜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·mol1 ＞ 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·mol1;m r S ∆ = 110.45J·mol 1·K1;mr 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 ∆ =43.2J·mol 1·K 1;mr G ∆=43.9 kJ·mol1（2）由以上计算可知：m r H ∆(298.15 K) =70.81 kJ·mol1; mr S ∆(298.15K) = 43.2 J·mol1·K1mr G ∆ =m r H ∆ T ·m r S ∆≤ 0T ≥K)(298.15K) (298.15m r m rS H ∆∆ = 1639 K4.解：（1）c K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 2432c c c cp 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 cp K ={}{})(NH )(H)(N 3232212p p pK={}{}pp p p p p / )(NH/)(H/)(N 3232212（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·mol1K lg (298.15 K) = 40.92, 故 K (298.15 K) =8.3⨯1040K 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·mol1 ＜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) = 5.81057. 解：（1） m r G ∆(l) = 2m f G ∆(NO, g) = 173.1 kJ·mol11lgK =RT G 303.2)1(m f∆- =30.32, 故1K = 4.81031（2） m r G ∆(2) = 2m f G ∆(N 2O, g) =208.4kJ·mol 12lgK =RT G 303.2)2(m f∆- =36.50, 故2K = 3.21037（3） m r G ∆(3) = 2m f G ∆(NH 3, g) =32.90kJ·mol 13lg K = 5.76, 故 3K = 5.8105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) = 90.25kJ·mol 1m r S ∆(298.15 K) = 12.39 J·mol1·K1m r G ∆(1573.15K)≈ m r H ∆(298.15 K) 1573.15 m r S ∆(298.15 K)= 70759 J ·mol1K lg (1573.15 K) = 2.349, K (1573.15 K) = 4.4810310. 解： H 2(g) + I 2(g) 2HI(g) 平衡分压／kPa 2905.74 χ 2905.74χ 2χ22)74.2905()2(x x -= 55.3 χ= 2290.12p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPa n =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 = 0.26100 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·L1)0.250.070.0- 0.250.00.250.0 c K =)PCl ()Cl ()PCl (523c c c = 0.62mol· L1，α(PCl 5) =71%PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g) 平衡分压 0.20V RT 0.5V RT 0.5VRTK ={}{}{}pp p p pp / )(PCl/) (Cl /)(PCl 523= 27.2（2）PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g) 新平衡浓度／(mol·L 1) 0.10 + y0.25y 0.25 +y -210.0 c K =)10.0()30.0)(25.0(y y y +--mol·L 1=0.62mol· L1 (T不变，c K 不变)y =0.01 mol·L1，α(PCl 5) = 68%（3）PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g) 平衡浓度／(mol·L1)z -35.0 z 0.050 +zc K =zzz -+35.0)050.0(= 0.62 mol·L1z = 0.24 mol·L1，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。