无机化学 答案
第六章化学平衡常数
6-1 写出下列各反应的标准平衡常数表达式。 (1)2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)
(2)NH4HCO 3(s) = NH3(g) + CO2(g) + H2O(g) (3)CaCO3(s) = CO2(g) + CaO(s) (4)Ag2O = 2Ag(s) + 1/2 O2(g) (5)CO2(g) = CO2(aq)
(6)Cl2(g) + H2O(l) = H+(aq) + Cl-(aq) + HClO(aq) (7)HCN(aq) = H+(aq) + CN-(aq) (8)Ag2CrO 4(s) = 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) (9)BaSO4(s) + CO32-(aq) = BaCO3(s) + SO42-(aq) (10)Fe2+(aq) + 1/2 O2(g) + 2H+(aq) = Fe3+(aq) + H2
O(l)
衡常数:
(1)ICl(g) = I2(g) + Cl2(g) (2)1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) = ICl(g)
θ
6-2已知反应 ICl(g) = 1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) 在 25℃ 时的平衡常数为 K = 2.2×10-3,试计算下列反应的平
6-3 下列反应的 Kp 和 Kc 之间存在什么关系? (1)4H2(g) + Fe3O 4(s) = 3Fe(s) + 4H2O(g) (2)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) (3)N2O 4(g) = 2NO2
(g)
6-4实验测得合成氨反应在 500℃ 的平衡浓度分别为:[H2]=1.15mol/L ,[N2]=0.75mol/L ,[NH3]=0.261mol/L ,求标准平衡常数 K 、浓度平衡常数 Kc 以及分别用 Pa 为气体的压力单位和用bar 为气体的压力单位的平衡常数 Kp 。 6-5已知
HCN = H+ + CN- K 1 = 4.9×10-10
θ
θ
NH 3 + H2O = NH4+ + OH- K 2 = 1.8×10-5
θ
H 2O = H+ + OH- K 3 = 1.0×10-14
θ
求反应 NH 3 + HCN = NH4+ + CN- 的平衡常数 K 。
θ
6-6反应 CO(g) + H2O(g) = CO2 + H2(g) 在 749K 时的平衡常数 K =2.6 。设(1)反应起始时 CO 和 H 2O
θ
的浓度都为 1mol/L(没有生产物,下同);(2)起始时 CO 和 H 2O 的摩尔比为1比3,求 CO 的平衡转化率。用计算结果来说明勒夏特列原理。
6-7将 SO 3 固体置于一反应器内,加热使 SO 3 气化并令其分解,测得温度为 900K ,总压为 p 时 ,气
θ
体混合物得密度为 ρ=0.925g/dm3 ,求 SO 3 的(平衡)解离度 α 。
θθ
6-8已知反应 N 2O 4(g) = 2NO2(g) 在308K 下的标准平衡常数 K 为0.32。求反应系统的总压为 p 和 2p ,
θ
N 2O 4 的解离度及其比。用计算结果来说明勒夏特列原理。
6-9为使 Ag 2O 在常温下分解,真空泵需将氧的分压降至多大?
6-10求 10Pa 的高真空中分解 CuO 的最低温度。
-5
6-11对比 NH 4HCO 3 在总压为 p 与各组分气体分压均为 p 时分解温度的差别。哪一种情况符合试管内该物质分解的实际情况?
6-12在 693K 和 723K 下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分 5.16*104 和 1.08*105 Pa ,求在该温度区域内分解反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵变。
θ
θ
6-13查阅热力学函数表估算二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应在 400℃ 、600℃ 和 800℃ 下的平衡常数。由 400℃ 至 600℃ 和由 600℃ 至 800℃ 都是 200℃ 的温差,该反应的平衡常数的变化是否相同?若不同,又如何解释其差异?
6-14雷雨导致空气中的氮气和氧气化合为 NO 是自然界中氮的固定的主要反应之一。经热力学计算得知,在 2033K 和 3000K 下该反应达平衡时系统中 NO 的体积分数分别为 0.8%和4.5% ,试问(1)该反应是吸热反应还是放热反应?(2)计算 2033K 时的平衡常数。
θ
6-15下面各种改变对反应 2SO 2(g) + O 2(g) = 2SO 3(g)(△rH m =198kJ/mol)中的 SO 3 的平衡分压有何影响?
A 将反应容器的体积加倍。 B 保持体积而增加反应的温度。 C 加多氧量。
D 保持反应容器的体积而加入氩气。
6-16下面的反应在一个 1L 的容器里,在 298K 下达成平衡: C(石墨) + O2(g) = CO2(g) △rH m =-393kJ/mol
θ
以下各种措施对氧气的平衡分压有何影响? A 增加石墨的量。 B 增加 CO 2 气体的量。 C 增加氧气的量。 D 降低反应的温度。 E 加入催化剂。
6-17 PCl 5(g)分解成 PCl 3(g) 和 Cl 2(g) 的反应是一个吸热反应。以下各种措施对于五氧化磷的解离有何影响?
A 压缩气体混合物。 B 增加气体混合物的体积。 C 降低温度。
D 保持混合气体的体积不变的前提下向气体混合物添加氩气。
6-18在 200℃ 下的体积为 V 的容器里,下面的吸热反应达成平衡态: NH 4HS(g) = NH3(g) + H2S(g)
通过以下各种措施,反应再达到平衡时,NH 3 的分压跟原来的分压相比,有何变化? A 增加氨气。 B 增加硫化氢气体。 C 增加 NH 4HS 固体。 D 增加温度。
E. 加入氩气以增加体系的总压。 F. 把反应容器的体积增加到 2V 。
6-19已知氯气在饱和食盐水里的溶解度小于在纯水里的溶解度。试从平衡移动的原理加以解释。
6-20实验测得氯气溶于水后约有三分之一的 CL 2 发生歧化转化为盐酸和次氯酸,求该反应的平衡常数,293K 下氯气在水中的溶解度为 0.09 mol·L -1 。
6-21自然界里氮的固定的主要途径之一是在闪电的作用下,氮气与氧气反应生成 NO ,然后 NO 和氧气继续反应生成 NO 2 ,后者与水反应,生成硝酸。热力学研究证明,在通常条件下氮气和氧气的反应的转化率要低于闪电条件下的转化率(在催化剂存在下,克服动力学的障碍,氮气和氧气在常温下也能反应的话)。问:氮气和氧气的反应是放热反应还是吸热反应?闪电造成的气体体积膨胀对反应的平衡转化率有何影响?
6-22超音速飞机在平流层飞行放出的燃烧尾气中的 NO 会通过下列反应破坏其中保护我们免受太阳光中的短波紫外线辐射伤害的臭氧: NO(g) + O3(g) = NO2(g) + O2(g)
a. 如果已知 298K 和 100kPa 下 NO 、NO 2和 O 3 的生成自由能分别为 +86.7、+51.8、+163.6kJ·mol -1,求上面的反应的 Kp 和 Kc 。
b. 假定反应在 298 K 下发生前,高层大气里的 NO 、O 3和 O 2 的浓度分别为 2×10-9 mol ·L -1,1×10-9mol ·L -1,,2×10-3 mol ·L -1,NO 2的浓度为零,试计算O 3的平衡浓度。 c. 计算达到平衡时 O 3 被 NO 破坏的百分数。
附注:实际上上述反应的速度不很大,反应并不易达到平衡转化率。
6-23 通过热力学的研究求得反应: CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)
在 1600℃ 下的 Kc 约为 1×104 。经测定汽车的尾气里的 CO 和 CO 2 气体的浓度分别为 4.0×10-5 mol ·L -1和4.0×10-4 mol ·L -1。若在汽车的排气管上增加一个1600℃的补燃器,并使其中的氧气的浓度始终保持 4.0×10-4 mol ·L -1,求 CO 的平衡浓度和补燃转化率。
6-24 在23题的系统里,同时发生反应: SO 2(g) + 1/2 O2(g) = SO3(g) Kc=20
经测定,汽车的尾气原有 SO 2 气体的浓度为 2.0×10-4 mol ·L -1,问 SO 3 的平衡浓度。
6-25汽车的尾气里有 NO 气体,他是汽车内燃机燃烧的高温引起的氮气和氧气的反应: N 2(g) + O2(g) = 2NO(g) Kc=0.10(2000℃时)
在一个 2L 的容器里进行实验,起始时,氮气和氧气的浓度分别为 0.81 mol ·L -1 ,求达到平衡时 NO 气体的浓度。
6-26实验指出,无水三氯化铝在热力学标准压力下的以下各温度时测定的密度为: T/℃ 200 600 800 d/mg·L -1 6.8×10-3 2.65×10-3 1.51×10-3 A. 求三氯化铝在 200℃ 和 800℃ 时的分子式。 B. 求 600℃下的平衡物种。 C. 求 600℃下个物种的平衡分压。 D. 求 600℃ 的 Kc 和 Kp 。 第七章
1. 什么是化学反应的平均速率,瞬时速率?两种反应速率之间有何区别与联系? 答
2. 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率,并表示出用不同物质
浓度变化所示的反应速率之间的关系。这种关系对平均速率和瞬时速率是否均适用? (1) N 2 + 3H2 → 2NH 3 (2) 2SO 2 + O2 →2SO 3 (3) aA + Bb → gG + hH 解 (1)V =
△[N 2]△t lim
=
△[H 2]△t △[N 2]△t
12
V NH
3
=
△[NH 3]△t lim
V 瞬=
△t →0
13
V H =
2
=
△[H 2]△t
△t →0
=
lim △t →0
△[NH 3]△t
V N =
2
两种速率均适用。
(2)(3)(同1)。
3. 简述反应速率的碰撞理论的理论要点。 答
4. 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。 答
5. 反应C 2H 6 → C 2H 4 + H 2,开始阶段反应级数近似为 1.13dm 1.5·mol 变化表示)。 解
-0. 5
2
级,910K 时速率常数为
·s
-1
。试计算C 2H 6(g )压强为1.33×104Pa 时的起始分解速率γ0(以 [C2H 6]的
6. 295K 时,反应2NO + Cl2 → 2 NOCl,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
问:(1)对不同反应物反应级数各为多少? (2)写出反应的速率方程; (3)反应的速率常数为多少? 解
7. 反应 2 NO(g ) + 2 H2(g ) → N 2(g ) + 2 H2O 其速率方程式对NO (g )是二次、对H 2(g )
是一次方程。
(1) 写出N 2生成的速率方程式;
(2)
如果浓度以mol ·dm
3表示,反应速率常数k 的单位是多少?
—
(3) 写出NO 浓度减小的速率方程式,这里的速率常数k 和(1)中的k 的值是否相同,两个k
值之间的关系是怎样的?
解
8. 设想有一反应Aa + bB + cC → 产物,如果实验表明A ,B 和C 的浓度分别增加1倍后,整个反应速
率增为原反应速率的64倍;而若[A]与[B]保持不变,仅[C]增加1倍,则反应速率增为原来的4倍;而[A]、[B]各单独增大到4倍时,其对速率的影响相同。求a ,b ,c 的数值。这个反应是否可能是基元反应? 解
9. 一氧化碳与氯气在高温下作用得到光气(COCl 2),实验测得反应的速率方程为:
d [COCl
dt
2
]
== k[CO][Cl2]
32
有人建议其反应机理为: Cl 2
2Cl
Cl + CO COCl
COCl + Cl
2 COCl 2 + Cl
(1) 试说明这一机理与速率方程相符合;
(2) 指出反应速率方程式中的k 与反应机理中的速率常数(k 1,k -1,k 2,k -2)间的关系。 答
10. 如何正确理解各种反应速率理论中活化能的意义? 答
11. 高温时NO 2分解为NO 和O 2,其反应速率方程式为—ν(NO2) == k[NO2]2 在592K ,速率常数是4.98×10反应的活化能。 解
-1
dm 3·mol
-1
s
-1
,在656K ,其值变为4.74dm 3·mol
-1
s
-1
,计算该
12. 如果一反应的活化能为117.15kJ ·mol
值的2倍。 解
-1
,问在什么温度时反应的速率常数k`的值是400K 速率常数的
13. 反应N 2O 5 → 2NO 2 +
解
12
O 2,其温度与速率常数的数据列于下表,求反应的活化能。
—
14. CO(CH 2COOH )分解反应的速率常数在283K 时为1.08×104mol ·dm 2在水溶液中分解丙酮和二氧化碳,
—3
·s 1,333K 时为5.48×102 mol·dm 3·s 1,试计算在303K 时,分解反应的速率常数。
—
—
—
—
解
15. 已知HCl (g )在1.013×105Pa 和298K 时的生成热为—92.3kJ ·mol
—1
—1
,生成反应的活化能为1135kJ ·mol
,试计算其逆反应的活化能。
16. 下面说法你认为正确与否?说明理由。 (1) 反应的级数与反应的分子数是同义词。
(2) 在反应历程中,定速步骤是反应速率最慢的一步。 (3) 反应速率常数的大小就是反应速率的大小。 (4) 从反应速率常数的单位可以判断该反应的级数。 答
17. 反应2 NO(g ) + 2 H2(g ) → N 2(g ) + 2 H2O(g)的反应速率表达式为 == k[NO2]2[H2],
试讨论下列各种条件变化时对初速率有何影响。 (1) NO 的浓度增加一倍; (2) 有催化剂参加;
(3) 将反应器的容积增大一倍; (4) 将反应器的容积增大一倍; (5) 向反应体系中加入一定量的N 2。 答
第八章
1. 怎样正确理解化学反应的平衡状态? 答
2. 如何正确书写经验平衡常数和标准平衡常数的表达式? 答
3. 写出下列可逆反应的平衡常数K c 、K p 或K 的表达式
(1)
2NOCl(g) (2) Zn(s) + CO2
(g) (3) MgSO4
(s) (4) Zn(s) + 2H+(aq)
(5) NH4
Cl(s) 答
2NO(g) + Cl2(g)
ZnO(s) + CO(g) MgO(s) + SO3(g)
Zn 2+(aq) + H2(g) NH 3(g) + HCl(g)
4. 已知下列反应的平衡常数: HCN NH 3 + H2O
H 2O
H + + CN
NH 4 + OH H + + OH
--
+-
试计算下面反应的平衡常数:NH 3
+ HCN答
NH 4 + CN
+-
5. 平衡常数能否代表转化率?如何正确认识两者之间的关系? 答
6. 在699K 时,反应H 2(g) + I 2
(g)
2HI(g)的平衡常数K p =55.3,如果将2.00molH 2和2.00molI 2作
用于4.00dm 3的容器内,问在该温度下达到平衡时有多少HI 生成?
解
7. 反应H 2 + CO
2
[H2O]=[CO]=0.56mol·dm
H 2O + CO 在1259K 达平衡,平衡时[H2]=[CO2]=0.44mol·dm
-3
-3
,
。
求此温度下反应的经验的平衡常数及开始时H 2和CO 2的浓度。 解
8. 可逆反应H 2
O + CO H 2 + CO2在密闭容器中,建立平衡,在749K 时该反应的平衡常数K c =2.6。
(1) 求n (H 2O )/n (CO )(物质的量比)为1时,CO 的平衡转化率; (2) 求n (H 2O )/n (CO )(物质的量比)为3时,CO 的平衡转化率; (3) 从计算结果说明浓度对平衡移动的影响。 解 (1)H 2O +
CO
H 2 + CO 2
a-x b-x x x x 2=2.6(a-x)2 ⇒
x a
=0.617
所以CO 的平衡转化率是61.7%。
(2)H 2O +
CO
H 2 + CO 2
n 3n 0 0
n-x 3n-x x x
x
2
(n -x )(3n -x )
=2.6 ⇒
x n
=0.865
所以CO 的平衡转化率是86.5%。
9. HI分解反应为2HI
H 2 + I2,开始时有1molHI ,平衡时有24.4%的HI 发生了分解,今欲将分解
百分数降低到10%,试计算应往此平衡系统中加若干摩I 2。 解 2HI
H 2 + I 2
起始 1 0 0 转化 0.244 0.122 0.122
10. 在900K 和1.013×105Pa 时SO 3部分离解为SO 2和O 2 SO 3(g )
0. 1220. 756
22
=
(0. 05+x ) 0. 05
0. 92
⇒x=0.37mol
SO 2(g )+
—
12
O 2(g )
若平衡混合物的密度为0.925g ·dm 3,求SO 3的离解度。
解 PV=nRT P
m
ρ
=nRT PM=ρRT
M=
ρRT
P
=
0. 925⨯10
3
⨯8. 314⨯900
5
1. 013⨯10
SO 2(g )+
=68.33
SO 3(g )
12
O 2(g )
x 0 0 a-x x
12
x
80(a -x ) +64x +32⨯
a -x +x +
x a
12
x
= 68.33
12
x
= 0.34 所以SO 3的离解度是34%。
11. 在308K 和总压1.013×105Pa ,N 2O 4有27.2%分解为NO 2。 (1)计算 N 2O 4(g )
2 NO2(g )反应的K ;
θ
(2)计算308K 时总压为2.026×105Pa 时,N 2O 4的离解百分率; (3)从计算结果说明压强对平衡移动的影响。 解 (1) N 2O 4(g )
2 NO2(g )
0.272 0.544
θ
K =
0. 544
2
1-0. 272
n V
=
=0.32
(2) PV=nRT
P RT
同理得出N 2O 4的离解百分率是19.6%。
(3) 增大压强,平衡向体积减小的方向移动; 减小压强,平衡向体积增大的方向移动。
12. PCl5(g )在523K 达分解平衡:
PCl 5
平衡浓度:[PCl5]=1 mol·dm
PCl 3(g )+ Cl2(g )
-3
,[ PCl3]=[ Cl2]=0.204 mol·dm
-3
。
若温度不变而压强减小一半,在新的平衡体系中各物质的浓度为多少?
θ
解 K =
0. 2041
2
=0.041616
PCl 5 PCl 3(g )+ Cl2(g )
1-x 0.204+x 0.204+x
2
0.204=
(0. 204+x )
1-x
2
=0.041616
得出 x=0.135mol·dm
-3
13. 对于下列化学平衡2HI (g ) 在698K 时,K c =1.82×10
-2
H 2(g ) + I2(g )
。如果将HI (g )放入反应瓶内,问:
-3
(1)在[HI]为0.0100mol ·dm 时,[H2]和[ I2]各是多少?
(2)HI (g )的初始浓度是多少? (3)在平衡时HI 的转化率是多少? 解 (1)2HI (g )
H 2(g ) + I2(g )
2x x x
x
2
0. 01-2x
=1.82×10
-2
⇒x=1.35×10
-3
mol ·dm
-3
[H2]和[ I2]各是1.35×10
-3
mol ·dm
-3
,1.35×10
-3
-3
mol ·dm
-3
。
(2)[HI]=0.01+2×1.35×10
-3
=0.0127mol·dm
(3)α=
2⨯1. 35⨯10
0. 0127
-3
×100%=21.3%
14. 反应SO 2Cl 2(g ) SO 2(g )+ Cl 2(g )在375K 时,平衡常数K =2.4,以7.6克SO 2Cl 2和
θ
θθθ
1.013×105Pa 的Cl 2作用于1.0 dm3的烧瓶中,试计算平衡时SO 2Cl 2、SO 2和Cl 2的分压。
—
解 K =Kp (P ) P so
×1=
θθ-△n
7. 6135
2cL 2
RT
得出 P so
2cL 2
=6.8×104Pa P SO =8.8×104Pa P Cl =1.90×105Pa
2
2
15. 某温度下,反应PCl 5(g ) PCl 3(g )+ Cl2(g )的平衡常数K =2.25。把一定量的PCl 5引入
θ
一真空瓶内,当达平衡后PCl 5的分压是2.533×104Pa 。问: (1) 平衡时PCl 3和Cl 2的分压各是多少? (2) 离解前PCl 5的压强是多少? (3) 平衡时PCl 5的离解百分率是多少? 解 (1)
P PCl 3. P Cl 2
(P )
θ
2
=2.25×
P PCl 5P
θ
P PCl =PCl =7.60×104Pa
3
2
(2)P PCl =(2.533+7.6)×105Pa
5
(3)P PCl =
5
7. 6⨯1010. 1⨯10
44
×100% = 75.25%
16. 如何表述化学反应等温式?化学反应的标准平衡常数与其△rG m 之间的关系怎样? 答 △rG m =△rG m +RTlnQ △rG m =0, △rG m = —RTlnk
17. △f G 、△rG 、△rG 之间的关系如何? 答 △rG =
18. 在523K 时,将0.110 mol的PCl 5(g )引入1 dm3容器中,建立下列平衡:
—
θ
θ
θ
θθ
θ
∑
ν△f G (生成物)—
∑ν
△
f
G (反应物)
PCl 5(g ) PCl 3(g )+ Cl2(g )
-3
平衡时PCl 3(g )的浓度是0.050 mol·dm
。问
(1) 平衡时PCl 5和Cl 2的浓度各是多少? (2) 在523K 时的K c 和K 各是多少? 解 (1) PCl 5(g )
PCl 3(g )+ Cl2(g )
θ
起始 0.11 0 0 平衡 0.06 0.05 0.05 平衡时PCl 5是0.06mol ·dm
-3
,Cl 2是0.05mol ·dm
-3
(2)K C =
0. 05
2
0. 06
θ
=0.042
由K =Kp (P )
θ-△n
得出K =1.80
θ
19. 查化学热力学数据表,计算298K 时下列反应的K 。
θ
H 2(g) + I2
(g)
解 由公式—△rG m =RTln K 得出 K =627
20. 从下列数据:
θ
θ
2HI(g)
θ
NiSO 4·6H 2O(s) △f G m == —2221.7kJ ·mol NiSO 4(s) △f G m == —773.6kJ ·mol
H 2O(g) △f G m == —228.4kJ ·mol (1)计算反应NiSO 4·6H 2
O(s)
θ
θθ
-1
θ-1
-1
NiSO 4(s) + 6H2O(g)的K ;
(2)H 2O 在固体NiSO 4·6H 2O 上的平衡蒸气压为多少? 解 (1) △rG m =—773.6—6×228.4+2221.7 =77.7kJ·mol
θ
-1
θ
θ
由公式—△rG m =RTln K 得出K =2.4×10 (2)由K p =P
θ
θ-14
H 2O
θ
△rG m =—RTln K K =K
θ
p
(P )
θ-△n
得出H 2O 在固体NiSO 4·6H 2O 上的平衡蒸气压为544Pa 。
21. 什么是化学反应的反应商?如何应用反应商和平衡常数的关系判断反应进行的方向并判断化学平衡的
移动方向?
答 △rG m =△rG m +RTlnQ △rG m =—RTln K
当Q 〈 K 时 △rG m 〈 0 正反应自发进行
当Q = K 时 △rG m = 0 反应达到平衡,以可逆方式进行 当Q 〉K 时 △rG m 〉0 逆反应自发进行
22. 反应H 2
O(g) + CO(g)
H 2(g) + CO2(g)在某温度下平衡常数K p =1,在此温度下,于6dm 3的容
θθθ
θ
θ
θ
器中加入2 dm3 3.04×104Pa 的CO ,3dm 3 2.02×105Pa 的CO 2,6dm 3 2.02×105Pa 的H 2O (g )和1dm 3 2.02×105Pa 的H 2。问净反应向哪个方向进行? 解 通过计算,反应向逆方向进行。
23. 在一定温度和压强下,某一定量的PCl 5和Cl 2。试判断在下列情况下,PCl 5的离解度是增大还是减小。 (1) 减压使PCl 5的体积变为2 dm3;
—
(2) 保持压强不变,加入氮气,使体积增至2dm 3; (3) 保持体积不变,加入氮气,使压强增加1倍; (4) 保持压强不变,加入氮气,使体积变为2dm 3; (5) 保持压强不变,加入氮气,使压强增加1倍。 解 (1)增大; (2)增大; (3)不变; (4)减小; (5)减小;
24. 反应CO 2(g) + H2
(g)
θ
CO(g) + H2O(g) 在973K 时平衡常数K =0.64,试确定在该温度下上述
θ
反应的标准自由能变化△rG m 。
当体系中各种气体的分压具有下列七组数值时,确定每一组分压下的吉布斯自由能变化△rG m 。
表中单位为10Pa 。
将△G 对反应混合物的组成作图,标出图中哪个区域里正向反应可能发生,哪个区域里逆向反应可能发生。
θ
解 Ⅰ K =
0. 2531. 733
22
=0.194
△rG m =△rG m + RTln K=kJ·mol
θθ-1
Ⅱ K =
θ
0. 5071. 52
2
2
=0.111
△rG m =△rG m + RTln K=3610.249—17782.590=—14.2kJ ·mol
θθ-1
Ⅲ K =
θ
0. 761. 266
22
=0.360
△rG m =△rG m + RTln K=3610.249+(—8264.670)=—4.7kJ ·mol Ⅳ K =1
△rG m =△rG m + RTln K=3610.249=3.6kJ·mol
θ
θθ-1
θ
θ-1
Ⅴ K =
θ
1. 2660. 76
22
=2.775
△rG m =△rG m + RTln K=11.9kJ·mol
θθ-1
Ⅵ K =
θ
1. 520. 507
22
=8.988
△rG m =△rG m + RTln K=21.4kJ·mol
θθ-1
Ⅶ K =
θ
1. 7730. 253
22
=49.111
△rG m =△rG m + RTln K=35.1kJ·mol
θθ-1
第九章
1. 什么叫稀溶液的依数性?试用分子运动论说明分子的几种依数性? 答
2. 利用溶液的依数性设计一个测定溶质分子量的方法。 答
3. 溶液与化合物有什么不同?溶液与普通混合物又有什么不同? 答
4. 试述溶质、溶剂、溶液、稀溶液、浓溶液、不饱和溶液、饱和溶液、过饱和溶液的含意。 答
为溶质。
系叫溶液。
体
5. 什么叫做溶液的浓度?浓度和溶解度有什么区别和联系?固体溶解在液体中的浓度有哪些表示方法?
比较各种浓度表示方法在实际使用中的优缺点。 答
(及斜率)不一样? 答
以溶解度为纵坐标,以温度为横坐标所做出的溶解度随温度变化的曲线叫做溶解度曲线。 KNO 3溶解度随温度升高而增大; NaCl 溶解度随温度升高几乎不变; NaSO 4溶解度随温度升高而减小。
7. 为什么NaOH 溶解于水时,所得的碱液是热的,而NH 4NO 3溶解与水时,所得溶液是冷的? 答
为什么?如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油溶于100g 水中,结果又怎样?说明之。 答
9. 回答下列问题:
(a )提高水的沸点可采用什么方法? (b )为什么海水鱼不能生活在淡水中? (c )气体压强 和溶液渗透压 有何差别?
(d )为什么临床常用质量分数为0.9%生理食盐水和用质量分数为5%葡萄糖溶液作输液? (e )为什么浮在海面上的冰山其中含盐极少?
(f )试述亨利(Henry )定律和拉乌尔(Raoult )定律的适用范围是。 答
(a )增大水的蒸气压;
(b )因为渗透压不同; (c ) =CRT
稀溶液的渗透压与溶液的浓度和温度的关系同理想气体方程式一致。
6. 如何绘制溶解度曲线?比较KNO 3、NaCl 和NaSO 4的溶解度曲线,说明为什么着三条曲线的变化趋势
8. 把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于100g 水中,问所得溶液的沸点、凝固点、蒸汽压和渗透压相同否?
(d )在一定条件下,难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓度成正比,而与溶质的本性
无关。
(e )非极性或弱极性的固态物质溶于弱极性溶剂而难溶于强极性溶剂。
(f )亨利(Henry )定律的适用范围是中等强度; 拉乌尔(Raoult )定律的适用范围是任何强度。
10. 采用何种简便的办法可得到223K 的低温? 答
(a )NaCl 的溶解度。 (b )溶液的质量分数。 (c )溶液物质的量的浓度。 (d )溶液的质量摩尔浓度。 (e )盐的摩尔分数。 (f )水的摩尔分数。 解
11. 10.00cm 3NaCl 饱和溶液重12.003g ,将其蒸干后得NaCl3.173g ,试计算:
12. 在288K 时,将NH 3气通入一盛有水的玻璃球内,至NH 3不再溶解为止。已知空玻璃球重3.926g ,盛
有饱和溶液共重6.944g ,将此盛液的玻璃球放在50.0cm 破,剩余的酸需用10.4 cm解
-3
-3
、0.55mol ·dm
-3
的H 2SO 4溶液中,将球击
、1.0 mol·dm
-3
NaOH 中和,试计算288K 时,NH 3在水中的溶解度。
13. 计算下列各溶液的物质的量浓度
(1) 把15.6gCsOH 溶解在1.50dm 3水中; (2) 在1.0dm 3水溶液中含有20gHNO 3;
(3) 在100cm 3四氯化碳(CCl 4)溶液中含有7.0mmolI 2; (4) 在100mL 水溶液中含1.00gK 2Cr 2O 7。 解
14. 制备5.00dm 3、0.5mol ·dm 解
-3
的氢溴酸,问需要在标准情况下的HBr 气体多少dm 3?
15. 现有一甲酸溶液,它的密度是1.051g ·cm
25.00g 纯甲酸,求此溶液的体积。 解
-3
,含有质量分数为20.0%的HCOOH ,已知此溶液中含有
16. 现拟制备一种质量分数为20%的氨水溶液,它的密度为0.925g ·cm
少体积的氨气(在标准情况下)? 解
-3
。问制备250 dm3此溶液需用多
17. 现有一K 2HPO 4溶液,它的体积为300 dm 3,其中含有5.369gK 2HPO 4·3H 2O ,计算这种溶液K 2HPO 4
的物质的量浓度。 解
18. 为防止1 dm3水在—10℃ 时凝固,需要向其中加入多少克甲醛HCHO ? 解
19. 在26.6g 氯仿(CHCl 3)中溶解0.402g 萘C 10H 8,其沸点比氯仿的沸点高0.455K ,求氯仿的沸点升高常
数。 解
20. 与人体血液具有相等渗透压的葡萄糖溶液,其凝固点降低值为0.543K ,求氯仿的沸点升高常数。 解
21. 323K 时200g 乙醇中含有23g 非挥发性溶质的溶液,其蒸汽压等于2.76×104Pa 。已知 323K 乙醇的蒸
汽压为2.93×104Pa ,求溶质的相对分子质量。 解
22. 有某化合物的苯溶液,溶质和溶剂的质量比是15∶100;在293K ,1.013×105Pa 下以4dm 3空气缓慢地
通过该溶液时,测知损失了1.185g 的苯(假设失去苯以后,溶液的浓度不变)试求? (1) 该溶质的相对分子质量;
(2) 该溶液的沸点和凝固点(已知293K 时,苯的蒸汽压为1×104Pa ;1.013×105Pa 下,苯的沸
点为353.10K ,苯的凝固点为278.4K )。
解
第十章
1. 把下列氢离子浓度、氢氧根离子浓度换算成pH 和pOH 。 (1)[H+]=3.2×10
-
-5
mol ·dm
-6
-3
; (2)[H+]=6.7×10
-3
-
-9
mol ·dm
-12
-3
;
-3
(3)[OH]=2.0×10解
mol ·dm ; (4)[OH]=4.0×10mol ·dm 。
(1)pH=0.24; (2)pH=7.5; (2)pOH=4.6; (4)pOH=10.2 解
2. 把下列pH 、pOH 换算成氢离子浓度、氢氧根离子浓度。
3. 已知298K 时某一弱酸的浓度为0.010 mol·dm
2倍后的K a 、α和pH 。 解
θ
-3
,测得其pH 为4.0。求K a 和α及稀释至体积变成
θ
4. 将1.0dm 30.20 mol·dm 解
-3
的HAc 溶液稀释导多大体积时才能使Hac 的解离度比原溶液增大1倍?
5. 求0.10 mol·dm 解
-3
盐酸和0.10 mol·dm
-3
H 2C 2O 4混合溶液中的C 2O 4和HC 2O 4的浓度。
2--
6. 计算0.010 mol·dm 解
-3
的H 2SO 4溶液中各离子的浓度,已知H 2SO 4的K 2为1.2×10
θ-2
。
7. 有一混合酸溶液,其中HF 的浓度为1.0 mol·dm
F ,Ac ,HF 和HAc 的浓度。 解
-
-
-3
,HAc 的浓度为0.10 mol·dm
-3
,求溶液中H +,
8. 计算下列各缓冲溶液的有效pH 范围
(1)HCO 3—CO 3; (2) HC 2O 4—C 2O 4; (3)H 2PO 4—HPO 4; (4)HPO 4—PO 4; (5)H 3PO4—H 2PO 4 解
-
-
2-
2-
3-
-
2-
-2-
9. 将0.10 dm30.20 mol·dm 解
-3
HAc 和0.050 dm30.20 mol·dm
-3
NaOH 溶液混合,求混合溶液的pH 值。
10. 欲配制0.50dm 3pH 值为9,其中[NH4]=1.0 mol ·dm
+-3
的缓冲溶液,需密度为0.904g ·cm
-3
、含氨
质量分数为26.0%的浓氨水的体积?固体氯化铵多少克? 解
11. 将1.0 mol·dm 解
-3
Na 3PO 4和2.0 mol·dm
-3
盐酸等体积混合,求溶液的pH 值。
12. 取0.10mol ·dm
-3
某一元弱酸溶液0.050 dm31.10 mol·dm
θ
-3
KOH 溶液混合,将混合液稀释至0.10 dm3
后,测得pH=5.25,求此一元弱酸得K a 。 解
13. 求下列浓度均为0.10 mol·dm
-3
的溶液的pH 。
(1)NaHCO 3 (2) Na2S (3)NH4Cl (4) NaH2PO 4 解
14. 写出下列分子或离子的共轭酸。 SO 4, S 答
2-
2-
, H 2PO 4, NH 3, HNO 3 ,H 2O
-
15.写出下列分子或离子的共轭碱。
HAc , H 2O , NH 3, HPO 4, HS 答
2--
16. 举列说明酸碱电子理论中有哪几类常见反应。 答
17.已知Zn(OH)2的溶度积为1.2×10解
-17
,求其溶解度。
18.已知室温时下列各盐的溶解度(以mol ·dm
-7
-3
-3
表示),试求各盐的K sp 。
-5
θ
(1) AgBr(8.8×10(3)Pb(IO3) 2(3.1×10解
-5
mol ·dm
-3
) ; (2)Mg(NH4)PO4(6.3×10 mol ·dm
-3
) ;
mol ·dm )
19. 在0.10 dm3含有2.0×10
能否产生PbI 2沉淀? 解 Q=
-3
mol ·dm
-3
的Pb 2+溶液中加入0.10 dm3含I 0.040 mol·dm
--3
的溶液后,
20.将5.0×10
-3
dm
-3
0.20mol ·dm
-3
的MgCl 2溶液与5.0×10
-3
dm
-3
0.10mol ·dm
-3
的NH 3·H 2O 溶液
混合时,有无Mg(OH)2沉淀产生?为了使溶液中不析出Mg(OH)2沉淀,在溶液中至少要加入多少克固体NH 4Cl ?(忽略加入固体NH 4Cl 后溶液的体积的变化) 解
21. 将0.010mol 的CuS 溶于1.0 dm
CuS ? 解
-3
盐酸中,计算所需的盐酸的浓度。从计算结果说明盐酸能否溶解
22.现有0.10 dm
沉淀? 解
3
溶液,其中含有0.0010mol 的NaCl 和0.0010mol K2CrO 4,逐滴AgNO 3溶液时,何者先
反应能否进行到底? 解
23. 用Na 2CO 3溶液处理AgI ,使之转化为Ag 2CO 3,转化进行到底的条件是什么?根据计算结果预测转化
24.如果BaCO 3沉淀中尚有0.010mol BaSO 4,在1.0dm
才能使BaSO 4完全转化为BaCO 3? 解
-3
此沉淀的饱和溶液中应加入多少mol 的Na 2CO 3
25.某一元弱酸强碱形成的难溶盐MA ,在纯水中的溶解度(不考虑水解)为1.0×10
酸的K a 为10解
θ
-6
-3
mol ·dm
-3
,弱
,试求该盐在[H+]保持为2.4×10
-6
mol ·dm
-3
的溶液中的溶解度。
第十一章