北师大《无机化学》第四版习题5Word文档下载推荐.docx
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在298K下,P(饱和水蒸气压)=3.167Kpa,P(不饱和)/P(饱和)=40%,
则P(不饱和)/P(饱和)=40%×
P(饱和)=0.4×
3.167=1.2668Kpa
答:
水蒸气压为1.2668Kpa.
5-3化学实验中经常用蒸馏水冲洗已用自来水洗净的烧杯。
设洗净烧杯内残留“水”为1mL,试计算,用30mL蒸馏水洗1次和2次,烧杯中残留的“自来水的浓度”分别多大?
再用自来水洗之后,烧杯中自来水为1ml之后,加入30ml蒸馏水,一共为31ml水,自来水占1/31,倒掉后又倒1ml,故自来水浓度为1/31。
若第一次加入的蒸馏水倒掉之后,1ml中含1/31ml的自来水;
再加入30ml蒸馏水,一共为31ml水,自来水占1/312=1/963
所以倒掉后自来水占1/312=1/963
5-4计算15℃,97kPa下15g氯气的体积。
5-520℃,97kPa下0.842g某气体的体积为0.400L,求气体的摩尔质量。
由理想气体状态方程:
p×
v=n×
R×
T,n=m/M,得p×
v=m/M×
T
M=mpT/pv=0.842×
8.314×
293/97×
103×
0.4=52.8g/mol
该气体的摩尔质量为:
52.8g/mol。
5-6测得2.96g氯化在407℃的1L容积的真空系统里完全蒸发到的压力为60kPa,求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。
(1)设氯化汞蒸汽的摩尔质量为M,则由n=m/M,p×
得M=m×
T/p×
v=2.96×
680/60=278.9g/mol
(2)设氯化汞的化学式为HgCln,则
200.6+35.5n=278.9
解得n=2
氯化汞的摩尔质量是278.9g/mol,化学式是HgCl2
5-7在1000℃和97kPa下测得硫蒸气的密度为0.5977gL-1,求蒸气的摩尔质量和化学式。
(1)设硫蒸气的体积为1L,则由p×
T得
M=m×
v=0.5977×
1273/97×
1=65g/mol
(2)设硫蒸气的化学式为Sn,则32n=65解得n=2
所以硫蒸气的摩尔质量是65g/mol化学式是S2.
5-8在25℃时将相同压力的5.0L氮气和15L氧气压缩到一个10.0L的真空容器中,测得混合气体的总压为150kPa,
(1)求两种气体的初始压力;
(2)求混合气体中氮和氧的分压;
(3)将温度上升到210℃,容器的总压。
方法1:
1)假设压缩两种气体的总压力为P,分压为P1、P2,则由玻意耳定律得:
P1V1=P2V2
P=P2V2/V1=75kPa
P1=75×
5/(5+15)=18.75kPa
P2=75×
15(5+15)=56025kPa
(2)假设混合气体的分压分别为P3、P4,则有:
P3=150×
5/(5+15)=18.75kPa
P4=150×
15(5+15)=112.5kPa
(3)假设210℃时,容器的总压为P5,则由盖吕莎克定律得:
P/T=P5/T5
P5=P×
T5/T=243kPa
方法2:
(1)两种气体的初始压力为p,则由p1v1=p1v1得
p(VN2+VO2)=p混V混
则p=p混×
v混/(vN2+vO2)
=150×
10/(5+15)
=75Kp
(2)同温同压下,n(N2):
n(O2)=V(N2):
V(O2)=1:
3
P(O2)=P×
X(O2)=1/4×
150kPa=37.5kPa
P(N2)=P×
X(N2)=3/4×
150kPa=122.5kPa
(3)P2V2=nRT2①
PV=nRT②两式相比,得P2/P=T2/T
150kPa/P=298K/483KP=243kPa
5-9在25℃,1.47MPa下把氨气通入容积为1.00刚性壁密闭容器中,在350℃下用催化剂使部分氨分解为氮气和氢气,测得总压为5MPa,求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压。
解:
P1V1=n(NH3)RT1→n(NH3)=0.5933mol
P2V2=n(混)RT→n(混)=0.9653mol
设有2xmol的NH3在1123K下分解,则有xmolN2和3xmolH2生成,则nNH3-2x+x+3x=n总
x=0.186mol
X(NH3)=(nNH3-2x)/n总=0.229mol
X(N2)=X/n总=0.193mol
X(H2)=3x/n总=0.578mol
P(NH3)=P×
X(NH3)=1.146MPa
X(N2)=1.965MPa
P(H2)=P×
X(H2)=2.89MPa
NH3的解离度=(n(NH3)-2x)/n(NH3)=0.627%。
5-10某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为6930Pa,在铂催化剂催化下发生如下反应:
C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)反应结束时温度降至原温度后测得总压为4530Pa。
求原混合气体中乙烯的摩尔分数。
由等温变化得:
P1V1/n1=P2V2/n2
原混合气体中乙烯的摩尔分数为Ni;
设气体总体积为1
6930*1/n=4530*1/(1-Ni)n
得=0.346
原混合气体中乙烯的摩尔分数为0.34
5—11以下哪些关系式是正确的(p、V、n表示混合气体的总压、总体积和总物质的量)?
说明理由。
pVB=nBRTpBV=nBRTpBVB=nRTpV=nRT
答:
PVB=nBRT错误
PBV=nBRT正确,它表示B物质的分压力
PBVB=nRT错误
PV=nRT正确,它就是气体的状态方程.
5-12以下系统内各有几个相?
(1)水溶性蛋白质的水溶液;
(2)氢氧混合气体;
(3)盐酸与铁块发生反应的系统;
(4)超临界状态的水。
解
(1)一个相,因为溶液均匀分布的;
(2)一个相,因为混合气体均匀分布的;
(3)三个相,因为反映系统中有未反映的铁固体,生成H2气体以及溶液液体。
(4)一个相,因为超临界状态的水,既有水固体,又有水液体和水蒸汽。
5-1310g水在373k和100kPa下气化,所做的功多大?
系统接受环境所给的功:
W=P×
△V=RT△n=0.008314×
373×
10/18=1.723kJ
5—14反应CaC2(s)+2H2O(l)=Ca(OH)2(s)+C2H2(g)在298K下的标准摩尔热力学能变化量为-128.0Kjmol–1,求该反应的标准摩尔焓变。
解:
该反应是在恒温恒压条件下进行,反应的标准摩尔生成焓:
△rHm=U+P△V=-128.0+0.008314×
298×
(1-0)=-125.5kJ▪mol–1
5-15人类登月使用的阿波罗的第一级火箭使用了550吨煤油在2.5min内与氧发生燃烧反应产生巨大推力。
以C12H26(l)为煤油的平均分子式的燃烧热为-7513KJmol-1,试计算这个燃烧反应的功率。
设这个燃烧反应的功率为P,在2.5min内产生的热量为WkJ;
则由:
C6H12O6+18.5O2=12CO2+13H2O;
H=–7513kJ/moL
170g7513kJ
55010001000gWkJ
W=2.431010kJ
P=W/t=1.62108kW
5—16已知Al2O3(s)和MnO2(s)的标准摩尔生成焓为-1676KJmol-1和-521KJmol-1,计算1g铝与MnO2(s)足量反应(铝热法)产生的热量。
n(Al)=1/27mol
4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn
Qp=△H=(-1676+521)×
1/27=16.6kJmol–1
5-17已知Cl-1(aq)的标准摩尔生成焓为–167.5kJmol–1,计算1molHCl(g)溶于足量的水释放多少热?
[注]计算得到的值为氯化氢的溶解热;
HCl(g)的标准摩尔生成焓可从本书附表中查获。
假设水量的多少与程度无关(事实上是有关的,因此溶解热的数值通常设定为无限稀释。
)
假设溶于定量的水释放的热量为△H,则有:
HCl(g)=H(∞aq)++Claq–
因规定△fHmO(H(∞aq))=0△H(Cl–)=–167.5kJ/mol
又可查表得:
H(HCl)=–92.307kJ/mol
△rHmO=△fHmO(H(∞aq))+△fHmO(Claq–)–△fHmO(HCl(g))
=0+(–167.5)–(–92.307)=75.2kJ▪mol–1
所以1molHCl(g)溶于足量水的释放热为75.2kJ▪mol–1
5-18:
用标准摩尔生成焓的数据计算SiF4(g)与足量H2O(l)的反应生成SiO2(s)和HF(g)的摩尔反应焓。
解:
反应方程式为:
SiF4(g)+2H2O(l)=SiO2(s)+4HF(g)
△rHmO=△rHmO(SiO2)+4△rHmO(HF)–△rHmO(SiF4)–2△rHmO(H2O)
=(–910.94kJ▪mol-1)+4*(–271.1kJ▪mol–1)–2*(285.830kJ▪mol-1)–(–1416.98kJ▪mol–1)
=191.3(kJ▪mol–1)
所以为:
SiF4(g)+2H2O(l)=SiO2(s)+4HF(g)△rHmO=191.3(kJ▪mol-1)
5-19利用本书附表与下列数据计算石灰岩[以CaCO3(方解石)计]被CO2(g)溶解发育成喀斯特地形的如下反应的标准摩尔反应焓:
CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2HCO–-3(aq)
△rHmθ/kJ▪mol-1:
Ca2+(aq)–543.0HCO-3(aq)–691.1
CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2HCO-3(aq)
△rHmθ=△rHmθ(Ca2+(aq))+2△rHmθ(HCO-3(aq))–△rHmθ(CaCO3(s))–△rHmθ(CO2(g))–△rHmθ(H2O(l))
=(–543.0kJ▪mol–1)+2×
(–691.1kJ▪mol–1)–2×
(–1260.92kJ▪mol–1)–(–393.509kJ▪mol–1)–(–285.830kJ▪mol–1)=–38.941(kJ·
mol–1)
5-20火柴头中的P4S3(s)标准摩尔燃烧热
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