new无机化学上复习题答案.docx
- 文档编号:7149331
- 上传时间:2023-01-21
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:567.84KB
new无机化学上复习题答案.docx
《new无机化学上复习题答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《new无机化学上复习题答案.docx(30页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
new无机化学上复习题答案
第5章化学热力学
5-6.测得2.96g氯化汞在407℃的1L容积的真空系统里完全蒸发达到的压力为60kPa,求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。
5-8.25℃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。
由于混合前氮气和氧气的压力相同,因此可以假定它们混合过程为等压混合(只混合,不改变压力),则根据分体积的定义,氮气和氧气混合前的体积则为分体积,混合后的总体积为15+5=20L,混合后的初始压力(体积20L)与混合前两种气体的初始压力相同。
然后再把混合气体体积压缩到10L。
5-9.25℃,1.47MPa下把氨气通入容积为1.00L刚性密闭容器中,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。
2NH3====N2+3H2
n平0.593-2xx3x
0.593-2x+x+4x=0.965x=0.186mol
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。
解:
C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)
P始XY0
P终0Y-XX
P始=X+Y=6930PaP终=Y-X+X=4530Pa
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-128.0kJ.mol-1,求该反应的标准摩尔焓变。
解:
△Hø=△Uø+P△V=△Uø+RT∑B(g)
=-128.0+8.314×10-3×298×1
=-125.5kJ.mol-1
5-16.已知Al2O3(s)和MnO2(s)的标准摩尔生成焓为
-1676kJ.mol-1和-521kJ.mol-1,计算1g铝与足量MnO2(s)反应产生的热量。
解:
4Al(s)+3MnO2(s)=2Al2O3(s)+3Mn(s)
△fHøm/kJ·mol-10-521-16760
△rHmø=2×(-1676)-3×(-521)=-1789kJ.mol-1
5-17.已知Cl-(aq)的标准摩尔生成焓为-167.5kJ.mol-1,计算1molHCl(g)溶于足量水中释放出多少热?
解:
HCl(g)+∞(aq)=H+(aq)+Cl-(aq)
△fHøm/kJ·mol-1-92.3070-167.5
△rHøm=(-167.5)-(-92.307)=-75.2kJ.mol-1
5-21
解答:
5-25.已知N2、NO和O2的解离焓分别为941.7kJ.mol-1、631.8kJ.mol-1和493.7kJ.mol-1,仅利用这些数据判断NO在常温常压下能否自发分解。
解:
2NO(g)==N2(g)+O2(g)
△rHøm=2×631.8–941.7–493.7=-171.8kJ.mol-1
∵反应前后气体分子数相同,△Sø变化不大。
∴反应的△Gø主要取决于△Hø,故△Gø<0,反应自发。
5-26.下列反应是熵增还是熵减反应?
①葡萄糖燃烧;②乙炔燃烧;③碳酸氢钠分解;④铁丝燃烧;⑤甲烷与水蒸气反应生成水煤气;⑥甲烷与氧气反应生成合成气。
解:
①C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)
②2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
③2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)
④3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s)
⑤CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
⑥2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)
①、③、⑤、⑥△S>0②、④△S<0
5-28.碘钨灯灯发生如下可逆反应:
W(s)+I2(g)=WI2(g)
△fGøm/kJ.mol-1019.327-8.37
Søm/J.mol-1.K-133.5260.69251
①求623K时,上式反应的△rGøm
②估算WI2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。
解:
①△rGø298=-8.37-19.327=-27.697kJ.mol-1
△rSø298=251-33.5-260.69=-43.19J.mol-1.K-1
△rHø298=△rGø298+298△rSø298
=-27.697+298×10-3×(-43.19)
=-40.568kJ.mol-1
△rGø623≈△rHø298-623△rSø298
=-40.568-623×(-43.19)×10-3
=-13.66kJ.mol-1
②WI2(g)=W(s)+I2(g)
△rHø298=40.568kJ.mol-1△rSø298=43.19J.mol-1.K-1
5-29.用凸透镜聚集太加热分解倒置在液汞上的装满液汞试管的氧化汞,使其分解。
估算:
使氧气的压力达到标态压力和1kPa所需的最低温度,并估计为使氧气压力达1kPa,试管的长度至少为多长?
解:
HgO(s)==Hg(s)+½O2(g)
△fHøm/kJ.mol-1-90.4600
Søm/J.mol-1.K-171.176.02205.138
△rHø298=90.46kJ.mol-1
△rSø298=1/2×205.138+76.02-71.1=107.5J.mol-1K-1
①标态下的分解温度
②1kPa下的分解温度
试管的长度应大于760mm。
5-30
解答:
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)
5-31.石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解?
若在一个用真空泵不断抽真空的系统,系统的气体压力保持10Pa,加热到多少度才能分解?
解:
CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)
△fHøm/kJ.mol-1-1206.92-635.09-393.509
Søm/J.mol-1.K–192.939.75213.74
△rHø298=(-393.509)+(-635.09)–(-1206.92)=178.321kJ.mol-1
△rSø298=213.74+39.75–92.9=160.59J.mol-1.K–1
①标态下的分解温度
②10Pa下的分解温度
第6章化学平衡
6-1写出下列各反应的标准平衡常数表达式和实验平衡常数表达式
①.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)
②.NH4HCO3(s)=CO2(g)+NH3(g)+H2O(g)
③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
④CO2(g)=CO2(aq)
解:
①
②
③
④
6-2
(1)K1=K2=(2.2×10-3)2=4.84×10-6
(2)K2=1/K=1/2.2×10-3=4.55×102
6-4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]=0.26mol/L,求K、Kc以及KP(分别用Pa和bar为气体的压力单位)。
解:
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
6-5已知:
①HCN=H++CN-K1=4.9×10-10
②NH3+H2O=NH4++OH-K2=1.8×10-5
③H2O=H++OH-K3=1.0×10-14
求反应NH3+HCN=NH4++CN-的平衡常数。
解:
①+②-③得:
NH3+HCN=NH4++CN-
6-6反应CO+H2O=CO2+H2在749K时的平衡常数K=2.6设①反应起始时CO和H2O的浓度均为1mol/L;②起始时CO和H2O的摩尔比为1:
3,求CO的平衡转化率。
用计算结果说明勒沙特列原理。
解:
∵△n=0∴Kc=KP=K
1CO+H2O=CO2+H2
C平1-x1-xxx
②CO+H2O=CO2+H2
C平1-x3-xxx
计算结果说明,增大反应物的浓度,平衡向生成物方向移动。
6-7将SO3固体置于一反应器,加热使SO3气化并令其分解,测得温度为900K,总压为P时,气体混合物的密度为=0.925g/dm3,求SO3的解离度。
解:
SO3=SO2+½O2
n平1-XXX/2n=1+X/2
6-8已知反应N2O4=2NO2在308K下的标准平衡常数K为0.32。
求反应系统的总压力为P和2P,N2O4的解离度及其比。
用计算的结果说明勒沙特列原理。
解:
N2O4==2NO2
n平1-x2xn=1+x
将P=P和2P代入解得:
x1=27.2%x2=19.6%
即增大压力,平衡朝缩小气体体积的方向移动。
6-9为使Ag2O在常温下分解,氧的分压应降为多大?
解:
Ag2O(s)=2Ag(s)+½O2(g)
ΔfGmø/kJ·mol-1-11.200
ΔrGmø=11.2kJ·mol-1
6-12在693K和723K下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分别为5.16×104和1.08×105Pa,求在该温度区域分解反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵变。
解:
HgO(s)==Hg(g)+½O2(g)
P平XX/2
P总1=X1+X1/2=5.16×104PaX1=3.44×104Pa
P总2=X2+X2/2=1.08×105PaX2=7.2×104Pa
△G693=-RTlnK=-8.314×693ln0.143=1.12×104J.mol-1
△GT=△H-T△S
6-14雷雨导致空气中的氮气和氧气化合为NO。
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。
解:
①温度升高,平衡右移,所以该反应是吸热反应
②N2+O2==2NO
P初/kPa78210
P平/kPa78-0.421-0.40.8
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解释。
解:
①Cl2(g)===Cl2(aq)
②Cl2(aq)+H2O(l)=====Cl-(aq)+HClO(aq)+H+(aq)
加入食盐,增大了Cl-浓度,促使平衡②和①向左移动,故氯气在食盐中的溶解度降低。
6-20实验测得氯气溶于水后约有三分之一的Cl2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0.09mol/L.
解:
①Cl2(aq)+H2O(l)====Cl-(aq)+HClO(aq)+H+(aq)
C平0.060.030.030.03
6-22超音速飞机在飞行放出的燃烧尾气中的NO会通过下列反应破坏臭气层:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)①已知298K和100KPa下NO,NO2和O3的生成自由能分别为:
86.7、51.8、163.6kJ.mol-1,求上面反应的KP和KC②假定反应在298K下发生前,高层大气里的NO、O3和O2的浓度分别为2×10-9mol/L,1×10-9mol/L,2×10-3mol/L,NO2的浓度为零,试计算O3的平衡浓度。
解:
①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)
△G=51.8–86.7–163.6=-198.5kJ.mol-1
②NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)
C初2×10-91×10-902×10-3
C平10-9+XX10-9-X2×10-3+1×10-9-X
∵K值很大,X≈0
6-23
解:
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
初始浓度(mol.L-1)4.0×10-54.0×10-4
平衡浓度(mol.L-1)4.0×10-5-x4.0×10-44.0×10-4+x
因而CO的平衡浓度为[CO]=4.0×10-5-x=4.0×10-5-3.8×10-5=2×10-6mol.L-1
CO的转化率为α=3.8×10-5/4.0×10-5=96%。
6-26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/℃200600800
d/kg.L-16.8×10-32.65×10-31.51×10-3
1求三氯化铝在200℃和800℃时的分子式。
2求600℃下的平衡物种。
3求600℃下各物种的平衡分压。
④求600℃的KC和KP
解:
①
∵式量AlCl3=133.34
∴200℃的分子式为Al2Cl6,800℃时为AlCl3
②
所以600℃下的平衡物种为AlCl3和Al2Cl6。
③设AlCl3含量为X,Al2Cl6含量为1-X。
则:
133.4X+266.78(1-X)=192.3X=55.78%
④解:
Al2Cl6==2AlCl3
补充练习题
1.已知在Br2与NO的混合物中,可能达到下列平衡:
①NO(g)+½Br2(l)=NOBr(g)
②Br2(l)=Br2(g)
③NO(g)+½Br2(g)=NOBr(g)
A:
如果在密闭容器中,有液体Br2存在,当温度一定时,压缩容器,平衡如何移动?
B:
如果在密闭容器中,无液体Br2存在,当温度一定时,压缩容器,平衡如何移动?
(设仍无液溴出现)
解:
A:
①不移动②平衡向左移动③不移动(温度一定时,液溴的蒸气压不变)。
B:
①、②平衡不存在,③平衡向右移动。
2.已知反应H2(g)=2H(g)△H=412.5kJ.mol-1,在3000K及P时,H2有9%离解,问在3600K时,H2的离解率为多少?
解:
H2(g)==2H(g)
n平1–0.092×0.09n总=1+0.09
H2(g)==2H(g)
n平1–x2xn总=1+x
第7章化学动力学
7-2.970K下,反应2N2O=2N2+O2起始时N2O的压力为2.93×104Pa,测得反应中系统的总压变化如下所示:
t/s
300
900
2000
4000
P(总)/104Pa
3.33
3.63
3.93
4.14
求最初300s与最后2000s的时间间隔的平约速率。
解:
2N2O=2N2+O2
7-3.
(1)
(2)k=2.5×103
(3)r=1.4×10-2
7-4.N2O在金表面上分解的实验数据如下:
t/min
0
20
40
60
80
100
C(N2O)/mol.L-1
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0
①求分解反应的反应级数。
②求速率常数。
③求N2O消耗一半时的反应速率。
④该反应的半衰期与初始浓度呈什么关系?
解:
①匀速反应,速率与反应物的浓度无关,零级反应。
②
③v=1.0×10-3mol·l-1·min-1
④定积分得:
将Ct=½C°代入得:
7-7碳-14半衰期为5720a,今测得店山顶洞遗址出土的古斑鹿骨化石中14C/12C比值是当今活着的生物的0.109倍,估算该化石是距今多久?
店猿人距今约50万年,能否用碳-14法测定它的生活年代?
解:
不可行,因为C-14的放射性太弱,它可较准确断代的样品应距今1000~50000年间。
7-9.某反应在273K和313K下的速率常数分别为1.06×10-5s-1和2.93×10-3s-1,求该反应在298K下的速率常数。
Ea=9.98×104J.mol-1
k=4.24×10-4s-1
7-10.某一级反应,在300K时反应完成50%需时20min,在350K时反应完成50%需时5.0min,计算该反应的活化能。
Ea=2.42×104J.mol-1
7-14.有人提出氧气氧化溴化氢气体生成水蒸气和溴蒸气的反应历程如下:
HBr+O2→HOOBr
HOOBr+HBr→2HOBr
HOBr+HBr→H2O+Br2
①怎样由这三个基元反应加和起来得该反应的计量方程式?
②写出各基元反应的速率方程。
③指出该反应有哪些中间体?
④实验指出,该反应的表现速率方程对于HBr和O2都是一级的,在上述历程中,哪一步基元反应是速控步?
解:
①A+B+2C得:
4HBr+O2→2H2O+2Br2
②
③中间体有:
HOOBr和HOBr
④第一步是速控步。
第8章水溶液
8-9解答:
8-12解答
(1)葡萄糖大于蔗糖。
因为蔗糖的分子量大于葡萄糖,二者的质量分数相同,所以葡萄糖溶液的质量摩尔浓度比蔗糖溶液大。
(2)葡萄糖溶液的渗透压大。
(3)NaCl溶液的渗透压大。
因为NaCl是强电解质,实际溶质的浓度接近于NaCl浓度的2倍(即1mol.L-1)。
(4)CaCl2溶液的渗透压大。
海水的质量分数为3.5%,因而可以计算出海水中盐的质量摩尔浓度(以NaCl计)为m。
8-13解答
则海水中实际粒子的浓度为m*=2×0.62=1.24mol.kg-1
所以,海水开始结冰的温度为-2.3℃;开始沸腾的温度为100.64℃。
第9章酸碱平衡
9-4.苯甲酸的酸常数Ka=6.4×10-5,试求:
①中和1.22g苯甲酸需0.4mol.L-1的NaOH溶液多少毫升.
②求其共轭碱的碱常数Kb。
③苯甲酸在水中的溶解度为2.06g.L-1,求饱和溶液pH。
解:
①1.22/122=0.4×10-3xx=25ml
②
③
pH=3
9-5.计算下列溶液的pH值:
①10ml5.0×10-3mol.L-1的NaOH。
②10ml0.4mol.L-1HCl与10ml0.1mol.L-1NaOH的混合液。
③10ml0.2mol.L-1NH3·H2O与10ml0.1mol.L-1HCl混合液。
④10ml0.2mol.L-1HAc与10ml0.2mol.L-1NH4Cl的混合液。
解:
①pOH=2.3pH=11.7
②发生中和反应,pH取决于剩余的HCl。
③过量的NH3与产物NH4Cl组成缓冲体系
④pH取决于HAc的电离
pH=2.88
9-8.25℃标准压力下的CO2气体在水中的溶解度为0.034mol.L-1,求溶液的pH值和[CO32-]。
解:
pH=3.92
9-9.将15gP2O5溶于热水,稀释至750ml,设P2O5全部转化为H3PO4,计算溶液中的各组分浓度。
K1=7.11×10-3K2=6.23×10-8K3=4.5×10-13
解:
H3PO4====H++H2PO4-
C平0.28-xxx
即:
[H+]=[H2PO4-]=0.042mol.L-1
[HPO42-]≈K2=6.23×10-8
[PO43-]=6.7×10-19mol.L-1
9-10.某弱酸HA,0.015mol.L-1电离度为0.80%,浓度为0.1mol.L-1电离度多大?
解:
9-11.计算0.100mol.L-1Na2CO3溶液的pH值和电离度。
解:
CO32-+H2O=====HCO3-+OH-
pOH=2.37pH=11.36
9-12.某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH滴定,当用去3.26mlNaOH时,混合溶液的pH=4.00,当用去18.30ml时,混合溶液的pH=5.00。
求该弱酸的电离常数。
解:
联立解得:
n酸=37.5xKa=9.52×10-6
9-13.缓冲溶液HAc-Ac-的总浓度为1.0mol.L-1,当溶液的pH为:
①4.00;②5.00,HAc和Ac-的浓度分别为多大?
解:
①
②
9-14.欲配pH=5.0的缓冲溶液,需称取多少克NaAc·3H2O固体溶解在300ml0.5mol.L-1的HAc溶液中?
解:
x=36.3g
9-15.某含杂质的一元碱样品0.5000g(分子量为59.1),用0.1000mol.L-1HCl滴定,需用75.00ml;在滴定过程中,加入49.00ml酸时,溶液的pH=10.65。
求该碱的电离常数和样品的纯度。
解:
9-16.将Na2CO3和NaHCO3混合物30g配成1L溶液,测得溶液的pH=10.62。
计算溶液含Na2CO3和NaHCO3各多少克?
解:
设NaHCO3含x克
则Na2CO3为:
30–7.59=22.41g
9-19.计算10ml0.3mol.L-1的HAc和20ml浓度为0.15mol.L-1HCN混合得到的溶液中的[H+]、[Ac-]、[CN-]。
解:
KHAc=1.76×10-5KHCN=4.93×10-10
∵KHAc>>KHCN∴[H+]取决于HAc的电离
[CN-]=3.7×10-8
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- new 无机化学 复习题 答案