大学化学(第二版)部分习题参考答案.ppt

第一章部分第一章部分习题参考答案参考答案= 0 = 0 - - 2 2×(- - ) = 32.90 ( ) = 32.90 (kJ·mol-1)[P33: 6题题] 解题思路解题思路 解解: 查查附附录4中有关数据如下：中有关数据如下： 2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g) ΔfHmө (298.15K)/( kJ·mol-1) -46.11 0 0 Smө (298.15K)/( J·mol-1·K-1 ΔfGmө (298.15K)/( kJ·mol-1) -16.45 0 0 △△rGmө)=)=∑vi△△fGmө(生成物生成物) - -∑vi△△fGmө(反应物反应物) 解解 ΔrGmө(T) ≈ΔrHmө( 298.15 K ) - -T·ΔrSmө( 298.15K )- -× 198.65 ×10-3（（kJ·mol-1）） 根据根据: ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K) –T•ΔrSmө(298.15K) 计算计算. △△rSmө(298.15K) 298.15K) ＝＝∑viSmө(生成物生成物) - -∑viSmө(反应物反应物) ＝＝[ 191.50 + (3 3×130.684) ] - - (2 2）） =198.65 (J·mol-1·K-1) △△rHmө(298.15K)298.15K)＝＝∑vi△△fHmө(生成物生成物)-)-∑vi△△fHmө(反应物反应物) ＝＝ 0 – 2 2×(- -））( (kJ·mol-1) 2NH3 (g) = N2 (g) + 3H2 (g) 根据根据 ΔrGm(T) =ΔrGmөQ 计算计算. ΔrGmө(T) = ΔrHmө(298.15K) - -T·ΔrSmө(298.15K) - - ×10-3 = - -21.63 ( (kJ·mol-1) Q = = = 100 (PNH3/Pө)2 (PN2/Pө)1 ·(PH2/Pө)3 (1000/100)1 ·(1000/100)3 (1000/100)2 ΔrGm(T) = ΔrGmө(T) + + 2.303RTlgQ = - -×10-3××lg(100)( (kJ·mol-1) p(O2) = 101.325Kpa×21％％ P(O2)Pө 1P(O2)/ /Pө 21.28Kpa 100Kpa 解：解： 查表可知：表可知： Sn(s) + O2(g) = SnO2(s) ΔfGmө (298.15K)/( kJ·mol-1) 0 0 -519.7 [P33:3题题] 解题思路解题思路 Q 当当时，，ΔrGmө(T) = △△rGmө(298.15K) 298.15K) △△rGmө(298.15K) 298.15K) =∑vi△△fGmө(生成物生成物) - -∑vi△△fGmө(反反应物物) = ( = (-519.7) - - - - 0 = 0 = - - - - 519.7 ( 519.7 (kJ·mol-1) (1) 根据根据 ΔrGm(T)=ΔrGmөQ 计算计算.∴∴ P(O2) ＜＜ 10-89.04 Kpa2.303RT- -ΔrGmө(T) 1P(O2)/ /Pө P(O2)Pө lgQ ＞＞ = 91.04, 则则: Q ＞＞10 即: ΔrGm(T) = ΔrGmөQ＞＞0, 非自发。

非自发￿ ￿ ΔrGmө(T) + 2.303RT lgQ ＞＞0 , (2) 使使使使Sn在常在常温温温温空气中不被氧化空气中不被氧化, 应使反应非自发应使反应非自发. Q = = ＞＞ 10 ∴∴ 常温空气中常温空气中使使Sn不被氧化所需不被氧化所需O2最高压力应低于最高压力应低于10-89.04 Kpa．． = △△rGmө(298.15K) +298.15K) +×10-3×298.15×lg(4.699) = -515.86 ( (kJ·mol-1) ＜＜ 0 , 向正方向自发进行向正方向自发进行. .￿￿￿￿￿￿￿￿∴∴￿ ￿金属锡制件在常温的空气中能被氧化金属锡制件在常温的空气中能被氧化 ΔrGm(T) = ΔrGmө(T)+2.303RT lgQ￿ ￿ Sn(s)+O2(g)= SnO2(s)[P34:8[P34:8题题] ] 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃，， 试计算该反应试计算该反应: N2 (g) + O2 (g) = 2NO(g) 在在1300℃时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数Kө。

解解: 查表知查表知: N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ΔfHmө(298.15K)/( kJ•mol-1) Smө(298.15K)/( J•mol-1•K-1) △△rHmө(298.15K)＝＝∑vi△△fHmө(生成物生成物) - -∑vi△△fHmө(反应物）反应物） ＝＝2×90.25 ＝＝180.50 kJ•mol-1 △△rSmө(298.15K)＝＝∑vi Smө(生成物生成物) - -∑viSmө(反应物）反应物） ＝＝2×210.76 –(191.5 + 205.14) ＝＝24.88 J•k-1•mol-1 ΔrGmө(T) =ΔrHmө(T) - -T·ΔrSmө(T) lgKө =2.303RT - -ΔrGmө(T) lgKө = - △△rGmө = -（）（）/（（2.303×8.314×10-3）） T =1300℃ = ΔrGmө(T) ≈ △△rHmө(298.15K) –T•△△rSmө(298.15K) = 180.50 -1573.15×24.88×10-3 = 141.36 kJ•mol-1 Kө = 10 = 2.0×10-5答：答： 略。

略[P33: 4题题] 解题思路解题思路 查查附附录4可知：可知： CaO(s)+ SO2(g) +1/2O2(g)=CaSO4(s) ΔfHmө(298.15K)/(kJ·mol-1) -635.09 -296.83 0 -1433Smө(298.15K)/(J·mol-1·K-1 (1) 在标准态下自发进行的温度在标准态下自发进行的温度T的计算：的计算： △△rSmө() ) ＝＝∑viSmө(生成物生成物) - -∑viSmө(反应物反应物) ＝＝[ 1×106.7] –[–[1 1×39.75 + 1 1×248.22 + 1/2×205.14] ＝＝ -283.84J·mol-1·K-1△△rHmө() )＝＝∑vi△△fHmө(生成物生成物)-)-∑vi△△fHmө(反应物反应物) ＝＝ [1×(-1433)] – [1 1×(- -635.09)+1×(-296.83) +1×0] ＝＝-500.08 kJ·mol-1 解解:ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K)-T·ΔrSmө(298.15K)＜＜0时自发进行。

时自发进行即即: -500.08 - T×(-283.84)×10-3 ＜＜0 ∴∴ T＜＜1762K(2) T=1250K时：时： CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)=CaSO4(s) 根据根据 ΔrGm(T) =ΔrGmөQ 计算ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K) -T·ΔrSmө(298.15K) = -500.08 -1250×(-283.84)×10-3 = -145.28kJ·mol-1 ΔrGm(T) =ΔrGmөQ = -145.28 + 2.303×8.314×10-3×1250×lg(22.37) = -112.98kJ·mol-1＜＜0 p(SO2)=10kPa, p(O2)=20kPa, 系统为非标准态系统为非标准态 1[p(SO2)/pө][p(O2)/pө]1/2Q = = = 22.37 1[10/100][20/100]1/2∴∴ 反应能向正方向自发进行。

反应能向正方向自发进行(3) T=1500K时：时：2.303RT- -ΔrGmө(T) 根据根据 lgKө = 进行计算进行计算 ΔrGmө(1500K) ≈ΔrHmө(298.15K) -T·ΔrSmө(298.15K) = -500.08 - 1500×(-283.84)×10-3 = -74.32kJ·mol-12.303RT- -ΔrGmө(1500K) lgKө 2.303×8.314×10-3×1500- (-74.32) ∴∴ Kө = 10×102 查附附录4可知：可知： CuO(s) +CO(g)＝＝Cu(s) +CO2(g) 【【P33: 第第5题题】】解题思路解题思路 ΔfHmө(298.15K)/(kJ·mol-1 -110.5 0 -393.5 Smө(298.15K)/(J·mol-1·K-1 197.7 33.2 213.7 解解:△△rHmө() )＝＝∑vi△△fHmө(生成物生成物)-)-∑vi△△fHmө(反应物反应物) ＝＝ [1×0 + 1×(-393.5)] – [1 1×(- -157.3) + 1×(-110.5)] ＝＝-125.7 kJ·mol-1△△rSmө() ) ＝＝∑vi Smө(生成物生成物) - -∑vi Smө(反应物反应物) ＝＝[1×33.2 + 1×213.7]–[–[1 1×42.6 + 1×197.7] ＝＝ 6.6J·mol-1·K-1 ΔrGmө() =ΔrHmө(298.15K) -T·ΔrSmө(298.15K) = -125.7 - ××10-3 = -127.67kJ·mol-1 2.303RT-ΔrGmө(T) lgKө 2.303×8.314×10-3×298.15- (-127.67) ∴∴ Kө = 10×1022ΔrGmө()≈ΔrHmө(298.15K) -T·ΔrSmө(298.15K) = -125.7 -××10-3 = -130.31kJ·mol-1 ∴∴ Kө = 109.75 ×109 与与(1)比较比较: 表明温度不同表明温度不同, ΔrGmө(T)不同不同, 平衡常数也不同。

平衡常数也不同2.303RT-ΔrGmө(T) lgKө 2.303×8.314×10-3×698.15- (-130.31) 第二章部分第二章部分习题参考答案参考答案【【P59:第第4题题】】 在烧杯中盛放在烧杯中盛放m3 0.100mol·dm-3氨氨 的水溶液的水溶液, 逐步加入逐步加入0.100mol·dm-3 HCl 溶液溶液, 试计算试计算: (1) 当加入当加入10.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (2) 当加入当加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 当加入当加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH 解解: : (1) 当当加入加入10.00cm3 HCl后后: NH3·H2O ＋＋ HCl = NH4Cl + H2O 反应后（反应后（mol）） 反应后浓度反应后浓度: c(NH3·H2O)=mol·dm-3 pH =14 ––pOH =14 - - (KbӨ×10-5) c(NH4+)=mol·dm-3 反应前（反应前（mol）） ××0.02 ×0.01 0 NH3·H2O与与NH4Cl 组成弱碱组成弱碱- -弱碱盐缓冲体系：弱碱盐缓冲体系： pOH = pKbӨ- -lg = - -lg(KbӨ)-)-lg =4.75 c(NH3·H2O) c(NH4+) 0.0330.033 NH3·H2O ＋＋ HCl = NH4Cl +H2O 反应后（反应后（mol）） 反应后浓度反应后浓度: c(NH4+ +) = mol·dm-3 反应前（反应前（mol）） ×0.02 ×0.02 0 NH4+ + H+ + + + NH3 ，，KaӨ= KwӨ/KbӨ= 5.65 ×10- -10∵∵ c0/KaӨ = /(5.65×10-10) ＞＞500∴∴ pH= - -lg[ceq(H+ +)/cӨ] ]= 解解: : (2) 当当加入加入20.00cm3 HCl后后: ∴ ∴ ceq(H+ +)≈ Kaθ· c0 = 5.32×10- -6mol·dm- -3【【P59:第第4题题】】 在烧杯中盛放在烧杯中盛放m3 0.100mol·dm-3氨氨 的水溶液的水溶液, 逐步加入逐步加入0.100mol·dm-3 HCl 溶液溶液, 试计算试计算: (1) 当加入当加入10.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (2) 当加入当加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 当加入当加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。

(KbӨ×10-5) NH3·H2O ＋＋ HCl = NH4Cl + + H2O反应后反应后 反应后浓度反应后浓度: : c(HCl) =mol·dm-3 反应前反应前 (mol) ×0.02 ×0.03 0∴∴ pH = - -lg[ceq(H+ +)/cӨ] ]=∵∵ HCl 为强酸为强酸, 完全解离：完全解离：HCl = H+ + Cl-∴∴ ceq(H+)≈c(HCl)=mol·dm-3 答答: (略略)NH4+为弱酸为弱酸, 解离常数小解离常数小, 解离出的解离出的H+可忽略解解: : (3) 当当加入加入30.00cm3 HCl后后: c(NH4+ +)=mol·dm-3 【【P59:第第4题题】】 在烧杯中盛放在烧杯中盛放m3 0.100mol·dm-3氨氨 的水溶液的水溶液, 逐步加入逐步加入0.100mol·dm-3 HCl 溶液溶液, 试计算试计算: (1) 当加入当加入10.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (2) 当加入当加入20.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH; (3) 当加入当加入30.00cm3 HCl后后, 混合液的混合液的pH。

(KbӨ×10-5) [解题思路解题思路]: (1) 计算计算Mg(OH)2在纯水中溶解度及在纯水中溶解度及Mg2+和和OH-浓度浓度. [P60: 第第7题题] Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- -　　 平衡时平衡时 s 2s 设溶解度为设溶解度为s, KsӨ = [ceq(Mg2+)/cθ] [ceq(OH-)/cθ]2 = s · (2s)2 = 4s3 ceq(Mg2+) = s =××10-4mol·dm-3 ∴∴ = 1.12×10-4mol·dm-3 ceq(OH-) = 2s =2××××10-4 ××10-4mol·dm-3 查表知：查表知：Mg(OH)2的的KsӨ = 5.61×10-12 [解题思路解题思路]: (2) 计算计算Mg(OH)2在在0.010mol·dm-3NaOH溶液中溶液中Mg2+浓度浓度. [P60: 第第7题题] Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- -　　 平衡时平衡时 s 0.010+2s设溶解度为设溶解度为s. KsӨ = [ceq(Mg2+)/cθ] [ceq(OH-)/cθ]2 = s · (0.010+2s)2 ≈ s · (0.010)2 ∴ ∴ ceq(Mg2+) = s = ××10-4 mol·dm-3 s = KsӨ/ (0.010)2 = 5.61×10-8 mol·dm-3 [解题思路解题思路]: (3)计算计算Mg(OH)2在在0.010mol·dm-3MgCl2溶液中的溶解溶液中的溶解度度. [P60: 第第7题题] Mg(OH)2(s) Mg2+ + + + 2OH- -　　 平衡时平衡时 0.010+s 2s设溶解度为设溶解度为s, 则：则： KsӨ = [ceq(Mg2+)/cθ] [ceq(OH-)/cθ]2 = (0.010+s) · (2s)2 ≈ 0.010 · 4s2∴ ∴ s = 1.18×10-5 mol·dm-3通过计算说明通过计算说明, 下列条件下能否生成下列条件下能否生成 Mg(OH)2 沉淀？沉淀？ (1) 在在10cm3 0.0015mol·dm-3MgSO4溶液中溶液中, 加入加入5cm30.15mol·dm-3 氨水氨水溶液溶液. [P60: 第第8题] 解解: : 根据溶度积规则根据溶度积规则: Qc >KsӨ, 有沉淀生成。

有沉淀生成 混合后混合后: c(Mg2+)= ( 0.0015×0.01)/0.015 = mol·dm-3 ∴∴ ceq(OH- -) ≈ KbӨ· c0 0.201.77×10- -5∵ ∵ c0/Kbθ＝＝ ＞＞ 500 NH3· H2O NH4+ + + + OH- - c(NH3·H2O)= (0.15×0.005)/0.015 =0.05mol·dm-3 = 9.4×10-4mol·dm-3 Qc = [c(Mg2+)/cӨ][c(OH-)/cӨ]2= 8.85×10-10 > KsӨ ∴∴ 有有Mg(OH)2 沉淀析出沉淀析出 (KbӨ(NH3·H2O)=1.77×10-5; KsӨ(Mg(OH)2)= 5.61×10-12 )通过计算说明通过计算说明, 下列条件下能否生成下列条件下能否生成Mg(OH)2沉淀？沉淀？ (2) 若在上述若在上述 10cm3 0.0015 mol·dm-3 MgSO4 溶液中溶液中, 加入加入0.495g 硫酸铵固体硫酸铵固体(设加入固体后设加入固体后, 溶液体积不变溶液体积不变) , 然后加入然后加入 5cm3 0.15 mol·dm-3氨水氨水溶液溶液。

[P60: 第第8题题]初始浓度：初始浓度： 0.5 0平衡浓度：平衡浓度： 0.5+X X解解: 混合后混合后: c(Mg2+)= (0.0015×0.01)/0.015 = mol·dm-3 NH3·H2O NH4+ + + + OH- -c(NH3·H2O)=(0.15×0.005)/0.015 = 0.05mol·dm-3 c(NH4+g/132g·mol-1m3=0.5mol·dm-3 设设ceq(OH-)=X，，∵∵c0/KbӨ＞＞500，， =(0.05-X) (0.5+X)X ∴ ∴ KbӨ ≈0.05 0.5 X ceq(OH-)=X=1.77×10-6mol·dm-3Qc = [c(Mg2+)/cӨ][c(OH-)/cӨ]2= 3.13×10-15＜＜KsӨ ∴∴ 没有没有Mg(OH)2 沉淀析出沉淀析出KbӨ(NH3·H2O)=1.77×10-5; KsӨ(Mg(OH)2)=5.61×10-12 )第三章部分第三章部分习题参考答案参考答案[P83: 第第1题题](1) 标准状态下标准状态下: Zn + CdSO4 ZnSO4+ Cd￿ ￿解解: 若将此反应设计成原电池若将此反应设计成原电池, 由电子得失知由电子得失知: ￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿Zn2+/Zn电对作电对作负极；负极；Cd2+/Cd电对作电对作正极。

正极￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿负极反应负极反应: Zn - - 2e- - Zn2+　　　￿￿￿￿正极反应正极反应: Cd2++ 2e- - Cd￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿电池反应电池反应: Zn + Cd2+ = Zn2+ + Cd￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿电池符号电池符号: (-) Zn(s) | ZnSO4|| CdSO4 | Cd(s) (+)￿　 查表得：查表得：  θ(Zn2+/Zn)= - -；；  θ(Cd2+/Cd)= - -0.4303V. Eθ= θ正正- - θ负负= θ(Cd2+/Cd)- - θ(Zn2+/Zn)=0.3315V [P83: 第第1题题](2) 标准状态下标准状态下: Fe2+ + Ag+ Fe3++ Ag ￿￿￿￿解解: 若将此反应设计成原电池若将此反应设计成原电池, 由电子得失知由电子得失知: ￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿Fe3+/Fe2+电对作电对作负极；负极；￿ ￿Ag+/Ag电对作电对作正极。

正极￿￿￿￿￿￿￿￿负极反应负极反应: Fe2+ - -e- - Fe3+　　￿￿￿￿ ￿正极反应正极反应: Ag+ + e- - Ag￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿电池反应电池反应: Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag ￿￿￿￿￿￿电池符号电池符号: (-) Pt | Fe2+, Fe3+ || Ag+ | Ag (+)￿　 查表得：查表得：  θFe3+/Fe2+)= ；；  θ(Ag+/Ag)= 0.7996V. Eθ= θ正正- - θ负负= θ(Ag+/Ag)- - θ(Fe3+/Fe2+)=0.0286V [P83: 第第6题题]解解: : (1) 由题意知：钴电极为负极由题意知：钴电极为负极, 氯电极氯电极为正极 Eθ=1.63V,  θ(Cl2/Cl- ∵∵ Eθ=  θ正正- - θ负负 =  θ(Cl2/Cl-) - - θ(Co2+/Co) ∴∴  θ(Co2+/Co) =  θ(Cl2/Cl-) ––Eθ1.63V = - - 0.27V [P83: 第第6题题]E =  正正- 负负=  (Cl2/Cl-) - -  (Co2+/Co)   (Cl2/Cl-)= θ(Cl2/Cl-) + lg[c(Cl-)/cθ]22[p(Cl2)/pθ] Cl2 + 2e- 2Cl-，，n=2 当当p(Cl2)→大大 ,  (Cl2/Cl-)→大大, E→大大；； 当当p(Cl2)→小小 ,  (Cl2/Cl-)→小小, E→小小。

(2) (Co2+/Co)=  θ(Co2+/Co) (3) 当当c(Co2+·dm-3时：时： E =  正正- 负负 =  (Cl2/Cl-) - -  (Co2+/Co) Co2++ 2e- - Co,￿￿￿￿￿￿n=2  (Co2+/Co)= θ(Co2+/Co) + lg2[c(Co2+)/cθ]= - - + (0.0592V/2)lg[0.01/1.0]= - -= 1 1.36V- -(- -0. 3292V)= 1 1.6892V 故：当故：当c(Co2+)→小小 , E→大  (Cl2/Cl-) =   θ(Cl2/Cl-) [P83: 第第6题题] 计算下列电极在时电极反应的电极电势计算下列电极在时电极反应的电极电势.(1) 金属铜放在金属铜放在·dm-3的的Cu2+溶液中溶液中;(2) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固体的溶液中加入固体Na2S;(3) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固体的溶液中加入固体Na2S使溶液中使溶液中S2-浓度达浓度达·dm-3。

解解: : (1) 当当c(Cu2+)·dm-3时时:  (Cu2+/Cu) = θ(Cu2+/Cu) + lg[c(Cu2+)/ /cθ] 2lg/1.0]  θ(Cu2+/Cu Cu2++2e- -=Cu, n=2, 查表查表: :[P84: 第第11题题](1) 金属铜放在金属铜放在·dm-3的的Cu2+溶液中溶液中;(2) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固体的溶液中加入固体Na2S;(3) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固体的溶液中加入固体Na2S使溶液中使溶液中S2-浓度达浓度达·dm-3. 解解: : Cu2++ S2- - =CuS(s); 反应前反应前 反应后反应后mol 0 0CuS(s) Cu2++ S2- - 设设ceq(Cu2+)=x KsӨ(CuS)=[ceq(Cu2+)/cθ][ceq(S2-)/cθ]=x2 KsӨ(CuS)=×10- -36 平衡时平衡时 x x  (Cu2+/Cu) = θ(Cu2+/Cu) + lg[ceq(Cu2+)/ /cθ] = - - 计算下列电极在时电极反应的电极电势计算下列电极在时电极反应的电极电势. (2) 加入加入固体固体Na2S时时:∴∴ ceq(Cu2+)=x= =1.13×10- -18√KsӨ[P84: 第第11题题](1) 金属铜放在金属铜放在·dm-3的的Cu2+溶液中溶液中;(2) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固体的溶液中加入固体Na2S;(3) 在在1dm3上述上述(1)的溶液中加入固体的溶液中加入固体Na2S使溶液中使溶液中S2-浓度达浓度达·dm-3. 解解: : (3)当当c(S2- -mol·dm- -3时时:设设ceq(Cu2+)=x, CuS(s) Cu2+ + S2- - KsӨ(CuS) =[ceq(Cu2+)/cθ][ceq(S2-)/cθ] = (x+1.0) x≈1.0x = x∴∴ ceq(Cu2+) = x = KsӨ ×10- -36 KsӨ(CuS) =×10- -36 平衡时平衡时   (Cu2+/Cu) = θ(Cu2+/Cu) +lg[ceq(Cu2+)/ /cθ]= - - 计算下列电极在时电极反应的电极电势计算下列电极在时电极反应的电极电势. = θ(Cu2+/Cu) + lg[KsӨ( (CuS)/cθ][P84: 第第11题题]。