《普通化学》课后习题答案.pdf

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1、普通化学 第一章 习题答案 1.答案1-2-34-2.答案1c2d3a4d5abd6ad7d8d 3.答案1燃烧前后系统的温度2水的质量和比热3弹式量热计热容 4.答案根据已知条件列式KCgKgJgmolgmolJb35.29659.298120918.45.0122100032261111 Cb849J.mol-1 5.答案获得的肌肉活动的能量kJmolkJmolgg8.173028201808.311 6.答案设计一个循环 3232sFesOFe3 243sOFe3sFeO2-58.6238.16pq3-27.6 17.1661.3826.586.273molkJqp 7.答案由已知可知

2、H39.2 kJ.mol-1 HUPVUPV w-PV-1RT-8.314351J-2.9kJ UH-PV39.2-2.936.3kJ 8.下列以应或过程的qp与qv有区别吗 简单说明。12.00mol NH4HS的分解 NH4HSs NH3gH2Sg 2生成1.00mol的HCl H2gCl2g 2HClg35.00 mol CO2s干冰的升华 CO2s CO2g 4沉淀出2.00mol AgCls AgNO3aqNaClaqAgClsNaNO3aq 9.答案U-H-PV-ngRT ng为反应发生变化时气体物质的量的变化 1U-H-22-08.314298.15/1000-9.9kJ 2U-

3、H-22-2RT 03U-H-51-08.314273.15-78/1000-8.11kJ 4U-H-20-0RT 010.14NH3g3O2g2N2g 6H2Ol 答案-1530.5kJ.mol-1 2C2H2gH2gC2H4g 答案-174.47kJ.mol-1 3NH3g 稀盐酸 答案-86.32kJ.mol-1 写出离子反应式。产物是NH4aq 4FesCuSO4aq 答案-153.87kJ.mol-1 11.答案 查表15.298KHmf/kJ.mol-1-74.81 0-135.44-92.31 25 25 78 25 15.298KHmr-135.444-92.31-74.81-

4、429.86kJ.mol-1 15.298KUmr15.298KHmr-4-5RT-429.868.314298.15/1000 kJ.mol-1-429.862.48 kJ.mol-1-427.38kJ.mol-1 体积功w-PV-4-5RT2.48 kJ.mol-1 12.答案正辛烷的M114.224g.mol-1 qv.m-47.79kJ.g-1 114.224g.mol-1-5459kJ.mol-1.正辛烷完全燃烧的反应式 C8H18l12.5O2g8CO2g 9H2Ol 注意燃烧反应方程式的计量系数要求C8H18前是1这样rHm与qv.m才能对应起来 rHm298.15K qp.m

5、qv.m8-12.5RT-5459 8-12.58.314 10-3 298.15-5470kJ.mol-1 13.答案 CaCO3的煅烧反应为 CaCO3 sCaOsCO2gfHm298.15K/kJ.mol-1-1206.92-635.09-393.51估算1mol反应的H-1206.92-635.09-393.51178.32 kJ.mol-1 煅烧1000kg石灰石H178.32 kJ.mol-1/100g.mol-1 1000103g 178.32104 kJ 标准煤的热值为29.3MJ.kg-1 消耗标准煤 178.32104 kJ/29.3103kJ.kg-160.8kg 14.

6、答案 燃烧反应C2H25/2O22CO2H2OlfHm298.15K/kJ.mol-1 226.73-393.51-285.831kJ.mol-1 反应热Q-1229.58 kJ.mol-1 2 kJ.g-1反应热Q-1229.58/26 kJ.g-1 C2H43O22CO22H2OlfHm298.15K/kJ.mol-1 52.26-393.51-285.83 1410.94/281kJ.mol-1 反应热Q-1410.94 kJ.mol-1 2 kJ.g-1反应热Q-1410.94/28 kJ.g-1 根据计算结果乙烯C2H4完全燃烧会放出热量更多 15.答 15.298KHmr-2-14

7、90.3-160-3-277.694-1999.111-285.833-484.5-8780.4 kJ.mol-1 注意数据抄写要正确符号不要丢 16.答1mol反应进度qp与qV之差别qp-qVRTgB1-38.314298.15/1000-4.957 kJ.mol-1 qp qV-4.957 kJ.mol-1 定压条件下放热更多些.原因是该反应是气体分子数减小的反应在温度一定时定压条件下环境对反应系统做功这部分能量转化成反应系统的燃烧热.17.答要明确已知燃烧热数据和要求的值各对应的是哪个反应的焓变再根据盖斯定律运算求解 CO2CO2 CH-393.5 H21/2O2H2 O CH-285

8、.8CH4g2O2gCO2g2H20 CH-890.4 根据反应焓变和标准生成焓的关系或根据已知条件设计一个循环存在以下关系-890.4-393.52-285.8-fHm0CH4 fHm0CH4-74.7kJ.mol-1 18.答有机化学中 一个定域CC上的加氢反应焓变即氢化焓离域焓是指当分子中存在多个CC其氢化焓的观测值与一个定域CC氢化焓乘以双键个数的差值.共轭双键的离域作用是分子变的稳定 苯的离域焓-120 3-208-152 kJ.mol-1 苯中共轭作用使其能量比三个定域CC降低了152 kJ.mol-1 第2章 化学反应的基本原理与大气污染 1.答案 1-2-3-4-5-678 2

9、.答案1b 2b 3b 4c 5bcd 6a 3.1答案基本不变基本不变增大 减小 增大 增大 2 k正 k逆 v正 v逆 K 平衡移动方向 增加总压力 不变不变 增大 增大 不变 逆向移动 升高温度 增大 增大 增大 增大 增大 正向移动加催化剂 增大 增大 增大 增大 不变 不移动 3答案氟里昂NOX、HClCO2NOX和SO2 4.答案dgtcgtegtagtb原因是气体熵gt液体gt固体 分子量大的熵大 5.1溶解少量食盐于水中。答案正 2活性炭表面吸附氧气。答案负 1 碳与氧气反应生成一氧化碳。答案正 6.答案由定义可知Fe2O3的1.2.74215.298molkJKGmf1.7.

10、7715.298molkJKGmr315.29843OFeKGmf-415.29832OFeKGmf 15.29843OFeKGmf31-77.74-742.2-1015.5kJ.mol-1 7.答案查表 水的1.129.23715.298molkJKGmf 过程的1.429.0129.2377.23615.298molkJKGmrgt0 所以在298.15K的标准态时不能自发进行.8.查表时注意状态计算时注意乘系数 11.15.298KmolJKSmr 1.15.298molkJKGmr14432432gHsOFelOHsFe 307.7-66.9 2222gHaqZnaqHsZn-23.0

11、-147.063222aqOHaqCalOHsCaO-184.3-26.9 4212lBrsAgsAgBr-51.4 96.9 9.答案 1 SnO2 SnO2 2 SnO2 C SnCO2 3 SnO2 2H2 Sn 2H2O g 11.15.298KmolJKSm 52.3 51.55205.138 52.3 5.74 51.55 213.74 52.3 2130.684 51.55 2188.8251.15.298molkJKHmf-580.7 0 0-580.7 0 0-393.509-580.7 0 0 2-241.81811.15.298KmolJKSmr 1204.388 220

12、7.25 3115.532 1.15.298molkJKHmr 1 580.72187.191 397.064 Tcgt15.29815.298KSKHmrmr 12841K 903K 3840K温度最低合适10答案 C12H22O11s12O2g12CO2g 11H2Ol K15.298Smr 11.15.298KmolJKSm 360.2205.138 213.74 69.91 1169.9112213.74-205.138-360.2512.034 1.15.298molkJKHmf-2225.5 0-393.509-285.83 15.298KHmr-5640.7383715.273K

13、Gmr-5640.738-310.15512.0341000-5799.54kJ.mol-115.298KGmr-5796.127 kJ.mol-1 温度对反应的标准吉布斯函数变有影响但由于该反应的熵变相对于焓变小绝对值故变化不大 做的非体积功5799.54kJ.mol-1303.8/34219.33 kJ 11.答案 查表 11.15.298KmolJKSm 197.674130.684 186.264 188.825 K15.298Smr-214.637 1.15.298molkJKHmf-110.525 0-74.81-241.81815.298KHmr-206.103 523KGmr1

14、5.298KHmr-523KK15.298Smr-206.103-523K-206.1031000-93.85 kJ.mol-158.21523314.8100085.93523523523lnKRKGKKmr937.9303.2/58.2158211035.21010eK 12.答案设平衡时有2Xmol的SO2转化2SO2gO2g2SO3g 起始 n/mol 8 4 0 n始12mol 平衡时n/mol 8-2x 4-x 2x n平衡12-xmol 根据PVnRT T V一定时平衡始平衡始PPnn 2203001212x 2x6.4mol SO2的转化率6.4/880 22223pOppSO

15、ppSOpKeqeqeq1002208.88.01002208.86.11002208.84.622802201008.08.86.14.62K 注意在计算时可不用先计算分压列综合算式更方便计算13.答案该反应是可逆反应需要H2的量包括反应需要的量1mol和为维持平衡需要xmol最少量 222222HnSHnHpSHppHppSHpKeqeqeqeqeqeqx0.10.36 x2.78mol 需要H2的量12.783.78mol注:该反应是反应前后气体分子数不变的在标准平衡常数表达式中系统的总压和标准压力在计算时可以在分式中消去否则在计算时必须知道平衡时总压才能根据平衡常数计算.14在不同温度

16、时反应的标准平衡常数值如下 T/K1K 2K 973 1.47 2.38 0.618 1073 1.81 2.00 0.905 1173 2.15 1.67 1.287 1273 2.48 1.491.664 答反应3的标准平衡常数 213KKK 如上 因为随温度的升高平衡常数增大故是吸热反应 15答案利用公式21121215298lnTRTTTKHKKmr求2K 代入数据50015.298314.815.298500100031.92109.4ln162K-15.03 2K1603.15109.4e1.41010 16.答案查数据计算 gOHgCOgHgCO222 11.15.298Kmol

17、JKSm 213.74 130.684 197.674188.825 K15.298Smr42.075J.mol-1.K-1 1.15.298molkJKHmf-393.509 0-110.525-241.818 15.298KHmr41.166kJ.mol-1873KGmr15.298KHmr-87315.298KSmr41.166kJ.mol-1-873K0.042075kJ.mol-1.K-14.434 kJ.mol-1 RTKGKKmr873873ln873314.81000434.4-0.61 54.061.0eKQ/222pHppCOppOHppCOp12712776760.358

18、 QltK0 所以反应正向进行mrGQRTKGmrln873KQRTln8.314873ln0.358/0.54-2982.9J.mol-1-2.98 kJ.mol-1 因为mrGlt0 所以此条件下反应正向进行 17.答案吕查德里原理判断是正确的。判断反应的方向或平衡移动?姆较虻囊谰菔荰KGmrlt0 温度对平衡常数的影响有两个公式:RSTRHKmrm1ln 1适用于某一给定反应温度对K0的影响。RTTKGTKKmrln 2适用于温度一定的前提下不同反应比较TKGmr越正K0越小。18研究指出下列反应在一定温度范围内为元反应2NOgCl2g 2NOClg 1写出该反应的速率方程。因为是元反应

19、可根据反应式直接写出22ClNOckc 2该反应的总级数是多少n213级 3其他条件不变如果将容器的体积增大到原来的2倍反应速率如何变化 体积增大后浓度各变为原来的1/2 81212122ClNOcck 速率变为原来的1/8 4如果容器体积不变而将NO的浓度增大到原来的3倍反应速率又将怎样变化9322ClNOcck速率变为原来的9倍 19答案根据一级反应的特征 ktcc0ln t51009.24594ln t35254h1468天4年 20答案根据阿仑尼乌斯公式 211212lnTRTTTEakkTT 代入相应数据得1000900314.8900100010004.167ln9001000KK

20、kk2.237237.290010009001000ekkVVKKKK9.36 21.答案相同用量的溶液反应观察到出现沉淀可以认为生成沉淀量相等所以速率的比与所需时间成反比。根据阿仑尼乌斯公式211212lnTRTTTEakkTT代入相应数据得 300290314.8290300ln290300EakkKK300290314.82903005001515lnEaEa1.10300290314.803.3lnmolJ80184J.mol-180.2kJ.mol-1 22.答案根据阿仑尼乌斯公式ATREakln1ln 假定催化剂对A指前因子无影响时在一定温度下有无催化剂对速率常数的影响RTEaEa

21、kkln2112298314.8100054758.476 476.81212ekkvv47984.8103 23.答1升高温度减小总压或增大体积增pH2O或减小pCO 或减小pH2 2 升高温度增pH2O 其中升高温度使K及k正、k逆都增大总压力或分压的改变对K及k正、k逆都无影响。依据是 RSTRHKmrm1ln ATREakln1ln24.答查标准热力学数据212122gNOgOgN 11.15.298KmolJKSm 191.50 205.138 210.761K15.298Smr12.442J.mol-1.K-1 1.15.298molkJKHmf 0 0 90.2515.298KH

22、mr90.25kJ.mol-11573KGmr15.298KHmr-1573K15.298KSmr90.25-15730.0124470.68 kJ.mol-1157315731573lnRKGKKmr1573314.870680-5.4 34.5105.4eK 212122gNOgOgN 1mol空气反应达到平衡时物质的量分数 0.78-x 0.21-x 2x p总p021/21.0/78.0/2PPxPPxPPxK总总总2121.078.02xxx 2x0.00182mol 如果该反应的速率不是很慢的话由计算可知反应达到平衡时空气中NO的物质的量分数达到0.00182对环境造成的污染是不可

23、忽视的。第三章 水化学与水污染 1.答案1-同样pH表示ceqH相等而KaCHceq 2pH大表示ceqOH-大而KbCOHceq 3-酸浓度大对碱的缓冲能力强。即加同量的碱pH增大的值小于加同量的酸pH减小的值 4-不是同类型的难溶电解质不能直接比较要通过计算具体分析。5-COcMgc232不正确的。原因是CO32-水解使Mg2与CO32不相等另外含有MgCO3溶液中也可以有MgCl2或Na2CO3等。626232dmmol1082.6COcMgc成立的条件必须是MgCO3的饱和溶液。2.1答案b c g 2答案 c 3答案 c cRT 4答案 b 同离子效应使s减小同离子浓度越大s减小的越

24、多 5答案 c Ks最大的 3.110.0cm30.10moldm-3HCl溶液pH值。答案 基本不变原溶液是强酸NH4的解离忽略不计。210.0cm30.10moldm3NH3水溶液氨在水溶液中的解离度。答案减小 310.0cm3纯水pH值。答案减小NH4是弱酸 410.0cm3带有PbCl2沉淀的饱和溶液PbCl2的溶解度。答案减小同离子效应。4答案溶液中微粒浓度大的凝固点降低的多 凝固点降低的顺序是6 4 5 7 2 1 3 考虑到难电离、弱电解质和不同类型的强电解质的区别。5.答案极稀溶液来说完全电离。凝固点下降与离子浓度有关而电导率与单位体积溶液中离子所带电荷有关。同浓度MgSO4与

25、NaCl离子浓度相等而电荷不等。6答案查数据 水的kbp0.515K.kg.mol-1 kfp1.853 K.kg.mol-1 NaCl是强电解质 微粒浓度是20.6 mol.kg-1 沸点上升Tbpkbpm0.51520.6 0.618K 凝固点下降Tfpkfpm1.85320.62.22K 渗透压cRT20.6mol.dm-3103dm3.m-38.314Pa.m3.mol-1.K-1298.15K 2.974106Pa2.974MPa反渗透法提取纯水所需的最低压力是2.974MPa 7.答案据理想气体状态方程 PVnRT1m18n183.21033.0104/10008.314298.1

26、5697.1g 2PnRT/V800188.314298.15303672Pagt3.2kPa饱和蒸气压 所以室内最终的水蒸气压力是饱和蒸气压3.2kPa 3P nRT/V400188.314298.15301836Pa1.8kPa 8.1答案HCO3-H2S H3O H2PO4-NH4 HS-2答案H2PO4-Ac-S2-NO2-ClO-HCO3-9.答案HCNaqHCN-平衡浓度 0.1-0.10.01 0.10.01 0.10.01Ka0.10.012/0.1-0.10.011.010-9 该题可直接利用公式Kac2计算但要理解公式的使用条件 10.HClOaqHClO-平衡浓度 0.0

27、50-x x x 解离度x/0.050 查数据Ka2.9510-8x2/0.050-xx2/0.050 当Ka很小 c-xc cHCKaKa很小 c/Kagt500时 酸的解离可忽略不计可以直接利用公式 cH05.01095.283.8510-5 mol.dm-3 解离度3.8510-5/0.0500.077 11.答案 NH3H2ONH4aqOH-aq 已知 Kb1.7710-5 1平衡浓度 0.20-x x x xltlt0.2 cOH-20.01077.151.8810-3 mol.dm-3pH14-pOH14lg1.8810-311.3 氨的解离度1.8810-3/0.20.94 NH

28、3H2ONH4aqOH-aq 已知 Kb1.7710-5 2平衡浓度 0.20-y 0.20y y yltlt0.2 cOH-y1.7710-5pH14-pOH14lg1.7710-59.25 氨的解离度1.7710-5/0.20.009 3比较1 2计算结果可知由于同离子效应使平衡左移解离度大大降低.12.答案磷酸Ka1、Ka2和Ka3分别为7.5210-3250C 6.2510-8250C 2.210-13180C 由于Ka1gtgtKa2gtgtKa3 所以溶液中的H主要来自第一步解离.设磷酸三步解离出的H浓度分别是x y z 则xgtgtygtgtz 平衡时溶液中各离子浓度 H3PO4

29、 HH2PO4-其中xyzx 0.10-x xyz x-y x-yxH2PO4-HHPO42-y-zy x-y xyz y-z HPO42-HPO43-y-z xyz z Ka1x2/0.10-xKa2xy/xy Ka3xz/y 代入相应数据解得 cHx2.710-2 mol.dm-3 pH1.6cHPO42-yKa26.2510-8 mol.dm-3 cPO43-zKa3Ka2/cH5.110-19 mol.dm-3 13.答案pH由小到大的顺序为 3 1 5 6 2 4 原因是 强酸 弱酸 弱酸 弱酸弱减 弱减 弱碱Ka1gtKa5 Kb2ltKb4 cH 2c CKa CKb1410 14.答案某一元弱酸HA与KOH发生反应HAKOHKAH2O 稀释后所得溶液是弱酸HAc0.150-20/1000.03 mol.dm-3与其共轭碱A-c0.120/1000.03 mol.dm-3所组成的缓冲溶液直接利用缓冲溶液pH计算公式lg碱酸ccpKapH pka5.25lg0.03/0.025.42 Ka10-5.423.8010-6 15.答案1加入10.00cm3HCl后 所得溶液为浓度相等的NH4NH3 pHpKa14-pKb9.25 2当加入20.00cm3HCl后所得溶液为cNH40.0500mol.dm-3的弱酸溶液 6514103.505.01077.110.