无机化学简明教程课后习题答案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、习习题题P263、依据盖斯定律计算。已知:、依据盖斯定律计算。已知:求:反应求:反应 解解:(:(1 1)2+2+(2 2)4-4-(3 3)=(-282.98)2+(-285.8)4-(-1366.8)=-342.36kJmol=(-282.98)2+(-285.8)4-(-1366.8)=-342.36kJmol-1-14、已知:、已知:计算计算NO(g)NO(g)标准生成焓标准生成焓 第1页解:,所以 6 6、写出、写出H H2 2COCO3 3(aq)(aq)、FeFe3 3O O4 4(s)(s)、KBr(s)KBr(s)生成反应。生成反应。解:7 7、利用、利用 计计算常温常算常温
2、常压压下,反下,反应应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)解:CaCOCaCO3(s)CaO(s)+CO(s)CaO(s)+CO2(g)(g)-1206.92 -635.09 -393.509-1206.92 -635.09 -393.509第2页8、判断以下过程是熵增还是熵减过程(不计算),为何?、判断以下过程是熵增还是熵减过程(不计算),为何?溶质从水溶液中结晶出来溶质从水溶液中结晶出来二氧化氮转化为四氧化二氮二氧化氮转化为四氧化二氮单质碳与二氧化碳反应生成一氧化碳单质碳与二氧化碳反应生成一氧化碳合成氨反应合成氨反应过氧化氢分解反应过氧化氢分解反应解:熵减,从溶液中析出晶体是混乱度降
3、低。熵减,从溶液中析出晶体是混乱度降低。熵减,分子数目在降低。熵减,分子数目在降低。熵增,气体分子数加倍了,混乱度增加。熵增,气体分子数加倍了,混乱度增加。熵减,气体总分子数降低很多。熵减,气体总分子数降低很多。熵增,从无气体分子转化为气体分子。熵增,从无气体分子转化为气体分子。第3页9 9、能否用以下反应合成酒精?(温度范围是多少?)、能否用以下反应合成酒精?(温度范围是多少?)4CO4CO2 2(g)+6H(g)+6H2 2O(g)=2CO(g)=2C2 2H H5 5OH(g)+6OOH(g)+6O2 2(g)(g)解:4CO4CO2 2(g)+6H(g)+6H2 2O(g)=2CO(g
4、)=2C2 2H H5 5OH(g)+6OOH(g)+6O2 2(g)(g)-393.509 -241.818 -235.1 0-393.509 -241.818 -235.1 0 213.74 188.825 282.7 205.138213.74 188.825 282.7 205.138热力学反应类型为热力学反应类型为焓值增加,熵值降低焓值增加,熵值降低,不论是高温还是低温不论是高温还是低温都都不会自发向右进行。不会自发向右进行。第4页1111、写出以下反应标准平衡常数表示式:、写出以下反应标准平衡常数表示式:第5页1212、密闭容器中反应、密闭容器中反应2NO2NO(g)(g)+O+O
5、2(g)2(g)=2NO=2NO2(g)2(g)在在1000K1000K条件下到达平衡。条件下到达平衡。若始态若始态NONO、O O2 2、NONO2 2分压分别为分压分别为101.3KPa101.3KPa、303.9KPa303.9KPa和和0 0,平衡时,平衡时NONO2 2分压为分压为12.16KPa12.16KPa。计算平衡时。计算平衡时NONO、O O2 2分压和反应平衡常数分压和反应平衡常数解解:2NO(g)+O2NO(g)+O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)(g)P P起(起(kpakpa)101.3 303.9 0101.3 303.9 0P P变(变(kpakp
6、a)12.16 6.08 12.1612.16 6.08 12.16P P平(平(kpakpa)89.14 297.8 12.1689.14 297.8 12.16第6页1313、合成氨反应、合成氨反应N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g)(g)在某温度下到达平衡,在某温度下到达平衡,N N2 2(g)(g)、H H2 2(g)(g)、NHNH3 3(g)(g)平衡浓度分别为平衡浓度分别为3.03.0、2.02.0、4.0 mol/dm34.0 mol/dm3。求该反应求该反应KcKc及及N N2 2(g)(g)、H H2 2(g)(g)起始浓度。起
7、始浓度。解:解:N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g)(g)C C起(起(molLmolL-1-1)5 8 05 8 0C C变(变(molLmolL-1-1)2 6 42 6 4C C平(平(molLmolL-1-1)3 2 43 2 4第7页1414、PClPCl5 5分解反应:分解反应:PClPCl5 5(g)=PCl(g)=PCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g),在,在473K473K时时K K0.3120.312。计算。计算473K473K,恒定,恒定200KPa200KPa下下PClPCl5 5离解度。离解度。解:设离解率
8、为解:设离解率为,起始压力为,起始压力为p pPClPCl5 5(g)=PCl(g)=PCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)P P起(起(kpakpa)p p 0 0 0 0P P变(变(kpakpa)-p p p p pP P平(平(kpakpa)p-pp-p p p p p 由题意有:由题意有:p-pp-p+p p +p p=200kpa (1)=200kpa (1)=0.368=36.8%=0.368=36.8%第8页1717、真空容器中放入固体、真空容器中放入固体NHNH4 4HSHS,在,在2525下分解为下分解为NHNH3 3(g)(g)和和H H2 2S(g)S(
9、g)。平衡时容器内压强为。平衡时容器内压强为66.66KPa66.66KPa。当放入固体当放入固体NHNH4 4HSHS时容器内已经有时容器内已经有39.99KPaH39.99KPaH2 2S(g)S(g),求平衡,求平衡时容器内时容器内NHNH3 3(g)(g)压强。压强。若容器中已经有压强为若容器中已经有压强为6.666KPaNH6.666KPaNH3 3(g)(g),问最少需加多大,问最少需加多大压强压强H H2 2S(g)S(g),才能形成固体,才能形成固体NHNH4 4HSHS。解:分析:由题干中压力能够计算出解:分析:由题干中压力能够计算出25250 0C C下该反应化学平衡常数。
10、下该反应化学平衡常数。因为因为NHNH4 4HSHS分解为气体分解为气体H H2 2S S和和NHNH3 3物质量是相等,所以平衡时物质量是相等,所以平衡时p pH H2 2S S=p pNHNH3 3=66.66kpa/2=33.33kpa=66.66kpa/2=33.33kpaNHNH4 4HS(s)=NHHS(s)=NH3 3(g)+H(g)+H2 2S(gS(g)P P平(平(kpakpa)33.33 33.3333.33 33.33第9页 NHNH4 4HS(s)=NHHS(s)=NH3 3(g)+H(g)+H2 2S(g)S(g)P P起(起(kpakpa)0 39.990 39.
11、99P P变(变(kpakpa)x xx xP P平(平(kpakpa)x x+39.99x x+39.99因为温度不变,所以平衡常数不变,则:因为温度不变,所以平衡常数不变,则:x=x=p p(NH(NH3 3,平平)=18.8725kpa)=18.8725kpa NHNH4 4HS(s)=NHHS(s)=NH3 3(g)+H(g)+H2 2S(g)S(g)P P起(起(kpakpa)6.666 6.666 p pH H2 2S S要使反应逆向进行,则要使反应逆向进行,则JKJK即 第10页1818、250250时,时,2 2升密闭容器中升密闭容器中0.7mol PCl50.7mol PCl
12、5分解到达平衡,有分解到达平衡,有0.5 0.5 mol PCl5mol PCl5发生分解。若再往容器中加入发生分解。若再往容器中加入0.1 mol Cl20.1 mol Cl2,平衡是否维,平衡是否维持,怎样改变,持,怎样改变,PCl5PCl5分解率有没有改变,计算说明。分解率有没有改变,计算说明。PClPCl5 5(g)=PCl(g)=PCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)C C起(起(mol.L-1mol.L-1)0.35 0 00.35 0 0C C变(变(mol.L-1mol.L-1)0.25 0.25 0.250.25 0.25 0.25C C平(平(mol.L-1
13、mol.L-1)0.1 0.25 0.250.1 0.25 0.25加入加入ClCl2 2后后则则JcKc,JcKc,平衡逆向进行,设分解率为平衡逆向进行,设分解率为,第11页1919、乙烷裂解生成乙烯反应:、乙烷裂解生成乙烯反应:已知在已知在1273K1273K,标准态时,反应到达平衡,标准态时,反应到达平衡,p p(C(C2 2H H6 6)=2.62 Kpa)=2.62 Kpa,p p(C(C2 2H H4 4)=48.7 Kpa)=48.7 Kpa,p p(H(H2 2)=48.7 Kpa)=48.7 Kpa。计算该反应标准平衡常数。计算该反应标准平衡常数。在实际生产中可在恒温恒压下,
14、加入过量水蒸汽(视为惰性气体)在实际生产中可在恒温恒压下,加入过量水蒸汽(视为惰性气体)来提升乙烯产率,为何?请予说明。来提升乙烯产率,为何?请予说明。解:解:P P平(平(kpakpa)2.62 48.7 48.7 2.62 48.7 48.7不能用经过过量水蒸气方法来提升乙烯产率。加入过量水蒸气,又不能用经过过量水蒸气方法来提升乙烯产率。加入过量水蒸气,又要保持恒压,就只有让容器体积增大,每组分分压力减小,反应容要保持恒压,就只有让容器体积增大,每组分分压力减小,反应容器体积增大,相当于减压。器体积增大,相当于减压。第12页2020、有、有A A和和D D两种气体参加反应,若两种气体参加反
15、应,若A A浓度增加一倍,反应速度增加浓度增加一倍,反应速度增加3 3倍;若倍;若D D浓度增加一倍,反应速度只增加浓度增加一倍,反应速度只增加1 1倍。写出该反应速率方倍。写出该反应速率方程。若将总压降低一倍,反应速度作何改变?程。若将总压降低一倍,反应速度作何改变?解:A与D反应普通速率方程:(1)(3)(2)所以速率方程为 总压降低一倍,相当于体积加大一倍,各组分浓度减小二分之一,(速率降低)第13页2121、试验室惯用金属锌与稀硫酸作用制取氢气,开始一段时间,、试验室惯用金属锌与稀硫酸作用制取氢气,开始一段时间,反应速度加紧,之后反应速度变慢,请解释这种现象。反应速度加紧,之后反应速度
16、变慢,请解释这种现象。分析:开始一段时间,反应速率加紧,因为该反应是放热反应,先放出热使不是活化分子分子成为活化分子,活化分子数多,反应加紧,之后反应减慢,是因为反应反应物浓度降低,活化分子数降低,所以反应减慢。2222、反应、反应在在650K650K时,速率常数时,速率常数k k为为210210-5-5 s s-1-1;在;在680K680K时速率常数为时速率常数为810810-5 5 s s-1-1;求该反应活化能。;求该反应活化能。解:此题已知不一样温度速率常数,直接求活化能。2323、用碰撞理论说明,采取哪些办法能够加紧以下反应:、用碰撞理论说明,采取哪些办法能够加紧以下反应:合成氨反
17、应,合成氨反应,CaCO CaCO3 3分解反应,分解反应,。碳燃烧碳燃烧 第14页加压、升温、使用催化剂加压、升温、使用催化剂升温升温增大氧气浓度、适当升温。增大氧气浓度、适当升温。2424、评述以下陈说,说明理由。、评述以下陈说,说明理由。因为因为=-RT n n,所以温度升高,平衡常数减小。所以温度升高,平衡常数减小。这种说法不适当这种说法不适当,r rG Gm m是温度函数,与是温度函数,与r rH Hm m符号,符号,r rS Sm m正正负符号相关,假如负符号相关,假如r rG Gm m值是负号,升温平衡常数增大,是正号,值是负号,升温平衡常数增大,是正号,平衡常数减小。平衡常数减
18、小。CaCO CaCO3 3在常温下不分解是因为它分解时要吸热,而在高温时可分在常温下不分解是因为它分解时要吸热,而在高温时可分解是因为它在高温时要放热解是因为它在高温时要放热。因为此反应是焓值为正,熵值增加反应,因为此反应是焓值为正,熵值增加反应,由由,升高温度,后一项超出前一项,使,升高温度,后一项超出前一项,使0,0,反应自发进行。反应自发进行。因为因为CaCOCaCO3 3分解是吸热反应,故分解是吸热反应,故CaCOCaCO3 3生成焓小于零。生成焓小于零。此题因果有错此题因果有错反应到达平衡时各反应物和产物浓度相等。反应到达平衡时各反应物和产物浓度相等。错。错。平衡时,反应体系各组分
19、压力或浓度保持不变,而不是相等。平衡时,反应体系各组分压力或浓度保持不变,而不是相等。第15页 反应反应298K 0,表明,表明该该反反应为应为自自发过发过程。程。0,反应在反应在298K时反应能够自发正向进行,并不意味着会会自动进行。时反应能够自发正向进行,并不意味着会会自动进行。反应在一定温度和浓度下,不论使用催化剂是否,只要到达反应在一定温度和浓度下,不论使用催化剂是否,只要到达平衡,产物浓度总是相同。平衡,产物浓度总是相同。对2525、可逆反应、可逆反应C(S)+HC(S)+H2 2O(g)O(g)COCO(g)+H(g)+H2 2(g)H(g)H0 0,以下陈说对否,以下陈说对否,为
20、何?为何?因为反应前后分子数目相等,所以增加压力对平衡无影响。因为反应前后分子数目相等,所以增加压力对平衡无影响。错。错。C C为固体为固体,对平衡不影响,必须是两边气体分子总数相等,平,对平衡不影响,必须是两边气体分子总数相等,平衡才不受影响。衡才不受影响。加入催化剂,可大大提升正反应速率,平衡正向移动。加入催化剂,可大大提升正反应速率,平衡正向移动。错。催化剂使用不会对平衡产生影响。第16页P441 1、写出以下酸共轭碱:、写出以下酸共轭碱:HCl(Cl-),H2O(OH-),H2SO4(HSO4-),H2PO4-(HPO42-),NH3(NH2-),HNO3(NO3-),NH4+(NH3
21、),HF(F-),Cu(H2O)42+(Cu(OH)(H2O)3+)2、写出以下碱共轭酸:、写出以下碱共轭酸:Br(HBr),HS(H2S),PH3(PH4+),HC2O4(H2C2O4),HCO3-(H2CO3),PO43-(HPO42-),HSO3-(H2SO3)3 3、依据酸碱质子理论,在水溶液中,以下物种哪些是酸,哪些是、依据酸碱质子理论,在水溶液中,以下物种哪些是酸,哪些是碱,碱,哪些是酸碱两性物质:哪些是酸碱两性物质:HCl,H2O,H2SO4,H2PO4-,NH3,NH4+,CO32-,Cr2O72-酸:NH4+,H2SO4HCl;碱碱:CO32-,Cr2O72-两性物质:H2O
22、、H2PO4-、NH3第17页5 5、一元酸、一元酸HAHA,室温时,室温时Ka=110Ka=110-3-3,求酸浓度为,求酸浓度为0.01molL0.01molL-1-1时时溶液溶液H+H+浓度和该酸电离度。浓度和该酸电离度。解:因为:,所以不能用近似公式计算。应该用 ,代入数据有:解得=0.27=27%,所以H+=c=0.0127%=2.710-3-36 6、某弱酸、某弱酸HAHA浓度为浓度为0.015 mol0.015 molL L-1-1时电离度为时电离度为1.801.80,问,问 其浓其浓度为度为0.10 mol0.10 molL L-1-1时电离度为多少?时电离度为多少?分析:分析
23、:浓度为浓度为0.015 mol0.015 molL L1 1时电离度为时电离度为1.801.80,小于,小于5%5%,能够用,能够用近似公式计算弱酸解离平衡常数后,再计算近似公式计算弱酸解离平衡常数后,再计算0.10 mol0.10 molL L1 1时电离度;时电离度;也能够直接用百分比式计算也能够直接用百分比式计算0.10 mol0.10 molL L1 1时电离度。时电离度。解:法一:因为1.8%5%,所以用近似式。第18页当浓度为当浓度为0.10 mol0.10 molL L-1-1时,设电离度为时,设电离度为2 2因为 方法二:因为1.8%5%,所以用近似式(1)(2)7 7、某温
24、度下,用酸度计测得浓度为、某温度下,用酸度计测得浓度为0.01molL0.01molL-1-1某一元酸溶液某一元酸溶液pHpH值值=2.90=2.90,计算该温度下酸电离常数。,计算该温度下酸电离常数。分析分析:已知:已知pH值,求出值,求出C(H+)=?,即可求出电离度,求出电离度,即可求出电离度,求出电离度,就能够求出电离平衡常数。就能够求出电离平衡常数。解:解:pH=2.90pH=2.90,C(HC(H+)=10)=10-2.9-2.9第19页9 9、已知盐酸和醋酸浓度均为、已知盐酸和醋酸浓度均为1.0 mol1.0 molL L-1-1。何者酸性更强,为何。何者酸性更强,为何?两溶液?
25、两溶液pHpH值各是多少?若将两溶液等体积混合,计算溶液值各是多少?若将两溶液等体积混合,计算溶液pHpH值。值。分析:盐酸是强酸,完全电离;醋酸是弱酸,不完全电离,而且醋酸电离还受外界条件影响。解:(1)浓度为1.0 mol1.0 molL L1 1盐酸,C(HC(H+)=C(HCl)=1.0 mol)=C(HCl)=1.0 molL L1 1,pH=-lgH+=0浓度为1.0 mol1.0 molL L1 1醋酸,pH=3-lg4.24=2.37,所以盐酸酸性强于醋酸。(2)两种溶液等体积混合后,盐酸浓度为0.5 mol L.5 mol L-1-1,C(HC(H+)起起=C(HCl)=0.
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