天津大學(xué)無機化學(xué)第五版習(xí)題答案

1、第1章 化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系 習(xí)題參考答案1解：1.00噸氨氣可制取2.47噸硝酸。2解：氯氣質(zhì)量為2.9103g。3解：一瓶氧氣可用天數(shù) 解： = 318 k 解：根據(jù)道爾頓分壓定律p(n2) = 7.6104 pap(o2) = 2.0104 pap(ar) =1103 pa解：（1） 0.114mol; （2） （3）7.解：（1）p(h2) =95.43 kpa （2）m(h2) = = 0.194 g8.解：（1）x = 5.0 mol（2）x = 2.5 mol結(jié)論: 反應(yīng)進度(x)的值與選用反應(yīng)式中的哪個物質(zhì)的量的變化來進行計算無關(guān)，但與反應(yīng)式的寫法有關(guān)。9.解：u =

2、 qp - pv = 0.771 kj10.解： （1）v1 = 38.310-3 m3= 38.3l（2） t2 = = 320 k（3）-w = - (-pdv) = -502 j（4） du = q + w = -758 j（5） dh = qp = -1260 j11.解：nh3(g) + o2(g) no(g) + h2o(g) = - 226.2 kjmol-112.解：= qp = -89.5 kj = - dnrt= -96.9 kj13.解：（1）c (s) + o2 (g) co2 (g) = (co2, g) = -393.509 kjmol-1co2(g) + c(s)

3、 co(g) = 86.229 kjmol-1 co(g) + fe2o3(s) fe(s) + co2(g) = -8.3 kjmol-1各反應(yīng)之和= -315.6 kjmol-1。 （2）總反應(yīng)方程式為 c(s) + o2(g) + fe2o3(s) co2(g) + fe(s) = -315.5 kjmol-1由上看出：(1)與(2)計算結(jié)果基本相等。所以可得出如下結(jié)論：反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)的始、終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。14解：（3）=（2）3-（1）2=-1266.47 kjmol-115解：（1）qp = 4(al2o3, s) -3(fe3o4, s) =-3347.6 kj

4、mol-1（2）q = -4141 kjmol-116解：（1） =151.1 kjmol-1 （2） = -905.47 kjmol-1（3） =-71.7 kjmol-117.解：=2(agcl, s)+(h2o, l)-(ag2o, s)-2(hcl, g) (agcl, s) = -127.3 kjmol-118.解：ch4(g) + 2o2(g) co2(g) + 2h2o(l) = (co2, g) + 2(h2o, l) -(ch4, g) = -890.36 kjmo -1 qp = -3.69104kj第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和限度 習(xí)題參考答案1.解： = -3347.

5、6 kjmol-1; = -216.64 jmol-1k-1; = -3283.0 kjmol-1 0該反應(yīng)在298.15k及標準態(tài)下可自發(fā)向右進行。2.解： = 113.4 kjmol-1 0 該反應(yīng)在常溫(298.15 k)、標準態(tài)下不能自發(fā)進行。 （2） = 146.0 kjmol-1; = 110.45 jmol-1k-1; = 68.7 kjmol-1 0 該反應(yīng)在700 k、標準態(tài)下不能自發(fā)進行。3.解： = -70.81 kjmol-1 ; = -43.2 jmol-1k-1; = -43.9 kjmol-1 （2）由以上計算可知： (298.15 k) = -70.81 kjm

6、ol-1;(298.15 k) = -43.2 jmol-1k-1 = - t 0 t = 1639 k4.解：（1） = = = （2） = = = （3） = = = （4） = = = 5.解：設(shè)、基本上不隨溫度變化。 = - t (298.15 k) = -233.60 kjmol-1(298.15 k) = -243.03 kjmol-1(298.15 k) = 40.92, 故 (298.15 k) = 8.31040(373.15 k) = 34.02,故 (373.15 k) = 1.010346.解：（1） =2(nh3, g) = -32.90 kjmol-1 0 該反應(yīng)在

7、298.15 k、標準態(tài)下能自發(fā)進行。（2） (298.15 k) = 5.76, (298.15 k) = 5.81057. 解：（1） (l) = 2(no, g) = 173.1 kjmol-1= = -30.32, 故 = 4.810-31（2）(2) = 2(n2o, g) =208.4 kjmol-1= = -36.50, 故 = 3.210-37（3）(3) = 2(nh3, g) = -32.90 kjmol-1= 5.76, 故 = 5.8105 由以上計算看出：選擇合成氨固氮反應(yīng)最好。8.解： = (co2, g) - (co, g)- (no, g) = -343.94

8、kjmol-1 0，所以該反應(yīng)從理論上講是可行的。9.解: (298.15 k) = (no, g) = 90.25 kjmol-1 (298.15 k) = 12.39 jmol-1k-1 (1573.15k)(298.15 k) -1573.15(298.15 k) = 70759 j mol-1 (1573.15 k) = -2.349, (1573.15 k) = 4.4810-310. 解： h2(g) + i2(g) 2hi(g) 平衡分壓kpa 2905.74 - 2905.74 - 2= 55.3= 2290.12p (hi) = 2kpa = 4580.24 kpan = =

9、 3.15 mol11.解：p (co) = 1.01105 pa, p (h2o) = 2.02105 pa p (co2) = 1.01105 pa, p (h2) = 0.34105 paco(g) + h2o(g) co2(g) + h2(g)起始分壓105 pa 1.01 2.02 1.01 0.34 j = 0.168, = 10.168 = j,故反應(yīng)正向進行。12.解：（1） nh4hs(s) nh3(g) + h2s(g)平衡分壓/kpa = 0.070則 = 0.26100 kpa = 26 kpa平衡時該氣體混合物的總壓為52 kpa （2）t不變，不變。 nh4hs(s

10、) nh3(g) + h2s(g) 平衡分壓/kpa 25.3+ = = 0.070= 17 kpa13.解：（1） pcl5(g) pcl3(g) + cl2(g)平衡濃度(moll-1) = = 0.62mol l-1， (pcl5) = 71%pcl5(g) pcl3(g) + cl2(g) 平衡分壓 0.20 0.5 0.5= = 27.2 （2） pcl5(g) pcl3(g) + cl2(g) 新平衡濃度(moll-1) 0.10 + 0.25 - 0.25 += moll-1 = 0.62mol l-1 (t不變，不變) =0.01 moll-1，(pcl5) = 68% （3）

11、 pcl5(g) pcl3(g) + cl2(g)平衡濃度(moll-1) 0.050 += = 0.62 moll-1= 0.24 moll-1，(pcl5) = 68%比較(2)、(3)結(jié)果，說明最終濃度及轉(zhuǎn)化率只與始、終態(tài)有關(guān)，與加入過程無關(guān)。14.解： n2(g) + 3h2(g) 2nh3(g)平衡濃度(moll-1) 1.0 0.50 0.50= =若使n2的平衡濃度增加到1.2mol l-1，設(shè)需從容器中取走摩爾的h2。 n2(g) + 3h2(g) 2nh3(g)新平衡濃度(moll-1) 1.2 0.50+(30.2) - 0.50-20.20= =0.9415. 解：（1）

12、（co）=61.5%;（2）（co）=86.5%; (3)說明增加反應(yīng)物中某一物質(zhì)濃度可提高另一物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率;增加反應(yīng)物濃度，平衡向生成物方向移動。16.解： 2no(g) + o2(g) 2no2(g)平衡分壓kpa 101-79.2 = 21.8 286 - 79.22 = 246 79.2（673k）= 5.36= ，(673 k) = - 9.39 kjmol-117.解： (298.15 k) = -95278.54 jmol-1(298.15 k) = (298.15 k) - 298.15 k(298.15 k)(298.15 k) = 9.97 jmol-1k-1，(500 k

13、) -97292 jmol-1(500 k) = 0.16， 故 =1.41010 或者 ，(500 k) = 1.4101018.解：因(298.15 k) = (1) +(2) = -213.0 kjmol-1 0, 說明該耦合反應(yīng)在上述條件可自發(fā)進行。第3章 酸堿反應(yīng)和沉淀反應(yīng) 習(xí)題參考答案解：（1）ph=-lg c(h+)=12.00（2）0.050moll-1hoac溶液中， hoac h+ + oac-c平/(moll-1) 0.050-x x xc(h+) = 9.510-4moll-1ph = -lg c(h+) = 3.022解：（1）ph = 1.00 c(h+) = 0.

14、10moll-1ph = 2.00 c(h+) = 0.010moll-1等體積混合后：c(h+) =（0.10moll-1+0.010moll-1）/2 = 0.055 moll-1ph = -lgc(h+) = 1.26（2）ph = 2.00 c(h+) = 0.010moll-1ph = 13.00 poh = 14.00-13.00 = 1.00, c(oh-) = 0.10moll-1等體積混合后：酸堿中和后：h+ + oh- h2o c(oh-) = 0.045moll-1 ph =12.653解：正常狀態(tài)時 ph = 7.35 c(h+) = 4.510-8moll-1ph =

15、 7.45 c(h+) = 3.510-8moll-1患病時ph = 5.90 c(h+) = 1.210-6moll-1 患此種疾病的人血液中c(h+)為正常狀態(tài)的2734倍。4解：一元弱酸ha，ph2.77 c(h+)=1.710-3moll-1 ha h+ + a-c平/(moll-1) 0.10-1.710-3 1.710-3 1.710-3 = 5解：溶液的ph = 9.00, c(h+) = 1.010-9moll-1 故 c(oh-) = 1.010-5moll-1假設(shè)在1.0 l 0.10 moll-1氨水中加入x mol nh4cl(s)。nh3h2o nh4+ + oh-c

16、平/(moll-1) 0.10-1.010-5 x+1.010-5 1.010-5x = 0.18應(yīng)加入nh4cl固體的質(zhì)量為: 0.18moll-11l53.5gmol-1 = 9.6g6解：設(shè)解離產(chǎn)生的h+濃度為x moll-1，則hoac h+ + oac-c平/(moll-1) 0.078-x x 0.74+x ，x = 1.910-6 ，ph = -lg c(h+) = 5.72向此溶液通入0.10molhcl氣體，則發(fā)生如下反應(yīng)： naoac + hcl nacl + hoac反應(yīng)后：c(hoac) = 0.18 moll-1，c(oac-) = 0.64 moll-1設(shè)產(chǎn)生的h+

17、變?yōu)閤moll-1，則 hoac h+ + oac-c平/(moll-1) 0.18-x x 0.64+xx = 5.110-6，ph =5.30(ph) = 5.30-5.72 = -0.427. 解：（1）設(shè)nh4cl水解產(chǎn)生的h+為x moll-1，則nh4+ + h2o nh3h2o + h+c平/(moll-1) 0.010-x x x x = 2.410-6，ph = 5.62（2）設(shè)nacn水解生成的h+為xmoll-1，則 cn- + h2o hcn + oh-c平/(moll-1) 0.10-x x x x = 1.310-3，ph = 11.118解：（1）kai(hclo

18、)= 2.910-8；（2）ksp(agi) = 8.5110-179解：（1）設(shè)caf2在純水中的溶解度(s)為x moll-1。因為caf2為難溶強電解質(zhì)，且基本上不水解，所以在caf2飽和溶液中： caf2 （s） ca2+ + 2f-c平/(moll-1) x 2x c(ca2+)c(f-)2 = ksp(caf2) x = 1.110-3（2）設(shè)caf2在1.010-2moll-1naf溶液中的溶解度(s)為y moll-1。 caf2 （s） ca2+ + 2f-c平/(moll-1) y 2y+1.010-2 c(ca2+)c(f-)2 = ksp(caf2)y(2y+1.010

19、-2)2 = 5.210-9 y = 5.210-5（3）設(shè)caf2在1.010-2 moll-1cacl2溶液中的溶解度(s)為z moll-1。 caf2（s） ca2+ + 2f-c平/(moll-1) 1.010-2+z 2z c(ca2+)c(f-)2 = ksp(caf2) (z+1.010-2)(2z)2 = 5.210-9 z = 3.610-47解：溶液混合后有關(guān)物質(zhì)的濃度為： ha + oh- a- + h2oc/(moll-1) 設(shè)c(h+) = xmoll-1，則弱酸ha，弱酸根a-及氫離子h+的平衡濃度表示為： ha a- + h+c平/(moll-1) xph =

20、5.00 = -lg x，x = 1.0010-5 moll-1代入弱酸ha的解離平衡常數(shù)表示式：（近似計算） 10解：（1）由題意可知：c(mg2+) = 0.050 moll-1當c(mg2+)c(oh-)2ksp(mg(oh)2)時開始有mg(oh)2沉淀出。（2）c(al3+)c(oh-)3 = 4.010-22ksp(al(oh)3)，所以還有al3+可被沉淀出。 c(fe3+)c(oh-)3 = 2.010-22ksp(fe(oh)3)，所以還有fe3+可被沉淀出。11解： cd2+ + ca(oh)2 ca2+ + cd(oh)2cd(oh)2(s) cd2+ + 2oh- ks

21、p=7.210-15若使c(cd2+)0.10mgl-1 =8.910-7moll-1 ph(14.00-poh) = 10.012解：（1）混合后：c(mn2+) = 0.0010moll-1 c(nh3h2o) = 0.050 moll-1設(shè)oh-濃度為x moll-1 nh3h2o nh4+ + oh-c平/(moll-1) 0.050-x x x x2 = 9.010-7，即 c(oh-)2 = 9.010-7c(mn2+)c(oh-)2 =9.010-10ksp(mn(oh)2) =1.910-13所以能生成mn(oh)2沉淀。（2）已知(nh4)2so4的相對分子質(zhì)量為132.15

22、c(nh4)2so4) =moll-1 = 0.25moll-1c(nh4-) = 0.50 moll-1設(shè)oh-濃度為x moll-1 nh3h2o nh4+ + oh-c平/(moll-1) 0.050-x 0.50+x x x=1.810-6 c(oh-)=1.810-6moll-1c(mn2+)c(oh-)2 = 3.210-15ksp(mn(oh)2)，所以不能生成mn(oh)2沉淀。13解：使baso4沉淀所需 ag2so4沉淀所需故baso4先沉淀。當ag+開始沉淀時，c(ba2+)10-5moll-1故此時ba2+已沉淀完全。即可用加入na2so4方法分離ba2+和ag+。14

23、解：fe3+沉淀完全時，c(oh-)的最小值為 ph = 2.81若使0.10 moll-1mgcl2溶液不生成mg(oh)2沉淀，此時c(oh-)最大值為 ph = 8.88所以若達到上述目的，應(yīng)控制2.81ph8.88。15解：（1）pb(oh)2、cr(oh)3開始析出所需c(oh-)的最低為 因為c1(oh-)c2(oh-)，所以cr(oh)3先沉淀。（2）cr(oh)3沉淀完全時所需oh-最低濃度為 pb(oh)2不沉出所容許的oh-最高濃度為 c(oh-)2.210-7moll-1即c(oh-)應(yīng)控制在（4.010-9moll-12.210-7）moll-1 phmin = 5.6

24、0 phmax = 7.34所以若要分離這兩種離子，溶液的ph應(yīng)控制在5.607.34之間。16解：（1） （2） 17解：（1）設(shè)cu2+的起始濃度為x moll-1。由提示可知： 2cu2+ 26s2o32- 反應(yīng)物質(zhì)的量比 2 ： 26 n/10-3mol x ： 30.00.100 x = 0.23010-3molc(cu2+) = 0.0115 moll-1（2）c(io3-) = 0.0230 moll-1 ksp(cu(io3)2) = c(cu2+)c(io3-)2= 6.0810-618解：設(shè)殘留在溶液中的cu2+的濃度為x moll-1。 cu2+ + h2s cus +

25、2h+c平/(moll-1) x 0.10 0.10+2(0.10-x) x = 4.110-16 c(cu2+) = 4.110-16moll-1故殘留在溶液中的cu2+有4.110-16moll-10.10l63.546gmol-1 = 2.610-15g19解：（1）c(fe3+) = c(fe2+) 0.010moll-1若使fe3+開始產(chǎn)生沉淀，則ph = 14.00-12.19 = 1.81（2）fe(oh)3沉淀完全，要求c(fe3+) 10-5moll-1，則 ph =2.81第4章 氧化還原反應(yīng) 習(xí)題參考答案1解：s的氧化數(shù)分別為-2、0、2、4、5、6。2解：（1）3cu

26、+ 8hno3(稀) 3cu(no3)2+2 no + 4h2o（2）4zn + 5h2so4(濃) 4znso4 +h2s + 4h2o（3）kclo3 + 6 feso4 + 3h2so4 kcl +3 fe2 (so4)3 + 3h2o（4）cu2s + 22hno3 6cu (no3)2 + 3h2so4 + 10no +8 h2o3解：（1） 12i- 2e i2+) 1h2o2+ 2h+ + 2e 2h2o2i+ h2o2+ 2h+ i2+2h2o（2） 1cr2o + 14h+ + 6e 2cr3+ + 7h2o +) 3h2s - 2e s + 2h+cr2o+ 3h2s +

27、8h+ 2cr3+ + 3s + 7h2o（3） 1clo + 6h+ + 6e cl- + 3h2o+) 6fe2+-efe3+clo+ 6fe2+ 6h+ cl- +6fe3+3h2o （4）1/2cl2+ 2e 2cl- +) 1/2cl2 + 4oh- 2e 2clo-+ 2h2ocl2 + 2ohcl-+clo-+ h2o（5） 1zn + 4oh- 2e zn(oh)42-+) 1clo-+ h2o +2ecl-+ 2oh zn + clo-+2oh+ h2ozn(oh)42- + cl-（6）2mno + e mno +) 1so + oh- 2e so + h2o 2mno +

28、so + 2oh 2 mno+so + h2o4解：（1）（-）pt，i2(s)i(c1)cl-(c2)cl2(p), pt（+）（2）（-）ptfe2+, fe3+ (c3)mno(c3), mn2+(c4)，h+(c5)pt（+）（3）（-）znznso4 (c1)cdso4 (c2)cd（+）5解：由于e(f2/hf)e(s2o/so42-)e(h2o2/h2o)e(mno/mn2+)e(pbo2/pb2+)e(cl2/cl-)e(br2/br-)e(ag+/ag)e(fe3+/fe2+)e(i2/i-)故氧化能力順序為f2 s2o h2o2 mnopbo2cl2 br2 ag+fe3+

29、i2。其對應(yīng)的還原產(chǎn)物為hf，so，h2o，mn2+ ，pb2+ ，cl，br,ag, fe2+ , i。6解：由于e(zn2+/zn) e(h+/h2) e(s/h2s) e(sn4+/sn2+) e(so42-/h2so3) e(cu2+/cu) e(i2/i-) e(fe3+/fe2+) e(ag+/ag) e(cl2/cl-)故還原能力順序為znh2h2ssncl2na2so3cukifecl2agkcl。7解：（1）e(fe3+/fe2+) e(br2/br-)，該反應(yīng)能自發(fā)向左進行。（2）e 0，該反應(yīng)能自發(fā)向左進行。（3） hcl hbr hi。3解： bbr3 cs2 sih4

30、 pcl5c2h44解： hclo bbr3 c2h2 5解：由成鍵原子的未成對電子直接配對成鍵：hgcl2、ph3。 由電子激發(fā)后配對成鍵：asf5、pcl5。 形成配位鍵：、cu(nh3)42+。6解：（1）znozns （2）nh3nf3 （3）ash3of2 （5）ibr h2o h2s h2se o28解：分子或離子中心離子雜化類型分子或離子的幾何構(gòu)型bbr3等性sp2平面正三角形ph3不等性sp3三角錐形h2s不等性sp3v形sicl4等性sp3正四面體形co2等性sp直線形等性sp3正四面體形9解：分子或離子價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)幾何構(gòu)型pbcl3321v形bf333

31、0平面正三角形nf3431三角錐形ph4+440正四面體brf5651正四棱錐形440正四面體321v形xef4642四方形chcl3440四面體10解：分子或離子分子軌道表示式成鍵的名稱和數(shù)目價鍵結(jié)構(gòu)式或分子結(jié)構(gòu)式能否存在(s1s)1一個單電子s鍵能(s1s)2(s*1s)1一個叁電子s鍵能c2kk(s2s)2(s*2s)2 (p2py)2(p2pz)22個p鍵能be2kk(s2s)2(s*2s)2不成鍵不能b2kk(s2s)2(s*2s)2 (p2py)1(p2pz)12個單電子p鍵能kk(s2s)2(s*2s)2 (p2py)2(p2pz)2(s2px)12個p鍵一個單電子s鍵能o2+kk(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)11個p鍵一個叁電子p鍵1個s鍵能11解：分子或離子鍵級2.521.510.5結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的次序為：12解：（1）he2的分子軌道表示式為(s1s)2(s*1s)2，凈成鍵電子數(shù)為0，所以he2分子不存在； （2）n2的分子軌道表示式為(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2 (p2py)2(p2pz)2(s2px)2，形成一個s鍵，兩個p鍵，所以