大學(xué)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課后習(xí)題答案

大學(xué)化學(xué)張會(huì)菊繆娟課后習(xí)題答案

第1章化學(xué)熱力學(xué)

(一)選擇題

1.A2.A3.C4.B5.D6.C7.C8.C9.A10.C11.

A12.C

(二)填空題

1.40

2.恒容，不做非體積功，恒壓，不做非體積功

3.>,<,=,>

4.增大、不變

5.不變

6.3.987kJ?mol-1

(三)判斷題

1.X2.X3.X4.X5.V6.X7.X8.X9.X10.X

(四)計(jì)算題

1.解:2N:HJ1)+N:O4(g)3N,(g)+4HJX1)

=Z%樂(lè)/

=0+4x(-285.84)-2x50.63-9.16

=-l254(kJmol')

1,

1

—Ar/7ni=-627(kJ-mop)

CO式g)+]N式g)2N風(fēng)(I)摩爾燃燒熱

為

CO(g)4NO(g)2.

解：---?

△rHm=5uVRIAfm

=-393.5-(-110.52)-90.25

=-373.24(kJ-mol')

△r$m=ZvBSm

=213.6+-x191.5-197.56-210.65

2

=-98.9(J-mol1-K')

Ar//m_37324

&=A「'm=_-98.9x10-3=3.77xOK

△rJ=Z…,小

=-394.36-(137.15)-86.57

=-343.78(kJ-mol)

(298K)

此反應(yīng)的是較大的負(fù)值，且A〃（-），AS（一）型反應(yīng)，從熱力學(xué)上

看，在

T轉(zhuǎn)的溫度以內(nèi)反應(yīng)都可自發(fā)進(jìn)行。

/“RT

叫=-peAV=-p*V=---------

IPi

Pz-Aj

=P/RT

P\P2)

50-100

=50x1x8.314x300x------------

100x50nRT

v\---------

=-1247」(J)3.解：外壓億=50kPaA

nRT

P2,Pc=Pi

系統(tǒng)所做功:

定溫變化，A"=。

黑濘等簧用，所以C1247.1(J)

定溫過(guò)程0匕常數(shù)A(pE>=0

所以A//=Al/+A(pV)=0

4.解:查表知

CaO(s)+S03(g)=C

aS04(s)

1

Af(kJ-mol)-634.9-395.7-I434.5

5G.(kJ-mol1)-603.3-371.1-1322.0

11

S1M(J-mol-k38.1256.8106.5

?AfA/m(CaSO4)-Af//m(SO3)-A,//m(CaO,)

=-1434.5-(-395.7)-(-634.9)

=-403.9kJ-mol

求得

11

ArGm--347.6kJ?mol.ArSm--188.4J-molK

同理求得

-|1

Ar(7m=-348kJ-mol?-42kJ-mol

因?yàn)?/p>

所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷可知，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。

<

AW-403.OxIO3_，八〃

T=-rJ四m=--------------=2143.8K=1870.69C

-188.4

但由于該反應(yīng)，故存在一個(gè)能使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的

最高溫度，該

溫度

為

一般的爐溫是1200C左右，所以熱學(xué)上，用CaO來(lái)吸收S03以減少天氣污

染的可能性是存在的。這種方法在實(shí)際中已有應(yīng)用。

Ar〃m=Z

=-2x(-90.37)

=180.74(kJ?mol」)5.解:

(1)

△rSm=，VS_

rmBRm

=2x77.4+204.0-2x72.0

=215.8(J-mol-1-K-1)

ArGm

>0,在298.15K,標(biāo)態(tài)下不自發(fā)。

(2)

7>837.5K反應(yīng)自發(fā)

6.解：⑴

A,S?,=X

Ji,

=Sm(Ag)+5m(Fc')-5m(Ag')-Sln(Fc)

--42.55-316-72.68+138

=-208.13(J-molK')

A(7=A//—7z\S

rm(298K)rmrmm

=-64.98-298x(-208.13)xW3

=-2.957(kJ-mol-1)

RT8.314x298

K>=3.30

(2)T=308K

=ArZ/ra-7ArSm

=-64.98-308x(-208.13)xIO-5

=-8.76x10'(kJ-mol'')

W=Ar(7m=-8.76X10-*(kJ-mol-')

當(dāng)可逆過(guò)程時(shí)做電功最

大，

<

(3)

反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行。

-0,(#)

7.解:Ag20(s)n2Ag(s)+2

A//VA//

rRMm(298K)=-yBRFfMm

=0+O-C-31.1)

=31.1(kJmol-')

=7v

ASmns

「(29?K)JBm

=2x42.55+-x205.03-121

2

=66.62(Jmor1-K1)

31.1

=467(K)

66.62x10-3

Ar^m

△《m=ZVBAf<7m

=0+0-(-11.2)

=11.2(kJ-mol"1)

ArSm

>0,>07>467K才分解。

i“一dAri'Gm(298K)

8-K/2.303Q

11.2x103

2.303x8.314x298

△「“mJG

K(298K)

2.303RT2TX

31.lx10J(467-298)

2.303x8.314x298x467

1.25x10

K(467K)=1。03

X

P(Q2)1

K(467K)==1.03

2

p(O2)=1.03p=106kPa

第2章化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

思考題與習(xí)題答案

1.已知A+B=2C為簡(jiǎn)單反應(yīng)，則k的單位是L?molT?sT或L?molT?min-1,

該反應(yīng)為2級(jí)反應(yīng)。

2.已知：2N205=4N02+02,反應(yīng)基理如下：

N205=N02+N03（快）N02+N03=N0+02+N02（慢）N0+N03=2N02（快）

該反應(yīng)速度方程為"=它是一個(gè)2級(jí)反應(yīng)。

3.利用阿累尼烏斯公式將Ink對(duì)1/7作圖，可得一條直線，直線的斜率為―-

Ea/R,在縱坐標(biāo)上的截距為InA.

4.二甲醛［（CH3）20］分解為甲烷、氫和一氧化碳的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

t/s0200400600800

c[(CH3)20]/mol?L-0.00.0090.0080.0070.007

1100016396803

（1）600s和800s間的平均速率。

（2）用濃度對(duì)時(shí)間作圖（動(dòng)力學(xué)曲線），求800s的瞬時(shí)速率。

M,(l>.._竺=_(°?嗎-087陟01￡-?).(1>0-

M(800-600>

X-toort./?OOOTO),too,時(shí)笛，??8.78X10-*moi?L,?i*1

81(”600B和lOOt網(wǎng)的▼均速率*3.25*10<?*04?匚|?\\

（2）KKh的■間速率為8.78604md?LM??1

5.在3004溫度下，氯乙烷分解反應(yīng)的速率常數(shù)為2.5X10-3min-l。（1）該反應(yīng)

是幾級(jí)反應(yīng)？說(shuō)明理由。（2）氯乙烷分解一半，需要多長(zhǎng)時(shí)間？（3）氯乙烷濃度

由0.40mol?L-1降為O.OlOmol-L-1,需要多長(zhǎng)時(shí)間？（4）若初始濃度為

0.40mol-L-1,反應(yīng)進(jìn)行8h后，氯乙烷濃度還剩多少?

(2)1

ML苧250-10*mm;277nua■4.62h

“>'T1"紅-丁，仁/翟…245%

<4)4*4,**?0<0molL*c?p(-2.5O?IO',m?n,Mgx60fnin)aO.I2molI；1

??<l)ilfiRft

<2)NC以分H-F.X4?2h,

O)2439h：

?)K乙cm度出M余012moi|/?

6.已知某反應(yīng)在700芯時(shí)，速度常數(shù)為：A=1.2L-mol-1?ST,此反應(yīng)的活化能

為150Vmol-1,試計(jì)算8004時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)。

in勺=______L)

解：根據(jù)公式(2-13)占RT'%

、工凡，??、150.0x10，I1

可知K2.303R彳T22.303x8.314‘700800’

k2

則4=25.06所以

k：=25.06A,=25.06xL2L/no/'S'=30.074./nr>/'S'

答：8004時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)為30.07￡-S-h

7.某一級(jí)反應(yīng)，在3004時(shí)反應(yīng)完成50%需時(shí)20min,在活化能350｛時(shí)反應(yīng)完成

50%需時(shí)5min,試計(jì)算該反應(yīng)的活化能。

In2

解：一級(jí)反應(yīng)，tl/2=k，可看出tl/2與4成反比，

f|t>(300K)u2O?m4.HlOOK)I

/^(250K)SOmin-T"i(25OK)4

答：該反應(yīng)的活化能為24.2KJ-mol-lo

8.人體中某種酶的催化反應(yīng)活化能為50.OkJ-mol-1,正常人的體溫為37C,問(wèn)

在發(fā)燒至40c的病人體中，該反應(yīng)速率增加了百分之幾？

In—

解：根據(jù)公式(2-13)8RT,/

則s&sJ噌*,ii

含蚓颼,噓黑洶、建超洪

可知k、2.303R7；T：則

Ai=1.2

所以反應(yīng)速度增加了20%

答：該反應(yīng)速率增加了20%。

第3章溶液中離子的平衡

一、判斷題

1-8XXXXXJJX

填空題

An

ft=n----r

1、1:1業(yè)PM2、緩沖比總濃度3、緩沖溶

液9.1X10-54.74

475

H20NaAcNaOHNaAcNaOH6、0.001

7、HP042-H2P04-6.20-8.208、共輾酸堿

對(duì)

9、H3P04H2P04-IIP042-P043-H20H+OH-IO.7.35-

7.45H2C03-HC03-

11、2.19X10-712、

2.313、10

14、HAcHAc為弱電解質(zhì)，稀釋會(huì)使電離度增大

第4章氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)

1.選擇題

(1)C(2)C(3)D(4)B(5)B

2.填空題

(1)20

MnO；⑵

Mn2+Mn02

(3)較小較大

(4)0.177H+(lmol?L-l)nH+(l.0X10-3mol?L-l)

(5)相同，不同，相同

3.判斷題

(1)X(2)J(3)V(4)X(5)X

4.簡(jiǎn)答題和計(jì)算題

2+

(P(MnO2/Mn)<p(Cl2/Cr)

(1)解：因?yàn)関,故在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

下，反應(yīng)向左進(jìn)行(正向非自發(fā))。然而Mn02的氧化性受介質(zhì)酸度的影響較大。從

Mn02/Mn2+電對(duì)的半反應(yīng)式

=Mn02(s)+411+(aq)+2e-Mn2+(aq)+2H20可得出H+濃度對(duì)其電極電

勢(shì)的影響為

MnO、/Mn')=v(MnO*')+*—-In——-----------------—

nFMMn)c]

即0值隨H+濃度的增大而增大，所以實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸(如12-與

Mn02的在加熱條件下反應(yīng)以增加Mn02的氧化性；與此同時(shí)，c(Cl-)的增加及加

熱使p(C12)降低,均使

2

V(MnO2/Mn)p(CIJCI)<P(CI2Cl)減小，增大了Cl—的還原

性，使>,反應(yīng)正向進(jìn)行。此外，加熱還

可以反應(yīng)速率增加。

￡=中(+)-少(-)=.(FC"/FC2')-0(12/1)

=0.771-0.5355

=0.236V

\_

=(2)解：Fe3+(aq)+I~(aq)Fe2+(aq)+2I2(s)

IgK=ns/0.059

=lx0.236/0.059

=3.99V

K=9.8x103

中(MnO,/Mn=m(MnO,/Mn,')+-^"ln~——!—

nF[c<Mn5-)/e]

當(dāng)兩溶液等體積混合后，離子濃度均變?yōu)?mol-L-1,據(jù)上述計(jì)算，￡

>0,反應(yīng)正向進(jìn)行，溶液由淺黃色轉(zhuǎn)變?yōu)樽攸S色，并（或）有紫色碘沉

淀析出。

(3)解：①依題意鉆電極為負(fù)極，氯電極為正極:

e=<p(+)-°(-)=p(Cl,/Cl)-(Co2'/Co)

1.64=1.36~(p(Co2+/Co)

cp(Co2+/Co)=-0.28V

②原電池反應(yīng)為

Co+C12Co2++2C1-

V(ci,/cr)=<p(Cl,/Cl)+—In{!

nF(c(Cl)/c尸

③

9(Cl/CI)當(dāng)0(C12)增大時(shí)，增大，原電池電動(dòng)勢(shì)，值增

大；

S(C1JC1)當(dāng)0(ci2)減小時(shí)，減小，原電池電動(dòng)勢(shì)￡值減

小。

④當(dāng)c(Co2+)=0.010mol?L-1,時(shí)

<p(Co2*/Co)■<p(Co2*/Co)+—lg(c(Co2*)/c)

0.059

=-0.28+---IgO.OlO

=-0.34V

2+

￡=(p(Cl2/Ci-)-<p(Co/Co)

=136-(-0.34)

=1.70V

原電池的電動(dòng)勢(shì)增加了0.06V

(4)解：pH=4.0及其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件下：

Cr?o；(aq)反應(yīng)+H+(aq)+Br-—?.Br2(1)+

Cr3+(aq)+H20(l)

組成原電池：

=CqO：(aq)正極：+14H++6e2Cr3++7H20

=負(fù)極：2Br-------2eBr2

b0.680V

^(Br2/Br-)=<p(Br2/Br)=1.066V

?(Cr?O；/Cr")S