无机化学第四版习题答案

【篇一：天大第4版无机化学_课后习题参考答案】

>第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案

3．解：一瓶氧气可用天数

n1(p?p1)v1(13.2?103-1.01?103)kpa?32l???9.6d

n2p2v2101.325kpa?400l ? d-1

４．解：t?

pvmpv

= 318 k ?44.9℃５．解：根据道尔顿分压定律

pi?

p(n2) = 7.6?104 pa

p(o2) = 2.0?104 pa p(ar) =1?103 pa

p n

６．解：（1）n(co2)? 0.114mol; p(co2)? 2.87 ? 104 pa

（2）p(n2)?p?p(o2)?p(co2)?3.79?104pa （3）

n(o2)p(co2)4???0.286 np9.33?104pa

7.解：（1）p(h2) =95.43 kpa（2）m(h2) =

pvm

= 0.194 g 8.解：（1）? = 5.0 mol

（2）? = 2.5 mol

结论: 反应进度(?)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。

9.解：?u = qp ? p?v = 0.771 kj 10.解：（1）v1 = 38.3?10-3 m3= 38.3l

（2） t2 =

pv2

= 320 k nr

（3）?w = ? (?p?v) = ?502 j （4） ?u = q + w = -758 j （5） ?h = qp = -1260 j

11.解：nh3(g) +

5o(g) ???3?298.15k

12.解：?rhm= qp = ?89.5 kj ?rum= ?rhm? ?nrt

= ?96.9 kj

13.解：（1）c (s) + o2 (g) → co2 (g)

1co(g) + 1c(s) → co(g)

co(g) +

1feo(s) → 2fe(s) + co(g)

23233

（2）总反应方程式为

3c(s) + o(g) + 1feo(s) → 3co(g) + 2fe(s)

2232

2323

由上看出：(1)与(2)计算结果基本相等。所以可得出如下结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。

???

18.解：ch4(g) + 2o2(g) → co2(g) + 2h2o(l)

???? ?rhm = ?fhm(co2, g) + 2?fhm(h2o, l) ??fhm(ch4, g)

第2章化学反应的方向、速率和限度习题参考答案

该反应在298.15k及标准态下可自发向右进行。

该反应在常温(298.15 k)、标准态下不能自发进行。

该反应在700 k、标准态下不能自发进行。

???

（2）由以上计算可知：

t ≥

?rhm(298.15 k)??rsm(298.15 k)

= 1639 k

p (co) ? p (h2) ?c (co) ? c (h2) ?4.解：（1）kc =kp = p (ch4) p (h2o)c (ch4) c (h2o)

?p (co) / p?? p (h) / p ? =

p (ch)/p p (ho) / p

（2）kc =

?c (n2)? c (h2) c (nh3)

2 32

kp =

2)/?

?p (n2)?? p (h2) p (nh3)

12 32

k? =

?p (n

2)/

1?2p

? p (h

p (nh3) /p

（3）kc =c (co2) kp =p (co2) k? =p (co2)/p?（4）kc = k?= ? c (h2o) ?c (h2) 3

kp =

? p (h2o) ?p (h2) 3

p (h2o)/p?

2)/

?p (h

5.解：设?rhm、?rsm基本上不随温度变化。

???

lgk?(298.15 k) = 40.92, 故k?(298.15 k) = 8.3?1040 lgk?(373.15 k) = 34.02,故k?(373.15 k) = 1.0?1034

该反应在298.15 k、标准态下能自发进行。

（2） lgk?(298.15 k) = 5.76, k?(298.15 k) = 5.8?105

= lgk1

??fgm(1)?

= ?30.32, 故 k1= 4.8?10?31

2.303 rt

?= lgk2

??fgm(2)?

= ?36.50, 故 k2= 3.2?10?37

2.303 rt

= 5.76, 故 k3= 5.8?105 lgk3

由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。

????

8.解：?rgm = ?fgm(co2, g) ? ?fgm(co, g)? ?fgm(no, g)

????rgm(1573.15k)≈?rhm(298.15 k) ?1573.15?rsm(298.15 k)

lgk?(1573.15 k) = ?2.349,k?(1573.15 k) = 4.48?10?3 10. 解：

h2(g) + i2(g)

2hi(g)

(2x)2

= 55.3

(2905.74?x)2

11.解：p (co) = 1.01?105 pa, p (h2o) = 2.02?105 pa p (co2) = 1.01?105 pa, p (h2) = 0.34?105 pa

co(g) + h2o(g) ? co2(g) + h2(g)

起始分压／105 pa1.01 2.02 1.01 0.34

j = 0.168, kp= 1＞0.168 = j,故反应正向进行。 12.解：（1）

nh4hs(s) ? nh3(g) + h2s(g)

平衡分压/kpa x x

k?=p (nh3) / p? p (h2s) / p? = 0.070 则 x= 0.26?100 kpa = 26 kpa 平衡时该气体混合物的总压为52 kpa

（2）t不变，k?不变。

nh4hs(s) ? nh3(g) + h2s(g)

平衡分压/kpa

25.3+yy

n =

= 3.15 mol

????

k?=（25.3 ? y) / p? y / p? = 0.070

????

y= 17 kpa

13.解：（1）pcl5(g) ? pcl3(g) + cl2(g)

0.70?0.500.500.50

2.02.02.0

c(pcl3)c(cl2)

c(pcl5 )

pcl5(g) ? pcl3(g) + cl2(g)

平衡分压 0.20

?p (pcl)/p?? p (cl )/p ?=

p (pcl) /p?

rtrtrt0.5 0.5 vvv

= 27.2

0.10

?y 2

kc=

(0.25?y)(0.30?y)

(0.10?y)

（3）pcl5(g) ? pcl3(g) + cl2(g)

kc=

(0.050?z)z

0.35?z

kc=

?c(nh3)?2

c(n2)c(h2)

(0.50?2?0.20)2?1?2?1?2

1.2?(0.50?3?02?x)

x=0.94

2no2(g)

平衡分压／kpa 101?79.2 = 21.8 286 ? 79.2／2 = 246 79.2

k?（673k）=

p(no)/pp(o

?p(no

2)/p

2)/

= 5.36

【篇二：北师大《无机化学》第四版习题答案5】

>5-1 从手册中查出常用试剂浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、浓氨水的密度和质量分数计算它们的（体积）物质的量浓度和质量摩尔浓度。解：经查阅:p(hcl)=1.19g/ml w(hcl)=37.23%

p(h2so4)=1.83g/mlw(h2so4)=98%

p(hno3)=1.42g/mlw(hno3)=69.80%

p(nh3.h2o)=0.9g/ml w(nh3.h2o)=26%

设1㎏水中含溶质n mol,则由w=m/(m+1000)（m为溶质质量）可得： m (hcl)=16.2 mol/㎏

m(h2so4)=500 mol/㎏

m(hno3)=36.69 mol/㎏

m (nh3.h2o)= 20.67 mol/㎏

5-3化学实验中经常用蒸馏水冲洗已用自来水洗净的烧杯。设洗净烧杯内残留“水”为1ml,试计算，用30ml蒸馏水洗1次和2次，烧杯中残留的“自来水的浓度”分别多大？解：再用自来水洗之后，烧杯中自来水为1ml之后，加入30ml蒸馏水，一共为31ml水，自来水占1/31，倒掉后又倒1ml，故自来水浓度为1/31。

若第一次加入的蒸馏水倒掉之后，1ml中含1/31ml的自来水；

再加入30ml蒸馏水，一共为31ml水，自来水占1/312=1/963

所以倒掉后自来水占1/312=1/963

5-4 计算15℃,97kpa下15g氯气的体积。

该气体的摩尔质量为：52.8 g/mol。

5-6测得2.96g氯化在407℃的1l容积的真空系统里完全蒸发到的压力为60kpa，求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。

(2)设氯化汞的化学式为hgcln ,则

200.6+35.5n=278.9

解得 n=2

答：氯化汞的摩尔质量是278.9g/mol,化学式是hgcl2

(2)设硫蒸气的化学式为sn，则32n=65 解得n=2

所以硫蒸气的摩尔质量是 65g/mol化学式是s2.

5-8 在25℃时将相同压力的5.0l氮气和15l氧气压缩到一个10.0l 的真空容器中，测得混合气体的总压为150kpa，（1）求两种气体的初始压力；（2）求混合气体中氮和氧的分压；（3）将温度上升到210℃，容器的总压。

解：方法1：1）假设压缩两种气体的总压力为p, 分压为p1、p2 ，则由玻意耳定律得:p1v1=p2v2

p= p2v2/ v1=75 kpa

（ 2）假设混合气体的分压分别为p3、p4,则有:

（3）假设210℃时，容器的总压为p5，则由盖吕莎克定律得：

p/t=p5/t5

方法2：（1）两种气体的初始压力为p ，则由p1v1=p1v1 得

p(vn2+vo2)=p混v混

=75 kp

（2）同温同压下,n(n2):n(o2)=v(n2):v(o2)=1:3

(3)p2v2=nrt2 ①

pv=nrt ②两式相比,得p2/p=t2/t

150kpa/p=298k/483k p=243kpa

5-9 在25℃，1.47mpa下把氨气通入容积为1.00刚性壁密闭容器中，在350℃下用催化剂使部分氨分解为氮气和氢气，测得总压为

5mpa，求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压。

解:p1v1=n（nh3）rt1→n（nh3）=0.5933mol

p2v2=n（混）rt→n（混）=0.9653mol

设有2x mol的nh3在1123k下分解,则有x moln2和3x molh2生成,则 nnh3-2x+x+3x=n总

x=0.186mol

x(nh3)=(nnh3-2x)/n总=0.229mol

x(n2)=x/n总=0.193mol

x(h2)=3x/n总=0.578mol

nh3的解离度=(n(nh3)-2x)/n(nh3)=0.627％。

c2h4(g)+h2(g)＝c2h6(g) 反应结束时温度降至原温度后测得总压为4530 pa。求原混合气体中乙烯的摩尔分数。

解：由等温变化得：p1v1/n1=p2v2/n2

原混合气体中乙烯的摩尔分数为ni；设气体总体积为1

6930*1/n=4530*1/（1-ni）n

得=0.346

答：原混合气体中乙烯的摩尔分数为0.34

5—11以下哪些关系式是正确的（p、v、n表示混合气体的总压、总体积和总物质的量）? 说明理由。

pvb=nbrt pbv=nbrt pbvb=nrt pv=nrt

答: pvb=nbrt 错误

pbv=nbrt正确,它表示b物质的分压力

pbvb=nrt 错误

pv=nrt 正确,它就是气体的状态方程.

5-12 以下系统内各有几个相？

（1）水溶性蛋白质的水溶液；（2）氢氧混合气体；

（3）盐酸与铁块发生反应的系统；（4）超临界状态的水。

解（1）一个相，因为溶液均匀分布的；

（2）一个相，因为混合气体均匀分布的；

（3）三个相，因为反映系统中有未反映的铁固体，生成h2气体以及溶液液体。

（4）一个相，因为超临界状态的水，既有水固体，又有水液体和水蒸汽。

5-13 10 g水在373k和100kpa下气化，所做的功多大？

解: 系统接受环境所给的功：

5—14 反应cac2(s)+2h2o(l)=ca(oh)2(s)+c2h2(g)在298k下的标

准摩尔热力学能变化量为-128.0kjmol–1，求该反应的标准摩尔焓变。解：该反应是在恒温恒压条件下进行，反应的标准摩尔生成焓：

5-15 人类登月使用的阿波罗的第一级火箭使用了550吨煤油在

2.5min内与氧发生燃烧反应产生巨大推力。以c12h26(l)为煤油的平均分子式的燃烧热为-7513kjmol-1，试计算这个燃烧反应的功率。解：设这个燃烧反应的功率为p，在2.5min内产生的热量为wkj;

则由：

c6h12o6+18.5o2=12co2+13h2o;h= –7513kj/mol

170g7513kj

550 1000 1000gwkj

w=2.43 10 10kj

p=w/t=1.62 10 8kw

5—16 已知al2o3(s)和mno2(s)的标准摩尔生成焓为-1676 kjmol-1

和-521 kjmol-1，计算1g铝与mno2(s)足量反应（铝热法）产生的

热量。

解: n(al)=1/27mol

4al+3mno2 = 2al2o3+3mn

5-17 已知cl-1(aq)的标准摩尔生成焓为–167.5 kj mol–1，计算

1molhcl(g)溶于足量的水释放多少热？[注]计算得到的值为氯化氢的

溶解热；hcl(g)的标准摩尔生成焓可从本书附表中查获。假设水量的

多少与程度无关（事实上是有关的，因此溶解热的数值通常设定为

无限稀释。）

解: 假设溶于定量的水释放的热量为△h，则有：

hcl(g)=h(∞aq)+claq– +

因规定△fhmo(h(∞aq))=0△h(cl–)= –167.5kj/mol

又可查表得：h(hcl) = –92.307kj/mol

△rhmo=△fhmo(h(∞aq))+ △fhmo(claq–) –△fhmo(hcl(g))

=0+（–167.5）–（–92.307）= 75.2 kj?mol–1

所以1 mol hcl(g)溶于足量水的释放热为75.2 kj?mol–1

5-18：用标准摩尔生成焓的数据计算sif4(g)与足量h2o(l)的反应生

成sio2(s)和hf(g)的摩尔反应焓。

解 :反应方程式为：sif4(g)+ 2h2o(l) =sio2(s)+4hf(g)

△rhmo=△rhmo (sio2)+4△rhmo (hf) –△rhmo (sif4) –2△rhmo (h2o)

=(–910.94 kj?mol-1)+4*(–271.1 kj?mol–1) –2*(285.830 kj?mol-1) –(–1416.98 kj?mol–1) =191.3( kj?mol–1)

所以为：sif4(g)+ 2h2o(l) =sio2(s)+4hf(g) △rhmo

=191.3( kj?mol-1)

5-19 利用本书附表与下列数据计算石灰岩[以caco3(方解石)计]被

co2 (g)溶解发育成喀斯特地形的如下反应的标准摩尔反应焓：

caco3 (s) + co2 (g) + h2o(l) =ca2+ (aq)+2hco–-3(aq)

解：caco3 (s) + co2 (g) + h2o(l) =ca2+ (aq)+2hco-3(aq)

5-20 火柴头中的p4s3(s)标准摩尔燃烧热为-3677 kj?mol-1 [注：燃

烧产物为p4o10 (s)和so2 (g)]，利用本书附表的数据计算p4s3(s)

的标准摩尔生成焓。

解：p4s3(s) +8o2 (g)=p4o10 (s) +3so2 (g)

即p4s3(s)的标准摩尔生成焓为197.4 kj?mol–1

5-21 诺贝尔发明的炸药爆炸可使产生的气体因热膨胀体积增大

1200倍，其化学原理是硝酸甘油发生如下分解反应：4c3h5（no3）3(l)=6 n2(g)+10h2o (g)+12co2 (g) +o2 (g)

已知c3h5（no3）3(l)的标准摩尔生成焓为–355 kj?mol–1，计算爆炸反应的标准摩尔反应焓。

解：4c3h5（no3）3=6 n2+10h2o +12co2 (g) +o2 (g)

4(–355kj?mol–1) = –5.72( kj?mol–1)

【篇三：北师大《无机化学》第四版习题答案6】

>6.1 写出下列各反应的标准平衡常数表达式和实验平衡常数表达式： ( 1 ) 2so2(g) + o2(g) = 2so3 (g)

( 2 ) nh4hco(s)= nh3(g)+co2(g)+h2o(g) ( 3 ) caco3(s) =

co2(g)+cao(s) ( 4 ) ago=2ag(s)+ l/2o2(g) ( 5 ) co2(g)= co2(aq)

( 6 ) cl2(g) + h2o(l)=h+(aq) + cl(aq) + hclo(aq)

－

( 7 ) hcn(aq)= h+(aq) + cn(aq)

－

( 8 ) ag2cro4(s) = 2ag+(aq) + cro24(aq)

－

－－( 9 ) baso4(s) + co2(aq)= caco3(s) + so234(aq)

－

( 10 ) fe2+(aq) + 1/4o2(g) + 2 h+(aq)= fe3+(aq)+ h2o(l) 解：(1) k ?p?so3?

???

??p?so2?

?/??

p????

??p?o2?

????????p?

kp?p

2(so2)

/p(so2)?p?o

p(co2)p

(2) k?

p(nh3)p

p(h2o)p

kp?p(nh3)?p(co2)?p(h2o)

p(co2)p

(3) k?

kp?p(co2)

1/2

(4) k

?p(o)?

???2??p?

?c(co2)c

kp?p(o2) p(co2)p

(5) k/

k?c(co2)/p(co2)

(6) k

c(h?)c(cl?)c(hclo)pcl????/?2 ?? cccp

k?c(h?)?c(cl?)?c(hclo)/pcl2 ?c(cn?)c(h?)?????

?c(hcn)

?/?

c??

(7) k

kc?c(h?)?c(cn?)/c(hcn) (8) k?

c(cro

2?4

)

?c(ag?)?????c

)

? kc?c(a??

)

2g)

?c(c

)

(9) k ?

c(so

2?4

c(co

2?3

kc?c(so

1/2

2?4

)

/c(co2?)

(10) k ?

c(fe3?)c

c(fe2?)?p(o)?

/?????cp??

1/2

?c(h?)?

???? ?c???

实验

?c(fe3?)/c(fe2?)?p(o2)?c(h?)

评注：除非固体为混合物而且活度系数不等于1 ，在化学平衡中又会发生变化，否则在平衡常数表达式中没有固体。

的平衡常数：

(1) icl(g) = l/2i2(g) + l/2cl2(g) (2) l/2i2(g) + l/2cl2(g)= cl(g) 解：(1) k (2) k

6.3下列反应的kp和kc之间存在什么关系？

( 1 ) 4h2(g)+fe3o4(s)=3fe (s) + 4h2o(g) ( 2 ) n2(g)+3h2(g)=2nh2 (g) ( 3 ) n2o4=2no2 解：根据kp?kc(rt)?

’’

－

(1)kp?kc(rt)

4?4

?kc

?kc(rt)

(2)kp?kc(rt)(3)kp?kc(rt)

2?3?1

2?1

?kcrt

p(h2)?c(h2)rt?1.15mol?l?8.314l?kpa?mol

同理：p(n2)?4280kpa，p(nh3)?1677kpa

?p(nh3)??p(h2)?p(n2)

k???/??????

p?p??p?

?1?1

?773k?7391kpa

?1677kpa??7391kpa??4820kpa??5??/????1.48?10 ????101.3 25kpa??101.325kpa??101.325kpa?

?0.261mol?l??nh3?

??33

?h2??n2??1.15mol?l?1??0.75mol?l?1?

p(nh3)

?5.98?10

2?2

mol?l

kp?

p(h2)p(n2)

?1677kpa?

?7391kpa??4820kpa?

?1.45?10bar

?1.45?10

?11

?16.77bar?

?73.91bar??48.20bar?

评注：此题的计算结果表明，以101325pa 为标准压力的标准平衡常数与以pa或bar 为单位的压力平衡常数在数值上是不同的；以

pa 为单位的压力平衡常数和以bar为单位的压力平衡常该在数值上也是不同的若取1bar为标准压力．则标准平衡常数将与以bar为单位的压力平衡常数在纯数上是相同的，但前者的量纲与后者的量纲

不同。 6.5已知

－

求反应nh3 + hcn= nh+4+ cn的平衡常数k。

－

解：k?

k1?k2

?4.9?10???1.8?10?

??0.882

1.0?10??

?10

?14

答：反应平衡常数k为0.882 .

6.6 反应co(g)+h2o(g)= co2 (g) +h2(g)在749k 时的平衡常数k= 2.

6 ．设(l)反应起始时co

3 ，求co的平衡转化率。用计算结果来说明勒沙特列原理。

解：( l ) co(g) + h2o(g) = co2 (g)+ h2(g)

c(co)c(h2o)c(co2)c(h2)x??/????2.6 ???2

cccc(1?x)

解得，x＝0.62 故co 的平衡转化率＝

0.26mol?l1mol?l

?1?1

?100%?62%

( 2 ) ( l ) co(g) + h2o(g) = co2 (g)+ h2(g)

－1－1

)： 13 00 )： (1－3x)(1－x) xx

(1?3x)

?2.6解得，x＝0.86

这时co的平衡转化率＝

0.86mol?l1mol?l

?100%?86%

－

(2) co 和h2o的摩尔比由1；1 变为1：3 ，相当于增加反应物的浓度，平衡向增加生成物浓度方向移动。

评注：对于气相平衡，标准平衡常数应按气体的压力求得，但对于本压的反应，反应前后气体的总量是不变的，有kc＝kp的关系式，因此，可直接按平衡浓度求取k.

气体混合物的平均分子量

so3→ so2+o2

0.324mol?dm1mol?dm

80?(1?x)?64?x?32?0.5x

(1?x)?x?0.5x

?68.3

?100%?32.4%

答：so3的(平衡)解离度是34.2%。

6.8 已知反应n2o4(g)=2no2(g)在308k 下的标准平衡常数k为

0.32 ．求反应系统的总压p和

2 p . n2o4的解离度及其比。用计算结果说明勒沙特列原理。解：当总压为p时，

p(n2o4)?p(no2)?p……………………①

p(n2o4)?p(no2)??

???0.32p…… ② ?/??

p?p?

2o4)

由①、②可得：p(n又由c?

nv?

?0.43p,p(no2)?0.57p

0.43atm

0.08206dm?atm?mol

c(no2)?

?(no

)

?308k

?0.017mol?dm

c(n2o4)?

?(n

2o4

)

0.57atm

0.08206dm?atm?mol

?308k

?0.023mol?dm

n2o4

－1

no2

?100%?27.1%

同理，当总压为2 p．时，可算出解离度为50.6%，方法同上．

答：系统总压为p时，n2o4的解离度为27.1 % ：当总压为2 p时，解离度为50 . 6 % ; 其比

是1.38．这是一个体积增大的反应，根据勒沙特列原理，压力增大

体积减少时，平衡会向体积增大的方向移动，结果n2o4的解离度变大．

]

＝exp[]

8.314 j? mol－1?k?298.15k

＝0.0109

ｅ

k＝exp[

p(o2)/p

1/2

即0.0109?(p(o2)/101325pa)，

解得，p(o2)= 12pa

答：12 pa 是氧化银分解反应在常温下达到平衡时氧气的分压(即“平衡分压”)，因此，需将氧

的分压降至12pa 以下，氧化银在常温下才会分解。

6.10 求10－5pa 的高真空中分解cuo的最低温度．解：cuo =cu + 1/2o2

p 解得，t=832k

答：10－5pa的真空中分解cuo 的最低温度是832 k。

＝0