第五章 化学平衡与滴定分析法概论答案
物理化学核心教程第二版思考题习题答案—第5章化学平衡-17页精选文档
第五章 化学平衡一．基本要求1．掌握化学反应等温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。
2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。
3．掌握标准平衡常数K 与r m G ∆在数值上的联系，熟练用热力学方法计算r m G ∆，从而获得标准平衡常数的数值。
4．了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ∆的定义和它的应用。
5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van ’t Hoff 公式及其应用。
6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。
二．把握学习要点的建议把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应等温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。
本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0 1 mol -的区间之内。
因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d ξ，如果在一个很大的系统中， 1 mol ξ=。
严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。
从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。
对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。
对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归入r m G ∆中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。
学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。
而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。
由于标准平衡常数与r m G ∆在数值上有联系，r m ln p G RT K ∆=-，所以有了r m G ∆的值，就可以计算p K 的值。
华中师范大学等六校合编《分析化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(化学平衡与滴定分析法概论)
②主成分的含量在 99.9％以上，杂质不影响滴定反应的准确度；
③试剂应该相当稳定；
④试剂的摩尔质量较大，减少称量误差。
表 5-1 滴定分析常用基准物质
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2．间接配制法（标定法） （1）定义 间接配制法是指将要配制的溶液先配制成近似于所需浓度的溶液，然后用基准物质标定 出其准确浓度的方法。 （2）提高标定准确度的方法
不表示反应速率。
三、滴定分析法概论 1．滴定分析法的过程、有关术语和方法特点 （1）滴定分析过程、化学计量点与滴定终点 ①化学计量点（sp） 化学计量点（sp）简称计量点，是试样和滴定剂按照一定的化学方程式所表示的计量
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关系完全反应为止的点。
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4．浓度常数及其与活度常数的关系 （1）浓度平衡常数
（2）活度常数与浓度常数关系
（3）混合常数
式中，组分 A 的活度是通过某方法（如电位法）测得的；B、C 组分则用浓度表示。 （4）常数限制性 各种平衡常数均为热力学常数，其大小仅说明一定的条件下，反应可能进行的程度，并
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①平行测定 3～4 次，测定结果相对偏差不大于 0.2％； ②基准物质的量不应太少，消耗标准溶液的体积也不应太少； ③校正量器体积，考虑温度的影响； ④妥善保存标定后的标准溶液。 六、滴定分析中的计算 1．滴定分析计算的依据和常用公式 对反应式（5-1），有如下两个计算公式：
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物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案
物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案5-1 在某恒定的温度和压力下，取mol n 10=的A （g ）进行如下反应：)()(g B g A =若θθμμA B =，试证明，当反应进度mol 5.0=ξ时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
证明：)()(g B g A =设开始时，A 的物质的量为0,A n ，B 的物质的量为0,B n ，而反应过程中A 、B 的物质的量分别为A n 与B n ，此时系统的吉布斯函数为ξμμd dG B B )(-=设反应从A 开始时mol n A 10=，当反应进度mol 5.0=ξ时，mol 5.0n n B A ==，mol nBB1=∑，p 5.0p p B A ==及θθμμA B =代入上式得)}ln ln (){( )}ln ()ln ({)(=-+-=+-+=-=ξμμξνμνμξμμθθθθd p RT p RT d p RT p RT d dG A B A B A A B B B B或 0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ 这就证明了若θθμμA B =，反应进度mol 5.0=ξ时，系统的吉布斯函数G 值为最小，此时0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ，A ，B 间达到化学平衡。
5-2 已知四氧化二氮的分解反应)(42g O N )(22g NO在298.15K 时，θmrG ∆175.4-⋅=mol kJ 。
试判断在此温度及下列条件下，反应进行的自发方向：（1）)1000( ),100(242kPa NO kPa O N ；（2）)100( ),1000(242kPa NO kPa O N ；（3）)200( ),300(242kPa NO kPa O N 。
解：1454.0K ,9283.1)15.298314.8/(1075.4/ln 3=-=⨯⨯-=∆-=θθθRT G K m r（1）100100/100)100/1000(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p ， ,θK J p >反应向左； （2）1.0100/1000)100/100(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p ， ,θK J p <反应向右； （3）333.1100/300)100/200(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p， ,θK J p >反应向左。
四版-第五章 化学平衡与滴定分析法概论-习题参考答案
第五章 化学平衡与滴定分析法概论习题参考答案9. 答：（1）用部分风化的H 2C 2O 4·2H 2O 标定NaOH 时，消耗V NaOH 偏大，故c NaOH 偏低；用此NaOH 溶液测定某有机酸的摩尔质量时，由于c NaOH 偏低，故M 有机酸偏高。
根据以下公式判断：NaOH O 2H O C H )(21)(2422cV M m =⋅ NaOH )()(cV ba M m =有机酸 （2）用带有湿存水的Na 2CO 3标定HCl 时，消耗V HCl 偏小，故c HCl 偏高；用此HCl 溶液测定某有机碱的摩尔质量时，由于c HCl 偏高，故M 有机碱偏低。
根据以下公式判断：HCl CO Na )(21)(32cV M m = HCl )()(cV ba M m =有机碱 16. 解：设要加V mL(500.0+V ) × 0.2000 = 500.0 × 0.08000 + V × 0.5000 V = 200.0 mL答：略17. 解：CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2O13CaO CaOHCl 3HCl L mol 1783.0208.56005000.010210-⋅=⨯⨯=⨯⨯=M T c 设要加V mL 水 (1.000×103+V ) ×0.1783 = 1.000×103×0.2000 V = 121.7 mL 答：略18. 解：Na 2CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2O滴定消耗20 mL 时：g 11.00.106102010.02110)(213CO Na 3HCl CO Na 3232=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=--M cV m 滴定消耗25 mL 时：g 13.00.106102510.02110)(213CO Na 3HCl CO Na 3232=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=--M cV m 应称取0.11g ～0.13g ，%15.0%10013.00002.0r ±=⨯±=E 称量误差不能小于0.1%。
华中师范大学等六校合编《分析化学》(第4版)(上册)【章节题库】化学平衡与滴定分析法概论【圣才出品】
第5章化学平衡与滴定分析法概论1．解释以下名词术语：滴定分析法，滴定，标准溶液（滴定剂），标定，化学计量点，滴定终点，滴定误差，指示剂，基准物质。
答：（1）滴定分析法将一种已知准确浓度的试剂溶液（即标准溶液）由滴定管滴加到被测物质的溶液中，直到两者按照一定的化学方程式所表示的计量关系完全反应为止，然后根据滴定反应的化学计量关系、标准溶液的浓度和体积用量，计算出被测组分的含量，这种定量分析的方法称为滴定分析法。
（2）滴定在用滴定分析法进行定量分析时，先将被测定物质的溶液置于一定的容器中（通常为锥形瓶），在适宜的条件下用另一种标准溶液通过滴定管逐滴地加到容器里，直到两者完全反应为止，这样的操作过程称为滴定。
（3）标准溶液（滴定剂）把已知其准确浓度的试剂溶液称为标准溶液。
（4）标定利用“基准物质”或“另一种标准溶液”并通过滴定反应来确定待测溶液准确浓度的操作过程称为标定。
（5）化学计量点当滴入的标准溶液与被测定的物质按照确定的化学计量关系完全反为止，称反应达到了化学计量点，以sp表示。
（6）滴定终点滴定进行至指示剂的颜色发生突变时而结束，此时称为滴定终点，以ep 表示。
（7）滴定误差滴定终点ep 与化学计量点sp 往往并不相同，由此引起测定结果的误差称为终点误差（又称滴定误差），以Et 表示。
（8）指示剂在滴定反应中，为了便于通过溶液颜色在sp 附近的突变来确ep 而加入的化学试剂。
（9）基准物质能用于直接配制标准溶液的化学试剂称为基准物质。
基准试剂必须满足如下条件：①高纯度或容易制备成为高纯度（＞99.98％）化合物；②组成与其化学式完全相符；③在空气中稳定、不受二氧化碳和氧的作用；④最好具有大的摩尔质量。
2．离子活度、离子强度、离子活度系数的意义和有关计算。
答：（1）离子活度离子活度（i a ）是指i 离子在化学反应中所表现出的有效浓度。
（2）离子强度离子强度（I ）是为了定量考虑溶液中各种离子（阴、阳离子）浓度以及它们所带电荷数对离子参与化学反应影响大小而引入的物理量，其计算式为[]2112n i i i I C Z ==∑（3）离子活度系数离子活度系数（i γ）是衡量因“离子氛”的形成而使离子参与化学反应能力降低程度的参量，它反映了实际溶液与理想溶液之间差距的大小，对高浓度电解质溶液，尚无计算i γ的解析公式。
物理化学第五版课后习题答案解析
第五章 化学平衡5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g )B (g )若0B μ﹦0A μ，试证明，当反应进度﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
解： 设反应进度为变量A (g )B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0t ﹦t 平 n A n B﹦BBn ν n B ﹦B，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－B，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0气体的组成为：y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-，p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为：0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G ＝n AA＋n BB＝(n A 0A μ＋n B 0B μ)＋00ln(1)A p n RT p n ξ-＋00ln B p n RT p n ξ⋅ ＝[n 0－A μ＋0B μ]＋n 00lnpRT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0A μ＋0lnpRT p )＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-＜0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
5－2．已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g) 2 NO 2(g )在298.15 K 时，0r m G ∆＝4.75kJ ·mol －1。
四版-第五章__化学平衡与滴定分析法概论(2节课)
例 3 在稀 H2SO4溶液中，用 0.02012 mol·L－1 KMnO4溶液滴定 Na2C2O4溶液，若两者消耗的体积 相等，则Na2C2O4溶液的浓度为多少？若需配制该 Na2C2O4 溶液100.0 mL，应称取 Na2C2O4 多少克？
解：2MnO
4
5C2O24
16H
2Mn 2
10CO2
能通过加热或加入催化剂加快反应速度； 3. 确定滴定终点的方法简便，如指示剂、电位等。
四、几种滴定方式 1. 直接滴定法； 2. 返滴定法； 3. 置换滴定法； 4. 间接滴定法。
§4 标准溶液浓度的表示方法
一、物质的量浓度(mol·L－1)
单位体积溶液中所含溶质 B 的物质的量，用 cB 表示。
mol·L－1的稀盐酸 500 mL，需要取上述浓盐酸多少
毫升？ (3)写出该稀盐酸溶液的配制过程。
解：(1)
nHCl
(m M
)HCl
1.19 1000 36.46
0.37
12mol
cHCl
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(n V
)HCl
12 1
12mol
L1
(2) 根据稀释前后 HCl 物质的量不变
12×VHCl = 0.10×500
第五章 化学平衡与滴定分析法概论
§1 定量分析的步骤和要求 §2 分析化学中的溶液平衡* §3 滴定分析法概论 §4 标准溶液浓度的表示方法 §5 标准溶液的配制和浓度的标定 §6 滴定分析中的计算
§1 定量分析的步骤和要求
步骤：
试样的采取和制备
分析试样
简便快速、准确度符 合要求、试剂价廉易 得、方法稳定可靠、 重现性好。
解：KHP + NaOH = KNaP + H2O VNaOH = 20 mL时：
分析化学教学课件 第5章.化学平衡与滴定分析法概论
例1 计算0.02000 mol/L K2Cr2O7溶液对Fe和Fe2O3 的滴 定度？
解：6Fe2+ + Cr2O72- +14 H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
n 6n Fe =
Cr2O72-
nFe=mFe/MFe
Data Analysis
5.2 分析化学中的溶液平衡
（一）活度平衡常数 （二）离子活度和浓度关系 （三）离子强度和活度系数 （四）浓度常数与活度常数
（一）活度平衡常数
mA+nB pC
Ka
C P
A
maBn
活度常数
（二） 离子的活度和浓度关系
单位电解质溶液中 表观上所含有离子 的浓度称为活度
Na2B4O7.10H2O
摩尔质量相对较大
标准溶液：已知其准确浓度的溶液 基准物质：能用于直接配制标准溶液的化学试剂
酸碱滴定
标定碱： KHC8H4O4，H2C2O4.2H2O
常 用 基
络合滴定
标定酸：Na2CO3，Na2B4O7.10H2O 标定EDTA：Zn，Cu，CaCO3
准 物
氧化还原滴定 标定氧化剂：As2O3，Na 2C2O4
适用于慢反应，或无合适指示剂， 或待测液为固体的情况
直接滴定法
例
NaOH 滴定 HCl
Zn 标定 EDTA
返滴定法
例 络合滴定法测定Al
EDTA Al3 Al EDTA EDTA（过量）
nAl nEDTA nZn
间接滴定法
Zn2+ Zn—EDTA 例： KMnO4 法测定 Ca
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第五章化学平衡与滴定分析法概论练习题参考答案
1．所谓化学计量点和滴定终点是一回事。
（.×）
2．所谓终点误差是由于操作者终点判断失误或操作不熟练而引起的。
（×）3．滴定分析的相对误差一般要求为小于0.1%，滴定时消耗的标准溶液体积应控制在10～15mL。
（.×）
4. 在滴定分析中，一般用指示剂颜色的突变来判断化学计量点的到达，在指示剂变色时停止滴定。
这一点称为（C）
（A）化学计量点（B）滴定误差（C）滴定终点（D）滴定分析
5. 滴定分析中，对化学反应的主要要求是(A )
（A）反应必须定量完成
（B）反应必须有颜色变化
（C）滴定剂与被测物必须是1:1的计量关系
（D）滴定剂必须是基准物
6. 滴定分析常用于测定含量（≥1%）的组分。
7. 滴定分析法包括（酸碱滴定法）、（络合滴定法）、（氧化还原滴定法）和（沉淀滴定法）四大类。
8．1L溶液中含有98.08gH2SO4，则c( 2H2SO4)=2mol/L。
（×）
9. 0.2000 mol/LNaOH溶液对H2SO4的滴定度为（D ）g·mL－1
（A）0.0004900 （B）0.004900 （C）0.0009800 （D）0.009800
10. T NaOH/HCl=0.003000g/mL表示每（1.00 mL NaOH标准溶液）相当于0.003000（g HCl ）。
11．凡是优级纯的物质都可用于直接法配制标准溶液。
（×）
12．溶解基准物质时用移液管移取20～30mL水加入。
（×）
13. 120℃干燥过的分析纯CaO（不可以）(可以或不可以)作滴定分析的基
准物, 其原因是（不稳定, 易吸水及二氧化碳）。
14. 以下物质必须采用间接法配制标准溶液的是( B )
(A) K2Cr2O7(B) Na2S2O3(C) Zn (D) H2C2O4·2H2O
15. 以下标准溶液可以用直接法配制的是( C)
(A) KMnO4(B) NaOH (C) K2Cr2O7(D) FeSO4
16. 以下试剂能作为基准物的是( D)
(A) 分析纯CaO (B) 分析纯SnCl2·2H2O
(C) 光谱纯FeO (D) 99.99%金属铜
17. 配制以下标准溶液必须用间接法配制的是( C)
(A) NaCl (B) Na2C2O4(C) NaOH (D) Na2CO3
18. 为标定HCl溶液可以选择的基准物是( B)
(A) NaOH (B) Na2CO3(C) Na2SO3(D) Na2S2O3
19．测量的准确度要求较高时，容量瓶在使用前应进行体积校正。
（√）20. 直接法配制标准溶液必须使用（A）
（A）基准试剂（B）化学纯试剂（C）分析纯试剂（D）优级纯试剂
21. 既可用来标定NaOH溶液，也可用作标定KMnO4的物质为( A) （A）H2C2O4·2H2O (B) Na2C2O4(C)HCl (D)H2SO4
22. 将称好的基准物倒入湿烧杯，对分析结果产生的影响是（C）
（A）正误差（B）负误差（C）无影响（D）结果混乱
23. 硼砂(Na2B4O7·10H2O)作为基准物质用于标定盐酸溶液的浓度, 若事先将其
置于干燥器中保存, 则对所标定盐酸溶液浓度的结果影响是( B)
（A）偏高（B）偏低（C）无影响（D）不能确定
24. 以甲基橙为指示剂标定含有Na2CO3的NaOH标准溶液，用该标准溶液滴定
某酸以酚酞为指示剂，则测定结果（ A ）
（A）偏高（B）偏低（C）不变（D）无法确定
25．分析纯的NaC1试剂，如不做任何处理，用来标定AgNO3溶液的浓度，结果会偏高。
（√）
26．用因保存不当而部分分化的基准试剂H2C2O4·2H2O标定NaOH溶液的浓度时，结果偏高(偏低)；若用此NaOH溶液测定某有机酸的摩尔质量时则结果偏低(偏高)。
（×）
27. 用因吸潮带有少量湿存水的基准试剂Na2CO3标定HC1溶液的浓度时，结果偏高(偏高)；若用此HCl溶液测定某有机碱的摩尔质量时结果也偏高(偏低)。
（×）
28．用浓溶液配制稀溶液的计算依据是稀释前后溶质的物质的量不变。
（√）
29. 欲配制1000mL 0.1mol/L HCl溶液，应取浓盐酸(12mol/L HCl) （B）mL。
(A) 0.84mL （B）8.4mL （C）1.2mL；（D）12mL
30. 用邻苯二甲酸氢钾为基准物标定0.1 mol/L NaOH溶液,每份基准物的称取量宜为[M r(KHC8H8O4)=204.22] ( C)
(A) 0.2 g左右(B) 0.2 g ~ 0.4 g
(C) 0.4 g ~ 0.5 g (D) 0.8 g ~ 1.6 g。