new-《无机化学》(上)习题标准答案

new-《无机化学》(上)习题答案

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

第5章 化学热力学

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

9.278160)

273407(314.896.2PV mRT M =⨯+⨯⨯==

：解

2

2HgCl : 496.271HgCl 分子式为的式量∴=Θ

5-8．25℃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。

由于混合前氮气和氧气的压力相同，因此可以假定它们混合过程为等压混合（只混合，不改变压力），则根据分体积的定义，氮气和氧气混合前的体积则为分体积，混合后的总体积为15+5 = 20L ，混合后的初始压力（体积20L)与混合前两种气体的初始压力相同。然后再把混合气体体积压缩到10L 。

5-9. 25℃，1.47MPa 下把氨气通入容积为1.00L 刚性密闭容器中，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。

kPa V V P V P 7520

10

150P V P (1) 12212211=⨯==

∴=Θ：解kPa

kPa P X N 5.1125.37150P 5.3715020

5

P )2(2

22O N =-==⨯=⋅=kPa T P 243298)273210(150P T P )3(22211=+⨯==31

1132

22

1.47101 0.5938.314298

5101 0.9658.314(350273)PV n mol

RT PV n mol

RT ⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯+解

2NH 3 ==== N 2 + 3H 2

n 平 0.593-2x x 3x

0.593 -2x +x +4x = 0.965 x =0. 186mol

5-10. 某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为6930Pa ，在铂催化剂下发生如下反应：C 2H 4(g) + H 2(g) = C 2H 6(g) ,反应结束时温度降至原温度后测得总压为4530Pa 。求原混合气体中乙烯的摩尔分数。

解： C 2H 4(g) + H 2(g) = C 2H 6(g) P 始 X Y 0 P 终 0 Y-X X

P 始= X+Y = 6930Pa P 终= Y-X+X = 4530Pa

346.069304530

6930 X =-=+=

∴Y X X 乙烯

5-14.反应CaC 2(s) + 2H 2O(l) = Ca(OH)2(s) +C 2H 2(g) 在298K 下的标准摩尔热力学能变化量为-128.0kJ.mol -1,求该反应的标准摩尔焓变。 解：△H ø =△U ø +P △V = △U ø +RT∑νB (g)

= -128.0 +8.314×10-3×298×1 = -125.5 kJ.mol -1

20.186

100%62.7%

0.593

α⨯=

⨯=30.59320.186

0.229

0.965

NH X -⨯=

=20.186

0.1930.965

H X =

=578

.0193.0229.012=--=N X MPa

P NH 14.15229.03=⨯=MPa P N 965.05193.02=⨯=MPa

P H 89.2578.052=⨯=

5-16. 已知Al 2O 3(s)和MnO 2(s)的标准摩尔生成焓为

-1676kJ.mol -1和-521kJ.mol -1,计算1g 铝与足量MnO 2(s)反应产生的热量。 解： 4Al(s) + 3MnO 2(s) = 2Al 2O 3(s) + 3Mn(s)

△f H ø m /kJ·mol -1 0 -521 -1676 0

△r H m ø = 2×(-1676) - 3×(-521) = -1789kJ.mol -1

5-17. 已知Cl -(aq)的标准摩尔生成焓为-167.5kJ.mol -1，计算1molHCl(g)溶于足量水中释放出多少热？

解： HCl (g) +∞(aq) = H + (aq) + Cl - (aq)

△f H ø m /kJ·mol -1 -92.307 0 -167.5

△r H ø m = (-167.5) - (-92.307) = -75.2kJ.mol -1

5-21

解答：2235331

11

12(,)10(,)4[(),)

12(393.509)10(241.818)4(355)5720.264 5.72r m f m f m f m H H CO g H H O g H C H NO l kJ mol kJ mol MJ mol θθθθ---∆=∆+∆-∆=⨯-+⨯--⨯-=-≈-g g g

5-25. 已知N 2、NO 和O 2的解离焓分别为941.7kJ.mol -1、631.8 kJ.mol -1和493.7kJ.mol -1,仅利用这些数据判断NO 在常温常压下能否自发分解。 解： 2NO(g) == N 2(g) + O 2(g)

△r H ø m = 2×631.8 – 941.7 – 493.7 = -171.8kJ.mol -1 ∵ 反应前后气体分子数相同，△S ø变化不大。

∴ 反应的△G ø主要取决于△H ø ， 故△G ø ＜0，反应自发。

5-26. 下列反应是熵增还是熵减反应？①葡萄糖燃烧；②乙炔燃烧；③碳酸氢钠分解；④铁丝燃烧；⑤甲烷与水蒸气反应生成水煤气；⑥甲烷与氧气反应生成合成气。

kJ 56.16)1789(27

41

Q -=-⋅⨯=

∴