武漢大學(xué)-吉林大學(xué)-無機(jī)化學(xué)-第三版課后習(xí)題答案(同名22554)

武漢大學(xué)-吉林大學(xué)-無機(jī)化學(xué)-第三版課后習(xí)題答案(同名22554)PAGEPAGE1武漢大學(xué)吉林大學(xué)等校編第三版答案全解第二章某氣體在293K與9.97×104Pa時占有體積1.910-1dm3其質(zhì)量為0.132g，試求這種氣體的相對分子質(zhì)量，它可能是何種氣體?解2．一敝口燒瓶在280K時所盛的氣體，需加熱到什么溫度時，才能使其三分之一逸出?解溫度下，將1.013105Pa的N22dm3和0.5065Pa的O23dm3放入6dm3的真空容器中，求O2和N2的分壓及混合氣體的總壓。解容器中有4.4gCO2，14gN2，12.8gO2，總壓為2.026105解在300K，1.013105Pa時，加熱一敝口細(xì)頸瓶到500K，然后封閉其細(xì)頸口，并冷卻至原來的溫度，求這時瓶內(nèi)的壓強(qiáng)。解在273K和1.013×105Pa下，將1.0dm3潔凈干燥的空氣緩慢通過H3C—O—CH3液體，在此過程中，液體損失0.0335解又pV=N0m()2==所以=13．已知乙醚的蒸汽熱為25900J·mol-1，它在293K的飽和蒸汽壓為7.58×104Pa，試求在308K時的飽和蒸汽壓。解水的氣化熱為40kJ·mol-1，，求298K時水的飽和蒸汽壓。解如圖所示是NaCl的一個晶胞，屬于這個晶胞的Cl（用表示）和Na+（用表示）各多少個？解第三章晶體結(jié)構(gòu)3-1給出金剛石晶胞中各原子的坐標(biāo)。1﹑解：0,0,0;1/4,1/4,1/4;3/4,1/4,3/4;3/4,3/4,1/4;1/4,3/4,3/4或0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4，3/4，1/4；1/4，1/4，3/4；3/4，3/4，3/4。3-2給出黃銅礦晶胞（圖3-48）中各種原子（離子）的坐標(biāo)。2﹑解：Cu0,0,0;1/2,1/2,1/2;0,1/2,1/4;1/2,0,3/4。Fe1/2,1/2,0;1/2,0,1/4;0,0,1/2;0,1/2,3/4。S3/4,1/4,1/8;1/4,3/4,1/8;1/4,1/4,3/8;3/4,3/4,3/8;3/4,1/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,1/4,7/8;3/4,3/4,7/8。3-3亞硝酸鈉和紅金石（TiO2）哪個是體心晶胞（圖3-49）？為什么？3﹑解：亞硝酸鈉是體心晶胞，金紅石是素晶胞。3-4黃銅礦晶胞（圖3-48）是不是體心晶胞？4﹑解：是體心晶胞?？紤]方法如：體心銅原子與頂角銅原子周圍的氧原子的方向相同，而且氧原子上（例如體心銅原子左下前的氧原子與右上前頂角銅原子對比）連接的鐵原子的方向也相同（注意：頂角原子是完全等同的，因此，體心原子可與任一頂角原子對比）。3-5白鎢礦晶體（圖3-50）是素晶胞還是體心晶胞？說明理由。5﹑解：是體心晶胞。3-6碳酸氫鈉晶胞的投影如圖3-51所示，請問：平均每個晶胞含有幾個相當(dāng)于化學(xué)式NaHCO3的原子集合（代號：Z）？6﹑解：平均每個晶胞含有4個相當(dāng)于化學(xué)式NaHCO3的原子集合。3-7推算典型離子晶體的各種堆積-填隙模型的堆積球和填隙球的半徑比。7﹑解：見表3-7。3-8在閃鋅礦和螢石的四面體配位多面體模型中除存在四面體外還存在什么多面體？在后者的中心是否有原子？8﹑解：八面體。沒有原子。3-9圖3-52由黑白兩色甲殼蟲構(gòu)成。如果黑白兩色沒有區(qū)別，每個點陣點代表幾個甲殼蟲？如果黑白兩色有區(qū)別，一個點陣點代表幾個甲殼蟲？前者得到什么布拉維點陣型式，后者又得到什么布拉維點陣型式？9﹑解：前者1個甲殼蟲1個點陣點，二維菱形單位；后者2個甲殼蟲1個點陣點，二維面心立方。3-10圖3-53是一種分子晶體的二維結(jié)構(gòu)，問：每個點陣點所代表的結(jié)構(gòu)基元由幾個分子組成？圖中給出的點陣單位（每個平均）含幾個點陣點？含幾個分子？10﹑解：每個點陣點代表6個分子。點陣單位含1個點陣點，6個分子。3-11晶體學(xué)中的點陣單位并非只有布拉維單位一種，例如有一個叫Volonoi的人給出了另一種點陣單位，獲得這種點陣單位的方法是：以一個點陣點為原點向它周圍所有相鄰的點作一連線，通過每一連線的中點作一個垂直于該連線的面，這些面相交得到一個封閉的多面體，就是Volonoi點陣單位。請通過操作給出下列三維布拉維點陣單位的相應(yīng)Volonoi點陣單位：（1）立方素單位；（2）立方體心單位。11、解：一種具體的晶體究竟屬于哪一種布拉維點陣型式，是由它的微觀對稱性決定的，晶體學(xué)家把這樣確定的點陣型式稱為晶體的正當(dāng)點陣型式，然而，一個晶體結(jié)構(gòu)的測定步驟是倒過來的，首先是確定晶體的點陣型式，然后再確定它的陣點的（化學(xué)和幾何）內(nèi)容。3-12你想知道能帶理論如何解釋固體的顏色嗎？例如：為什么金﹑銀﹑銅﹑鐵﹑錫的顏色各不相同？為什么愚人金有金的光澤？為什么ZnS（閃鋅礦）呈白色﹑HgS（朱砂）呈紅色而PbS（方鉛礦）呈黑色？天然的金剛石為什么有藍(lán)﹑紅﹑黃﹑綠色而并非全呈無色？請閱讀：拿騷.顏色的物理和化學(xué).科學(xué)出版社，1991，168～182（注：“費密能”的定義在166頁上）。請通過閱讀測試一下自己的知識和能力，以調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法預(yù)定目標(biāo)與學(xué)習(xí)計劃安排。最好閱讀后寫一篇小文（主題任選）。12、解：金屬鍵的另一種理論是能帶理論。能帶理論是分子軌道理論的擴(kuò)展，要點有：（1）能帶中的分子軌道在能量上是連續(xù)的。

（2）按能帶填充電子的情況不同，可把能帶分為滿帶、空帶和導(dǎo)帶三類。

（3）能帶和能帶之間存在能量的間隙，簡稱帶隙，又稱禁帶寬度。

（4）能帶理論能夠?qū)饘賹?dǎo)電進(jìn)行解釋。

（5）能帶理論是一種既能解釋導(dǎo)體，又能解釋半導(dǎo)體和絕緣體性質(zhì)的理論。

（6）由此可見，按照能帶理論，帶隙的大小對固體物質(zhì)的性質(zhì)至關(guān)重要。3-13二層﹑三層為一周期的金屬原子二維密置層的三維垛積模型只是最簡單的當(dāng)然也就是最基本的金屬堆積模型。利用以下符號體系可以判斷四層﹑五層為一周期的密置層垛積模型是二層垛積和三層垛積的混合：當(dāng)指定層上下層的符號（A﹑B﹑C）相同時，該指定層用h表示，當(dāng)指定層上下層的符號不相同時，該指定層用c表示。用此符號體系考察二層垛積，得到…h(huán)hhhhh…，可稱為垛積，用以考察三層垛積時，得到…cccccc…，可稱為c堆積。請問：四層﹑五層為一周期的垛積屬于什么垛積型？為什么說它們是二層垛積和三層垛積的混合？（注：h是六方——hexagonal——的第一個字母；c是立方——cubic——的第一個字母。）13﹑解：四面垛積是…h(huán)chchch…，即hc垛積型，說明六方垛積和立方垛積各占50%；五層垛積是…h(huán)hccchhccchhccc…，即hhccc垛積型，說明六方垛積和立方垛積分別占2/5和3/5。3-14溫度足夠高時，某些合金晶體中的不同原子將變的不可區(qū)分，Cu3Au晶體中各原子坐標(biāo)上銅原子和金原子可以隨機(jī)地出現(xiàn)。問：此時，該合金晶胞是什么晶胞？14﹑解：面心立方晶胞。3-15溫度升得足夠高時，會使某些分子晶體中原有一定取向的分子或者分子中的某些基團(tuán)發(fā)生自由旋轉(zhuǎn)。假設(shè)干冰晶體中的二氧化碳分子能夠無限制地以碳原子為中心自由旋轉(zhuǎn)，問：原先的素立方晶胞將轉(zhuǎn)化為什么晶胞？15﹑解：面心立方晶胞。3-16試在金屬密堆積的面心立方晶胞的透視圖上畫出一個二維密堆積層，數(shù)一數(shù)，在該密堆積層上每個原子周圍有幾個原子，在該原子的上下層又分別有幾個原子？（參考3-54）16﹑解：6；3。參考圖解如圖3-53。3-17找一找，在六方最密堆積的晶胞里，四面體空隙和八面體空隙在哪里？已知纖維鋅礦（ZnS）的堆積填隙模型為硫離子作六方最密堆積，鋅離子作四面體填隙，請根據(jù)以上信息畫出其晶胞。17﹑解：見：周公度.結(jié)構(gòu)和物性.高等教育出版社,1993,274～2933-18有一種典型離子晶體結(jié)構(gòu)叫做ReO3型，立方晶胞，Re6+的坐標(biāo)為0，0，0；O2-的坐標(biāo)為0，1/2，0；1/2，0，0；0，0，1/2。請問：這種晶體結(jié)構(gòu)中，錸的配位數(shù)為多少？氧離子構(gòu)成什么多面體？如何連接？18﹑解：Re的配位數(shù)為6；八面體；全部以頂角相連。3-19實驗測得金屬鈦為六方最密堆積結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a=295.0,c=468.6pm，試求鈦的原子半徑和密度。19、解：晶胞體積：V=abcsin120°=295.0×295.0×468.6×0.866×10-24=3.53×10-16密度：ρ=47.867×2/6.02×1023×3.53×10-16=4.5g/cm-33-20實驗測得金屬鉑的原子半徑為138.7pm，密度為21.45g/cm3，試問：假設(shè)鉑取面心立方最密堆積晶體結(jié)構(gòu)，將從X衍射圖譜算出的晶胞參數(shù)多大？20﹑解：事實為a=392.3pm。3-21金屬密堆積結(jié)構(gòu)晶體學(xué)測定的實驗數(shù)據(jù)是測定阿伏加德羅數(shù)的重要實驗方法，試給出計算方程。21、解：體心立方堆積空間占有率=(2×4/3лr3)/a3=68.02%簡單立方堆積空間占有率=[4/3л（a/2）3]/a3=/6×100%=52.36%球的空間占有率=[2×4/3л（a/2）3]/a2×1.633a×sin120°=74.05%3-22Shannon給出的6配位Na+的有效半徑為102pm，假設(shè)NaH取NaCl結(jié)構(gòu)型，H-離子互切，Na+與H-也正好互切，求H-的6配位半徑。22﹑解：142pm。3-23假設(shè)復(fù)合金屬氟化物MⅠMⅡF3取鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，而且氟離子正好互切，已知氟離子的半徑為133pm，問：填入空隙的MⅠ和MⅡ分別不超過多少pm，才能維持氟離子的相切關(guān)系？將在X衍射圖譜中得到多大晶胞參數(shù)的立體晶胞？某研究工作實際得到CsEuF3晶胞參數(shù)為477pm，該實驗數(shù)據(jù)意味著什么結(jié)構(gòu)特征？23﹑解：a=2r(F-)+2r(MII);a1/2=2r(F-)+2r(MI)=4r(F-)(為維持氟離子相切，與氟離子混合進(jìn)行面心立方最密堆積的MI半徑不能超過F-半徑)；故：a=376pm;r(MII)<55.0pm;r(MI)<133pm。實際得到的晶胞參數(shù)遠(yuǎn)大于氟離子，該晶體結(jié)構(gòu)型中氟離子并不相切，可以適當(dāng)遠(yuǎn)離仍不破壞結(jié)構(gòu)。3-24根據(jù)表3-4的數(shù)據(jù)判斷，若氧化鎂晶體取氧原子面心立方堆積，鎂離子將填入氧離子堆積形成的什么空隙中去？所得晶胞是素晶胞還是復(fù)晶胞？氧離子核間距因鎂離子填隙將擴(kuò)大多少？預(yù)計該晶體的晶胞參數(shù)多大？24、解：將填入氧離子堆積形成的六方最密堆積中，復(fù)晶胞，r=Cn/(Z-σ),r為離子半徑，Cn取決于主量子數(shù)n的參數(shù)，Z為核電荷，σ叫屏蔽常數(shù)，Z-σ為有效核電荷。3-25根據(jù)鹵化銅的半徑數(shù)據(jù)，鹵化銅應(yīng)取NaCl晶體構(gòu)型，而事實上卻取ZnS型，這表明鹵離子與銅離子之間的化學(xué)鍵有什么特色？為什么？25﹑解：預(yù)計鹵化銅取NaCl結(jié)構(gòu)的前提是其中的化學(xué)鍵是100%的離子鍵，即只考慮幾何制約關(guān)系，事實上鹵化銅取ZnS型，配位數(shù)下降，表明鹵離子與銅離子之間的化學(xué)鍵有明顯的共價鍵成分，換言之，鍵型是除幾何因素外另一個離子晶體結(jié)構(gòu)制約因素。3-26據(jù)最新報道二氧化碳在40GPa的高壓下也能形成類似二氧化硅的原子晶體（Science，1999，283；1510），從第3-4節(jié)給出的干冰晶胞圖如何理解二氧化碳晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的壓力條件？26﹑解：從圖上可見，在高壓下相鄰分子的氧原子與碳原子將接近到可以成鍵，于是就將使二氧化碳分子的雙鍵打開。放馬后炮，二氧化碳在高壓下出現(xiàn)原子晶體是很符合邏輯的，可惜在這則報道前并沒有很多人想去嘗試。這說明，并非知識越多創(chuàng)造性越高。3-27圖3-38中用虛線畫的晶胞是方解石的正當(dāng)晶胞，試考察，該晶胞里有幾個碳酸根離子，幾個鈣離子？求一個晶胞的內(nèi)容物相當(dāng)于化學(xué)式的倍數(shù)（Z=？）。27﹑解：Z=2。3-28已知電石（CaC2）的晶體結(jié)構(gòu)是NaCl晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)型，而且C22-離子的取向是一致的，晶胞的剖面圖如圖3-55，試問：電石晶胞是14種布拉維晶胞中的哪一種？畫出其晶胞圖并作出說明。已知NaCN也是NaCl結(jié)構(gòu)相關(guān)型，請問：其中的原子排列將出現(xiàn)什么新問題？28﹑解：電石是體心四方晶胞。c軸與c22-長軸方向一致（圖略）。對NaCN，將出現(xiàn)CN-離子的長軸取向（或者說頭尾）是否一致的新問題。3-29金剛石晶體中的碳原子為什么為什么不是最密堆積？29﹑解：金剛石是原子晶體，其結(jié)構(gòu)的主要制約因素是共價鍵的方向性和飽和性，因金剛石中的碳原子取sp3雜化軌道，故具有四面體配位結(jié)構(gòu)。3-30晶體結(jié)構(gòu)中的“化學(xué)單元”與“結(jié)構(gòu)基元”兩個概念是否同一？舉例說明它們的異同。在過去的教科書里常有“晶格結(jié)點”一詞，你認(rèn)為它是不是指晶體結(jié)構(gòu)中的“結(jié)構(gòu)單元”？為什么？30﹑解：：“晶格接點”不是晶體學(xué)術(shù)語，沒有確切的意義。它經(jīng)常不是指晶體微觀空間中的結(jié)構(gòu)基元，例如常見到在書上說，干冰的結(jié)構(gòu)結(jié)點是CO2分子，但干冰的結(jié)構(gòu)結(jié)點是4個CO2分子的集合，不是一個分子。又例如，常見到書上說，NaCl晶體的晶格結(jié)點是單獨的Na+和Cl-，它們（晶格結(jié)點）之間的作用力是離子鍵。但晶體的結(jié)構(gòu)基元是一對（Na++Cl-）離子，結(jié)構(gòu)基元內(nèi)就有離子鍵。所以，最好放棄“晶格結(jié)點”這樣一個不確切的概念。3-31學(xué)了本章后再閱讀《高中物理》（第三冊）中的點陣概念，你認(rèn)為應(yīng)對它作什么修改？31﹑解：點陣是結(jié)構(gòu)基元的抽象，抽象后原子就隱去不見了，說將原子核連接起來得到點陣網(wǎng)絡(luò)或格子容易造成誤解。3-32有人說，晶體中的晶格網(wǎng)絡(luò)骨架就是化學(xué)鍵骨架，你同意這種說法嗎？32﹑解：不同意這種說法。例如NaCl的網(wǎng)絡(luò)確實是離子鍵，但例如金剛石的共價鍵沒有一根在面心立方格子上。3-33有人說，點陣不必一定與網(wǎng)絡(luò)或格子相聯(lián)系，這種說法對嗎？為什么？33﹑解：這種說法是對的，因為點陣是結(jié)構(gòu)基元的抽象，將每個結(jié)構(gòu)基元抽象成一個點，只要點在結(jié)構(gòu)基元里同一個位置上即可，并不一定要劃格子或網(wǎng)絡(luò)。再說，沒有格子或網(wǎng)絡(luò)也不影響考慮點陣的對稱性。3-34你認(rèn)為晶胞概念和點陣單位概念有何異同？34、解：晶體是由無數(shù)肉眼看不見的，形狀、大小、取向相同的微小幾何體堆積而成的，這種觀念發(fā)展成晶胞的概念。把二維點陣的所有點陣用平行的直線連接起來，可以把點陣分割成許許多多無隙并置的平行四邊形構(gòu)成的格子或者網(wǎng)絡(luò)，得到的格子的每一個平行四邊形平均只含一個點陣，稱為點陣單位。3-35試研究：單斜晶系當(dāng)b角不等于90°時，不應(yīng)有B底心晶胞，因為它可以轉(zhuǎn)化為素單斜晶胞。3-36課文里談到，金剛烷熔點很高，文獻(xiàn)又報道，金剛烷在常溫常壓下是一種易揮發(fā)的固體。請問：這兩個事實是否矛盾？為什么？36﹑解：不矛盾。金剛烷為非極性分子，分子間力不大，熔點高是因球型而致緊密堆積，分子幾乎相切，空隙很小。發(fā)揮性高則是固體表面分子因分子間力小容易脫離固體而逃逸。3-37到網(wǎng)站http://un2sg4.unige.ch/athena/mineral去下載幾種你熟悉的礦物的晶體照片。3-38登錄網(wǎng)站/steffenweber/gallery/structureTypes/st1.html觀察本章曾討論過的一些晶體的晶胞圖。3-39登錄網(wǎng)站/samplegallery/artroeite.html觀察旋轉(zhuǎn)的單晶圖，點擊圖下的標(biāo)號晶體可看到更多晶體外形。第4章酸堿平衡4-1以下哪些物種是酸堿質(zhì)子理論的酸，哪些是堿，哪些具有酸堿兩性？請分別寫出它們的共軛堿和酸。SO42-,S2-,H2PO4-,NH3,HSO4-,[Al(H2O)5OH]2+,CO32-,NH4+,H2S,H2O,OH-,H3O+,HS-,HPO42-4-1為什么pH=7并不總是表明水溶液是中性的。4-2本章表示電解質(zhì)及其電離產(chǎn)物的濃度有兩種，一種如c(HAc)、c(NH4+)，另一種如[HAc],[NH4+]等，它們的意義有何不同？什么情況下電離平衡常數(shù)的表達(dá)式中可以用諸如c(HAc),c(NH4+)等代替諸如[HAc],[NH4+]等？有的書上沒有諸如c(HAc)、c(NH4+)這樣的濃度符號，遇到濃度時一律用諸如[HAc]、[NH4+]等來表示，這樣做有可能出現(xiàn)什么混亂？4-3苯甲酸（可用弱酸的通式HA表示，相對分子質(zhì)量122）的酸常數(shù)Ka=6.4×10-5，試求：（1）中和1.22g苯甲酸需用0.4mol·L-1的NaOH溶液多少毫升？（2）求其共軛堿的堿常數(shù)Kb。（3）已知苯甲酸在水中的溶解度為2.06g·L-1，求飽和溶液的pH。4-5計算下列各種溶液的pH：（1）10mL5.0×10-3mol·L-1的NaOH。（2）10mL0.40mol·L-1HCl與10mL0.10mol·L-1NaOH的混合溶液。

（3）10mL0.2mol·L-1NH3·H2O與10mL0.1mol·L-1HCl的混合溶液。

（4）10mL0.2mol·L-1HAc與10mL0.2mol·L-1NH4Cl的混合溶液。4-6把下列溶液的pH換算成[H+]：（1）牛奶的PH=6.5（2）檸檬汁的PH=2.3（3）葡萄酒的PH=3.3（4）啤酒的PH=4.54-7把下列溶液的[H+]換算pH：（1）某人胃液的[H+]=4.0×10-2mol·L-1。（2）人體血液的[H+]=4.0×10-8mol·L-1。

（3）食醋的[H+]=1.26×10-3mol·L-1。

（4）番茄汁的[H+]=3.2×10-4mol·L-1。4-825℃標(biāo)準(zhǔn)壓力下的CO2氣體在水中的溶解度為0.034mol·4-9將15gP2O5溶于熱水，稀釋至750mL，設(shè)P2O5全部轉(zhuǎn)化為H3PO4，計算溶液的[H+][H2PO4-][HPO42-]和[PO43-]。4-10某弱酸HA,0.015mol·L-1時電離度為0.80%，濃度為0.10mol·L-1時電離度多大？4-11計算0.100mol·L-1Na2CO3溶液的PH和CO32-以及HCO3-堿式電離的電離度。4-12某未知濃度的一元弱酸用未知濃度的NaOH滴定，當(dāng)用去3.26mLNaOH時，混合溶液的pH=4.00，當(dāng)用去18.30mLNaOH時，混合溶液的pH=5.00，求該弱酸的電離常數(shù)。4-13緩沖溶液HAc-Ac-的總濃度為1.0mol·L-1，當(dāng)溶液的pH為:（1）4.0；（2）5.0時，HAc和Ac-的濃度分別多大？4-14欲配制PH=5.0的緩沖溶液，需稱取多少克NaAc·3H2O固體溶解在300mL0.5mol·L-1的HAc溶液中？4-15某含雜質(zhì)的一元堿樣品0.5000g（已知該堿的分子量為59.1），用0.1000mol·L-1HCl滴定，需用75.00mL；在滴定過程中，加入49.00mL酸時，溶液的PH為10.65。求該堿的電離常數(shù)和樣品的純度。4-16將Na2CO3和NaHCO3混合物30g配成1L溶液，測得溶液的PH=10.62，計算溶液含Na2CO3和NaHCO3各多少克。4-17將5.7gNa2CO3·10H2O溶解于水配成100ml純堿溶液，求溶液中碳酸根離子的平衡濃度和PH。4-18在0.10mol·L-1Na3PO4溶液中，[PO43-]和PH多大？4-19計算10mL濃度為0.30mol·L-1的HAc和20mL濃度為0.15mol·L-1HCN混合得到的溶液中的[H+]﹑[Ac-]﹑[CN-]。4-20今有3種酸ClCH2COOH、HCOOH和(CH3)2AsO2H，它們的電離常數(shù)分別為1.40×10-3、1.77×10-4和6.40×10-7，試問：（1）配制PH=3.50的緩沖溶液選用哪種酸最好？（2）需要多少毫升濃度為4.0mol·L-1的酸和多少克NaOH才能配成1L共軛酸堿對的總濃度為1.0mol·L-1的緩沖溶液。4-21計算下列反應(yīng)的平衡常數(shù)，并指出其中哪些是酸或堿的電離反應(yīng)。c（1）HCO3-+OH-≒CO32-+H2O（2）HCO3-+H3O+≒H2CO3+H2O（3）CO32-+2H3O+≒H2CO3+2H2O（4）HPO42+H2O≒H3O++PO43-（5）HPO42+H2O≒H2PO4-+OH-（6）HAc+CO32-≒HCO3-+Ac-（7）HSO3-+OH-≒SO32-+H2O（8）H2SO3+SO32-≒2HSO3-4-22分別計算下列混合溶液的PH：（1）50.0mL0.200mol·L-1NH4Cl和50.0mL0.200mol·L-1NaOH。（2）50.0mL0.200mol·L-1NH4Cl和25.0mL0.200mol·L-1NaOH。（3）25.0mL0.200mol·L-1NH4Cl和50.0mL0.200mol·L-1NaOH。（4）20.0mL1.00mol·L-1H2C2O4和30.0mL1.00mol·L-1NaOH。4-23在燒杯中盛有0.2mol·L-120mL乳酸（分子式HC3H5O3，常用符號HLac表示，酸常數(shù)為Ka=1.4×10-4），向該燒杯逐步加入0.20mol·L-1NaOH溶液，試計算：未加NaOH溶液前溶液的PH。加入10.0mlNaOH后溶液的PH。（3）加入20.0mlNaOH后溶液的PH。

（4）加入30.0mlNaOH后溶液的PH?；瘜W(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)5-1從手冊查出常用試劑濃鹽酸﹑濃硫酸﹑濃硝酸﹑濃氨水的密度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，計算它們的（體積）物質(zhì)的量濃度（c）和質(zhì)量摩爾濃度（m）。5-2從手冊查出常溫下的飽和水蒸氣壓，計算當(dāng)相對濕度為40%時，水蒸氣壓多大。5-3化學(xué)實驗事中經(jīng)常用蒸餾水沖洗已用自來水洗凈的燒杯。設(shè)洗后燒杯內(nèi)殘留“水”為1ml，試計算，用30ml蒸餾水洗一次和洗兩次，燒杯中殘留的“自來水的濃度”分別多大？5-4計算15℃，97kPa下15g5-520℃，97kPa下0.842g某氣體的體積為0.400L5-6測得2.96g氯化汞在407℃的1L容積的5-7在1000℃和97kPa下測得硫蒸汽的密度為0.5977g.L-15-8在25℃時將相同壓力的5.0L氮氣和15L氧氣壓縮到一個10.0L的真空容器中，測得混合氣體的總壓為150kPa，（1）求兩種氣體的初始壓力；（2）求混合氣體中氮和氧的分壓；（3）將溫度上升到2105-9在25℃，1.47MPa下把氨氣通入容積為1.00L剛性壁容器中，在3505-10某乙烯和足量的氫氣的混合氣體的總壓為6930Pa，在鉑催化劑催化下發(fā)生如下反應(yīng)：C2H4(g)+H2(g)===C2H6(g)反應(yīng)結(jié)束時溫度降至原溫度后測得總壓為4530Pa。求原混合氣體中乙烯的摩爾分?jǐn)?shù)。5-11以下哪些關(guān)系式是正確的（p、V、n無下標(biāo)時表示混合氣體的總壓、總體積和總的物質(zhì)的量）？說明理由。pVB=nBRTpBV=nBRTpBVB=nRTpV=nRT5-12以下系統(tǒng)內(nèi)各有幾個相？水溶性蛋白質(zhì)的水溶液；（2）氫氧混合氣體；（3）鹽酸與鐵塊發(fā)生反應(yīng)的系統(tǒng)（4）超臨界狀態(tài)的水。5-1310g水在373K和100kPa下汽化，所做的功多大？（設(shè)水蒸氣為理想氣體）5-14反應(yīng)CaC2(s)+2H2O(l)====Ca(OH)2(s)+C2H2(g)在298K下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熱力學(xué)能變化量為-128kJ.mol-1。求該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。5-15人類登月使用的阿波羅火箭的第一級火箭使用了550噸煤油在2.5min內(nèi)與氧氣發(fā)生燃燒產(chǎn)生巨大推力。以C12H26（l）為煤油的平均分子式的燃燒熱為-7513kJ.mol-1，試計算這個燃燒發(fā)應(yīng)的功率。5-16已知Al2O3(s)和MnO2的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-1676kJ.mol-1和-521kJ.mol-1，計算1g鋁與足量MnO2反應(yīng)（鋁熱法）產(chǎn)生的熱量。5-17已知Cl-（aq）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-167.5kJ.mol-1，計算1molHCl(g)溶于足量的水釋放多少熱？[注]計算得到的值為氯化氫的熔解熱；HCl(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓可從本書附表中查獲。假設(shè)水量的多少與水合反應(yīng)的程度無關(guān)（事實上是有關(guān)的，因此的數(shù)值通常設(shè)定為無限稀釋。）5-18用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的數(shù)據(jù)計算SiF4(g)與足量H2O(l)反應(yīng)生成SiO2(s)和HF(g)的摩爾反應(yīng)焓。5-19利用本書附表與下列數(shù)據(jù)計算石灰?guī)r[以CaCO3（方解石）計]被CO2(g)溶解發(fā)育成喀斯特地形的如下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)===Ca2+(aq)+2HCO3-(aq)△fHmθ/kJ.mol-1:Ca2+(aq)-543.0HCO3-(aq)-691.15-20火柴頭中的P4S3(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱為-3677kJ.mol-1[注：燃燒產(chǎn)物為P4O10(s)和SO2]，利用本書附表的數(shù)據(jù)計算P4S3(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。5-21諾貝爾（AlfredNobel1833-1896）發(fā)明的炸藥爆炸可使產(chǎn)生的氣體因熱膨脹體積增大1200倍，其化學(xué)原理是硝酸甘油發(fā)生如下分解反應(yīng)：4C3H5(NO3)3(l)===6N2(g)+10H20(g)+12CO2(g)+O2(g)已知C3H5(NO3)3(l)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-355kJ.mol-1，計算爆炸反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓。5-22生石灰的水化反應(yīng)放出的熱足以將紙張著火或雞蛋煮熟。試?yán)帽緯奖淼臄?shù)據(jù)計算500g（1市斤）生石灰（s）與足量的水生成熟石灰（s）放出的熱（注：可忽略溶解反應(yīng)）。5-23生命體的熱源通常以攝入的供熱物質(zhì)折合成葡萄糖燃燒釋放的熱量，已知葡萄糖[C6H12O6(s)]的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-1272kJ.mol-1，利用本書附表的數(shù)據(jù)計算它的燃燒熱。5-24經(jīng)測定，葡萄糖完全氧化反應(yīng)：C6H12O6(s)+6O2(g)====6CO2(g)+H2O(l)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)自由能為-2840kJ.mol-1，試查出產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能，計算葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能。將所得數(shù)據(jù)與上題的生成焓數(shù)據(jù)做比較。5-25已知N2、NO和O2的解離焓分別為941.7kJ.mol-1、631.8kJ.mol-1和493.7kJ.mol-1，僅利用這些數(shù)據(jù)判斷NO在常溫常壓下能不能自發(fā)分解。5-26預(yù)計下列反應(yīng)是熵增反應(yīng)還是熵減反應(yīng)？不能預(yù)計的通過標(biāo)準(zhǔn)熵進(jìn)行計算。葡萄糖燃燒；（2）乙炔燃燒；（3）碳酸氫鈉分解；（4）鐵絲燃燒；（5）甲烷與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣（steamgasCO與H2的混合氣）；（6）甲烷和氧氣反應(yīng)生成合成氣（syngasCO和H2的混合氣體）。5-27查閱熱力學(xué)數(shù)據(jù)表，試回答，若在常溫下將碳（石墨）氧化為一氧化碳的反應(yīng)做成燃燒電池，這個電池可以提供的最大電能多大？在電池放電時，吸熱還是放熱？這個電池的焓變多大？是正值還是負(fù)值？由此題你對焓的概念有什么新的認(rèn)識？5-28碘鎢燈因在燈內(nèi)發(fā)生如下可逆反應(yīng)：W(s)+I2(g)====WI2(g)碘蒸氣與擴(kuò)散到玻璃內(nèi)壁的鎢會反應(yīng)生成碘化鎢氣體，后者擴(kuò)散到鎢絲附近會因鎢絲的高溫而分解出鎢重新沉積到鎢絲上去，從而延長燈絲的使用壽命。已知在298K時：W(s)WI2(g)I2(g)△fGmθ/kJ.mol-10-8.3719.327Smθ/J.mol-1.K-133.5251260.69（a）設(shè)玻璃內(nèi)壁的溫度為623K，計算上式反應(yīng)的△fGmθ(623K)。（b）估計WI2(g)在鎢絲上分解所需的最低溫度。5-29用凸透鏡聚集太陽光加熱倒置在液汞上的裝滿液汞的試管內(nèi)的氧化汞，使氧化汞分解出氧氣，是拉瓦錫時代的古老實驗。試從書后附錄查出氧化汞﹑氧氣和液汞的標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)熵，估算：使氧氣的壓力達(dá)到標(biāo)態(tài)壓力和1kPa所需的最低溫度（忽略汞的蒸氣壓），并估計為使氧氣壓力達(dá)1kPa，試管的長度至少多長？5-30查出生成焓和標(biāo)準(zhǔn)熵，計算汽車尾氣中的一氧化氮和一氧化碳在催化劑表面上反應(yīng)生成氮氣和二氧化碳在什么溫度范圍內(nèi)是自發(fā)的。這一反應(yīng)能否實際發(fā)生？5-31石灰窯的碳酸鈣需加熱到多少度才能分解（這時，二氧化碳的分壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)壓力）？若在一個用真空泵不斷抽真空的系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力保持10Pa，加熱到多少度，碳酸鈣就能分解？5-32以下反應(yīng)，哪些在常溫的熱力學(xué)標(biāo)態(tài)下能自發(fā)向右進(jìn)行？哪些不能？298K△rHmθ/kJ.mol-1△rSmθ/J.mol-1.K-1(1)2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)566.1174

(2)2N2O(g)===N2(g)+O2(g)-16322.6

(3)NO2(g)====2N2(g)+O2(g)113145

(4)2NO2(g)===2NO(g)+O2(g)-67.8120

(5)CaCO3(l)===CaO(l)+CO2(g)178.0161

(6)C(s)+O2(g)===CO2(g)-393.53.1

(7)CaF2(s)+aq===CaF2(aq)6.3-1525-33計算氯化銨固體在試管內(nèi)及在斜置的兩頭開口的玻璃管內(nèi)分解所需的最低溫度。5-34銀器與硫化物反應(yīng)表面變黑是生活中的常見現(xiàn)象。（1）設(shè)空氣中H2S氣和H2氣“物質(zhì)的量”都只達(dá)10-6mol，問在常溫下銀和硫化氫能否反應(yīng)生成氫氣？溫度達(dá)多高，銀器表面才不會因上述反應(yīng)而變黑？（2）如果考慮空氣中的氧氣加入反應(yīng)，使反應(yīng)改為2Ag(s)+H2S(g)+1/2O2(g)===Ag2S(g)+H2O(l)，該反應(yīng)是否比銀單獨和硫化氫反應(yīng)放出氫氣更容易發(fā)生？通過計算來回答。溫度對該反應(yīng)自發(fā)性的影響如何？附：298K下Ag2S的標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)熵分別為–31.8kJ/mol-1和146J.mol-1.K-15-35高價金屬的氧化物在高溫下容易分解為低價氧化物。以氧化銅分解為氧化亞銅為例，估算分解反應(yīng)的溫度。該反應(yīng)的自發(fā)性是焓驅(qū)動還是熵驅(qū)動的？溫度升高對反應(yīng)自發(fā)性的影響如何？5-36很早就有人用熱力學(xué)理論估算過，CuI2固體在298K下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能分別為-21.34kJ.mol-1和–23.85kJ.mol-1。可是，碘化銅固體卻至今并沒有制得過。據(jù)認(rèn)為，這不是動力學(xué)上得原因而是熱力學(xué)上的原因。試分析是什么原因。5-37已知二氧化鈦（金紅石）在常溫下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)熵分別為-912kJ/mol和50.25J.mol-1.K-1，試分析以下哪一種還原反應(yīng)是消耗能量最省的？TiO2(s)+2H2(g)===Ti(s)+2H2O(g)TiO2(s)+C(s)====Ti(s)+CO2(g)TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)====TiCl4(l)+CO2(g)TiCl4(l)+2H2(g)===Ti(s)+4HCl(g)附：TiCl4(l)298K下的生成焓和標(biāo)準(zhǔn)熵分別為-750.2kJ/mol和252.7J.mol-1.K-15-38以溫度T/K為橫坐標(biāo)，以生成焓△fGθ/kJ.mol-1為縱坐標(biāo)，利用吉布斯-亥姆霍茲方程畫出CO(g)和CO2(g)的生成焓隨溫度變化的曲線。（1）哪條曲線的斜率較大？為什么？（2）兩條曲線的相交點對反應(yīng)CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)有什么特殊的物理意義？（3）在圖上的△fGθ（CO）＞△fGθ（CO2）和△fGθ（CO）＜△fGθ（CO2）的溫度區(qū)間里，反應(yīng)CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)的方向性有何不同？（4）請在圖上添加一條曲線，用以判斷反應(yīng)Fe2O3(s)在什么溫度區(qū)間可被CO還原為鐵。提示：需按反應(yīng)1/3Fe2O3(s)+CO===2/3Fe+CO2來添加該曲線而不應(yīng)直接使用△fGmθ(Fe2O3)的溫度曲線。（5）通過此題你對不同反應(yīng)的自由能的可比性或者說比較不同反應(yīng)的自由能有沒有物理意義有什么認(rèn)識？5-39Cu2+與配體反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)如下圖（水溶液，25℃）。利用這些數(shù)據(jù)計算Cu2+5-40分辨如下概念的物理意義：（1）封閉系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)。環(huán)境壓力和標(biāo)準(zhǔn)壓力。熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)和理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。氣體的分壓和分體積。功﹑熱和能。等壓膨脹和可逆膨脹功。膨脹功和有用功。熱力學(xué)能和焓。等壓熱效應(yīng)和等容熱效應(yīng)。生成焓﹑燃燒焓和反應(yīng)焓。過程和狀態(tài)。狀態(tài)函數(shù)和非狀態(tài)函數(shù)。過程的自發(fā)性和可逆性。理想氣體和非理想氣體。標(biāo)準(zhǔn)自由能和非標(biāo)準(zhǔn)自由能。（16）吸熱化合物和放熱化合物。

（17）標(biāo)準(zhǔn)熵和反應(yīng)熵。

（18）熵增大原理的適用系統(tǒng)。

（19）熱力學(xué)分解溫度與實際分解溫度。

（20）熱力學(xué)和動力學(xué)。5-41判斷以下說法的正確與錯誤，盡量用一句話給出你作出判斷的根據(jù)。

（1）溫度高的物體比溫度低的物體有更多的熱。

（2）氫氧爆鳴氣反應(yīng)產(chǎn)生的熱使氣體體積急劇膨脹引起爆炸。（3）加熱向碳酸鈣提供了能量導(dǎo)致了碳酸鈣分解。

（4）醋酸溶于水自發(fā)電離產(chǎn)生氫離子和醋酸根離子，這是由于醋酸電離反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾自由能的數(shù)符是負(fù)值。

（5）碳酸鈣的生產(chǎn)焓等于CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s)的反應(yīng)焓。

（6）高錳酸鉀不穩(wěn)定，加熱分解放出氧氣，是由于高錳酸鉀是吸熱化合物。

（7）高錳酸鉀在常溫下能夠穩(wěn)定存在是由于它在常溫下的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能大于零。（8）氮氣的生成焓等于零，所以它的解離焓也等于零。

（9）單質(zhì)的生成焓等于零，所以它的標(biāo)準(zhǔn)熵也等于零。

（10）單質(zhì)的生成焓都等于零。

（11）水合氫離子的標(biāo)準(zhǔn)熵等于零。

（12）水合離子的生成焓是以單質(zhì)的生成焓為零為基礎(chǔ)求得得。

第六章化學(xué)平衡常數(shù)6-1寫出下列各反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式。(1)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)(2)NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)(3)CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s)(4)Ag2O=2Ag(s)+1/2O2(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)+CrO42-(aq)(9)BaSO4(s)+CO32-(aq)=BaCO3(s)+SO42-(aq)(10)Fe2+(aq)+1/2O2(g)+2H+(aq)=Fe3+(aq)+H2O(l)6-2已知反應(yīng)ICl(g)=1/2I2(g)+1/2Cl2(g)在25℃時的平衡常數(shù)為Kθ=2.2×10-3(1)ICl(g)=I2(g)+Cl2(g)(2)1/2I2(g)+1/2Cl2(g)=ICl(g)6-3下列反應(yīng)的Kp和Kc之間存在什么關(guān)系？(1)4H2(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4H2O(g)(2)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)(3)N2O4(g)=2NO2(g)6-4實驗測得合成氨反應(yīng)在500℃的平衡濃度分別為：[H2]=1.15mol/L，[N2]=0.75mol/L，[NH3]=0.261mol/L，求標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ、濃度平衡常數(shù)Kc以及分別用Pa為氣體的壓力單位和用bar6-5已知HCN=H++CN-K1θ=4.9×10-10NH3+H2O=NH4++OH-K2θ=1.8×10-5H2O=H++OH-K3θ=1.0×10-14求反應(yīng)NH3+HCN=NH4++CN-的平衡常數(shù)Kθ。6-6反應(yīng)CO(g)+H2O(g)=CO2+H2(g)在749K時的平衡常數(shù)Kθ=2.6。設(shè)（1）反應(yīng)起始時CO和H2O的濃度都為1mol/L（沒有生產(chǎn)物，下同）；（2）起始時CO和H2O的摩爾比為1比3，求CO的平衡轉(zhuǎn)化率。用計算結(jié)果來說明勒夏特列原理。6-7將SO3固體置于一反應(yīng)器內(nèi)，加熱使SO3氣化并令其分解，測得溫度為900K，總壓為pθ時，氣體混合物得密度為ρ=0.925g/dm3，求SO3的（平衡）解離度α。6-8已知反應(yīng)N2O4(g)=2NO2(g)在308K下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ為0.32。求反應(yīng)系統(tǒng)的總壓為pθ和2pθ，N2O4的解離度及其比。用計算結(jié)果來說明勒夏特列原理。6-9為使Ag2O在常溫下分解，真空泵需將氧的分壓降至多大？6-10求10-5Pa的高真空中分解CuO的最低溫度。6-11對比NH4HCO3在總壓為pθ與各組分氣體分壓均為pθ時分解溫度的差別。哪一種情況符合試管內(nèi)該物質(zhì)分解的實際情況？6-12在693K和723K下氧化汞分解為汞蒸氣和氧的平衡總壓分5.16*104和1.08*105Pa，求在該溫度區(qū)域內(nèi)分解反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變。6-13查閱熱力學(xué)函數(shù)表估算二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫的反應(yīng)在400℃、600℃和800℃下的平衡常數(shù)。由400℃至600℃和由6006-14雷雨導(dǎo)致空氣中的氮氣和氧氣化合為NO是自然界中氮的固定的主要反應(yīng)之一。經(jīng)熱力學(xué)計算得知，在2033K和3000K下該反應(yīng)達(dá)平衡時系統(tǒng)中NO的體積分?jǐn)?shù)分別為0.8%和4.5%，試問（1）該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？（2）計算2033K時的平衡常數(shù)。6-15下面各種改變對反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)（△rHmθ=198kJ/mol）中的SO3的平衡分壓有何影響？A將反應(yīng)容器的體積加倍。B保持體積而增加反應(yīng)的溫度。C加多氧量。D保持反應(yīng)容器的體積而加入氬氣。6-16下面的反應(yīng)在一個1L的容器里，在298K下達(dá)成平衡：C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△rHmθ=-393kJ/mol以下各種措施對氧氣的平衡分壓有何影響？A增加石墨的量。B增加CO2氣體的量。C增加氧氣的量。D降低反應(yīng)的溫度。E加入催化劑。6-17PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)。以下各種措施對于五氧化磷的解離有何影響？A壓縮氣體混合物。B增加氣體混合物的體積。C降低溫度。D保持混合氣體的體積不變的前提下向氣體混合物添加氬氣。6-18在200℃下的體積為V的容器里，NH4HS(g)=NH3(g)+H2S(g)通過以下各種措施，反應(yīng)再達(dá)到平衡時，NH3的分壓跟原來的分壓相比，有何變化？A增加氨氣。B增加硫化氫氣體。C增加NH4HS固體。D增加溫度。E.加入氬氣以增加體系的總壓。F.把反應(yīng)容器的體積增加到2V。6-19已知氯氣在飽和食鹽水里的溶解度小于在純水里的溶解度。試從平衡移動的原理加以解釋。6-20實驗測得氯氣溶于水后約有三分之一的CL2發(fā)生歧化轉(zhuǎn)化為鹽酸和次氯酸，求該反應(yīng)的平衡常數(shù)，293K下氯氣在水中的溶解度為0.09mol·L-1。6-21自然界里氮的固定的主要途徑之一是在閃電的作用下，氮氣與氧氣反應(yīng)生成NO，然后NO和氧氣繼續(xù)反應(yīng)生成NO2，后者與水反應(yīng)，生成硝酸。熱力學(xué)研究證明，在通常條件下氮氣和氧氣的反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率要低于閃電條件下的轉(zhuǎn)化率（在催化劑存在下，克服動力學(xué)的障礙，氮氣和氧氣在常溫下也能反應(yīng)的話）。問：氮氣和氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？閃電造成的氣體體積膨脹對反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率有何影響？6-22超音速飛機(jī)在平流層飛行放出的燃燒尾氣中的NO會通過下列反應(yīng)破壞其中保護(hù)我們免受太陽光中的短波紫外線輻射傷害的臭氧:NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)a.如果已知298K和100kPa下NO、NO2和O3的生成自由能分別為+86.7、+51.8、+163.6kJ·mol-1，求上面的反應(yīng)的Kp和Kc。b.假定反應(yīng)在298K下發(fā)生前，高層大氣里的NO、O3和O2的濃度分別為2×10-9mol·L-1，1×10-9mol·L-1，，2×10-3mol·L-1，NO2的濃度為零，試計算O3的平衡濃度。c.計算達(dá)到平衡時O3被NO破壞的百分?jǐn)?shù)。附注：實際上上述反應(yīng)的速度不很大，反應(yīng)并不易達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率。6-23通過熱力學(xué)的研究求得反應(yīng)：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)在1600℃下的Kc約為1×104。經(jīng)測定汽車的尾氣里的CO和CO2氣體的濃度分別為4.0×10-5mol·L-1和4.0×10-4mol·L-1。若在汽車的排氣管上增加一個1600℃的補(bǔ)燃器，并使其中的氧氣的濃度始終保持4.0×10-4mol·L6-24在23題的系統(tǒng)里，同時發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g)Kc=20經(jīng)測定，汽車的尾氣原有SO2氣體的濃度為2.0×10-4mol·L-1，問SO3的平衡濃度。6-25汽車的尾氣里有NO氣體，他是汽車內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起的氮氣和氧氣的反應(yīng)：N2(g)+O2(g)=2NO(g)Kc=0.10(2000℃在一個2L的容器里進(jìn)行實驗，起始時，氮氣和氧氣的濃度分別為0.81mol·L-1，求達(dá)到平衡時NO氣體的濃度。6-26實驗指出，無水三氯化鋁在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)壓力下的以下各溫度時測定的密度為：T/℃200600800d/mg·L-16.8×10-32.65×10-31.51×10-3A.求三氯化鋁在200℃和800B.求600℃C.求600℃下個物種的平衡分D.求600℃第七章什么是化學(xué)反應(yīng)的平均速率，瞬時速率？兩種反應(yīng)速率之間有何區(qū)別與聯(lián)系？答分別用反應(yīng)物濃度和生成物濃度的變化表示下列各反應(yīng)的平均速率和瞬時速率，并表示出用不同物質(zhì)濃度變化所示的反應(yīng)速率之間的關(guān)系。這種關(guān)系對平均速率和瞬時速率是否均適用？N2+3H2→2NH32SO2+O2→2SO3aA+Bb→gG+hH解（1）===V===V=V=V兩種速率均適用。（2）（3）（同1）。簡述反應(yīng)速率的碰撞理論的理論要點。答簡述反應(yīng)速率的過渡狀態(tài)理論的理論要點。答反應(yīng)C2H6→C2H4+H2，開始階段反應(yīng)級數(shù)近似為級，910K時速率常數(shù)為1.13dm1.5·mol·s。試計算C2H6（g）壓強(qiáng)為1.33×104Pa時的起始分解速率（以[C2H6]的變化表示）。解295K時，反應(yīng)2NO+Cl2→2NOCl，其反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的數(shù)據(jù)如下：[NO]/mol·dm[Cl2]/mol·dmCl2/mol·dm·s0.1000.5000.1000.1000.1000.5008.0×102.0×104.0×10問：（1）對不同反應(yīng)物反應(yīng)級數(shù)各為多少？（2）寫出反應(yīng)的速率方程；（3）反應(yīng)的速率常數(shù)為多少？解反應(yīng)2NO（g）+2H2（g）→N2（g）+2H2O其速率方程式對NO（g）是二次、對H2（g）是一次方程。寫出N2生成的速率方程式；如果濃度以mol·dm—3表示，反應(yīng)速率常數(shù)k的單位是多少？寫出NO濃度減小的速率方程式，這里的速率常數(shù)k和（1）中的k的值是否相同，兩個k值之間的關(guān)系是怎樣的？解設(shè)想有一反應(yīng)Aa+bB+cC→產(chǎn)物，如果實驗表明A，B和C的濃度分別增加1倍后，整個反應(yīng)速率增為原反應(yīng)速率的64倍；而若[A]與[B]保持不變，僅[C]增加1倍，則反應(yīng)速率增為原來的4倍；而[A]、[B]各單獨增大到4倍時，其對速率的影響相同。求a，b，c的數(shù)值。這個反應(yīng)是否可能是基元反應(yīng)？解9.一氧化碳與氯氣在高溫下作用得到光氣（COCl2），實驗測得反應(yīng)的速率方程為：==k[CO][Cl2]有人建議其反應(yīng)機(jī)理為：Cl22ClCl+COCOClCOCl+Cl2COCl2+Cl試說明這一機(jī)理與速率方程相符合；指出反應(yīng)速率方程式中的k與反應(yīng)機(jī)理中的速率常數(shù)（k1，k，k2，k）間的關(guān)系。答10.如何正確理解各種反應(yīng)速率理論中活化能的意義？答11.高溫時NO2分解為NO和O2，其反應(yīng)速率方程式為—(NO2)==k[NO2]2在592K，速率常數(shù)是4.98×10dm3·mols，在656K，其值變?yōu)?.74dm3·mols，計算該反應(yīng)的活化能。解12.如果一反應(yīng)的活化能為117.15kJ·mol，問在什么溫度時反應(yīng)的速率常數(shù)k`的值是400K速率常數(shù)的值的2倍。解13.反應(yīng)N2O5→2NO2+O2，其溫度與速率常數(shù)的數(shù)據(jù)列于下表，求反應(yīng)的活化能。T/KK/sT/KK/s3383283184.87×101.50×104.98×103082982731.35×103.46×107.87×10解14.CO（CH2COOH）2在水溶液中分解丙酮和二氧化碳，分解反應(yīng)的速率常數(shù)在283K時為1.08×10—4mol·dm—3·s—1，333K時為5.48×10—2mol·dm—3·s—1，試計算在303K時，分解反應(yīng)的速率常數(shù)。解15.已知HCl（g）在1.013×105Pa和298K時的生成熱為—92.3kJ·mol—1，生成反應(yīng)的活化能為1135kJ·mol—1，試計算其逆反應(yīng)的活化能。16.下面說法你認(rèn)為正確與否？說明理由。反應(yīng)的級數(shù)與反應(yīng)的分子數(shù)是同義詞。在反應(yīng)歷程中，定速步驟是反應(yīng)速率最慢的一步。反應(yīng)速率常數(shù)的大小就是反應(yīng)速率的大小。從反應(yīng)速率常數(shù)的單位可以判斷該反應(yīng)的級數(shù)。答17.反應(yīng)2NO（g）+2H2（g）→N2（g）+2H2O(g)的反應(yīng)速率表達(dá)式為==k[NO2]2[H2]，試討論下列各種條件變化時對初速率有何影響。NO的濃度增加一倍；有催化劑參加；將反應(yīng)器的容積增大一倍；將反應(yīng)器的容積增大一倍；向反應(yīng)體系中加入一定量的N2。答第八章怎樣正確理解化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)？答如何正確書寫經(jīng)驗平衡常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式？答寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc、Kp或K的表達(dá)式（1）2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)(2)Zn(s)+CO2(g)ZnO(s)+CO(g)(3)MgSO4(s)MgO(s)+SO3(g)(4)Zn(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g)(5)NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)答已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：HCNH++CNNH3+H2ONH+OHH2OH++OH試計算下面反應(yīng)的平衡常數(shù)：NH3+HCNNH+CN答平衡常數(shù)能否代表轉(zhuǎn)化率？如何正確認(rèn)識兩者之間的關(guān)系？答6.在699K時，反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)Kp=55.3，如果將2.00molH2和2.00molI2作用于4.00dm3的容器內(nèi)，問在該溫度下達(dá)到平衡時有多少HI生成？解反應(yīng)H2+CO2H2O+CO在1259K達(dá)平衡，平衡時[H2]=[CO2]=0.44mol·dm，[H2O]=[CO]=0.56mol·dm。求此溫度下反應(yīng)的經(jīng)驗的平衡常數(shù)及開始時H2和CO2的濃度。解8.可逆反應(yīng)H2O+COH2+CO2在密閉容器中，建立平衡，在749K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc=2.6。求n（H2O）／n（CO）（物質(zhì)的量比）為1時，CO的平衡轉(zhuǎn)化率；求n（H2O）／n（CO）（物質(zhì)的量比）為3時，CO的平衡轉(zhuǎn)化率；從計算結(jié)果說明濃度對平衡移動的影響。解（1）H2O+COH2+CO2a-xb-xxxx2=2.6(a-x)2=0.617所以CO的平衡轉(zhuǎn)化率是61.7%。（2）H2O+COH2+CO2n3n00n-x3n-xxx=2.6=0.865所以CO的平衡轉(zhuǎn)化率是86.5%。9.HI分解反應(yīng)為2HIH2+I2，開始時有1molHI，平衡時有24.4%的HI發(fā)生了分解，今欲將分解百分?jǐn)?shù)降低到10%，試計算應(yīng)往此平衡系統(tǒng)中加若干摩I2。解2HIH2+I2起始100轉(zhuǎn)化0.2440.1220.122=x=0.37mol10.在900K和1.013×105Pa時SO3部分離解為SO2和O2SO3（g）SO2（g）+O2（g）若平衡混合物的密度為0.925g·dm—3，求SO3的離解度。解PV=nRTP=nRTPM=RTM===68.33SO3（g）SO2（g）+O2（g）x00a-xxx=68.33=0.34所以SO3的離解度是34%。11.在308K和總壓1.013×105Pa，N2O4有27.2%分解為NO2。（1）計算N2O4（g）2NO2（g）反應(yīng)的K；（2）計算308K時總壓為2.026×105Pa時，N2O4的離解百分率；（3）從計算結(jié)果說明壓強(qiáng)對平衡移動的影響。解（1）N2O4（g）2NO2（g）0.2720.544K==0.32（2）PV=nRT=同理得出N2O4的離解百分率是19.6%。（3）增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動；減小壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動。12.PCl5（g）在523K達(dá)分解平衡:PCl5PCl3（g）+Cl2（g）平衡濃度：[PCl5]=1mol·dm,[PCl3]=[Cl2]=0.204mol·dm。若溫度不變而壓強(qiáng)減小一半，在新的平衡體系中各物質(zhì)的濃度為多少？解K==0.041616PCl5PCl3（g）+Cl2（g）1-x0.204+x0.204+x0.2042==0.041616得出x=0.135mol·dm13.對于下列化學(xué)平衡2HI（g）H2（g）+I2（g）在698K時，Kc=1.82×10。如果將HI（g）放入反應(yīng)瓶內(nèi)，問：（1）在[HI]為0.0100mol·dm時，[H2]和[I2]各是多少？（2）HI（g）的初始濃度是多少？（3）在平衡時HI的轉(zhuǎn)化率是多少？解（1）2HI（g）H2（g）+I2（g）2xxx=1.82×10x=1.35×10mol·dm[H2]和[I2]各是1.35×10mol·dm，1.35×10mol·dm。（2）[HI]=0.01+2×1.35×10=0.0127mol·dm（3）=×100%=21.3%14.反應(yīng)SO2Cl2（g）SO2（g）+Cl2（g）在375K時，平衡常數(shù)K=2.4，以7.6克SO2Cl2和1.013×105Pa的Cl2作用于1.0dm—3的燒瓶中，試計算平衡時SO2Cl2、SO2和Cl2的分壓。解K=K（P)P×1=RT得出P=6.8×104PaP=8.8×104PaP=1.90×105Pa15.某溫度下，反應(yīng)PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）的平衡常數(shù)K=2.25。把一定量的PCl5引入一真空瓶內(nèi)，當(dāng)達(dá)平衡后PCl5的分壓是2.533×104Pa。問：平衡時PCl3和Cl2的分壓各是多少？離解前PCl5的壓強(qiáng)是多少？平衡時PCl5的離解百分率是多少？解（1）=2.25×P=P=7.60×104Pa（2）P=(2.533+7.6)×105Pa（3）P=×100%=75.25%16.如何表述化學(xué)反應(yīng)等溫式？化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與其△rG之間的關(guān)系怎樣？答△rG=△rG+RTlnQ△rG=0，△rG=—RTlnk17.△G、△rG、△rG之間的關(guān)系如何？答△rG=△G(生成物）—△G（反應(yīng)物）18.在523K時，將0.110mol的PCl5（g）引入1dm—3容器中，建立下列平衡：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）平衡時PCl3（g）的濃度是0.050mol·dm。問平衡時PCl5和Cl2的濃度各是多少？在523K時的Kc和K各是多少？解（1）PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）起始0.1100平衡0.060.050.05平衡時PCl5是0.06mol·dm，Cl2是0.05mol·dm（2）K==0.042由K=K（P)得出K=1.8019.查化學(xué)熱力學(xué)數(shù)據(jù)表，計算298K時下列反應(yīng)的K。H2(g)+I2(g)2HI(g)解由公式—△rG=RTlnK得出K=62720.從下列數(shù)據(jù)：NiSO4·6H2O(s)△G==—2221.7kJ·molNiSO4(s)△G==—773.6kJ·molH2O(g)△G==—228.4kJ·mol（1）計算反應(yīng)NiSO4·6H2O(s)NiSO4(s)+6H2O(g)的K；（2）H2O在固體NiSO4·6H2O上的平衡蒸氣壓為多少？解（1）△rG=—773.6—6×228.4+2221.7=77.7kJ·mol由公式—△rG=RTlnK得出K=2.4×10（2）由K=P△rG=—RTlnKK=K（P)得出H2O在固體NiSO4·6H2O上的平衡蒸氣壓為544Pa。21.什么是化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)商？如何應(yīng)用反應(yīng)商和平衡常數(shù)的關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向并判斷化學(xué)平衡的移動方向？答△rG=△rG+RTlnQ△rG=—RTlnK當(dāng)Q〈K時△rG〈0正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行當(dāng)Q=K時△rG=0反應(yīng)達(dá)到平衡，以可逆方式進(jìn)行當(dāng)Q〉K時△rG〉0逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行22.反應(yīng)H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)在某溫度下平衡常數(shù)Kp=1，在此溫度下，于6dm3的容器中加入2dm33.04×104Pa的CO，3dm32.02×105Pa的CO2，6dm32.02×105Pa的H2O（g）和1dm32.02×105Pa的H2。問凈反應(yīng)向哪個方向進(jìn)行？解通過計算，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行。23.在一定溫度和壓強(qiáng)下，某一定量的PCl5和Cl2。試判斷在下列情況下，PCl5的離解度是增大還是減小。減壓使PCl5的體積變?yōu)?dm—3；保持壓強(qiáng)不變，加入氮氣，使體積增至2dm3；保持體積不變，加入氮氣，使壓強(qiáng)增加1倍；保持壓強(qiáng)不變，加入氮氣，使體積變?yōu)?dm3；保持壓強(qiáng)不變，加入氮氣，使壓強(qiáng)增加1倍。解（1）增大；（2）增大；（3）不變；（4）減??；（5）減?。?4.反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在973K時平衡常數(shù)K=0.64，試確定在該溫度下上述反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化△rG。當(dāng)體系中各種氣體的分壓具有下列七組數(shù)值時，確定每一組分壓下的吉布斯自由能變化△rG。ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦp=pp=p0.2531.7730.5071.5200.7601.2661.0131.0131.2660.7601.5200.5071.7730.253表中單位為105Pa。將△G對反應(yīng)混合物的組成作圖，標(biāo)出圖中哪個區(qū)域里正向反應(yīng)可能發(fā)生，哪個區(qū)域里逆向反應(yīng)可能發(fā)生。解ⅠK==0.194△rG=△rG+RTlnK=kJ·molⅡK==0.111△rG=△rG+RTlnK=3610.249—17782.590=—14.2kJ·molⅢK==0.360△rG=△rG+RTlnK=3610.249+（—8264.670）=—4.7kJ·molⅣK=1△rG=△rG+RTlnK=3610.249=3.6kJ·molⅤK==2.775△rG=△rG+RTlnK=11.9kJ·molⅥK==8.988△rG=△rG+RTlnK=21.4kJ·molⅦK==49.111△rG=△rG+RTlnK=35.1kJ·mol第九章什么叫稀溶液的依數(shù)性？試用分子運(yùn)動論說明分子的幾種依數(shù)性？答利用溶液的依數(shù)性設(shè)計一個測定溶質(zhì)分子量的方法。答溶液與化合物有什么不同？溶液與普通混合物又有什么不同？答試述溶質(zhì)、溶劑、溶液、稀溶液、濃溶液、不飽和溶液、飽和溶液、過飽和溶液的含意。答為溶質(zhì)。體系叫溶液。什么叫做溶液的濃度？濃度和溶解度有什么區(qū)別和聯(lián)系？固體溶解在液體中的濃度有哪些表示方法？比較各種濃度表示方法在實際使用中的優(yōu)缺點。答如何繪制溶解度曲線？比較KNO3、NaCl和NaSO4的溶解度曲線，說明為什么著三條曲線的變化趨勢（及斜率）不一樣？答以溶解度為縱坐標(biāo)，以溫度為橫坐標(biāo)所做出的溶解度隨溫度變化的曲線叫做溶解度曲線。KNO3溶解度隨溫度升高而增大；NaCl溶解度隨溫度升高幾乎不變；NaSO4溶解度隨溫度升高而減小。為什么NaOH溶解于水時，所得的堿液是熱的，而NH4NO3溶解與水時，所得溶液是冷的？答把相同質(zhì)量的葡萄糖和甘油分別溶于100g水中，問所得溶液的沸點、凝固點、蒸汽壓和滲透壓相同否？為什么？如果把相同物質(zhì)的量的葡萄糖和甘油溶于100g水中，結(jié)果又怎樣？說明之。答回答下列問題：（a）提高水的沸點可采用什么方法？（b）為什么海水魚不能生活在淡水中？（c）氣體壓強(qiáng)和溶液滲透壓有何差別？（d）為什么臨床常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%生理食鹽水和用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%葡萄糖溶液作輸液？（e）為什么浮在海面上的冰山其中含鹽極少？（f）試述亨利（Henry）定律和拉烏爾（Raoult）定律的適用范圍是。答（a）增大水的蒸氣壓；（b）因為滲透壓不同；（c）=CRT稀溶液的滲透壓與溶液的濃度和溫度的關(guān)系同理想氣體方程式一致。（d）在一定條件下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液中溶質(zhì)的濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。（e）非極性或弱極性的固態(tài)物質(zhì)溶于弱極性溶劑而難溶于強(qiáng)極性溶劑。（f）亨利（Henry）定律的適用范圍是中等強(qiáng)度；拉烏爾（Raoult）定律的適用范圍是任何強(qiáng)度。采用何種簡便的辦法可得到223K的低溫？答10.00cm3NaCl飽和溶液重12.003g，將其蒸干后得NaCl3.173g，試計算：（a）NaCl的溶解度。（b）溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（c）溶液物質(zhì)的量的濃度。（d）溶液的質(zhì)量摩爾濃度。（e）鹽的摩爾分?jǐn)?shù)。（f）水的摩爾分?jǐn)?shù)。解在288K時，將NH3氣通入一盛有水的玻璃球內(nèi)，至NH3不再溶解為止。已知空玻璃球重3.926g，盛有飽和溶液共重6.944g，將此盛液的玻璃球放在50.0cm、0.55mol·dm的H2SO4溶液中，將球擊破，剩余的酸需用10.4cm、1.0mol·dmNaOH中和，試計算288K時，NH3在水中的溶解度。解計算下列各溶液的物質(zhì)的量濃度把15.6gCsOH溶解在1.50dm3水中；在1.0dm3水溶液中含有20gHNO3；在100cm3四氯化碳（CCl4）溶液中含有7.0mmolI2；在100mL水溶液中含1.00gK2Cr2O7。解制備5.00dm3、0.5mol·dm的氫溴酸，問需要在標(biāo)準(zhǔn)情況下的HBr氣體多少dm3？解現(xiàn)有一甲酸溶液，它的密度是1.051g·cm，含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的HCOOH，已知此溶液中含有25.00g純甲酸，求此溶液的體積。解現(xiàn)擬制備一種質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氨水溶液，它的密度為0.925g·cm。問制備250dm3此溶液需用多少體積的氨氣（在標(biāo)準(zhǔn)情況下）？解現(xiàn)有一K2HPO4溶液，它的體積為300dm3，其中含有5.369gK2HPO4·3H2O，計算這種溶液K2HPO4的物質(zhì)的量濃度。解為防止1dm3水在—10℃解在26.6g氯仿（CHCl3）中溶解0.402g萘C10H8，其沸點比氯仿的沸點高0.455K，求氯仿的沸點升高常數(shù)。解與人體血液具有相等滲透壓的葡萄糖溶液，其凝固點降低值為0.543K，求氯仿的沸點升高常數(shù)。解323K時200g乙醇中含有23g非揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液，其蒸汽壓等于2.76×104Pa。已知323K乙醇的蒸汽壓為2.93×104Pa，求溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。解有某化合物的苯溶液，溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量比是15∶100；在293K，1.013×105Pa下以4dm3空氣緩慢地通過該溶液時，測知損失了1.185g的苯（假設(shè)失去苯以后，溶液的濃度不變）試求？該溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量；該溶液的沸點和凝固點（已知293K時，苯的蒸汽壓為1×104Pa；1.01