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无机化学思考题和课后习题答案整理(1—5章)

第一章思考题

1.一气柜如下图所示：

假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。试问：

（1）隔板两边气体的质量是否相等? 浓度是否相等?物质的量不等而浓度相等

（2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变

2.标准状况与标准态有何不同? 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体

3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数

为负值,生成物的化学计量数为正值

4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同? 试说明之。

5.试用实例说明热和功都不是状态函数。

6.判断下列各说法是否正确：

（1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。×

（2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。×

（3）物体的温度越高，则所含热量越多。×

（4）热是一种传递中的能量。√

（5）同一体系：

(a)同一状态可能有多个热力学能值。×

(b)不同状态可能有相同的热力学能值。√

7.判断下列各过程中，那个ΔU最大：

（1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。

（2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√

（3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。

（4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。

根据ΔU=Q+W, (1)ΔU=-60+(-40)=-100KJ (2) ΔU=+60+40=+100KJ ,(3)

ΔU=+40+(-60)=-20KJ (4)ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的ΔU最大.

8.下列各说法是否正确：

（1）体系的焓等于恒压反应热。×

（2）体系的焓等于体系的热量。×

（3）体系的焓变等于恒压反应热。√

（4）最稳定的单质焓等于零。×

（5）最稳定的单质的生成焓值等于零。×

（6）最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。√

（7）由于CaCO3分解是吸热的，所以它的标准摩尔生成焓为负值。×

（8）由于反应焓变的单位为kJ·mol-1，所以热化学方程式的系数不影响反应的焓变值。×

9.判断下列各组内的反应在标准态下的恒压反应热是否相同，请说明理由。

（1）N2(g) + 3H2(g) ─→ 2NH3(g)

1/2N2(g) + 3/2H2(g) ─→ NH3(g) 不同,因为两个反应的反应计量数不同.

（2）H2(g) + Br2(g) ─→ 2HBr(g)

H2(g )+ Br2(l) ─→ 2HBr(g) 不同,因为两个反应的反应物Br2的状态不同.

10. 已知：

A +

B ─→ M + N；()1 = 35kJ·mol-1

2M + 2N ─→ 2D；()2 = -80kJ·mol-1

则A + B ─→ D的()3是（）

（1）-10kJ·mol-1 （3）-5kJ·mol-1√

（2）-45kJ·mol-1 （4）25kJ·mol-1

11.下列纯态单质中，哪些单质的标准摩尔生成焓不等于零：

（1）金刚石√（3）O3(臭氧）√（5）Br(l)

（2）Fe(s) （4）Hg(g)√（6）石墨

12.在一标准态下CO2(g)的为下列那个反应的值?

(1) C(金刚石) + O2(g) ─→ CO2(g)

(2) CO(g) + 1/2O2(g) ─→ CO2(g)

(3) C(石墨) + O2(g) ─→ CO2(g)√

13.反应:H2(g) + S(g)─→ H2S(g)的值是否等于H2S(g)的?不等,因为S(g)不是稳定单质.

14.已知298.15K,100KPa下，反应：

N2(g) + 2O2(g) ─→ 2NO2(g) = 66.36kJ·mol-1, 则NO2(g)的标准摩尔生成焓为：

(1)-66.336kJ·mol-1 (3)-33.18kJ·mol-1

(2)33.18kJ·mol-1√(4)66.36kJ·mol-1

习题

本章作业(P24~25)：

3.／5.／8.／10.／13.／15.／18.

1. 制备硝酸(HNO 3)的反应如下： 4NH 3+ 5O 2

4NO + 6H 2O

2NO + O 2 ─→ 2NO 2

3NO 2 + H 2O ─→ 2HNO 3 + NO

试计算每消耗1.00吨氨气可制取多少吨硝酸？

（提示：n(NH 3):n(HNO 3)=1:2/3. 答案：2.47吨硝酸）

2. 在容器为10.0L 的真空钢瓶内充入氯气，当温度为298.15K 时，测得瓶内气体压强为1.0×107Pa,试计算钢瓶内氯气质量。提示：

＃3. 一氧气瓶的容积是32L ，其中氧气的压强为13.2kPa 。规定瓶内氧气压强降至1.01×103kPa 时就要充氧气以防混入别的气体。今有实验设备每天需用101.325kPa 氧气400L ，问一瓶氧气能用几天？

解：允许使用的氧气物质的量为：

()11

p p V n RT

每天需用氧气的物质的量为：22

p V n RT

以瓶氧气可用的天数为：

9.6n d n =

4. 一个容积为21.2L 的氧气缸安装有在24.3×105Pa 下能自动打开的安全阀，冬季时曾灌入624克氧气。夏季某天阀门突然自动打开了，试问该天气温达多少摄氏度？提示：

31844.9pV MpV T K C nR mR

====

32.910mRT

pV nRT M

MpV m g

==?

＃5. 冬季草原上的空气主要含氮气(N 2)、氧气(O 2)和氩气(Ar)。在9.7×104Pa 及-22℃下手记得一份空气试样，竟测定其中氮气、氧气和氩气的体积分数依次为0.78、0.21、0.01。求收集试样时

各气体得分压。提示：根据道尔顿分压定律：i

n p p n

42423()7.610() 2.010() 1.010p N Pa p O Pa p Ar Pa

=?=?=?

6. 30℃下，在一个容积为10.0L 的容器中，O 2，N 2和CO 2混和气体的总压力为93.3kPa ，其中P(O 2)为26.7kPa, CO 2的含量为5.00g 。试求：

(1) 容器中CO 2的分压；（答案：2.87×104Pa ） (2) 容器中N 2的分压；（答案：3.79×104Pa ） (3) O 2的物质的质量分数；（答案：0.286）

n(CO2)=m(CO2)

M(CO2)

=0.114mol

P=nRT V

=2.87*104Pa

(1)(2)

P(N2)=P-P(O2)-P(CO2) =3.79*104Pa (3)

n(O2)n

=0.286P(O2)

7. 用锌与盐酸反应制备氢气：

Zn(s) + 2H + ─→ Zn 2+

+ H 2(g)↑

若用排水集气法在98.6kPa 、25℃下（已知水的蒸气压为3.1kPa ）收集到2.50×10-3m 3

的气体。求：

(1) 25℃时该气体中H 2的分压；（答案：95.43kPa ） (2) 收集到的氢气的质量。（答案：0.194g ）

＃8. 设有10molN 2(g)和20molH 2(g)在合成氨装置中混合，反应后有5molNH 3(g)生成,试分别按下列反应方程式中各物质的化学计数量（νB ）和物质的量的变化(Δn B )计算反应进度并作出结论。 (1) 1/2N 2(g) + 3/2H 2(g) ─→ NH 3(g)（答案：ξ＝5.0mol ） (2) N 2(g) + 3H 2(g) ─→ 2NH 3(g) （答案：ξ＝2.5mol ）

提示：

B B

n ζυ=

?。结论：反应进度的值与选用反应式中的哪个物质的量变化来进行

计算无关，但与反应式的写法有关。

9. 某气缸中有气体1.20L ，从环境吸收了800J 热量后，在恒压(97.3kPa)下体积膨胀到1.50L,试计算系统热力学能变化(ΔU )（提示：ΔU ＝Q p －p ΔV =0.771kJ ）

＃10. 2.00mol 理想气体在350K 和152kPa 条件下，经恒压冷却至体积为35.0L,此过程放出了1260J 热。试计算

(1)起始体积 (3)体系做功 (2)终态温度 (4)热力学能变化（5）焓变

提示：

331

2(1):38.31038.3(2):320(3):502(4):758(5):1260p nRT V m L

p pV T K

W p V J U Q W J H Q J

-==?====-?=?=+=-?==-

(问题主要出现在正负号上)

11. 用热化学方程式表示下列内容：在25℃及标准态下，每氧化1molNH 3(g)和H 2O(g)并将放热226.2kJ 。（答案：

298.151

32253()()()();226.242

K r m NH g O g NO g H O g H kJ mol ?-+????→+?=-?标准态

） 12.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应：2KClO 3(s) ─→ 2KCl(s) + 3O 2(g),并放出热

89.5kJ(298.15K)。求: 298.15K 下该反应的Δr H m 和ΔU 。（提示：

89.596.9p H Q kJ U H W H p V H nRT kJ

?==-?=?+=?-?=?-?=-）

＃13. 在高炉炼铁，主要反应有： C(s) + O2(g) ─→ CO 2(g)

1/2CO2(g) + 1/2C(s) ─→ CO(g)

CO(g) + 1/3Fe2O3(s) ─→ 2/3Fe(s) + CO 2(g)

(1)分别计算298.15K 时各反应的和各反应值之和；

(2)将上列反应方程式和并成一个总反应方程式，应用各物质的(298.15K)值计算总反应的

并与(1)计算结果比较做出结论。（提示：(1)各反应的

值之和为：

(393.509)86.229(8.3)315.6r m H kJ mol kJ mol ?--?=-++-?=-?(2)

＝-315.5kJ ·mol -1,计算结果基本相等。可以得出结论：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。多数同学出现了问题） 14. 已知298.15K 时反应：

3H2(g) + N2(g) ─→ 2NH 3(g)；()1 = -92.22kJ·mol -1

2H2(g) + O2(g) ─→ 2H 2O(g)；()2 = -483.636kJ·mol -1

试计算下列反应的(

)3：4NH3(g) + 3O2(g) ─→ 2N 2(g) + 6H2O(g)

（提示：反应（3）＝反应（2）×3－反应（1）×2＝-1266.47kJ ·mol -1）＃15. 铝热法反应如下：

8Al + 3Fe3O4 ─→ 4Al 2O3 + 9Fe (1)利用

数据计算恒压反应热；(答案：3347.6p r m Q H kJ ?

=?=-)

(2)在此反应中若用去267.0g 铝，问能放出多少热量？（答案：

83347.6,3347.68267.0267.0/26.98267.03347.6267.04141826.98p mol Q kJ kJ

mol

g g g mol g kJ g Q kJ mol g mol

--=--?-=?=-?因为的铝放出的热量为：则每摩尔铝所放出的热量为：

则铝的摩尔数为：所以铝放出的热量为：

）

16. 利用

数据，试计算下列反应的恒压反应热：

(1)Fe3O4 + 4H2(g) ─→ 3Fe(s) + 4H 2O(g)（答案：151.1kJ ·mol -1）

(2)4NH3(g) + 5O2(g) ─→ 4NO(g) + 6H 2O(g) （答案：-905.47kJ ·mol -1） (3)3NO2(g) + H2O (l) ─→ 3HNO 3(l) + NO(g) （答案：-71.7kJ ·mol -1）

17. 已知Ag2O(s) + 2HCl(g)─→2AgCl(s) + H 2O(l)

= -324.9kJ·mol -1及

(Ag2O ，s)= -30.57kJ·mol -1,

试求：AgCl 的标准摩尔生成焓。（答案：-127.3kJ ·mol -1）

＃18. 某天然气中CH4占85.0%,C2H6占10.0%，其余为不可燃部分。若已知 C2H6(g)+7/2O2(g)

2CO2(g)+3H2O(l)

= -30.57kJ·mol -1

试计算完全燃烧1.00m3这种天然气的恒压反应热。(提示：

298.1542221

11221212312,4()2()()2()890.3624.77424.77410,()(K

p r m m p p p CH g O g CO g H O l H kJ mol p V p V

T T V L mol m mol Q Q CH Q ??----+????→+?=-??==?=??=+-1

因为在标准状况下（273.15K、101.325kPa）理想气体的摩尔体积为：22.4L mol 根据：可计算出在本题条件下的摩尔体为：

所以：2631

231

12314)

0.85(890.36)24.774100.1(1559.8)24.774103.6910C H m kJ mol m mol

m kJ mol m mol kJ

------=-?-???+?-???=-?（主要是摩尔体积的计算问题）

第二章思考题

1. 下列说法是否正确?

（1）质量定律适用于任何化学反应。×

（2）反应速率常数取决于反应温度，与反应的浓度无关。√ （3）反应活化能越大，反应速率也越大。×

（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。× 2. 以下说法是否恰当，为什么? （1）放热反应均是自发反应。不一定

（2）Δr S m 为负值的反应均不能自发进行。不一定

（3）冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。是

3．由锡石(SnO2)生产金属锡，要求温度尽可能低。可以单独加热矿石(产生O2)，或将锡石与碳一起加热(产生CO2)，或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。根据热力学原理，应选用何种方法?（氢气一起加热）

4. 已知下列反应的平衡常数： H2(g) + S(s)

H2S(g)；

S(s) + O2(g) SO2(g)；

则反应：H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。

(1) - (2) · (3) / (4) /√

5.区别下列概念：

(1)与(2) 与

(3) J 与J c、J p (4) Kθ与K c 、K p

6.评论下列陈述是否正确?

（1）因为（T）=-RT ln Kθ，所以温度升高，平衡常数减小。不一定

（2）（T）＝Σνi(298.15)(生成物) + Σνi(298.15)(反应物)×

（3）CaCO3在常温下不分解，是因为其分解反应是吸热反应；在高温(T>1173K)下分解，是因为此时分解放热。×

7.向5L密闭容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g)，反应：4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g)的＝-114.408 kJ·mol-1 ，在723K达到平衡，其平衡常数为Kθ。试问：

（1）从这些数据能计算出平衡常数吗? 若不能，还需要什么数据?不能（须知道转化率或平衡分压或反应的熵）

（2）标准态下，试比较723K和823K时Kθ的大小。（Kθ（723K）> Kθ（823K））

（3）若下列两反应的平衡常数分别为和

2H2O(g) 2H2(g) + O2(g)

2HCl(g) H2(g) + 2Cl2(g)

那么，Kθ与和之间有什么关系(以式子表示)? ()2/

8．对于可逆反应：

C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g)；> 0

下列说法你认为对否? 为什么?

（1）达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。×

（2）改变生成物的分压，使J< Kθ，平衡将向右移动。√

（3）升高温度使υ正增大；υ逆减小，故平衡向右移动；×

（4）由于反应前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。×

（5）加入催化剂使υ正增加，故平衡向右移动。×

9.可逆反应：达平衡时，A(g) + B(g) 2C(g) ((298.15K)<0) 如果改变下述各项条件，试将其它各项发生的变化填入表中。

10．根据平衡移动原理，讨论下列反应：

2Cl2(g) + 2H2O(g) 4HCl(g) + O2(g)；(298．15K)>0

将Cl2，H2O，HCl，O2四种气体混合后，反应达平衡时，若进行下列各项操作，对平衡数值各有何影响(操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变)?

操作项目平衡数值

(1) 加O2 H2O的物质的量↑

(2) 加O2 HCl的物质的量↓

(3) 加O2 O2的物质的量↑

(4) 增大容器的体积H2O的物质的量↓

(5) 减小容器的体积Cl2的物质的量↑

(6) 减小容器的体积 Cl2的分压↑

(7) 减小容器的体积Kθ不变

(8) 升高温度Kθ↑

(9) 升高温度 HCl的分压↑

(10) 加催化剂HCl的物质的量不变

11.设有反应A(g) + B(g) ─→ 2C(g), A、B、C都是理想气体，在25℃、1×105Pa条件下，若分别按下列两种过程变化，那么变化过程的Q、W、、、、各是多少？

(1)体系放热41.8kJ·mol-1,而没有做功；(2)体系做了最大功，放出1.64kJ·mol-1的热。

解: (提示:在等温\等压下,体系的减小等于体系素做的最大非体积功)

由于体系的H、U、S、G都是状态函数，其改变量与过程的途径无关，所以以上2个过程的、

、、是相同的。

由(1)可知，W＝0，Q＝-41.8kJ·mol-1,根据热力学第一定律：

＝Q p+W＝+p(V2-V1)=+ΔnRT

因为Δn＝0，所以＝Q＝-41.8 kJ·mol-1

由(2)可知，体系作了最大非体积功，且放出1.64 kJ·mol-1的热。

根据＝Q+W非体积可知：

-41.8kJ·mol-1＝-1.64 kJ·mol-1+W非体积

所以：W非体积＝＝-40.16 kJ·mol-1

因为：＝-T＝-41.8 kJ·mol-1-298.15K×

＝-40.16 kJ·mol-1

所以：＝-5.50J·mol-1·K-1

12. 能否用Kθ来判断反应自发性? 为什么? 不能

13. 若基元反应A ─→ 2B的活化能为E a, 而其逆反应活化能为E a', 问

(1) 加催化剂后，E a和E a'各有何变化?等值降低

(2) 加不同的催化剂对E a的影响是否相同?E a值不同

(3) 提高反应温度，E a、E a'各有何变化?不变

(4) 改变起始浓度，E a有何变化?不变

*14. 状态函数p、T、V、U、H、S、G 中哪些具有加和性（指其值与体系中物质的量有关）? V、U、H、S、G

习题

作业：P60~62

2./

3./6./8./11./13./15./18.

1.应用公式（T）= （T）- T（T）, 计算下列反应的值，并判断反应在298.15K 及标准态下能自发向右进行。

8Al(s) + 3Fe3O4(s) ─→ 4Al2O3(s)+ 9Fe(s)

(提示：

()

13113347.6298.15216.6103283.00r m r m r m

G H T S kJ mol K kJ mol K kJ mol ???----?=?-?=-?-?-???=-?<该反应能自发地向右进行。

)

#2. 通过计算说明下列反应：

2CuO(s) ─→ Cu 2O(s) + 1/2O 2(g)

(1) 在常温(298K)、标准态下能自发进行? (2) 在700K 时、标准态下能否自发进行?

（提示：（1）

1113.40

r m G kJ mol ?-?=?>该反应在此条件下不能自发地向右进行。

（2）

1311

1(700)146.0700110.451068.70

r m r m r m

G K H T S kJ mol K kJ mol K kJ mol ???-----?=?-?=?-????=?>该反应在此条件下不能自发地向右进行。

）

#3. 碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如

下可逆反应, 即 W(s) + I 2(g) WI 2(g)

当生成的WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出W 而重新沉积至灯管上。已知298.15K 时： W(s) WI 2(g)

/(kJ·mol -1) 0 -8.37

/(J·mol -1·K -1) 33.5 251

(1) 若灯管壁温度为623K ，计算上式反应的

(623K)

(2) 求WI 2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。

（提示：（1）13111()70.81623(43.210)43.90

r m r m r m

G T H T S kJ mol K kJ mol K kJ mol ???-----?=?-?=-?-?-???=-?<

（2）

()0

1639

()1639 r m r m r m

r m

G T H T S

T K

g K

???

?=?-?≤

≥=

WI在灯丝上的最低分解温度为

）

4.写出下列反应的平衡常数K c、K p、Kθ的表达式:

(1) CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)

(2) NH3(g) 1/2N2(g) + 3/2H2(g)

(3) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

(4) Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(s) + 3H2O(g)

(注意：固体和溶剂液体不计入平衡常数)

5.298.15K时，下列反应：2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g)的 = -19

6.10 kJ·mol-1 , = 125.76 J·mol-1·K-1, 试分别计算该反应在298.15K和373.15K的Kθ值。

（提示：

()

(298.15)233.60

(373.15)243.03

()ln 2.303lg

298.15

373.15

r m r m r m

r m

G T H T S

G K kJ mol

G T RT K RT K

K K

???

????

?=?-?

?=-?

?=-=-

所以：

（）=8.310

（）=1.010

）

#6.试判断下列反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

(1) 在298.15K、标准态下能否自发进行?

(2) 计算298.15K时该反应的Kθ值。

（提示：

(1):32.900

()ln 2.303lg 298.15 5.8

r m

G kJ mol

G T RT K RT K K K

????

?=-?<

?=-=-

该反应在此条件下能自发进行

（2）：

所以：

（）=10

）

7.将空气中的N2(g)变成各种含氨的化合物的反应叫做固氮反应。根据计算下列3种固氮反应的及Kθ，并从热力学角度选择那个反应最好?

N 2(g) + O 2(g) ─→ 2NO(g) 2N 2(g) + O 2(g) ─→ 2N 2O(g) N 2(g) + 3H 2(g) ─→ 2NH 3(g)

（提示：

123

()ln 2.303lg (1): 4.8(2): 3.2(3):.8r m G T RT K RT K K K K ???

???

?=-=-???-31

-37

=10=10=510

由以上计算可知，选择合成氨固氮最好。

）

#8. 求下列反应的

、

，并用这些数据分析利用该反应净化汽车尾气中NO 和CO

的可能性。

CO(g) + NO(g) ─→ CO 2(g) + 1/2N 2(g)

（提示:111

373.2398.89343.740r m r m r m

H kJ mol S kJ mol K G kJ mol ?

-?--?-?=-??=-???

=-?<由计算可知此反应能用于尾气净化。

）

9. 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃, 试估算此温度时下列反应 1/2N 2(g) + 1/2O 2(g) ─→ NO(g)的

和K θ值。

（提示：1

()() 4.4810r m r m r m r m

G H T S kJ mol G K ???-??

?-?≈?-???

=?（1573.15）（298.15K）（298.15K）

=70.795（1573.15K）=-RTlnK 1573.15K 1573.15K ）

10. 在699K 时，反应H 2(g) + I 2(g) 2HI(g)的K p = 55.3,如果将2.00molH2和2.00molI2作用

于4.00L 的容器内，问在该温度下达到平衡时合成了多少HI?

（提示：

22()2905.74()()

2()

g kPa

H g I g HI g +22由：pV=nRT计算出H (g)和I 的起始分压均为：对于反应：

平衡分压／kPa 2905.74-x 2905.74-x 2x

(2)55.3(2905.74)2290.12()24580.24() 3.15x x x kPa

p HI x kPa pV

n HI mol

=-=====所以：）

#11. 反应CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g)在某温度下K p = 1,在此温度下于6.0L 容器中加入： 2.0L 、3.04×105Pa 的CO(g) 3.0L 、2.02×105Pa 的CO(g) 6.0L 、2.02×105Pa 的H 2O(g) 1.0L 、2.02×105Pa 的H 2(g) 问反应向哪个方向进行?

(提示：在恒温下由p 1V 1=p 2V 2分别求出将气体加入该容器后的分压。

P(CO)=1.01×105Pa ，P(H 2O)=2.02×105Pa ，P(CO 2)=1.01×105Pa ，P(H 2)=0.34×105Pa

222()()

()()CO g H O g CO g H g ++

起始分压／105Pa 1.01 2.01 1.01 0.34

反应商J 为：

{}{}

222

()/()/0.168

()/()/p

p CO p p H p J p CO p p H O p J K ??

=<所以：

平衡向正方向移动。)

12. 在294.8K 时反应：NH 4HS(s)

NH 3(g) + H 2S(g) 的K θ = 0.070，求：

(1) 平衡时该气体混合物的总压。

(2) 在同样的实验中，NH 3的最初分压为25.3 kPa 时，H 2S 的平衡分压为多少? （提示：（1）

432()

()()NH HS s NH g H S g +

平衡分压为： x x

则标准平衡常数为：

{

}{

}

{}

322

()

0.07

26p NH p H S K p p x p x kPa

===

所以平衡时的总压为：p=2×26kPa=52kPa

(2) T 不变，则平衡常数不变。

432()

()()NH HS s NH g H S g +

平衡分压为： 25.3+y y

{

}{}

(25.3)0.0717y y K p p y kPa

+===

所以H 2S 的平衡分压为17kPa ）

#13. 反应：PCl 5(g) PCl 3(g) + Cl 2(g)

(1) 523K 时，将0.70mol 的PCl 5注入容积为2.0L 的密闭容器中，平衡时有0.50molPCl 5被分解了。试计算该温度下的平衡常数K c 、K θ和PCl 5的分解百分数。

(2) 若在上述容器中已达平衡后，再加入0.10molC12，则PCl 5的分解百分数与未加Cl 2时相比有何不同?

(3) 如开始时注入0.70molPCl 5的同时，注入0.10molCl 2，则平衡时PCl 5的分解百分数又是多少? 比较(2)、(3)所得结果，可得出什么结论? (提示：（1）

532()()()PCl g PCl g Cl g +

起始浓度为／(mol ·L -1) 0.70/2.0 0 0

平衡浓度浓度为／(mol ·L -1) (0.70-0.50)/2.0 0.50/2.0 0.50/2.0

K c =0.62mol ·L -1，α(PCl 5)=71%

532()

()()PCl g PCl g Cl g +

起始分压为

0.70

RT V 0 0

平衡分压为

0.20

RT V

0.50RT

0.50

27.2K ?

（2）

532()

()()PCl g PCl g Cl g +

新的平衡浓度为： 0.10+y 0.25-y 0.25+(0.10/2)-y T 不变，则K c ＝0.62 mol ·L -1不变，y=0.01 mol ·L -1，α(PCl 5)=68% （3）

532()

()()PCl g PCl g Cl g +

起始浓度为／(mol ·L -1) 0.70/2.0 0 0.10/2.0 平衡浓度为／(mol ·L -1) 0.35-z z 0.050+z K c 不变，z=0.24 mol ·L -1，α(PCl 5)=68%。比较（2）（3）说明最终浓度及转化率只与始终态有关，与加入的过程无关。）

14. 在673K 下，1.0L 容器内N 2、H 2、NH 3三种气体的平衡浓度分别为：c (N2) = 1.0mol·L-1，c (H 2)

= 0.50mol·L-1，c (NH 3)＝0.50mol·L-1。若使N2的平衡浓度增加到1.2mol·L-1，需从容器中取走多少摩尔的H 2才能使体系重新达到平衡? （提示：先求出平衡常数K c .

223()3()

2()N g H g NH g +

平衡浓度为／(mol ·L -1) 1.0 0.50 0.50

所以K c ＝2.0 mol ·L -1

N 2的平衡浓度发生变化后：

223()3()2()N g H g NH g +

起始浓度为／(mol ·L -1) 1.0 0.50 0.50

新的平衡浓度／(mol ·L -1) 1.2 0.5+（3×0.2）-x 0.5-（2×0.2）

所以从容器中取走的氢气为：x=0.94mol ）

#15. 在749K 条件下，在密闭容器中进行下列反应：CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g) K c = 2.6，求：

(1) 当H 2O 与CO 物质的量之比为1时，CO 的转化率为多少? (2) 当H 2O 与CO 物质的量之比为3时，CO 的转化率为多少? (3) 根据计算结果，你能得出什么结论?

（提示：在体积恒定时，物质的量之比等于浓度之比，故当H 2O 与CO 物质的量之比为1时，则c(H 2O)/ c(CO)=1 .

（1）

222()()()()CO g H O g CO g H g ++

起始浓度为／(mol ·L -1) c c 0 0 平衡浓度／(mol ·L -1) c-x c-x x x

所以： 1.6

2.6

x c = 100%61.5%x c α=?= （2）设达到平衡后，已转化的CO 浓度为x ’ mol ·L -1，K c = 2.6不变

222()()()()CO g H O g CO g H g ++

起始浓度为／(mol ·L -1) c 3c 0 0 平衡浓度／(mol ·L -1) c-x ’ 3c-x ’ x ’ x ’

所以：

0.865,100%86.5%x x c c

α''

'==?=

通过计算说明：增加反应物中某一物质的浓度，可以提高另一物质的转化率；增加反应物的浓度，平衡向生成物方向移动。）

16. 将NO 和O 2注入一保持在673K 的固定容器中，在反应发生以前，它们的分压分别为p (NO) = 101kPa ，p (O2) = 286kPa 。当反应： 2NO(g) + O 2(g) 2NO 2(g)达平衡时，p (NO 2) = 79.2kPa 。计算该反应的K θ和

值。（答案：K θ＝5.36，

＝-9.39kJ ·mol -1）

*17. 已知反应：1/2H 2(g) + 1/2Cl 2(g) ─→ HCl(g)在298.15K 时的K θ＝4.9×1016，(298.15K)

＝-92.307kJ·mol-1，求在500 K 时的K θ值[近似计算，不查S θ(298.15K)和

(298.15K)数据。

(提示：2

2111210

(298.15)ln (500) 1.410r m H K K T T K R TT K K ??

?????-≈ ???

=?)

#18. 在298.15K 下，以下两个化学反应： (1) H 2O(l) + 1/2O 2(g) ─→ H 2O 2(aq), ()1 = 105.3mol·L-1 > 0 (2) Zn(s) + 1/2O 2(g) ─→ ZnO(s), (

)2 = -318.3mol·L-1 < 0

可知前者不能自发进行。若把两个反应耦合起来：

①“aq”表示水合之意。

Zn(S) + H 2O(l) + O 2(g) ─→ ZnO + H 2O(aq) ①

不查热力学数据，请问此耦合反应在298.15K 能否自发进行? 为什么?

（提示：1

(1)(2)213.00r m r m r m G G G kJ mol ???-?=?+?=-?<，即该耦合反应在上述条件下能自

发进行。）

第三章酸碱反应和沉淀反应

思考题

1．阐述下列化学名词、概念的含义。

解离常数，解离度，分步解离，水解常数，水解度，分步水解，水的离子积，缓冲溶液，溶度积，溶度积规则，分步沉淀，沉淀完全，沉淀转化。 2．在氨水中加入下列物质时，NH 3·H 2O 的解离度和溶液的pH 值将如何变化? (1) 加NH 4C1；NH 3·H 2O 的解离度下降，pH 值↓ (2) 加NaOH ； NH 3·H 2O 的解离度下降，pH 值↑ (3) 加HCl ； NH 3·H 2O 的解离度增大，pH 值↓

(4)加水稀释。解离度α↑，溶液pH 值的变化与加水的多少有关。

3．是非题：

(1) 酸性水溶液中不含OH-，碱性水溶液中不含H +

；×

(2)1×10-5 mol·L -1

的盐酸溶液冲稀1000倍，溶液的pH 值等于8.0；× (3)使甲基橙显黄色的溶液一定是碱性的；×

(4)在一定温度下，改变溶液的pH 值，水的离子积不变；√ (5)弱电解质的解离度随弱电解质浓度降低而增大；√

(6)H 2S 溶液中c (H +)=2c (S 2-)×

4．下列说法是否正确? 为什么?

(1) 将氨水和NaOH 溶液的浓度各稀释为原来的1/2，则两种溶液中OH -浓度均减小为原来的1/2；×

(2) 若HCI 溶液的浓度为HOAc 溶液的2倍，则HCl 溶液中H+浓度也为HOAc 溶液中H+浓度的2倍；×

(3) 中和同浓度、等体积的一元酸所需的碱量基本上是相等的，所以同浓度的一元酸溶液中H+浓度基本上也是相等的；前半句√、后半句×

(4) 氨水的浓度越小，解离度越大，溶液中OH -浓度也必越大。

5．根据弱电解质的解离常数，确定下列各溶液在相同浓度下，pH 值由大到小的顺序。

①NaOH ②NaCN ③NaOAc ④Na 3PO 4 ⑤NH 4OAc ⑥HCOONH 4 ⑦(NH 4)2SO 4 ⑧H 3PO 4 ⑨HCl ⑩H 2SO 4。 6．试回答下列问题；

(1) 如何配制SnCl 2、Bi(NO 3)3、Na 2S 溶液?

先用浓HCl 溶解SnCl 2固体、先用浓HNO 3溶解Bi(NO 3)3固体、先用浓NaOH 溶解Na 2S 固体后再稀释。 (2) 将Na 2CO 3 和FeCl 3溶液混合，其产物是什么? Fe(OH)3↓+CO 2↑

7．现有0.20 mol·L -1

HCl 溶液与0.20 mol·L -1

氨水，在下列各情况下如何计算混合溶液的pH 值? (1) 两种溶液等体积混合；pH=5.12

(2) 两种溶液按2:l 的体积混合；pH=1.17 (3) 两种溶液按1:2的体积混合。pH=9.25

8．农村用草木灰作为钾肥(含碳酸钾)，试解释为什么草木灰不宜与氮肥(如NH 4C1)混合使用。 9．试解答下列问题：

(1) 能否将0.1mol·L -1 NaOH 溶液稀释至c(OH -)=1.0×10-8 mol·L -1

?不能 (2) CaCO 3在下列哪种试剂中的溶解度最大?

纯水；0.1 mol·L -1NaHCO 3溶液；0.1mol·L -1Na 2CO 3溶液；0.1mol·L -1

CaCl 2溶液；

0.5mol·L -1

KNO 3溶液。在KNO 3溶液中

(3) 洗涤BaSO 4沉淀时，往往使用稀H 2SO 4，而不用蒸馏水；SO 42-的同离子效应，BaSO4沉淀的损失最小

(4) Ag 2CrO 4 在0.01mol·L -1

AgNO 3溶液中的溶解度小于在K 2CrO 4溶液中的溶解度。

23423222CO NH CO NH H O

+→↑+↑+

通过计算 Ag2CrO4在0.01mol·L-1AgNO3溶液中的溶解度为：s=1×10-8mol·L-1,Ag2CrO4

在0.01mol·L-1 K2CrO4溶液中的溶解度为：s=5×10-6mol·L-1

11. 许多难溶于水的化学试剂如难溶的碳酸盐、硫化物、银盐、钡盐、铬酸盐等，常用沉淀法合成。沉淀工艺条件一般为操作液浓度宜适当稀一点，合成温度宜高一点，加沉淀剂宜慢一点，为什么?(提示：与获得的晶粒大小、纯度有关)。

主要是为了获得纯度高、晶粒大的产品。

第四章氧化还原反应

思考题

1. 分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按高到低顺序排列。

(1) ⑤KMnO4, ③MnO2, ④K2MnO4, ①MnSO4, ②MnO(OH)

(2) ②N2,⑦N2O5, ③N2O, ⑤N2O3,⑥NO2, ④NO, ①NH3

2. 试分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数.

CH3Cl（-2）, CH4（-4）, CHCl3（+2）, CH2Cl2（0）, CCl4（+4）(共价键数目均为4)

3. 指出下列各物质中各元素的氧化数。

Cs+,（+1） F-,（-1） NH4+,（-3，+1） H3O+,（+1，-2） H2O2,（+1，-1） Na2O2（+1，-1）, KO2,（+1，-1／2） CH3OH,（-2，+1，-2） Cr2O72-,（+6，-2） KCr(SO4)2·12H2O（+1，+3，+6，-2，+1）

4. 判断下列氧化还原反应方程式书写是否正确,并把错误予以改正。

(1) 3Ag2S + 8HNO3─→ 6AgNO3+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O√

(2) 4MnO4- + 4H+─→ 4MnO2 + （3）2O2↑+ 2H2O×

(3) （2）NO2- + （4）2H+ + 2I-─→（2）NO + I2 + （2）H2O×

(4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+×

Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

(5) FeS + 4HNO3 ─→ Fe(NO3)3 + S↓+ NO↑ + 2H2O√

(6) （3）Fe2+ + NO3- + 4H+─→（3）Fe3++ NO↑+ 2H2O×

5. 指出下列各原电池符号的表示式是否正确, 并把错误的予以改正。

(1) 氧化还原反应: Fe(s) + Ag+(aq) ─→ Fe2+(aq) + Ag(s)

原电池符号: (-)Ag∣Ag+‖Fe2+│Fe(+)×

(-)Fe∣Fe2+（c1）‖Ag+（c2）│Ag (+)

(2) 氧化还原反应: Fe3+(aq) + 2I-(aq) ─→ Fe2+(aq) + I2(s)

原电池符号: (-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe2+(c2)│Fe3+(c3) (+)×

(-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe3+ (c2)，Fe2+ (c3) ∣Pt (+)

(3) 氧化还原反应:

2Fe2+(0.010mol·L-1) + Cl2(100kPa)=2Fe3+(0.10mol·L-1) + 2Cl-(2.0mol·L-1) 原电池符号:

(-)Pt∣Fe2+(mol·L-1),Fe3+(0.10mol·L-1)‖Cl2(100kPa)∣Cl-(2.0mol·L-1),Pt(+)×

(-)Pt∣Fe2+(0.01mol·L-1),Fe3+(0.10mol·L-1)‖Cl-(2.0mol·L-1)∣Cl2(100kPa),Pt(+)

6. 氧化还原电对当氧化型或还原型物质发生下列变化时,电极电势将发生怎样的变化?

(1) 氧化型物质生成沉淀；↓

(2) 还原型物质生成弱酸。↑

7. 填写下列空白:

(1) 下列氧化剂: KClO4, Br2, FeCl3, KMnO4, H2O2当其溶液中

H+浓度增大时, 氧化能力增强的是KClO4, KMnO4, H2O2,不变的是Br2,FeCl3。

(2) 下列电对中, Eθ值最小的是OH/H2。

H+/H2, H2O/H2, OH-/H2, HF/H2, HCN/H2, H+/H2

8.下列电对中,若浓度增大,哪种电对的电极电势增大、不变或变小？

Cl2/Cl-, Cr2O72-/Cr3+, Fe(OH)3/ Fe(OH)2Cr2O72-/Cr3+↑, Fe(OH)3/ Fe(OH)2↑，Cl2/Cl-不变

9.下列说法是否正确?

(1) 由于Eθ(Fe2+/Fe)=-0.440V, Eθ(Fe3+/Fe2+)=0.771V, 故Fe3+与Fe2+能发生氧化还原反应；×

(2) 因为电极反应 Ni2+ + 2e- = Ni 的=-0.25V, 故2Ni2+ + 4e-=2Ni的＝2；×

(3) 在氧化还原反应中，若两个电对的Eθ值相差越大，则反应进行得越快；×

10. 试用标准电极电势值判断下列每组物质能否共存? 并说明理由。

(1) Fe3+和Sn2+(2) Fe3+和Cu

(3) Fe3+和Fe (4) Fe2+和Cr2O72- (酸性介质);

(5) Fe2+和MnO4-(酸性介质)；(6) Cl-、Br-和I-

(7) Fe2+和Sn4+(8) I2和Sn2+

(1)不能。Eθ(Fe3+／Fe2+)> Eθ(Sn4+/ Sn2+), 2Fe3+ + Sn2+ →2Fe2++ Sn4+

(2)不能。Eθ(Fe3+／Fe2+)> Eθ(Cu2+/ Cu), 2Fe3+ + Cu→2Fe2++ Cu 2+

(3)不能。Eθ(Fe3+／Fe2+)> Eθ(Fe 2+/ Fe), 2Fe3+ + Fe→3Fe2+

(4)不能。Eθ(Cr2O72-／Cr 3+)> Eθ(Fe 3+/ Fe 2+), Cr2O72-+6Fe2+ +14 H+ →

2Cr 3++6Fe3++7H2O

(5)可共存，都为最低氧化态。

(6)不能。Eθ(I2／I -)> Eθ(Sn4+/ Sn2+), I2 + Sn2+ →2 I-+ Sn4+

11. 回答下列问题:

(1) 化学反应的Δr H m, Δr S m, Δr G m和电池电动势E 及电极电势E值的大小, 哪些与化学反应方程式的写法无关? 电池电动势E 及电极电势E与化学反应方程式的写法无关

(2) 为何H2S水溶液不能长期保存?易被空气氧化生成S

(3) 能否用铁制容器盛放CuSO4溶液?不能，Fe+Cu2+→Fe2++Cu

(4) 配制SnCl2溶液时,为防止Sn2+被空气中氧所氧化, 通常在溶液中加入少许Sn粒, 为什