普通化学(第六版)课后习题第二章答案

第2章 化学反应的基本原理与大气污染

1. 答案 （1-）（2-）（3-）（4-）（5-）（6+）（7+）（8+）

2. 答案1b 2b 3b 4c 5bcd 6a

3. （1）答案：基本不变，基本不变，增大

减小， 增大 增大

（2）

（3）答案：氟里昂，NO X 、HCl ；CO 2；NO X 和SO 2

4. 答案：（d ）>（c ）>（e ）>（a ）>（b ）原因是气体熵>液体>固体

大的熵大

5. （1）溶解少量食盐于水中。 答案：正

（2）活性炭表面吸附氧气。 答案：负

（1） 碳与氧气反应生成一氧化碳。 答案：正

6. 答案：由定义可知Fe 2O 3的∆θ

f G m (298. 15K ) =-742. 2kJ . mol -1

∆θ

r G m (298. 15K ) =-77. 7kJ . mol -1=3∆G θ298. 15K , Fe θf m (3O 4) -4∆f G m (298. 15K , Fe 2O 3)

分子量

∆f G m (298. 15K , Fe 3O 4) = θ13[(-77.7)+4(-742.2)]=-1015.5kJ.mol-1

f 7. 答案：查表 水的∆

过程的∆θ

r G m (298. 15-237. 129kJ . mol θ-1 >0 G m (298. 15K ) =(-236. 7) -(-237. 129) =0. 429kJ . mol -1

所以在298.15K 的标准态时不能自发进行.

8. (查表时注意状态, 计算时注意乘系数)

∆r G m (298. 15K )

kJ . mol -1∆r S m (298. 15K ) J . mol -1θ. K -1θ

2（1）3Fe (s ) +4H

（2）Zn (s ) +2H

（3）CaO (s ) +H

（4）AgBr (s ) =+O (l ) =Fe 3O 4(s ) +4H 2(g ) 2+ 307.7 -66.9 (aq ) =Zn O (l ) =Ca (aq ) +H 2(g ) (aq ) +2OH - -23.0 -147.06 -184.3 -26.9 2+2(aq ) Ag (s ) +1

2Br 2(l ) -51.4 96.9

9. 答案： (1) SnO 2 =Sn +O2 (2) SnO 2 +C =Sn + CO 2

(3) SnO2 +2H2 =Sn +2H2O （g ）

S m (298. 15K )

J . mol . K -1-1θ 52.3 51.55 205.138 52.3 5.74 51.55 213.74 52.3 2×

130.684 51.55 2×188.825

∆f H m (298. 15K )

kJ . mol -1θ-580.7 0 0 -580.7 0 0 -393.509 -580.7 0

0 2×(-241.818)

∆r S m (298. 15K )

J . mol -1θ. K -1 (1)204.388 (2)207.25

(3)115.532

∆r H m (298. 15K )

kJ . mol -1θ (1) 580.7 (2)187.191

(3)97.064

Tc>

∆r H m (298. 15K ) ∆r S m (298. 15K ) θθ (1)2841K 903K

(3)840K(温度最低, 合适)

10．答案： C 12H 22O 11(s)+12O2(g)=12CO2(g) +11H2O(l)

S m (298. 15K )

J . mol . K -1-1∆r S m (298. 15K ) θ θ 360.2 205.138 213.74 69.91 =11×

∆f H m (298. 15K )

kJ . mol

θ-1θ -2225.5 0 -393.509 -285.83-5640.738

-5640.738-310.15×(512.034÷1000)=-5799.54kJ.mol-1 ∆r H m (298. 15K ) =θ∆r G m (273. 15+37K ) =

(∆G m (298. 15K ) =-5796.127 r θkJ.mol -1 温度对反应的标准吉布斯函数变有影响,

但由于该反应的熵变相对于焓变小(绝对值), 故变化不大)

做的非体积功= 5799.54kJ.mol-1×30%×3.8/342=19.33 kJ

11. 答案： 查表

∆r S m (298. 15K ) θS m (298. 15K ) J . mol . K -1-1θ 197.674 130.684 186.264 188.825 =-214.637

∆f H m (298. 15K )

kJ . mol -1θ -110.525 0 -74.81

-241.818∆r H m (298. 15K ) =

θθ-206.103 θ∆r G m (523K ) ≈∆r H m (298. 15K ) -523K ×∆r S θ

m (298. 15K )

=（-206.103）-523K ×（-206.103÷1000）

= -93.85 kJ.mol-1

ln K (523K ) =θ-∆r G m (523K )

R ⨯523K

21. 58/2. 303θ=-(-93. 85) ⨯10008. 314⨯5239=21. 58 K θ=e 21, 58=10=109. 37=2. 35⨯10

12. 答案：设平衡时有2Xmol 的SO 2转化 2SO 2（g ）+O2（g ）=2SO3（g ）

起始 n/mol 8 4 0

n （始）=12mol

平衡时n/mol 8-2x 4-x 2x

n （平衡）=（12-x ）mol

根据PV=nRT T V 一定时

S O

(

K θn (始）n （平衡）=P （始）P （平衡） 1212-x =300220 2x=6.4mol2) 2的转化率=6. 4/8=80% 8. 8100

1. 622020. 8220(⨯) ⨯(⨯) 8. 81008. 8100(6. 4⨯220) 2 p eq (SO 3) p θ=(p eq (SO 2)

p θ) ⨯(2p eq (O 2) θ=) p

(注意在计算时可不用先计算分压, 列综合算式更方

便计算)

13. 答案：该反应是可逆反应，需要H 2的量包括反应需要的量1mol 和为维持平衡需要xmol （最少量）

(

K θp eq (H 2S ) p θ)

==

(p eq (H 2S ) (H 2) p eq (H 2)

p θ) p eq =n eq (H 2S ) (H 2) n eq =1. 0=0.36 x=2.78mol x

需要H 2的量=1+2.78=3.78mol(注:该反应是反应前后气体分子数不变的, 在标准平衡常数表达式中系统的总压和标准压力在计算时可以在分式中消去, 否则在计算时必须知道平衡时总压才能根据平衡常数计算.)

14．在不同温度时反应的标准平衡常数值如下：

T/K 973 K 1θ K θ2 2.38 0.618 1.47 1073 1.81 2.00 0.905 1.67 1.287 1173 2.15 1273 2.48 1.49 1.664

K 3=θ 答：反应3的标准平衡常数 K 1θθK 2 （如上）

(因为随温度的升高平衡常数增大, 故是吸热反应)

15．答案：利用公式ln

代入数据ln

1010

16. 答案：查数据计算

K 2K 1θθ=∆r H m (298, 15K )(T 2-T 1) RT 1⨯T 2θ求K θ2K 2θ164. 9⨯10=-92. 31⨯1000(500-298. 15) 8. 314⨯298. 15⨯500=-15.03 K 2θ=e -15. 03⨯4. 9⨯1016=1.4×CO 2(g ) +H 2(g ) =CO (g ) +H 2O (g )

S m (298. 15K )

J . mol . K -1-1θ 213.74 130.684 197.674 188.825

∆r S m (298. 15K )

θθ=42.075J.mol-1.K -1

-1∆f H m (298. 15K ) kJ . mol

θ -393.509 0 -110.525 -241.818∆r H m (298. 15K ) =41.166kJ.mol -1

∆r G m (873K ) ≈θ∆r H m (298. 15K ) θ-873⨯∆r S m (298. 15K ) θ=41.166kJ.mol-1-873K ×0.042075kJ.mol -1.K -1

=4.434 kJ.mol-1

ln K (873K ) =θ-∆r G m (873K )

RT

θθθ=-4. 434⨯10008. 314⨯87376⨯76=-0.61 K θ=e -0. 61=0. 54 (p (CO ) /p )(p (H 2O ) /p )

Q =(p (CO 2) /p )(p (H 2) /p ) θθ=127

Q

K ⨯127=0.358 (Q

873ln(0.358/0.54)=-2982.9J.mol-1=-2.98 kJ.mol-1

因为∆r G m

17. 答案：吕〃查德里原理判断是正确的。判断反应的方向或平衡移动的方向的依据是∆r G m (TK )

温度对平衡常数的影响有两个公式:

ln K θ=-∆H m 1

R T θ+∆r S m

R

θθ (1)适用于某一给定反应温度对K0的影响。

(2)适用于温度一定的前提下不同反应比较，∆r G m (TK ) θln K (TK ) =θ-∆r G m (TK ) RT 越

正K 0越小。

182NO （g ）+Cl2（g ）

2NOCl （g ）

（1）写出该反应的速率方程。 （因为是元反应，可根据反应式直接写出）υ=kc (NO ) c (Cl 2) 2

（2）该反应的总级数是多少？ （ n=2+1=3级）

（3）其他条件不变，如果将容器的体积增大到原来的2倍，反应速率如何变化？

（体积增大后浓度各变为原来的1/2

的1/8

（4）如果容器体积不变而将NO 的浓度增大到原来的3倍，反应速率又将怎样变化？（υ=k (3c (NO ) ) (c (Cl ) ) =9υ2υ=k (c (NO ) ) (c (Cl ) ) =222' 12118υ 速率变为原来' 2速率变为原来的9倍）

ln c 0

c =kt 19．答案：根据一级反应的特征

天=4年 ln 9445=2. 09⨯10t -5 t=35254h=1468

20．答案：根据阿仑尼乌斯公式

ln k (1000K ) ln k (T 2) k (T 1) V (1000=Ea (T 2-T 1) RT 1T 2=k (1000K ) 代入相应数据得2. 237

k (900K ) =167. 4⨯1000(1000-900) 8. 314⨯900⨯1000=2.237 K ) V (900K ) k (900K ) =e =9.36

21. 答案：相同用量的溶液反应，观察到出现沉淀可以认为生成沉淀量相等，所以速率的比与所需时间成反比。根据阿仑尼乌斯公式

相应数据得 ln

ln 1515

500=ln k (T 2) k (T 1) =Ea (T 2-T 1) RT 1T 2代入k (300K ) k (290K ) =Ea (300-290) 8. 314⨯290⨯300 Ea (300-290)

Ea=8. 314⨯290⨯300

8. 314⨯290⨯300ln 3. 03⨯J . mol 10 -1=80184J.mol-1=80.2kJ.mol-1

=-Ea

R (1

T ) +ln A 22. 答案：根据阿仑尼乌斯公式 ln k

假定催化剂对A （指前因