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完整版无机化学天津大学第四版答案
化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案
1.解:
1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2.解:
氯气质量为2.9X103g。
3.解:
一瓶氧气可用天数
n（ppjy（13.2103-1.01103）kPa32Ln2P2V2101.325kPa400L__d^
4•解：
tMPV
nRmR
=318K44.9C
5.解：
根据道尔顿分压定律
ni
p（N2）=7.6104Pap（O2）=2.0104Pap（Ar）=1103Pa
6.解：
（1）n（CO2）0.114mol;p（C02）2.87104Pa
（2）p（N2）pPQ2）p（CO2）3.79104Pa
（3）迥以空26710：
Pa0.286
np9.33104Pa
7.解：
（1）p（H2）=95.43kPa
8.解：
（1）
=5.0mol
（2）
=2.5mol
结论：
反应进度（
）的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，
但与反应式
的与法有关。
（2）m（H2）=
pVM
RT
=0.194g
9.解：
U=QppV=0.771kJ
10.解：
（1）V1=38.310-3m3=38.3L
pV2
（2）T2=-=320K
nR
（3）W=（pV）=502J
（4）U=Q+W=-758J
（5）H=Qp=-1260J
53
11.解：
NH3（g）+4O2©2标8辔NO（g）+空山。
^）屮皿=226.2kJmol
12.解：
rHm=Qp=89.5kJ
rUm=rHmnRT
=96.9kJ
13.解：
（1）C（s）+O2（g）tCO2（g）
rHm=fHm（CO2,g）=393.509kJmol1
11
2CO2（g）+护（s）tCO（g）
rHm=
:
86.229kJmol1
CO（g）+
12
1Fe2O3（s）t2Fe（s）+CO2（g）
rHm=
:
8.3kJmol1
各反应rHm之和
rHm=315.6kJmol1o
（2）总反应方程式为
3132
2C（s）+O2（g）+3Fe2O3（s）tCO2（g）+-Fe（s）
rHm=315.5kJmol1
由上看出：
⑴与⑵计算结果基本相等。
所以可得出如下结论：
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。
14.解：
rHm（3）=rHm
（2）x3-rHm
（1）x2=1266.47kJmol1
15.解：
（1）Qp=rHm==4fHm（Al2O3,s）-3fHm（Fe3O4,s）=3347.6kJmol1
（2）Q=4141kJmol1
16.解：
（1）rHm=151.1kJmol1
（2）屮皿=905.47kJmol1（3）屮皿=71.7kJmol1
17.解：
rHm=2fHm（AgCI,s）+fHm（H2O,l）fHm（Ag20,s）2fHm（HCl,g）
fHm（AgCl,s）=127.3kJmol1
18.解：
CH4（g）+2O2（g）tCO2（g）+2H2O（l）
rHm=fHm（CO2,g）+2fHm（H2O,l）fHm（CH4,g）
=890.36kJmo1
Qp=3.69104kJ
第2章化学反应的方向、速率和限度习题参考答案
1.解：
rHm=3347.6kJmol1;「Sm=216.64Jmol1K1;「Gm=3283.0
kJmol1v0
该反应在298.15K及标准态下可自发向右进行。
2.解：
rGm=113.4kJmol1>0
该反应在常温（298.15K）、标准态下不能自发进行。
（2）rHm=146.0kJmol1;rSm=110.45Jmol1K1;rGm=68.7kJmol1>0
该反应在700K、标准态下不能自发进行。
3.解：
rHm=70.81kJmol1;rSm
43.2Jmol1K1;
rGm=43.9kJmol1
（2）由以上计算可知:
rHm（298.15K）=70.81kJmol
1.
rSm（298.15K）=
43.2Jmol1K1
rGm
亡上彈空=1639K
rSm（298.15K）
4.解：
（1）Kc
c（CO）c（H2）3
c（CH4）c（H2O）
Kp
p（CO）
P（H2）3
p（CH4）p（H2O）
（2）
Kc
（3）
Kc
p（CO）/p
pH）/P
p（CHJ/pp（H2。
）/p
13
c（N2）2c（H2）2
c（NH3）
1
p（N2）/p2P（H2）/p
Kp
13
P（N2）2p（H2）2
P（NH3）
p（NH
3）/p
=c（CO2）Kp
=p（CO2）
=p（CO2）/p
（4）
Kc
3
c（H2。
）3
3
c（H2）
Kp
3
p（H2O）
3
PE）
P（H2O）/p
3
P（H2）/p
5.解：
设
rSm基本上不随温度变化。
rGm
rGm
（298.15K）=233.60kJmol
rGm
（298.15K）=243.03kJmol
lgK
（298.15K）=40.92,故K
（298.15K）=8.31040
IgK（373.15K）=34.02,故K（373.15K）=1.01034
6.解：
（1）rGm=2fGm（NH3,g）=32.90kJmol1v0
该反应在298.15K、标准态下能自发进行。
（2）lgK（298.15K）=5.76,K（298.15K）=5.8105
7.解：
（1）rGm（l）=2fGm（NO,g）=173.1kJmol1-
lgK1
=2m11丿
=30.32,故
K1
=4.8
1031
2.303RT
（2）
rGm
（2）=2
fGm
（N2O,g）=208.4kJ
mol1
lgK2
=fGm⑵
36.50,故
K2
=3.2
1037
2.303RT
（3）
rGm（3）=2
fGm
（NH3,g）=
32.90kJmol
1
lgK3
=5.76,故
K3
=5.8105
由以上计算看出：
选择合成氨固氮反应最好。
8.解：
rGm=fGm（CO2,g）fGm（CO,g）fGm（NO,g）
=343.94kJmol1<0，所以该反应从理论上讲是可行的。
9.解：
rHm（298.15K）=fHm（NO,g）=90.25kJmol1
rSm（298.15K）=12.39Jmol1-K1
rGm（1573.15K）〜屮m（298.15K）1573.15Qm（298.15K）
=70759Jmol1
lgK（1573.15K）=2.349,
（1573.15K）=4.48
103
10.解：
H2（g）+I2（g）
平衡分压/kPa
2905.74x2905.74
2HI（g）
2x
（2x）2
2
（2905.74x）2
=55.3
X=2290.12
p（HI）=2xkPa=4580.24kPa
pV
n=_
RT
=3.15mol
11.解：
p（CO）=1.01105Pa,p（H2O）=2.02105Pa
p（CO2）=1.01105Pa,p（H2）=0.34105Pa
CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
起始分压/105Pa1.012.021.010.34
J=0.168,Kp=1>0.168=J,故反应正向进行。
12.解：
（1）
NH4HS（s）
NH3（g）+H2S（g）
平衡分压/kPa
K=p（NH3）/pp（H2S）/p=0.070
贝Ux=0.26100kPa=26kPa
平衡时该气体混合物的总压为
52kPa
（2）T不变，K不变。
NH4HS（s）
平衡分压/kPa
NH3（g）+H2S（g）
25.3+yy
（25.3y）/py/
p=0.070
y=17kPa
13.解：
（1）
PCl5（g）
PCl3（g）+Cl2（g）
平衡浓度/（molL-1）
0.700.50
0.50
0.50
Kc
2.0
2.0
2.0
c（PCl3）c（Cl2）
C（PCl5）
=0.62molL-1,
（PCl5）=71%
平衡分压
PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）
RTRT
0.200.5—
VV
RT
p（PCl3）/pp（Cl2）/p
P（PCl5”P
=27.2
（2）
PCl5（g）
新平衡浓度/（molL1）
0.10+y
PCl3（g）+Cl2（g）
0.10
0.25y0.25+y
2
Kc=（0.25y）（030y）molL
（0.10y）
=0.62molL-1（T不变，Kc不变）
（3）
平衡浓度/（molL-1）
y=0.01molL1,
PCl5（g）
0.35z
（PCI5）=68%
PCl3（g）+Cl2（g）
0.050+z
（0.050z）z=0.62molL1
0.35z
z=0.24molL1,（PCl5）=68%
比较
（2）、（3）结果，说明最终浓度及转化率只与始、终态有关，与加入过程无关。
14.解：
平衡浓度/（molL-1）
N2（g）+3H2（g）
1.00.50
2NH3（g）
0.50
Kc=
2
c（NH3）
c（N2）c（H2）
若使N2的平衡浓度增加到
新平衡浓度/（molL-1）
Kc=
=2.0（molL1）2
1.2molL1，设需从容器中取走x摩尔的H2。
N2（g）+3H2（g）—
1.20.50+（30.2）x
2NH3（g）
0.5020.20
（0.5020.20）2
1.2（0.50302x）3
1
（molL）
212
2=2.0（molL1）2
x=0.94
15.解：
（1）a（CO）=61.5%;
（2）a（CO）=86.5%;（3）说明增加反应物中某一物质浓度
可提高另一物质的转化率；增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。
16.解:
2NO（g）+
O2（g）
2NO2（g）
平衡分压/kPa
10179.2=21.8
28679.2/2=246
79.2
（673K）
2
P（NO2）/p
2
P（NO）/pp（O2）/p
=5.36
rGm=2.303RTlgK
rGm（673K）=9.39kJmol1
17.解:
rGm（298.15K）=95278.54Jmol1
rGm（298.15K）=rHm（298.15K）298.15K“（298.15K）rSm（298.15K）=9.97Jmol1K1,「Gm（500K）〜97292Jmol
lgK（500K）=0.16,故K（500K）=1.41010
或者
ln
K2
rHm（298.15K）T2T1
K1
（500K）=1.41010
18.解：
因rGm（298.15K）=rGm
（1）+rGm
（2）=213.0kJmol1<0,说明该耦合反
应在上述条件可自发进行。
第3章酸碱反应和沉淀反应习题参考答案
解：
（1）pH=-lgc（H+）=12.00
（2）0.050molL-1HOAc溶液中，
HOAc-―-H++OAc-
c平/（molL-1）0.050-xxx
Ka住）C（OAC）xJ1.8105
ac（HOAc）0.050x
c（H+）=9.510^molL-1pH=-lgc（H+）=3.02
2.解：
（1）pH=1.00c（H+）=0.10molL
pH=2.00c（H+）=0.010molL-1-
等体积混合后：
c（H+）=（O.IOmolL・-1+0.010molL-1）/2=0.055molL-1pH=-Igc（H+）=1.26
（2）pH=2.00c（H+）=0.010molL-1•
pH=
等体积混合后：
13.00pOH=14.00-13.00=1.00,c（OH-）=0.10molL-1-
c（H）O.SOm?
L0.0050molL-1
1
-、0.10molL-1
c（OH）0.050molL
2
酸碱中和后：
H++OH-tH2O
c（OH-）=0.045molL
pH=12.65
3.解：
正常状态时
pH=7.35c（H+）=4.510^molL-1
pH=7.45c（H+）=3.510^molL-1
患病时
pH=5.90c（H+）=1.210^molL-1
1.210-6molL-1
27
4.510-8molL-1
1.2
10-6molL-1
・8
3.5108mol
L-1
34
4.解:
一兀弱酸HA,pH=2.77c（H+）=1.7W-3molL-1
患此种疾病的人血液中
c（H+）为正常状态的27〜34倍。
HA
+A-
H+
c平/（molL-1）0.10-1.7
1区31.7
X0-3
1.7X0-3
Ka
c（H）c（A
c（HA）
32
（1.710）
5
0.101.71032.910
（X=
1.7103
0.10
100%
1.7%
5.解:
溶液的pH=9.00,c（H+）=1.01Q<9molL-1
c（OH-）=1.010<5****molL-1
假设在
1.0L0.10molL-1氨水中加入
NH3H2O
xmolNH4Cl（s）。
NH4++OH-
c平/（molL-1）0.10-1.010：
-5
x+1.0氷0-51.0X0-5
c（NH4）c（OH）
c（NH3H2O）
Kb（NH3H2O）
5
-1.8105
6.解：
设解离产生的H+浓度为xmolL-1，则
HOAc——=H++OAc-
c平/（molL-1）0.078-xx0.74+x
C（H）C（OAc）Ka（HOAc）
C（HOAc）
0.74x56+
=8,x=1.910喰，pH=-lgc（H+）=5.72
向此溶液通入0.10molHCI气体，则发生如下反应:
NaOAc+HCl宀NaCl+HOAc
反应后：
c（HOAc）
=0.18molL-1,c（OAc-）=0.64molL-1
设产生的
H+变为
x'mol
-1,则
HOAc
H++OAc-
c平/（mol
L-1）
0.18-x'
x'0.64+x'
（0.64
x'）x'
5
1.810
0.18
x'
x'=5.1
10c6,
pH=5.30
△（pH）=5.30-5.72=-0.42
7.解：
（1）设
NH4CI水解产生的『为xmolL-1，则
NH4++
H2O
NH3H2O
c平/（mol
L-1）
0.010-x
c（NH3H2O）c（H）
c（NH4）
Kw
Kb（NH3
5.6
10
10
10
（2）
x=2.410T6,
pH=5.62
设NaCN水解生成的
mol-1,I则
CN-+
H2O
HCN
+OH-
c平/（molL-1）
0.10-x'
Kh
c（HCN）c（OH「）
c（CN-）
X、=1.31（X3,pH=11.11
8.解：
（1）Kai（HClO）=2.91%-8;
（2）Ksp°（Agl）=8.5110丈7
9.解：
（1）设CaF2在纯水中的溶解度（s）为xmolL-1。
因为CaF2为难溶强电解质，且基本
上不水解，所以在CaF2饱和溶液中：
CaF2（s）——-Ca2++2F-
2x
c平/（molL-1）
{c（Ca2+）}•{c（F-）}2=Ksp0（CaF2）
x=1.110T3
（2）设
CaF2在1.0X0-2molL-1NaF溶液中的溶解度（s）为ymolL-1。
CaF2（s）
Ca2++2F-
c平/（molL-1）
2y+1.0TO-2
（3）设
y
{c（Ca2+）}{・C（F-）}2=Ksp°（CaF2）
y（2y+1.010-2）2=5.210-9
y=5.210C5
CaF2在1.010-2molL-1CaCl2溶液中的溶解度（s）为zmolL-1。
CaF2（s）
Ca2++
2F-
c平/（molL-1）
1.0氷0-2+z
2z
{c（Ca2+）}{c（F-）}2=Ksp0（CaF2）（z+1.010-2）（2z）2=5.2W-9z=3.61W4
7.解：
溶液混合后有关物质的浓度为:
HA+OH-
A-+H2O
c/（molL-1）
50.00.1020.00.10
100.0
20.00.10
100.0
设c（H+）=xmolL-1，则弱酸HA，弱酸根
A-及氢离子H+的平衡浓度表示为:
HA
A-+
c平/（molL-1）
50.00.1020.00.10
x
100.0
20.00.10
100.0
pH=5.00=-lgx,x=1.00
1区5molL-1
代入弱酸HA
的解离平衡常数表示式:
Ka（HA）
c（A）c（H）
0.10
x）x
c（HA）
20.0
（
100.0
50.00.1020.00.10
（x）
100.0
（近似计算）
20.00.10
（）
100.0
30.00.10
（）
100.0
6
6.6710
（1.00105）
10.解：
（1）
由题意可知:
c（Mg2+）=0.050molL-1-
当c（Mg2+）{c（OH-）}2>Ksp°（Mg（OH）2）时开始有Mg（OH）2沉淀出。
c（OH
；Ksp（Mg（OH）2）
c（Mg2+）
'5.61
\5.0
10
10
12
1.0105molL-1
（2）{c（Al3+）}{・c（OH-）}3=4.0W22>Ksp°（AI（OH）3），所以还有Al3+可被沉淀出。
c（Fe3+）}{-c（OH'）}3=2.0W22>Ksp0（Fe（OH）3），所以还有Fe3+可被沉淀出。
11.解：
Cd2++Ca（OH）2
Ca2++Cd（OH）2J
Cd（OH）2（s）—Cd2++2OH-Ksp0=7.2X0'15
4
若使c（Cd2+）v0.10mgL'1=1.Q10g1gL-1=8.9M0'7molL-1
112.41ggmol'
c（OH
）>
'Ksp（Cd（OH）2）\c（Cd2+）/c
「7.2一10
8.910
15
7
9.0105molL-1
pH>（14.00-pOH）=10.0
设OH-浓度为
12.解：
（1）混合后：
c（Mn2+）=0.0010molL-1-c（NH3H2O）=0.050molL-1-xmolL-1
NH3H2O
NH4+
+OH-
c平/（molL-1）
0.050-x
0.050x
1.8105
x2=9.0W7,
即{c（OH-）}2=9.0W7
{c（Mn2+）}{c（OH-）}2=9.0杓-10>Ksp0（Mn（OH）2）=1.910-13
所以能生成Mn（OH）2沉淀。
（2）已知（NH4）2SO4的相对分子质量为132.15
c（（NH4）2SO4）=°.4951000molL-1=0.25molL-1
132.1515
c（NH4-）=0.50molL-1-
设OH-浓度为xmolL-1
NH3H2ONH4++OH-
c平/（molL-1）0.050-x0.50+xx
c（NH「）gc（OH-）
c（NH3W2O）
Kb（NH3CH2O）
0.50x
0.050
1.810
（0.50x）x
0.050x
1.8
10
x=1.8W6
c（OH'）=1.8W6molL-1
{c（Mn2+）}{・c（OH-）}2=3.2W-
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