《无机化学》课程教学资源（作业习题）大连理工无机化学（第五版）习题答案

第1章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2.9X10g。 3.解：一瓶氧气可用天数 是-PP业.32x10D0i0x3L-96d pV, 101.325kPa×400L×d 4解T胎-架 =318K=4.9℃ 5.解：根据道尔顿分压定律 B-3p p)=7.6x10'Pa p(0)=2.0x10'PE p(Ar)=1x10'Pa 6.解：(1)C0)=0.114ol:pC0)=2.87×10P (2)pN)=p-pO2)-pC0)=3.79x10Pa 8)40.c9-8=028% 7.解：(1)pH)=95.43kPa 2)侧）=0-Q.194g 8.解：(1)5=5.0mo1 (2)5=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 写法有关。 9.解：△0=4-p4V=0.771kJ 10.解：(1)片=38.3×10m=38.3L (2)万=Pk=320R nR (3)-R=-(-p4)=-502J (4)△0=9+=-758J (5)△H=0=-1260J 1山.解，通(。)+子0：®)誉-0®+0g)4,H层=-26.2·o1 12.解：△，Hm==-89.5k灯 A.U=A,H-AnRT =-96.9kJ 13.解：(1)C(s)+0:(g)→C02(g

第 1 章 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 2.9×103 g。 3．解：一瓶氧气可用天数 3 3 1 1 1 -1 2 2 2 ( ) (13.2 10 -1.01 10 )kPa 32L 9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V          ４．解： pV MpV T nR mR   = 318 K  44.9 ℃ ５．解：根据道尔顿分压定律 i i n p p n  p(N2) = 7.6104 Pa p(O2) = 2.0104 Pa p(Ar) =1103 Pa ６．解：（1） 2 n(CO )  0.114mol; 2 p(CO )  4 2.87 10 Pa  （2） 2 2 2 p p p p (N ) (O ) (CO )    4   3.79 10 Pa （3） 4 2 2 4 (O ) (CO ) 2.67 10 Pa 0.286 9.33 10 Pa n p n p      7.解：（1）p(H2) =95.43 kPa （2）m(H2) = pVM RT = 0.194 g 8.解：（1） = 5.0 mol （2） = 2.5 mol 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 写法有关。 9.解： U = Qp  p  V = 0.771 kJ 10.解： （1）V1 = 38.3  10-3 m 3 = 38.3L （2） T2 = nR pV2 = 320 K （3）W =  (pV) = 502 J （4） U = Q + W = -758 J （5） H = Qp = -1260 J 11.解：NH3(g) + 4 5 O2(g)  298.15K 标准态 NO(g) + 2 3 H2O(g)  rH m =  226.2 kJ·mol1 12.解：rH m = Qp = 89.5 kJ rU m = rH m  nRT = 96.9 kJ 13.解：（1）C (s) + O2 (g) → CO2 (g)

△，H8=△，Ha(C0,g）=-393.509kJ·mol- 30.®+2cs-0(@ △，H8=86.229kJ·mol- CO(g)Fe:0(s)Fe(s)+CO:(g) △.He=-8.3kJ·mo1 各反应△，H之和△，H9=-315.6kJ·mo1. (2)总反应方程式为 多c同+⑧+号Fe0,同一20园）+3Fes △，He=-315.5kJ·o- 由上看出：(1)与（②）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：△，H(3)=△，H(2)×3-△，H品(1)×2=1266.47kJ·mo1 15.解：(1)Q。=A,H=4△，H(A1.0,s)-3AH(Fe0,s)-3347.6kJ·mol (2)Q=-4141kJ·mol 16.解：(1)△，H9=15L.1kJ·1(2)△，H9=-905.47kJmo1(3)△，H9-71.7 kJ·oI- 17.解：△，H=-2△，H(AgC1,s)+△rHG0,1)-△，H9(Ag0,s)-2△rH9(HC1,g) △，He(gCL,s)=-127.3kJ·mo1- 18.解：CH,(g）+202(g)→C0(g)+2H0(1) △，H日=△H(0,g)+2△：Ha(0,1)-△rHa(CH,g =-890.36kJ·0 0。=-3.69x101k灯 第2章化学反应的方向、速率和限度习题参考答案 1.解：△，H9=-3347.6kJ·mol:△，S9=-216.64J·mo1·K:△，G9=-3283.0 k·o1<0 该反应在298.15K及标准态下可自发向右进行。 2.解：4，G8=113.4k灯·o1>0 该反应在常温(298.150、标准态下不能自发进行。 (2)△，H日=146.0kJ·ol1:△，S9=110.45J·mo1·K:4,G8=68.7kJ·o1 >0 该反应在700K、标准态下不能自发进行

 rH m =  f H m (CO2, g) = 393.509 kJ·mol1 2 1 CO2(g) + 2 1 C(s) → CO(g)  rH m = 86.229 kJ·mol1 CO(g) + 3 1 Fe2O3(s) → 3 2 Fe(s) + CO2(g)  rH m = 8.3 kJ·mol1 各反应  rH m 之和  rH m = 315.6 kJ·mol1。 （2）总反应方程式为 2 3 C(s) + O2(g) + 3 1 Fe2O3(s) → 2 3 CO2(g) + 3 2 Fe(s)  rH m = 315.5 kJ·mol1 由上看出：(1)与(2)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：  rH m （3）=  rH m （2）×3-  rH m （1）×2=1266.47 kJ·mol1 15．解：（1）Qp =  rH m == 4  f H m (Al2O3, s) -3  f H m (Fe3O4, s) =3347.6 kJ·mol1 （2）Q = 4141 kJ·mol1 16．解：（1）  rH m =151.1 kJ·mol1 （2）  rH m = 905.47 kJ·mol1（3）  rH m =71.7 kJ·mol1 17.解：  rH m =2  f H m (AgCl, s)+  f H m (H2O, l)  f H m (Ag2O, s)2  f H m (HCl, g)  f H m (AgCl, s) = 127.3 kJ·mol1 18.解：CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)  rH m =  f H m (CO2, g) + 2  f H m (H2O, l)   f H m (CH4, g) = 890.36 kJ·mo 1 Qp = 3.69104 kJ 第 2 章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案 1.解：  rH m = 3347.6 kJ·mol1 ;  rSm = 216.64 J·mol1·K 1 ;  rGm = 3283.0 kJ·mol1 ＜ 0 该反应在 298.15K 及标准态下可自发向右进行。 2.解：  rGm = 113.4 kJ·mol1 ＞ 0 该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。 （2）  rH m = 146.0 kJ·mol1 ;  rSm = 110.45 J·mol1·K 1 ;  rGm = 68.7 kJ·mol1 ＞ 0 该反应在 700 K、标准态下不能自发进行

3.解：△，H8=-70.81kJ·mol:△，S=-43.2J·mol-·K:△，G9=-43.9kJ·ol (2)由以上计算可知： △，He(298.150=-70.81kJ·o1:△，Se(298.150=-43.2J·mol.K A,G9=A,H台-T·A,S≤0 7≥4，H8(298.15K △，Sa(298.15) =1639K 4解：(1)K。=c(CO){c(但) c(CHa)c(H2O) K。=p(co)2 D(CH)D(H,O) e-p(co)pp(H)pep P(CH,)/pp(HO)/pe (2)K。=N,【cH)月 c(NH3) K。=pN,(pL)月 P(NH3) Ke.N,Mpe5{pL,pe月 p(NH;)/p (3)K。=c(C02) K。=p(CO2) Ke =p(CO2)/pe (4)K。={cH,0)片 K。={pH,O)片 (c(H2) {pH2)月 Ke=ip(H:O)/pe {p(H2)/pe月 5.解：设△，H、△，S基本上不随温度变化。 A,G8=△，H8-T·A,S唱 △，G9(298.15K)=-233.60kJ·mo1 △，G8(298.15K0=-243.03kJ·mo1 lgKe(298.15K0=40.92,故Ke(298.15K)=8.3x10 1gK9(373.15)=34.02,故K9(373.15K0=1.0x10 6.解：(1)△G9-2△G8(Nl,g)=-32.90kJ·mol<0 该反应在298.15K、标准态下能自发进行。 (2)1gKe(298.15K0=5.76,K9(298.15)=5.8×10 7.解：(1)△，G层(1)=2△，G90,g)=173.1kJ·mo1 K9=4.8x10- (2)△，G9(2)=2△rG9(0,g）=208.4kJ·mo1

3.解：  rH m = 70.81 kJ·mol1 ;  rSm = 43.2 J·mol1·K 1 ;  rGm = 43.9 kJ·mol1 （2）由以上计算可知：  rH m (298.15 K) = 70.81 kJ·mol1 ;  rSm (298.15 K) = 43.2 J·mol1·K 1  rGm =  rH m  T ·  rSm ≤ 0 T ≥ (298.15K) (298.15K) r m r m   S H   = 1639 K 4.解：（1） Kc =   (CH ) (H O) (CO) (H ) 4 2 3 2 c c c c K p =   (CH ) (H O) (CO) (H ) 4 2 3 2 p p p p  K =           p p p p p p p p (CH )/ (H O) / (CO) / (H ) / 4 2 3 2 （2） Kc =     (NH ) (N ) (H ) 3 2 3 2 2 1 2 c c c K p =     (NH ) (N ) (H ) 3 2 3 2 2 1 2 p p p  K =        p p p p p p (NH ) / (N )/ (H )/ 3 2 3 2 2 1 2 （3） Kc = (CO ) 2 c K p = (CO ) p 2  K =  p (CO2 )/ p （4） Kc =     3 2 3 2 (H ) (H O) c c K p =     3 2 3 2 (H ) (H O) p p  K =     3 2 3 2 (H )/ (H O)/   p p p p 5.解：设  r H m 、  rSm 基本上不随温度变化。  rGm =  rH m  T ·  rSm  rGm (298.15 K) = 233.60 kJ·mol1  rGm (298.15 K) = 243.03 kJ·mol1  lg K (298.15 K) = 40.92, 故  K (298.15 K) = 8.31040  lg K (373.15 K) = 34.02,故  K (373.15 K) = 1.01034 6.解：（1）  rGm =2  f Gm (NH3, g) = 32.90 kJ·mol1 ＜0 该反应在 298.15 K、标准态下能自发进行。 （2）  lg K (298.15 K) = 5.76,  K (298.15 K) = 5.8105 7. 解：（1）  rGm (l) = 2  f Gm (NO, g) = 173.1 kJ·mol1  1 lg K = RT G 2.303 m (1) f    = 30.32, 故  K1 = 4.81031 （2）  rGm (2) = 2  f Gm (N2O, g) =208.4 kJ·mol1

电98器·返0故9a21r (3)△，G9(3)=2△G9(NH,g）=-32.90kJ·mo1 lgK9=5.76,故K9=5.8x10 由以上计算看出：选择合成氨固氨反应最好。 8.解：△，G=△，G(C0.,g)-△rG9(C0,g)-A,G80,g) =-343.94kJ·mo1《0,所以该反应从理论上讲是可行的. 9.解：△，H(298.15K)=△HN0,g)=90.25kJ·mol- A,S9(298.15K)=12.39J·o1.K △，G9(1573.15K)≈△，H8(298.15K0-1573.15A,59(298.15K0 =70759J·mo1- lgKe(1573.150=-2.349,K(1573.150=4.48x10 10.解： H(g）+1(8）)=2H(g) 平衡分压/kPa 2905.74-×2905.74-X (2)2 (290374-5.3 X=2290.12 p (HT)2x kPa 4580.24 kPa ==35o1 11.解：p(C0)=1.01x10Pa, p(.0)=2.02x10°Pa p(C0,)=1.01x10Pa, p(H)=0.34×10Pa C0(g)+0(g)→C0z(g)+(g) 起始分压/10Pa 1.012.02 1.010.34 J=0.168,K,=1>0.168=故反应正向进行。 12.解：(1) NHHS(s)→NL(g)+LS(g) 平衡分压/kPa K=p(NH)/peHp(H3S)/p =0.070 x=0.26x100 kPa 26 kPa 平衡时该气体混合物的总压为52kP阳 (2)T不变，不变。 MHS(s)→NH(g)+s(g) 平衡分压/kPa 25.3+yy Ke=t25.3+)1p{y1p9}=0.070 y=17 kPa 13.解：(1) PC1(g)→PC1(g)+C1(g)

 2 lg K = RT G 2.303 m (2) f    = 36.50, 故  K2 = 3.21037 （3）  rGm (3) = 2  f Gm (NH3, g) = 32.90 kJ·mol1  3 lg K = 5.76, 故  K3 = 5.8105 由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。 8.解：  rGm =  f Gm (CO2, g)   f Gm (CO, g)  f Gm (NO, g) = 343.94 kJ·mol1 < 0，所以该反应从理论上讲是可行的。 9.解:  r H m (298.15 K) =  f H m (NO, g) = 90.25 kJ·mol1  rSm (298.15 K) = 12.39 J·mol1·K 1  rGm (1573.15K)≈  r H m (298.15 K) 1573.15  rSm (298.15 K) = 70759 J ·mol1  lg K (1573.15 K) = 2.349,  K (1573.15 K) = 4.48103 10. 解： H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡分压／kPa 2905.74 χ 2905.74 χ 2χ 2 2 (2905.74 ) (2 ) x x  = 55.3 χ = 2290.12 p (HI) = 2χ kPa = 4580.24 kPa n = pV RT = 3.15 mol 11.解：p (CO) = 1.01105 Pa, p (H2O) = 2.02105 Pa p (CO2) = 1.01105 Pa, p (H2) = 0.34105 Pa CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g) 起始分压／105 Pa 1.01 2.02 1.01 0.34 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 x x  K =  (NH3 ) /  (H2S) /    p p p p = 0.070 则 x = 0.26100 kPa = 26 kPa 平衡时该气体混合物的总压为 52 kPa （2）T 不变，  K 不变。 NH4HS(s)  NH3(g) + H2S(g) 平衡分压/kPa 25.3+ y y  K =  25.3 ) /  /    （  y p y p = 0.070 y = 17 kPa 13.解：（1） PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)

平衡浓度/(mol·L) 0.70-0.500.500.50 2.0 2.02.0 K-(PC(C)-0.62m1.,a (C) c(PCI3) PCI(g)PCL(g)+Cl(g) 平衡分压 0.20RT 0.5R70.5 ke.DPa,/p°Hpg,)1pe} p(PCIs)/pe =27.2 (2) PCl,(g)PCl(g)+Clz(g) 新平衡浓度/(mol·L) 0.10+y0.25-y.25+010-y 2 K.=025-030-201L=0.621·P(T不变，K不 (0.10+) y=0.01ol·L,a(PC1)=68% (3) PCl,(g)PCl(g)+Cl:(g) 平衡浓度/(mol·L) 0.35-: 0.050+2 K=0050+y=0.2m1 0.35- z=0.24ol·L-,a(PC1)=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 (8)+3班(g)→2NH(⑧ 平衡浓度/(o1·L) 1.00.50 0.50 K= c(NH3) cN)cH2)月 =2.0(molL-)2 若使的平衡浓度增加到1.2m0l·L,设需从容器中取走x摩尔的。 (g) 3(8) 2NH (g) 新平衡浓度/(ol·L-) 1.2 0.50+(3×0.2)-x 0.50-2×0.20 (0.50-2×020) (((mol-) x=0.94 15.解：(1)a(0)=61.5%:(2)a(C0)=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： 2N0(g) 0(g)2N0.(g) 平衡分压/kPa 101-79.2=21.8 286-79.2/2=246 79.2 K9(673K)= p(NO2 )pe

平衡浓度／(mol·L 1 ) 2.0 0.70  0.50 2.0 0.50 2.0 0.50 Kc = (PCl ) (PCl ) (Cl ) 5 3 2 c c c = 0.62mol· L 1，  (PCl5) = 71% PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g) 平衡分压 0.20 V RT 0.5 V RT 0.5 V RT  K =         p p p p p p (PCl ) / (PCl )/ (Cl )/ 5 3 2 = 27.2 （2） PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g) 新平衡浓度／(mol·L 1 ) 0.10 + y 0.25  y 0.25 +  y 2 0.10 Kc = (0.10 ) (0.25 )(0.30 ) y y y    mol·L 1 = 0.62mol· L 1 (T 不变， Kc 不变) y =0.01 mol·L 1， (PCl5) = 68% （3） PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g) 平衡浓度／(mol·L 1 ) 0.35 z z 0.050 + z Kc = z z z   0.35 (0.050 ) = 0.62 mol·L 1 z = 0.24 mol·L 1， (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： N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) 平衡浓度／(mol·L 1 ) 1.0 0.50 0.50 Kc =     3 2 2 2 3 (N ) (H ) (NH ) c c c = 1 2 2.0(mol·L )   若使 N2的平衡浓度增加到 1.2mol· L 1，设需从容器中取走 x 摩尔的 H2。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 新平衡浓度／(mol·L 1 ) 1.2 0.50+(30.2)  x 0.5020.20 Kc = 1 2 3 2 (mol·L ) 1.2 (0.50 3 02 ) (0.50 2 0.20)         x = 1 2 2.0(mol·L )   x =0.94 15. 解：（1）α （CO）=61.5%;（2）α （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 10179.2 = 21.8 286  79.2／2 = 246 79.2  K （673K）=          p p p p p p (NO)/ (O )/ (NO )/ 2 2 2 2 = 5.36