武汉大学无机化学课后习题答案2-8章

第二章

1.某气体在293K与9.97×10Pa时占有体积1.910dm其质量为0.132g，试求这种气体的相对分子质量，它可能是何种气体? 解

4

-1

3

2．一敝口烧瓶在280K时所盛的气体，需加热到什么温度时，才能使其三分之一逸出? 解

3． 温度下，将1.013105Pa的N2 2dm3和0.5065Pa的O23 dm3放入6 dm3的真空容器中，求

O2和N2的分压及混合气体的总压。 解

4． 容器中有4.4 g CO2，14 g N2，12.8g O2，总压为2.02610Pa，求各组分的分压。

5

解

5． 在300K，1.013105Pa时，加热一敝口细颈瓶到500K，然后封闭其细颈口，并冷却至原

来的温度，求这时瓶内的压强。 解

53

6． 在273K和1.013×10Pa下，将1.0 dm洁净干燥的空气缓慢通过H3C—O—CH3液体，

在此过程中，液体损失0.0335 g，求此种液体273K时的饱和蒸汽压。 解

7． 有一混合气体，总压为150Pa，其中N2和H2的体积分数为0.25和0.75，求H2和N2的

分压。 解

53

8． 在291K和总压为1.013×10Pa时，2.70 dm含饱和水蒸汽的空气，通过CaCl2干燥管，

完全吸水后，干燥空气为3.21 g，求291K时水的饱和蒸汽压。 解

9． 有一高压气瓶，容积为30 dm3，能承受2.6×107Pa，问在293K时可装入多少千克O2

而不致发生危险？ 解

10．在273K时，将同一初压的4.0 dm3 N2和1.0dm3 O2压缩到一个容积为2 dm3的真空容器中，混合气体的总压为3.26×105 Pa，试求

（1）两种气体的初压；

（2）混合气体中各组分气体的分压； （3）各气体的物质的量。 解

11．273K时测得一氯甲烷在不同压强下的密度如下表： P/105 ?3?/g·dm

1.013 2.3074 0.675 1.5263 0.507 1.1401 0.338 0.75713 0.253 0.56660

用作图外推法（p对?/p）得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量。

2.4 10 pa) ρ/P (g·dm ·-3-5-12.22.00.00.20.40.60.81.01.2P (10pa)5解

可得出一氯甲烷的相对分子质量是50.495

12.（1）用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律； （2）用表示摩尔分数，证明xi =

3kTM?iV总

（3）证明?2=

证明：（1）PV=nRT

当p和T一定时，气体的V和n成正比 可以表示为V∞n

（2）在压强一定的条件下，V总=V1+V2+V3+----- 根据分体积的定义，应有关系式 P总Vi=nRT

混合气体的状态方程可写成P总V总=nRT

ViV总nin=

nin

又=xi 所以 xi =

?iV总

（3）

?A?B=

13MMBA

又pV=

N0m(?2)2 3pVN0m?2=

=

3RTM

所以

?2=

3kTM

-14

13．已知乙醚的蒸汽热为25900J·mol，它在293K的饱和蒸汽压为7.58×10Pa，试求在308K时的饱和蒸汽压。 解

14．水的气化热为40 kJ·mol-1，，求298K时水的饱和蒸汽压。 解

表示）和Na+（用

表示）

15．如图所示是NaCl的一个晶胞，属于这个晶胞的Cl?（用

各多少个？

解

种氢化物是电的良导体？ 答

第五章

1. 说出BaH2，SiH4，NH3，AsH3，PdH0.9和HI的名称和分类？室温下各呈何种状态？哪

2. 如何利用路易斯结构和价层电子对互斥理论判断H2Se，P2H4，H3O+的结构？ 答

3. 写出工业制氢的三个主要化学方程式和实验室中制备氢气最简便的方法？ 答

4. He在宇宙中丰度居第二位，为什么在大气中He含量却很低？ 答

5. 哪种稀有气体可用作低温制冷剂？哪种稀有气体离子势低，可做放电光源需要的安全气？

哪种稀有气体最便宜？ 答

6. 何为盐型氢化物？什么样的元素能形成盐型氢化物？怎样证明盐型氢化物内存在H?负

离子？ 答

7. 为什么合成金属氢化物时总是要用干法？38kg的氢化铝同水作用可以产生多少dm3的

氢气（298K,1.03×105Pa）？ 解

8. 怎样纯化由锌同酸反应所制得的氢气？写出反应方程式。 答 LaNi5 + 3H2 == LaNi5H6

压强在（2-3）×105Pa，温度是温热。

9. 试用反应方程式表示氙的氟化物XeF6和氧化物XeO3的合成方法和条件? 答

10. 写出XeO3在酸性介质中被I?离子还原得到Xe的反应方程式。 答

11. 巴特列脱用Xe气和PtF6作用，制得Xe的第一种化合物.在某次实验中, PtF6的起始压力

为 9.1×10?4Pa，加入Xe直至压力为1.98×10?3 Pa，反应后剩余Xe的压力为 1.68×10?4Pa，计算产物的化学式。 解

12. XeO3水溶液与Ba(OH)2溶液作用生成一种白色固体。此白色固体中各成分的质量分数

分别为：71.75%的BaO，20.60%的Xe和7.05%的O。求此化合物的化学式。 解

71.753：

20.61：

7.05== 3：1：3

BaO：Xe：O ==3：1：3 此化合物的化学式是Ba3XeO4。

13. 比较VB法和MO法对XeF2分子结构的处理。 答 VB法见书232页； MO法见书234页。

14. 完成并配平下列反应方程式：

?（1） XeF4 + ClO3 →

（2） XeF4 + Xe →

（3） Na4XeO6 + MnSO4 + H2SO4 → （4） XeF4 + H2O → （5） XeO3 + Ba(OH)2 → （6） XeF6 + SiO2 →

?答 ①XeF4 +2 ClO3+2 H2O=Xe + 2ClO?+ 4HF 4

③5Na4XeO6 + 2MnSO4 +7 H2SO4 =5XeO3 +2 NaMnO4 + 7 H2O + 9Na2SO4

⑤2XeO3 +2 Ba(OH)2 = Ba2XeO6 + Xe + O2 + 2H2O

第六章

1. 理想气体恒温膨胀过程热力学能不变，是否意味着理想气体恒温膨胀过程不做功？ 答

2. 计算体系的热力学能变化，已知：

（1） 体系吸热1000J，对环境做540J的功； （2） 体系吸热250J，环境对体系做635J的功； 解

3. 在298K和100kPa恒压下，

反应

OF2(g) + H2O(g) → O2(g) + 2HF(g)

的△rHm和△rUm。 解

??12mol的OF2同水反应，放出161.5kJ热量，求

4. 反应N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)在恒容没量热器内进行，生成2molNH3时放出能量

82.7kJ，求反应的△rU?和298K时反应的△rH?。 mm解

5. 查表求298K时下列反应的反应热

（1） 3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(g)

（2） CuO(s) + H2(g) → Cu(s) + H2O(g) 解 （1）

（2）

6. N2O4在反应器中受热分解，当产物中有1molNO2生成时，分别按下列反应方程式计算，

反应进度各是多少：

(1) N2O4 → 2NO2

(2)

解

（1）0.5mol (2) 1mol

7. 在一知弹式量热计中燃烧0.20molH2（g）生成H2O（l），使量热计温度升高0.88K，当

0.010mol甲苯在此量热计中燃烧时，量热计温度升高0.615K，甲苯的燃烧反应为

C7H8(l) + 9 O2(g) → 7 CO2(g) + 4H2O(l)

求该反应的△rHm。已知△fHm( H2O，l ) == —285.8 kJ·mol?1 解

△rVm= △rHm—△?RT= —285.8+1.5×RT= —282.1kJ/mol

????12 N2O4 → NO2

17. 反应2 NO（g） + 2 H2（g） → N2（g） + 2 H2O(g)的反应速率表达式为

2

? == k[NO2][H2]，试讨论下列各种条件变化时对初速率有何影响。 （1） NO的浓度增加一倍； （2） 有催化剂参加； （3） 将反应器的容积增大一倍； （4） 将反应器的容积增大一倍； （5） 向反应体系中加入一定量的N2。 答

第八章

1. 怎样正确理解化学反应的平衡状态？ 答

2. 如何正确书写经验平衡常数和标准平衡常数的表达式？ 答

3. 写出下列可逆反应的平衡常数Kc、Kp或K的表达式

（1）2NOCl(g) (2) Zn(s) + CO2(g) (3) MgSO4(s) (4) Zn(s) + 2H(aq)

(5) NH4Cl(s) 答

+

2NO(g) + Cl2(g)

ZnO(s) + CO(g) MgO(s) + SO3(g)

Zn(aq) + H2(g) NH3(g) + HCl(g)

2+

4. 已知下列反应的平衡常数： HCN NH3 + H2O

H2O

+

H+ + CN?

NH? + OH? 4 H + OH?

NH? + CN? 4试计算下面反应的平衡常数：NH3 + HCN答

5. 平衡常数能否代表转化率？如何正确认识两者之间的关系？ 答

6. 在699K时，反应H2(g) + I2(g)

2HI(g)的平衡常数Kp=55.3，如果将2.00molH2和

2.00molI2作用于4.00dm3的容器内，问在该温度下达到平衡时有多少HI生成？ 解

7. 反应H2 + CO2

H2O + CO在1259K达平衡，平衡时[H2]=[CO2]=0.44mol·dm?3，

[H2O]=[CO]=0.56mol·dm?3。

求此温度下反应的经验的平衡常数及开始时H2和CO2的浓度。

解

8. 可逆反应H2O + CO H2 + CO2在密闭容器中，建立平衡，在749K时该反应的

平衡常数Kc=2.6。

（1） 求n（H2O）／n（CO）（物质的量比）为1时，CO的平衡转化率； （2） 求n（H2O）／n（CO）（物质的量比）为3时，CO的平衡转化率； （3） 从计算结果说明浓度对平衡移动的影响。 解 （1）H2O + CO

xa H2 + CO2

a-x b-x x x x2=2.6(a-x)2 ?=0.617

所以CO的平衡转化率是61.7%。

（2）H2O + CO

H2 + CO2

n 3n 0 0

n-x 3n-x x x

x2(n?x)(3n?x) =2.6 ?xn=0.865

所以CO的平衡转化率是86.5%。

9. HI分解反应为2HI

H2 + I2，开始时有1molHI，平衡时有24.4%的HI发生了分解，

今欲将分解百分数降低到10%，试计算应往此平衡系统中加若干摩I2。 解 2HI

H2 + I2

起始 1 0 0 转化 0.244 0.122 0.122

0.1220.75622=

(0.05?x)0.050.92 ?x=0.37mol

10. 在900K和1.013×105Pa时SO3部分离解为SO2和O2 SO3（g）

SO2（g）+

12O2（g）

若平衡混合物的密度为0.925g·dm—3，求SO3的离解度。

m解 PV=nRT P

?=nRT PM=?RT

M=

?RTP=

0.925?10?8.314?9001.013?1053=68.33

SO3（g） SO2（g）+

12O2（g）

x 0 0 a-x x 80(a?x)?64x?32?a?x?x?xa12x

12x12= 68.33

x= 0.34 所以SO3的离解度是34%。

11. 在308K和总压1.013×10Pa，N2O4有27.2%分解为NO2。 （1）计算 N2O4（g）

2 NO2（g）反应的K? ；

5

（2）计算308K时总压为2.026×105Pa时，N2O4的离解百分率； （3）从计算结果说明压强对平衡移动的影响。 解 （1） N2O4（g）

2 NO2（g）

0.272 0.544 K=

?0.54421?0.272nV=0.32

PRT （2） PV=nRT = 同理得出N2O4的离解百分率是19.6%。

（3） 增大压强，平衡向体积减小的方向移动； 减小压强，平衡向体积增大的方向移动。

12. PCl5（g）在523K达分解平衡:

PCl5

PCl3（g）+ Cl2（g）

平衡浓度：[PCl5]=1 mol·dm?3,[ PCl3]=[ Cl2]=0.204 mol·dm?3。 若温度不变而压强减小一半，在新的平衡体系中各物质的浓度为多少？ 解 K=

?0.20412=0.041616

PCl5 PCl3（g）+ Cl2（g）

1-x 0.204+x 0.204+x 0.204=

2

(0.204?x)1?x2=0.041616

得出 x=0.135mol·dm?3

13. 对于下列化学平衡2HI（g）

H2（g） + I2（g）

在698K时，Kc=1.82×10?2。如果将HI（g）放入反应瓶内，问： （1）在[HI]为0.0100mol·dm?3时，[H2]和[ I2]各是多少？ （2）HI（g）的初始浓度是多少？ （3）在平衡时HI的转化率是多少？ 解 （1）2HI（g）

H2（g） + I2（g）

2x x x

x20.01?2x=1.82×10?2 ?x=1.35×10?3mol·dm?3

[H2]和[ I2]各是1.35×10?3mol·dm?3，1.35×10?3mol·dm?3。

（2）[HI]=0.01+2×1.35×10?3=0.0127mol·dm?3

2?1.35?100.0127?3 （3）?=

×100%=21.3%

14. 反应SO2Cl2（g）

SO2（g）+ Cl2（g）在375K时，平衡常数K?=2.4，以7.6

克SO2Cl2和1.013×105Pa的Cl2作用于1.0 dm—3的烧瓶中，试计算平衡时SO2Cl2、SO2和Cl2的分压。 解 K?=Kp（P?)?△n Pso2cL2×1=

7.6135RT

4

4

5

得出 Pso2cL2=6.8×10Pa PSO=8.8×10Pa PCl=1.90×10Pa

2215. 某温度下，反应PCl5（g）

PCl3（g）+ Cl2（g）的平衡常数K?=2.25。把一定

4

量的PCl5引入一真空瓶内，当达平衡后PCl5的分压是2.533×10Pa。问： （1） 平衡时PCl3和Cl2的分压各是多少？ （2） 离解前PCl5的压强是多少？

（3） 平衡时PCl5的离解百分率是多少？ 解 （1）

PPCl3.PCl2(P)?2=2.25×

PPCl5P?

??? PPCl=PCl=7.60×104Pa

32（2）PPCl=(2.533+7.6)×105Pa

5（3）PPCl=

57.6?1010.1?1044×100% = 75.25%

16. 如何表述化学反应等温式？化学反应的标准平衡常数与其△rG?之间的关系怎样？ m答 △rGm=△rG?+RTlnQ m △rGm=0， △rG?= —RTlnk m17. △fG、△rG?、△rG?之间的关系如何？ 答 △rG?=??△fG(生成物）—

??△fG（反应物）

—3

18. 在523K时，将0.110 mol的PCl5（g）引入1 dm容器中，建立下列平衡： PCl5（g）

PCl3（g）+ Cl2（g）

平衡时PCl3（g）的浓度是0.050 mol·dm?3。问 （1） 平衡时PCl5和Cl2的浓度各是多少？ （2） 在523K时的Kc和K?各是多少？ 解 （1） PCl5（g）

PCl3（g）+ Cl2（g）

起始 0.11 0 0 平衡 0.06 0.05 0.05

平衡时PCl5是0.06mol·dm?3，Cl2是0.05mol·dm?3

0.05

2

（2）KC=

0.06

=0.042

由K?=Kp（P?)?△n得出K?=1.80

19. 查化学热力学数据表，计算298K时下列反应的K?。

H2(g) + I2(g)

解 由公式—△rGm=RTln K

?2HI(g)

? 得出 K?=627

20. 从下列数据：

NiSO4·6H2O(s) △fG?== —2221.7kJ·mol?1 m NiSO4(s) △fG?== —773.6kJ·mol?1 mH2O(g) △fG?== —228.4kJ·mol?1 m（1）计算反应NiSO4·6H2O(s)

NiSO4(s) + 6H2O(g)的K?；

（2）H2O在固体NiSO4·6H2O上的平衡蒸气压为多少？ 解 （1） △rG?=—773.6—6×228.4+2221.7 m =77.7kJ·mol?1 由公式—△rGm=RTln K? 得出K?=2.4×10?14 （2）由Kp=P

?H2O?

△rGm=—RTln K? K?=Kp（P?)?△n

得出H2O在固体NiSO4·6H2O上的平衡蒸气压为544Pa。

21. 什么是化学反应的反应商？如何应用反应商和平衡常数的关系判断反应进行的方向并

判断化学平衡的移动方向？ 答 △rGm=△rGm+RTlnQ △rGm=—RTln K?

当Q〈 K?时 △rGm〈 0 正反应自发进行

当Q = K?时 △rGm = 0 反应达到平衡，以可逆方式进行 当Q 〉K?时 △rGm 〉0 逆反应自发进行

22. 反应H2O(g) + CO(g)

H2(g) + CO2(g)在某温度下平衡常数Kp=1，在此温度下，

??于6dm的容器中加入2 dm 3.04×10Pa的CO，3dm 2.02×10Pa的CO2，6dm 2.02×10Pa的H2O（g）和1dm 2.02×10Pa的H2。问净反应向哪个方向进行？ 解 通过计算，反应向逆方向进行。

23. 在一定温度和压强下，某一定量的PCl5和Cl2。试判断在下列情况下，PCl5的离解度是增大还是减小。

（1） 减压使PCl5的体积变为2 dm—3；

（2） 保持压强不变，加入氮气，使体积增至2dm； （3） 保持体积不变，加入氮气，使压强增加1倍； （4） 保持压强不变，加入氮气，使体积变为2dm3； （5） 保持压强不变，加入氮气，使压强增加1倍。 解 （1）增大； （2）增大； （3）不变； （4）减小； （5）减小；

24. 反应CO2(g) + H2(g)

CO(g) + H2O(g) 在973K时平衡常数K?=0.64，试确定在

?334353

535

3

该温度下上述反应的标准自由能变化△rGm。

当体系中各种气体的分压具有下列七组数值时，确定每一组分压下的吉布斯自由能变化

△rGm。 pCO= pH2OⅠ 0.253 1.773 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 0.507 0.760 1.520 1.013 1.266 1.520 1.773 0.760 0.507 0.253 pCO= pH 221.266 1.013 表中单位为105Pa。

将△G对反应混合物的组成作图，标出图中哪个区域里正向反应可能发生，哪个区域里逆向反应可能发生。

解 Ⅰ K=

?0.2531.73322=0.194

△rGm=△rGm+ RTln K?=kJ·mol?1

?? Ⅱ K=

0.5071.5222=0.111

? △rGm=△rGm+ RTln K?=3610.249—17782.590=—14.2kJ·mol?1

Ⅲ K=

?0.761.26622=0.360

△rGm=△rG?+ RTln K?=3610.249+（—8264.670）=—4.7kJ·mol?1 m Ⅳ K?=1

△rGm=△rG?+ RTln K?=3610.249=3.6kJ·mol?1 m? Ⅴ K=

1.2660.7622=2.775

△rGm=△rG?+ RTln K?=11.9kJ·mol?1 m? Ⅵ K=

1.520.50722=8.988

? △rGm=△rGm+ RTln K?=21.4kJ·mol?1

? Ⅶ K=

1.7730.25322=49.111

? △rGm=△rGm+ RTln K?=35.1kJ·mol?1

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