第一章气体和溶液1.1 (1)溶液的凝固点下降(2)土壤溶液浓度过大,渗透压大于植物根细胞液的渗透压(3)溶液的凝固点下降.2 沸点不断上升,至溶液达到饱和后,沸点恒定;蒸气凝结温度恒定,等于溶剂的沸点。
1.31.4 凝固点自高至低顺序:葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液1.5b = 1.17 molkg-1T b = K b b = 0.52Kkgmol-11.17 molkg-1 = 0.61KT b = 373.76K = 100.61℃T f = K f b = 1.86Kkgmol-11.17 molkg-1 = 2.18KT f = 270.87K = - 2.181.6 = cRT =1.7化合物中C、H、O原子数比为21:30:2故该化合物的化学式为C21H30O21.8第2章化学热力学基础2.1 (1)错误;(2)正确;(3) 错误;(4)错误;(5)正确;(6)正确;(7)错误;(8)错误2.2 (1/4)[反应式(1)-反应式(2)]得:(1/2)N2(g)+(1/2)O2(g)=NO(g)H m(NO,g)=(1/4){ r H m(1) - r H m(2)}f=(1/4)[-1107kJmol-1-(-1150 kJmol-1)]=90 kJmol-12.3 (1/4)[反应式(3)-反应式(4)+3反应式(2)- 反应式(1)]得:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)(5)H m(N2H4,,g)=(1/4){ r H m(3) - r H m(4)+ 3r H m(2) - r H m(1)} =f(1/4){-143kJmol-1-(-286kJmol-1+3(-317kJmol-1)-(-1010kJmol-1)) =50.5 kJmol-12反应式(4)-反应式(5)得:N2H4(l)+ )O2(g)= N2(g)+2H2O(l)H m=2r H m(4)- r H m(5)=2(-286 kJmol-1)- 50.5kJmol-1= -622.5 kJmol-1r2.4 r H m=2f H m(CO2,g)+3f H m(H2O,l)+(-1) f H m(CH3OCH3,l)+(- 3)f H m(O2,g)H m(CH3OCH3,l) =2f H m(CO2,g) +3f H m(H2O,l)- r H m= -183 kJmol-1f2.5C(s)+O2(g) r H m(1) CO2(g)H m(2) r H m(3)rCO(g)+(1/2)O2(g)由题意知,r H m(1)<0, r H m(2)<0, r H m(3)<0H m(1)= r H m(2)+ r H m(3)rH m(1)-r H m(3)= r H m(2)<0r即:以碳直接作燃料时放热较多2.6 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H m= f H m(CO,g)+ (-1)f H m(H2O,g)=r-110.5 kJmol-1 -(-)241.8 kJmol-1=131.3 kJmol-1C(s)+O2(g)+H2O(g) r H m(1) CO2(g) +H2O(g)H m(2) r H m(3)rCO(g)+H2(g)+O2(g)H m(1)= r H m(2)+ r H m(3)rH m(1) - r H m(3) = r H m(2)>0r由题意知,r H m(1)<0, r H m(3)<0故:以水煤气作燃料时放热较多2.7 均为熵增过程。
2.8 标准状态下:H m r S mr<0<0低温自发<0>0任意温度均自发>0>0高温自发>0<0任意温度均不可能自发2.9 (2)(反应为气体物质的量增加的过程,r S m>0)2.10 不可以。
因为物质的S m,不是指由参考状态的元素生成该物质(B=+1)反应的标准摩尔熵。
2.11H: -40 kJ -40 kJG: -38kJ -38 kJS: -6.7JK-1 -6.7 JK-12.12S n(白锡)=S n(灰锡)H m(298K)= f H m(灰锡)+(-1)f H m(白锡)=-2.1kJmol-1<0rS m(298K)= S m(灰锡)-S m(白锡)=-7.41Jmol-1K-1<0r反应在标准状态,低温自发。
在转变温度,r G m(T)=0G m(T)r H m(298K)-T r S m(298K)rT[r H m(298K)/ r S m(298K)] 283K2.132Fe2O3(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO2(g)H m(298K)=3f H m(CO2,g)+(-2)f H m( Fe2O3,s)=467.87kJmol-1rS m(298K)=4 S m(Fe,s)+3 S m(CO2,g)+(-2) S m( Fe2O3,s)+r(-3) S m(C,s)=557.98Jmol-1K-1反应在标准状态下自发进行:G m(T)r H m(298K)-T r S m(298K)rT>[r H m(298K)/ r S m(298K)] , 即T>839K故以木炭为燃料时,因最高温度低于839K,反应不可能自发。
2CuO(s)+C(s)=2Cu(s)+CO2(g)H m(298K)=-79.51 kJmol-1>0rS m(298K)=189 Jmol-1K-1>0r反应在标准状态, 任意温度均自发2.14 (略)2.15 2AsH3(g)=2As(s)+3H2(g)H m(298K)=-132.8kJmol-1<0rS m(298K)=15.71Jmol-1K-1<0r标准状态, 任意温度下AsH3的分解反应均自发。
加热的目的是加快反应速率。
第3章化学平衡3.1 (1)正确,(2)错误,(3)错误。
3.2 K = 403.33.4 4×(3) - 2×(1) - 2×(2) 得所求反应式故:Δr G m = 4Δr G m(3) - 2Δr G m(1) - 2Δr G m(2)3.5 pV = nRT故对于反应 H2(g) + I2(g) = 2HI(g)3.6(1) O2(g) = O2(aq)P(O2) = 21.0kPa时:故:c(O2,aq) = 2.88×10-4 mol·L-1(2) K = 85.5/1.37×10-3 = 6.24×1043.7 Q = 4 逆向自发Q = 0.1 逆向自发.8 Ag2CO3(s) = Ag2O(s) + CO2(g)Δr G m(383K) = 14.8kJ·mol-1ln K(383K) = -Δr G m(383K)/RT = -4.65K(383K) = 9.56×10-3K = p (CO2)/p为防止反应正向自发,应保证 Q > K故:p(CO2) > 9.56×10-1 kPa3.9 CCl4(g) CCl4(l)Δf H m/kJ·mol-1 -102.93 -135.4S m/J·K-1·mol-1 309.74 216.4CCl4(g) = CCl4(l)Δr H m = 32.47kJ·mol-1Δr S m = 0.09334 kJ·mol-1·K-1所以CCl4的正常沸点为T1 = 348K根据克拉贝龙——克劳休斯方程计算,可得在20kPa时,其沸点为304K。
第四章化学反应速率4.1 不能4.2 A的物理意义为P Z0,f的物理意义为相对平均动能超过E c的A、B分子间的碰撞频率与A、B分子间碰撞频率的比值。
4.3 Z0基本不变,P不变,f大,k大, v大。
4.4 直线4.54.6 略4.7 解:4.84.9 解:4.10 解:第5章酸碱反应.1 (略).2 H3O+ , OH-.3 (2).4 (2).5 H+ + OH- = H2O, 1/K wH+ + B = HB(略去电荷),K b/ K wHB + OH- = B- + H2O, K a/ K wHA + B = A + HB(略去电荷) K a K b/ K w.6 (1) K(正) = 1.9×105 > K(逆),易于正向反应(2)K(正) = 2×10-11 < K(逆),易于逆向反应(3)K(正) = 1.4×102 > K(逆),易于正向反应(4)K(正) = 6.2×10-8 < K(逆),易于逆向反应5.76.4×10-5 , 1.7×10-13 , 小于5.85.95.10C6H5NH2 + H+ = C6H5NH3+c(C6H5NH3+) = 0.020mol·L-1K a( C6H5NH3+) = K w/ K b( C6H5NH2) = 2.2×10-5应用最简式计算溶液酸度:c(H+) = 6.6×10-4mol/L pH = 3.2 5.11K b1/ K b2 > 101.6所以可忽略第二步离解,按最简式计算:c(C10H14N2) = 0.050mol·L-1 - 1.9×10-4 mol·L-1 = 0.050 mol·L-1 c(C10H14N2H+) = c(OH-) = 1.9×10-4 mol·L-1c(C10H14N2H22+) = cK b2 = 1.4×10-11 mol·L-15.12K b1(S2-) = K w/ K a2(H2S) = 1.4K b2(S2-) = K w/ K a1(H2S) = 7.7×10-8经判断,可忽略第二步离解,依近似式计算S2- + H2O = HS- + OH-C eq/ mol·L-1 0.10-x x xx= 0.094即:c(OH-) = 0.094 mol·L-1pH = 12.97c(S2-) = 0.10 mol·L-1 - 0.094 mol·L-1 = 0.01 mol·L-1c(HS-) = c(OH-) = 0.094 mol·L-1c(H2S) = cK b2 = 7.7×10-8 mol·L-15.13pH = 1.30故:c(S2-) = 3.7×10-20 mol·L-15.145.15 pOH = 5.00C(NH4+) = 0.10mol/L /0.56 = 0.18mol/LM{(NH4)2SO4} = 0.5c(NH4+)V(NH4+)M{(NH4)2SO4}=11.9g5.16因系统中含有2缓冲对,且酸与碱的浓度比均在缓冲范围内,所以此溶液具有酸碱缓冲能力。