无机及分析化学答案第二版第二章文档格式.docx
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（2）C（s）+2H2O（g）CO2（g）+2H2（g）rHm=+90.9kJmol1
（3）2H2O（g）2H2（g）+O2（g）rHm=+483.6kJmol1
反应2
（2）
（1）2.5（3）为：
2C（s）+H2（g）C2H2（g）
fHm（C2H2）=2rHm
（2）rHm
（1）2.5rHm（3）
=[290.9（1246.2）2.5483.6]kJmol1
=219.0kJmol1
2-4求下列反应在298.15K的标准摩尔反应焓变rHm。
（1）Fe（s）+Cu2（aq）Fe2（aq）+Cu（s）
（2）AgCl（s）+Br（aq）AgBr（s）+Cl（aq）
（3）Fe2O3（s）+6H（aq）2Fe3（aq）+3H2O（l）
（4）Cu2+（aq）+Zn（s）Cu（s）+Zn2+（aq）
rHm
（1）=[89.164.77]kJmol1
=153.9kJmol1
rHm
（2）=[167.159100.37（121.55）（127.068）]kJmol1
=18.91kJmol1
rHm（3）=[2（48.5）+3（285.830）+824.2]kJmol1
=130.3kJmol1
rHm（4）=[（153.89）64.77]kJmol1
=218.66kJmol1
2-5计算下列反应在298.15K的rHm，rSm和rGm，并判断哪些反应能自发向右进行。
（1）2CO（g）+O2（g）2CO2（g）
（2）4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）
（3）Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）
（4）2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
（1）rHm=[2（393.509）2（110.525）]kJmol1
=565.968kJmol1
rSm=[2213.742197.674205.138]Jmol1K1
=173.01Jmol1K1
rGm=rHmTrSm
=[565.968298.15（173.01103）]kJmol1K1
=514.385kJmol1<
0，反应自发。
（2）rHm=[6（241.818）+490.254（46.11）]kJmol1
rSm=[6188.825+4210.7615205.1384192.45]Jmol1K1
=180.50Jmol1K1
rGm=rHmTrSm
=[905.5298.15180.50103]kJmol1
=959.3kJmol1<
（3）rHm=[3（393.509）3（110.525）（824.2）]kJmol1
=24.8kJmol1
rSm=[3213.74+227.283197.67487.4]Jmol1K1
=15.4Jmol1K1
=[24.8298.1515.4103]kJmol1
=29.4kJmol1<
（4）rHm=[2（395.72）2（296.830）]kJmol1
=197.78kJmol1
rSm=[2256.76205.1382248.22]Jmol1K1
=188.06Jmol1K1
=[197.78298.15（188.06103）]kJmol1
=141.71kJmol1<
2-6由软锰矿二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法：
（1）MnO2（s）+2H2（g）Mn（s）+2H2O（g）
（2）MnO2（s）+2C（s）Mn（s）+2CO（g）
上述两个反应在25℃，100kPa下是否能自发进行？
如果考虑工作温度愈低愈好的话，则制备锰采用哪一种方法比较好？
rGm
（1）=[2（228.575）（466.14）]kJmol1
=8.99kJmol1
rGm
（2）=[2（137.168）（466.14）]kJmol1
=191.80kJmol1
两反应在标准状态、298.15K均不能自发进行；
计算欲使其自发进行的温度：
rHm
（1）=[2（241.818）（520.03）]kJmol1
=36.39kJmol1
rSm
（1）=[2188.825+32.012130.68453.05]Jmol1K1
=95.24Jmol1K1
rHm
（1）T1rSm
（1）=0
T1=36.39kJmol1/（95.24103kJmol1K1）
=382.1K
rHm
（2）=[2（110.525）（520.03）]kJmol1
=298.98kJmol1
rSm
（2）=[2197.674+32.0125.74053.05]Jmol1K1
=362.28Jmol1K1
rHm
（2）T1rSm
（2）=0
T2=298.98kJmol1/（362.28103kJmol1K1）
=825.27K
T1<
T2，反应
（1）可在较低温度下使其自发进行，能耗较低，所以反应
（1）更合适。
2-7不用热力学数据定性判断下列反应的rSm是大于零还是小于零。
（1）Zn（s）+2HCl（aq）ZnCl2（aq）+H2（g）
（2）CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）
（3）NH3（g）+HCl（g）NH4Cl（s）
（4）CuO（s）+H2（g）Cu（s）+H2O（l）
反应
（1）、
（2）均有气体产生，为气体分子数增加的反应，rSm0；
反应（3）、（4）的气体反应后分别生成固体与液体，rSm0。
2-8计算25℃100kPa下反应CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）的rHm和rSm，并判断：
（1）上述反应能否自发进行？
（2）对上述反应，是升高温度有利？
还是降低温度有利？
（3）计算使上述反应自发进行的温度条件。
rHm=[393.509635.09+1206.92]kJmol1
=178.32kJmol1
rSm=[213.74+39.7592.9]Jmol1K1
=160.6Jmol1K1
（1）rGm=[178.32298.15160.6103]kJmol1
=130.44kJmol10
反应不能自发进行；
（2）rHm0，rSm0，升高温度对反应有利，有利于rGm<
0。
（3）自发反应的条件为TrHm/rSm
=[178.32/160.6103]K
=1110K
2-9写出下列各化学反应的平衡常数K表达式。
（1）CaCO3（s）
CaO（s）+CO2（g）
（2）2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）
（3）C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）
（4）AgCl（s）
Ag（aq）+Cl（aq）
（5）HAc（aq）
H+（aq）+Ac（aq）
（6）SiO2（s）+6HF（aq）
H2[SiF6]（aq）+2H2O（l）
（7）Hb（aq）（血红蛋白）+O2（g）
HbO2（aq）（氧合血红蛋白）
（8）2MnO4（aq）+5SO32（aq）+6H（aq）
2Mn2（aq）+5SO42（aq）+3H2O（l）
（1）K=
/p）
=p（CO2）/p
（2）K=（p（SO3）/p）2（p（O2）/p）1（p（SO2）/p）2
（3）K=（p（CO）/p）（p（H2）/p）（p（H2O）/p）1
（4）K=（c（Ag+）/c）（c（Cl）/c）
（5）K=（c（H+）/c）（c（Ac）/c）（c（HAc）/c）1
（6）K=（c（H2[SiF6]）/c）（c（HF）/c）6
（7）K=（c（HbO2）/c）（c（Hb）/c）1（p（O2）/p）1
（8）K=（c（Mn2+）/c）2（c（SO42）/c）5（c（MnO4）/c）2（c（SO32）/c）5（c（H+）/c）6
2-10已知下列化学反应在298.15K时的平衡常数：
（1）CuO（s）+H2（g）
Cu（s）+H2O（g）K1=21015
（2）1/2O2（g）+H2（g）
H2O（g）K2=51022
计算反应CuO（s）
Cu（s）+1/2O2（g）的平衡常数K。
反应
（1）
（2）为所求反应，根据多重平衡规则：
K=K1/K2
=21015/51022=4108
2-11已知下列反应在298.15K的平衡常数：
（1）SnO2（s）+2H2（g）
2H2O（g）+Sn（s）K1=21
（2）H2O（g）+CO（g）
H2（g）+CO2（g）；
K2=0.034
计算反应2CO（g）+SnO2（s）
Sn（s）+2CO2（g）在298.15K时的平衡常数K。
反应
（1）+2
（2）为所求反应，所以
K=K1（K2）2
=210.0342=2.4102
2-12密闭容器中反应2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）在1500K条件下达到平衡。
若始态p（NO）=150kPa，p（O2）=450kPa，p（NO2）=0；
平衡时p（NO2）=25kPa。
试计算平衡时p（NO），p（O2）的分压及平衡常数K。
V、T不变，pn，各平衡分压为：
p（NO）=150kPa25kPa
=125kPa
p（O2）=450kPa（25/2）kPa
=437.5kPa
K=（p（NO2）/p）2（p（NO）/p）2（p（O2）/p）1
=（25/100）2（125/100）2（437.5/100）1
=9.1103
2-13密闭容器中的反应CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）在750K时其K=2.6，求：
（1）当原料气中H2O（g）和CO（g）的物质的量之比为11时，CO（g）的平衡转化率为多少？
（2）当原料气中H2O（g）CO（g）为41时，CO（g）的平衡转化率为多少？
说明什么问题？
（1）V、T不变CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
起始n/mol1100
平衡n/mol1x1xxx
n=2（1x）+2x=2
平衡分压
p总
p总
K=（p（H2）/p）（p（CO2）/p）（p（H2O）/p）1（p（CO）/p）1
2.6=（
）2（
）2
x=0.62
（CO）=62%
（2）V、T不变CO（g）+H2O（g）
起始n/mol1400
平衡n/mol1x4xxxn=5
2.6=（x/5）2[（1x）/5]1[（4x）/5]1
x=0.90
（CO）=90%
H2O（g）浓度增大，CO（g）转化率增大，利用廉价的H2O（g），使CO（g）反应完全。
2-14在317K，反应N2O4（g）
2NO2（g）的平衡常数K=1.00。
分别计算当系统总压为400kPa和800kPa时N2O4（g）的平衡转化率，并解释计算结果。
总压为400kPa时N2O4（g）
2NO2（g）
起始n/mol10
平衡n/mol1x2x
平衡相对分压
x=0.243
（N2O4）=24.3%
总压为800kPa时
x=0.174
（N2O4）=17.4%
增大压力，平衡向气体分子数减少的方向移动，（N2O4）下降。
2-15已知尿素CO（NH2）2的fGm=197.15kJmol1，求尿素的合成反应在298.15K时的rGm和K。
2NH3（g）+CO2（g）
H2O（g）+CO（NH2）2（s）
rGm=[197.15228.575+394.359+216.45]kJmol1
=1.53kJmol1
lgK=rGm/（2.303RT）
=1.53103/（2.3038.314298.15）
=0.268
K=0.540
2-1625℃时，反应2H2O2（g）
2H2O（g）+O2（g）的rHm为210.9kJmol1，rSm为131.8Jmol1K1。
试计算该反应在25℃和100℃时的K，计算结果说明什么问题？
。
rGm=rHmTrSm
rGm,298.15K=210.9kJmol1298.15K131.8103kJmol1K1
=250.2kJmol1
lgK=rGm/（2.303RT）
=250.2103/（2.3038.314298.15）
=43.83
K298.15K=6.71043
rGm,373.15K=210.9kJmol1373.15K131.8103kJmol1K1
=260.1kJmol1
lgK=260.1103/（2.3038.314373.15）
=36.40
K373.15K=2.51036
该反应为放热反应，对放热反应，温度升高，K下降。
2-17在一定温度下Ag2O的分解反应为Ag2O（s）
2Ag（s）+1/2O2（g）。
假定反应的rHm，rSm不随温度的变化而改变，估算Ag2O在标准状态的最低分解温度？
rHm=fHm（Ag2O）=31.05kJmol1
rSm=[242.5+205.138/2121.3]Jmol1K1
=66.3Jmol1K1
T=rHm/rSm
=31.05kJmol1/（66.3103kJmol1K1）
=468K
2-18已知反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）在427℃和527℃时的K值分别为1.0105和1.1102，求该反应的rHm。
rHm=3.2102kJmol1
2-19已知反应2H2（g）+2NO（g）2H2O（g）+N2（g）的速率方程v=kc（H2）c2（NO），在一定温度下，若使容器体积缩小到原来的1/2时，问反应速率如何变化？
体积缩小为1/2，浓度增大2倍：
v2=k2c1（H2）（2c1）2（NO）
=8kc1（H2）（c1）2（NO）
=8v1
2-20某基元反应A+BC，在1.20L溶液中，当A为4.0mol，B为3.0mol时，v为0.0042molL1s1，计算该反应的速率常数，并写出该反应的速率方程式。
v=kcAcB
k=0.0042molL1s1/[（4.0mol/1.20L）（3.0mol）/1.20L]
=5.0104mol1Ls1
2-21某一级反应，若反应物浓度从1.0molL1降到0.20molL1需30min，问：
（1）该反应的速率常数k是多少？
（2）反应物浓度从0.20molL1降到0.040molL1需用多少分钟？
（1）
ln（0.20/1.0）=k30min
k=0.054min1；
（2）ln（0.040/0.20）=0.054min1t
t=30nn_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________min
2-22Fromreactions
（1）~（5）below,select,withoutanythermodynamiccalculationsthosereactionswhichhave:
（a）largenegativestandarentropychanges,（b）largepositivestandarentropychanges,（c）smallentropychangeswhichmightbeeitherpositiveornegative.
（1）Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）
（2）Mg（s）+I2（s）=MgI2（s）
（3）C（s）+O2（g）=CO2（g）
（4Al2O3（s）+3C（s）+3Cl2（g）=2AlCl3（g）+3CO（g）
（5）2NO（g）+Cl2（g）=2NOCl（g）
Solution:
（1）largenegativestandarentropychanges:
（1）,（5）.
（2）largepositivestandarentropychanges:
（4）.
（3）smallentropychangeswhichmightbeeitherpositiveornegative
（2）,（3）.
2-23Calculatethevalueofthethermodynamicdecompositiontemperature（Td）forthereactionNH4Cl（s）.=NH3（g）+HCl（g）atthestandardstate.
rHm=[46.1192.307+314.43]kJmol1
=176.01kJmol1
rSm=[192.45+186.90894.6]Jmol1K1
=284.8Jmol1K1
=176.01kJmol1/284.758103kJmol1K1
=618.0K
2-24CalculaterGmat298.15Kforthereaction2NO2（g）→N2O4（g）.Isthisreactionspontaneous?
rGm=[97.89251.31]kJmol1
=4.73kJmol1<
0
Thereactionisspontaneous.
2-25Thefollowinggasphasereactionfollowsfirst-orderkinetics:
FClO2（g）FClO（g）+O（g）
Theactivationenergyofthisreactionismeasuredtobe186kJmol1.Thevalueofkat322℃isdeterminedtobe6.76104s1.
（1）Whatwouldbethevalueofkforthisreactionat25℃?
（2）Atwhattemperaturewould
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