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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2.9×103g。 3．解：一瓶氧气可用天数 ４．解：T?pVMpV? nRmR = 318 K ?44.9℃ ５．解：根据道尔顿分压定律
p(N2) = 7.6?104 Pa
p(O2) = 2.0?104 Pa p(Ar) =1?103 Pa
６．解：（1）n(CO2)? 0.114mol; p(CO2)? 2.87 ? 104 Pa
（2）p(N2)?p?p(O2)?p(CO2)?3.79?104Pa n(O2)p(CO2)2.67?104Pa （3）???0.286
np9.33?104Pa7.解：（1）p(H2) =95.43 kPa （2）m(H2) =
pVM = 0.194 g RT8.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 m3= 38.3L
（2） T2 =
pV2= 320 K nR（3）?W = ? (?p?V) = ?502 J （4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Qp = -1260 J
11.解：NH3(g) +
53?298.15K??NO(g) + H2O(g) ?rHm= ? 226.2 kJ·O2(g) ???mol?1 标准态4212.解：?rHm= Qp = ?89.5 kJ
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?rUm= ?rHm? ?nRT
= ?96.9 kJ
13.解：（1）C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
?rHm = ?fHm(CO2, g) = ?393.509 kJ·mol?1
??1CO(g) + 1C(s) → CO(g)
2
22??rHm = 86.229 kJ·mol?1
CO(g) +
?12Fe2O3(s) → Fe(s) + CO2(g) 33? ?rHm = ?8.3 kJ·mol?1
各反应?rHm之和?rHm= ?315.6 kJ·mol?1。
? （2）总反应方程式为
3132C(s) + O2(g) + Fe2O3(s) → CO2(g) + Fe(s) 2323??rHm = ?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：?rHm（3）=?rHm（2）×3-?rHm（1）×2=?1266.47 kJ·mol?1
???15．解：（1）Qp =?rHm== 4?fHm(Al2O3, s) -3?fHm(Fe3O4, s) =?3347.6 kJ·mol?1
???（2）Q = ?4141 kJ·mol?1
???16．解：（1）?rHm =151.1 kJ·mol?1 （2）?rHm = ?905.47 kJ·mol?1（3）?rHm =?71.7
kJ·mol?1
?????17.解：?rHm=2?fHm(AgCl, s)+?fHm(H2O, l)??fHm(Ag2O, s)?2?fHm(HCl, g) ? ?fHm(AgCl, s) = ?127.3 kJ·mol?1
18.解：CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
???? ?rHm = ?fHm(CO2, g) + 2?fHm(H2O, l) ??fHm(CH4, g)
= ?890.36 kJ·mo ?1 Qp = ?3.69?104kJ
第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案
??1.解：?rHm = ?3347.6 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
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该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。
?? （2）?rHm = 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：?rHm = ?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：
?? ?rHm(298.15 K) = ?70.81 kJ·mol?1;?rSm(298.15 K) = ?43.2 J·mol?1·K?1 ???rSm ≤ 0 ?rGm = ?rHm ? T ·
? T ≥
??rHm(298.15 K)??rSm(298.15 K) = 1639 K
3p (CO) ? p (H2) ?c (CO) ? c (H2) ?4.解：（1）Kc = Kp =
p (CH4) p (H2O)c (CH4) c (H2O)3 K?
?p (CO) / p?? p (H) / p ? =
?p (CH)/p?? p (HO) / p???32??42 （2）Kc =
?c (N2)?? c (H2) ?c (NH3) 12 32 Kp =
2)/??p (N2)?? p (H2) ?p (NH3) 12 32
K? =
?p (N2)/1?2p ?? p (Hp ??32p (NH3) /p
（3）Kc =c (CO2) Kp =p (CO2) K? =p (CO2)/p? （4）Kc = K?=
? c (H2O) ? ? c (H2) ?33 Kp =
? p (H2O) ? ? p (H2) ?33
p (H2O)/p? 2)/? ? p (Hp?? ?33
??5.解：设?rHm、?rSm基本上不随温度变化。
????rSm?rGm = ?rHm ? T ·
??rGm(298.15 K) = ?233.60 kJ·mol?1 ??rGm(298.15 K) = ?243.03 kJ·mol?1
lgK?(298.15 K) = 40.92, 故 K?(298.15 K) = 8.3?1040 lgK?(373.15 K) = 34.02,故 K?(373.15 K) = 1.0?1034
??6.解：（1） ?rGm=2?fGm(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） lgK?(298.15 K) = 5.76, K?(298.15 K) = 5.8?105
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??7. 解：（1） ?rGm(l) = 2?fGm(NO, g) = 173.1 kJ·mol?1
lg?K1=
???fGm(1)? = ?30.32, 故 K1= 4.8?10?31
2.303 RT??（2）?rGm(2) = 2?fGm(N2O, g) =208.4 kJ·mol?1
lg?K2=
???fGm(2)? = ?36.50, 故 K2= 3.2?10?37
2.303 RT??（3）?rGm(3) = 2?fGm(NH3, g) = ?32.90 kJ·mol?1 ??lgK3= 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 = ?fGm(CO2, g) ? ?fGm(CO, g)? ?fGm(NO, g)
= ?343.94 kJ·mol?1< 0，所以该反应从理论上讲是可行的。
??9.解: ?rHm(298.15 K) = ?fHm(NO, g) = 90.25 kJ·mol?1 ? ?rSm(298.15 K) = 12.39 J·mol?1·K?1
??? ?rGm(1573.15K)≈?rHm(298.15 K) ?1573.15?rSm(298.15 K)
= 70759 J ·mol?1
lgK?(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
(2x)2= 55.3 2(2905.74?x)χ= 2290.12
p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPa
n =
pVRT = 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?=p (NH3) / p? p (H2S) / 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
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（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)
0.70?0.500.500.50
2.02.02.0c(PCl3)c(Cl2) Kc = = 0.62mol· L?1， ?(PCl5) = 71%
c(PCl5 )平衡浓度／(mol·L?1)
PCl5(g) ? PCl3(g) + Cl2(g)
平衡分压 0.20
K
?
?p (PCl=
3)/?p (PClp? p (Cl2 )/p? 5) /??RTRTRT 0.5 0.5 VVVp???
= 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 +
0.10?y 2Kc=
(0.25?y)(0.30?y)mol·L?1 = 0.62mol· L?1 (T不变，Kc不变)
(0.10?y) 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=
(0.050?z)z= 0.62 mol·L?1
0.35?zz= 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=
?c(NH3)?23c(N2)?c(H2)?
L?1)?2 =2.0(mol ·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
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无机化学(天津大学第四版答案)
