遼師考研無機熱力學(xué)平衡答案

1、化學(xué)熱力學(xué)、四大平衡和化學(xué)動力學(xué)部分答案一、選擇題 1.（D）2.（A）3.（C）4.（D）5.（D）6.（C）7.（D）8.（C）9.（C）10.（C）11.（C）12.（C）13.（D）14.（C）15.（D）16.（B）17.（C）18.（C）19.（C）20.（A）21.（D）22.（C）23.（B）24.（D）25.（D）26.（C）27.（C）28.（A）29.（D）30.（D）31.（D）32.（D）33.（D）34.（D）35.（D）36.（B）37.（A）38.（D）39.（A）二、填空題1. 【S、G；G】 2.【+90 kJ·mol-1】 3.【(1)、(2)

2、不變，(3) 增加，(4) 減少】4.【-284 kJ·mol-1；401 kJ·mol-1】5. 【0.14】 6.【CaCO3，Ca(HCO3)2，CaCO3與Ca(HCO3)2的混合物】 7.【92.5 J·K-1·mol-1；59.0；28.1 kPa】8.【0.056；8.75】 9.【>>>>>】10.【 】 11.【10.7；7.0】 12.【1.18´10-13】13.【5´10-4 g 2´10-6 g 0.01 mol·L-1 (NH4)2C2O4】14.【AgBr

3、，Ag2C2O4】 15.【0；-0.83】16.【C2+ > A2+ > B2+ > D2+】 17. 【1. 0.37 V 2. Zn，Sn 3.不穩(wěn)定】 18.【(1) NO2 + CO = NO + CO2 (2) r = k NO22】三、計算題1. 常溫下(298.15 K)常壓(100KPa)下, 將NO2和N2O4兩種氣體裝入一注射器, 問達到平衡時,兩種氣體的分壓和濃度多大？推進注射器活塞,將混合氣體的體積減小一半,問達到平衡時,兩種氣體的分壓和濃度多大？ (已知: 298.15K下, 兩種氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能分別為51.31和97.89 KJ×

4、;mol-1.)解：2NO2(g) N2O4(g) 解得 (2) 體積減小一半, 則p總變大, 平衡向生成N2O4(g)方向移動.2NO2(g) N2O4(g)壓縮后分壓/kPa 2´31.8 2´68.2 新平衡分壓/kPa 2´31.8-2x 2´68.2+x x = 8.62 kPa (x¢ = 58.7 kPa舍去) 2.當(dāng)一銅片暴露在室溫空氣下，為黑色CuO覆蓋，在較高一些溫度，黑色CuO轉(zhuǎn)變成紅色Cu2O，在更高溫度下，氧化物覆蓋層消失。根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)計算有關(guān)轉(zhuǎn)變溫度，分析上述反應(yīng)過程。 298 K Cu(s) CuO(s) Cu2

5、O(s) O2(g)/ kJ·mol-1 0.00 -130 -146 0/ kJ·mol-1 0.00 -157 -169 0/ J·mol-1·K-1 33.15 42.63 93.14 205.03解：298 K Cu(s) +O2(g) = CuO(s) = -130 kJ·mol-1 2Cu(s) +O2(g) = Cu2O(s) = -146 kJ·mol-1 Cu2O(s) +O2(g) = 2CuO(s) = -114 kJ·mol-1 Cu氧化成Cu2O或CuO皆可發(fā)生，但室溫Cu2O可轉(zhuǎn)化成CuO。CuO

6、不能轉(zhuǎn)化成Cu2O，故Cu片暴露在室溫空氣下，生成黑色CuO。 2CuO(s) = Cu2O(s) +O2(g) = -169 + 2 ´ 157 = 145 (kJ·mol-1) = + 93.14 2 ´ 42.63 = 0.1104 (kJ·mol-1·K-1) T轉(zhuǎn) =1.31´103 (K)所以溫度升至1.31 ´ 103 K，CuO轉(zhuǎn)變成Cu2O。 Cu2O(s) = 2Cu(s) +O2(g)= 169 kJ·mol-1 =´ 205.03 + 33.15 ´ 2 93.14 =

7、0.07568 (kJ·mol-1·K-1) T轉(zhuǎn) = 169 / 0.07568 = 2.23 ´ 103 K溫度升至2230 K，Cu2O轉(zhuǎn)變成Cu。3. 反應(yīng)式 C(s) + CO2(g)2CO(g) 已知：767 = 4.61， 667 = 0.500 問：(1) 這個反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)? 為什么?(2) 667時是多少? (3) 此反應(yīng)的是多少? (4) 此反應(yīng)的是多少?解：(1) 吸熱反應(yīng)，因T增加，值增加。(2) 在940 K時，= -2.303RT lg= -2.303 ´ 0.008314 ´ 940 ´ l

8、g0.500 = 5.41(kJ·mol-1) (3) = 180.58 kJ·mol-1 (4) = 0.186 (kJ·mol-1·K-1)4. 一溶液中含有Fe3+和Fe2+離子。它們的濃度都是0.05 mol·L-1，如果要求Fe(OH)3沉淀完全而Fe2+離子不生成Fe(OH)2沉淀，需將pH控制在何范圍？Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38，F(xiàn)e(OH)2的Ksp = 1.6×10-11解：Fe3+沉淀完全，達10-5 mol·l-1時，OH-=（4.0×10-38/10-5）1/3

9、 = 1.6×10-11 pH1 = 14-lg(1.6×10-11) = 3.20Fe2+(0.05 mol·l-1)剛開始沉淀的OH- OH-=（1.6×10-14/0.05）1/2 = 5.66×10-7 (mol·l-1) pOH = 6.25pH2 = 7.75 控制PH范圍為：7.75pH3.205.在10ml 0.0015 mol·L-1 MnSO4溶液中，加入5mL 0.15 mol·L-1氨水，是否能生成Mn(OH)2沉淀？如在上述MnSO4溶液中先加0.495g固體（NH4）2SO4，然后再加5

10、ml 0.15 mol·L-1氨水，是否還有Mn(OH)2沉淀？Mn(OH)2的Ksp = 4.0×10-14, Kb(NH3) = 1.77×10-5解：（1）C(Mn2+) = 0.0010，C(NH3) = 0.05Mn2+OH-2 = 0.0010×1.77×10-5×0.05 = 8.85×10-10QKSP 有Mn(OH)2（2）C(NH4+) = (0.495/132) ×2÷0.015 = 0.05 Mn2+OH-2 = 0.0010×1.77×10-5(0.05/0.

11、5)2 = 3.2×10-15 QKSP 無Mn(OH)2沉淀生成。6. (1) 若向CuCu2+ (1.0mol·L-1)Ag+ (1.0mol·L-1)Ag電池的Ag+ 溶液中加入Cl-離子，使達平衡后的Cl- = 1.0 mol·L-1，再向Cu2+ 溶液中加入足夠NH3，使Cu2+ 全部生成高配位Cu(NH3)離子，設(shè)平衡后的NH3 = 2.0 mol·L-1，電池的正負(fù)極不變，寫出此電池的電池符號，電極反應(yīng)，電池反應(yīng)；(2) 實驗測得此電池電動勢為0.29 V，如已知AgCl的Ksp = 1.6 ´ 10-10，Ag+ +

12、e- = Ag， = 0.80 V；Cu2+ + 2e- = Cu，= 0.34 V。試求Cu(NH3)的K穩(wěn)；(3) 求此反應(yīng)的平衡常數(shù)和rGm。解：(-) CuCu(NH3)(1.0 mol·L-1), NH3(2.0 mol·L-1)Cl-(1.0 mol·L-1)AgCl(s), Ag (+) 電極反應(yīng) (+) AgCl + e- Ag + Cl- (-) Cu(NH3)+ 2e- Cu + 4NH3 電池反應(yīng) 2AgCl + Cu + 4NH3 2Ag + Cu(NH3)+ 2Cl- (2) E = (Ag+/Ag) + 0.0592·lg(K

13、sp(AgCl) - (Cu2+/Cu) + ) = (0.80 + 0.0592 lg(1.6 ´ 10-10) - 0.34 - 0.0296 lg(16 ´ K穩(wěn)) K穩(wěn) » 4.4 ´ 1012 (3) (Cu(NH3)/Cu) =(Cu2+/Cu) += -0.034(V) lgK = 2 (0.22 + 0.034) / 0.0592 = 8.58 K = 3.8 ´ 108 D rGm = nFE = -2 ´ 96.5 ´ 0.29 = -56 (kJ·mol-1)7. 為了測定難溶鹽Ag2S的Ks

14、p，裝有如下原電池：電池的正極是將銀片插入0.10 mol×L-1 AgNO3溶液中，并將H2S氣體不斷通入AgNO3溶液中直至溶液中的H2S達到飽和；電池的負(fù)極是將鋅片插入0.10 mol×L-1 ZnSO4溶液中，并將氨氣不斷通入ZnSO4溶液中，直至游離氨的濃度達到0.10 mol×L-1為止，再用鹽橋連接兩種溶液，測得該電池的電動勢為0.852 V，試求Ag2S的Ksp。 (Ag+/Ag) = 0.800 V， (Zn2+/Zn) = -0.762 V，Ka1(H2S) = 1.0×10-7，Ka2(H2S) = 1.0×10-14，H

15、2S = 0.10 mol×L-1，K穩(wěn)(Zn(NH3) = 1.0 ´ 109解： 負(fù)極 =(Zn2+/Zn) +lgZn2+設(shè)平衡時Zn2+的濃度為x mol×L-1，則 Zn2+ + 4NH3 Zn(NH3)起始濃度/ mol×L-1 0.1 0平衡濃度/ mol×L-1 x 0.10 0.10 - x= 1.0 ´ 109 解得x = Zn2+ = 1.0 ´ 10-6 mol·dm-3 負(fù)= -0.762 + lgZn2+ = -0.762 + lg(1.0 ´ 10-6) = -0.939 V

16、 正極 =(Ag+/Ag) + 0.0592 lgAg+E =正 負(fù) = 0.800 + 0.0591 lgAg+ + 0.939 = 0.852 (V) lgAg+ = -15.00，解得Ag+ = 1.0 ´ 10-15 mol·L-1 正極： 2Ag+ + H2S Ag2S + 2H+ 起始濃度/ mol×L-1 0.1 0平衡濃度/ mol×L-1 1.0 ´ 10-14 0.10 (0.10 1.0 ´ 10-14) Ksp(Ag2S) = 1.0 ´ 10-50 8. 已知：NO3+ 3H+ + 2e-HNO2

17、+ H2O 1 = 0.93 V HNO2的Ka = 4.6 ´ 10-4 求：NO+ H2O + 2e- = NO+ 2OH- 2 = ?解： 1 = 1 + HNO2 H+ + = Ka， HNO2 = 2 =1 =1 += 0.01 (V)9. 已知 Co3+ +e-Co2+ = 1.82 V O2 + 4H+ 4e-2H2O = 1.23 V NH3·H2O + OH- Kb = 1.8 ´ 10-5 Co3+ + 6NH3Co(NH3)63+ K3 = 1.6 ´ 1035 Co2+ + 6NH3Co(NH3)62+ K2 = 1.6 

18、0; 105 參考上述數(shù)據(jù)，根據(jù)計算結(jié)果判斷下列問題： (1) 設(shè)溶液中H+ = 1.0 mol·L-1，空氣(= 20.26 kPa) 能否將Co2+ (1.0 mol·L-1)氧化為Co3+ ? (2) 設(shè)NH3·H2O濃度為1.0 mol·L-1，空氣能否將Co(NH3)62+ (1.0 mol·L-1)氧化為Co(NH3)63+ ?解： (1) O2 + 4Co2+ + 4H+ 4Co3+ + 2H2O E =1.23 - 1.82 = -0.59 (V) E =-lg= -0.592- lg = -0.60 V <0 所以空氣不

19、能氧化Co2+為Co3+。 (2) 設(shè)NH3·H2O濃度為1mol·L-1 OH- = = 4.2 ´ 10-3 (mol·L-1) Co3+ = H+ =´ 10-11 (mol·L-1) Co2+= E = -lg= 0.49 (V) >0 所以空氣能氧化Co(NH3)62+。10. 已知： (Ni2+/Ni) = -0.23 V， (Ag+/Ag) = +0.80 V， (Pb2+/Pb) = -0.13 V， (Cu2+/Cu) = +0.34 V 寫出下列電池的電池反應(yīng)，并求電動勢，判斷該電池反應(yīng)能否自發(fā)進行，計算反應(yīng)

20、的平衡常數(shù)。 (1) AgAg+-1)Ni2+-1)Ni (2) PbPb2+-1)Cu2+-1)Cu解：(1) Ni2+ + 2Ag = 2Ag+ + Ni E = (-0.23) - (+0.80) = -1.03 (V) E =-= -1.03 -= -0.97 (V) < 0 所以不自發(fā) lgK = 2 ´ (-1.03) / 0.0592= -34.80， K = 1.6 ´ 10-35 (2) Cu2+ + Pb = Pb2+ + Cu E = 0.34 - (-0.13) = 0.47 (V) E = -= 0.47- = 0.46 (V) > 0 所以自發(fā)進行. lgK = 2 ´ 0.47 / 0.0592 = 15.9 K = 7.9 ´ 101511在50 cm3 0.10mol·L-1 AgNO3溶液中加入30 cm3密度為0.932 g·cm-3含NH3 18.24%的氨水，沖稀到100 cm3后再加入0.10mol·L-1 KCl溶液10cm3，問有無AgCl沉淀析出? (K穩(wěn)(Ag(NH3)2+) = 1.7 &#