教材第七章习题解答(2)

2020-04-14 23:35

K??e??rGmRT??e?173.14?10008.314?298.15?4.63?10?31

(2) 2N2(g)?O2(g)?2N2O(g)

?fGm(kJ?mol) 0 0 104.2

??1?rGm?2?104.2?208.4kJ?mol??rGmRT???1,

K??e?e?208.4?10008.314?298.15?3.08?10?38

(3) N2(g)?3H2(g)?2NH3(g)

?fGm(kJ?mol) 0 0 -16.5

??1?rGm?2?(?16.5)??33kJ?mol???rGmRT???1,

K?e?e??33?10008.314?298.15?6.05?10

5?由上述计算可知,?rGm越正,平衡常数K?越大,所以第三个反应平

衡常数最大,进行最彻底,所以第三个反应最好。

5.已知反应

12H2(g)?12Cl2(g)?HCl(g)

16??在298.15K时,(298.15K)=-92.307 kJ·mol-1,K=4.97×10, ?rHm求500K时的K?(500K)。

【解答】 由

lK2K1??公

??式

r???9n16

?H?12R

?m?(T2已知K?(298.15K)=4.97×10,得K?(500K)=1.68×10

45

23

6.设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃,试估算反应

12N2(g)?12?O2(g)?NO(g)在25℃和1300℃时的?rGm和K?的数值。并联

系反应速率简单说明在大气污染中的影响。

【解答】

12??1N2(g)?12O2(g)?NO(g)

?fHm(kJ?mol) 0 0 90.25

Sm(J?mol???1?K?1) 191.6 205.14 210.76

?1?rHm(298.15K)?90.25kJ?mol

12?191.6?12.39J?mol?1?rSm(298.15K)?210.76????12?205.14???K?1

?rGm(298.15K)??rHm?T?rSm?90.25?1000?298.15?12.39 ?86555.92J?molK(298.15K)?e?e???rGmRT86555.928.314?298.15?16??1?

??6.84?10???rGm(1573.15K)??rHm?T?rSm?90.25?1000?1573.15?12.39 ?70758.67J?molK(1573.15K)?e?e???rGmRT70758.678.314?1573.15?3??1?

?4.47?10由计算结果表明,汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃,

46

12N2(g)?12O2(g)?NO(g),在标准态下正向不能自发进行,且化学反应

达到平衡时,正向反应进行的程度非常低。

7.PCl5加热分解成PCl3和Cl2。将2.659gPCl5装入体积为1.0dm3的密闭容器中,在523K达到平衡时系统总压力为100kPa。求PCl5的分解率及平衡常数K?

【解答】

2.659gPCl5物质的量:n(PCl5)=2.659208.5=0.01275mol

V为1dm-3,假设达到平衡时PCl5的分解量为xmol,则PCl3和Cl2生成的量为xmol。

PCl5(g)?3

PCl3(g)?Cl2(g)

初始浓度mol/dm 0.01275 0 0 平衡浓度mol/dm 0.01275-x x x 由理想气体状态方程,pV?nRT,得:

n?pVRT?100?10?1?108.314?5233?33

?0.023mol

0.01275-x+x+x=0.023,解得x=0.01025mol

PCl5的分解率=0.01025/0.01275=80.4% 平衡时,pPCl?50.01275?0.010250.0230.010250.0230.010250.023?100?10.88kPa

pPCl?3?100?44.56kPa

pCl?2?100?44.56kPa

47

pPCl3平衡常数K??p??pClp52?pPClp?44.5644.56?100?182.5?10010.88100

8.计算下列溶液的pH值 (1)0.1 mol-1dm-3HCN溶液 (2)0.1 moldmNH3?H2O溶液 【解答】

??400 (1)HCN的电离平衡常数Ka=4.93?10-10,又c0/Ka-1-3

c(H)??c0Ka?c(H)c???0.1?4.93?10?10?7.02?10mol?L

?6?1pH??lg??lg(7.02?10)?5.15

?6??400 (2)NH3?H2O的电离平衡常数Kb=1.77?10-5,又c0/Kbc(OH)??c0Kb?c(OH)c???0.1?1.77?10?5?1.33?10mol?L

?3?1pOH??lg??lg(1.33?10)?2.88

?3pH?14?pOH?14?2.88?11.12

9.指出下列各组水溶液,当两种溶液等体积混合时,哪些可以作为缓冲溶液,为什么?

(1)NaOH(0.10mol?dm?3)?HCl(0.20mol?dm?3) (2)HCl(0.10mol?dm?3)?NaAc(0.20mol?dm?3) (3)HCl(0.10mol?dm?3)?NaNO2(0.050mol?dm?3)

48

(4)HNO2(0.30mol?dm?3)?NaOH(0.15mol?dm?3) 【解答】

(2)可作为缓冲溶剂。 0.10mol?dm-3的HCl与0.20mol?dm-3的NaAc混合后,生成等浓度的HAc和NaAc混合溶液,这是弱酸与其对应的弱酸盐的混合液,故而可以作为缓冲溶液。

(4)可作为缓冲溶剂。 0.30mol?dm-3的HNO2与0.15mol?dm-3的NaOH混合后,生成等浓度的HNO2和NaNO2混合溶液,这是弱酸与其对应的弱酸盐的混合液,故而可以作为缓冲溶液。

10.计算:向浓度为0.40mol?dm?3HAc溶液中加入等体积的0.20

mol?dmNaOH?3溶液后,溶液的pH值。

【解答】假设各自原有溶液1L,反应后溶液由0.1mol?L-1HAc和0.1mol?L-1的NaAc组成,可形成缓冲溶液。

c(H)?Ka??c(HAc)c(NaAC)??1.76?10?50.10.1?1.76?10?5

pH??lgc(H)c??4.75

49


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