2015北师大版无机化学习题答案上册.doc

第一章物质的结构

1-20 氦首先发现于日冕。1868年后30年间，太阳是研究氦的物理，化学性质的唯一源泉。
（a）观察到太阳可见光谱中有波长为4338A，4540A，4858A，5410A，6558A
的吸收（1A=10-10m来分析，这些吸收是由哪一种类氢原子激发造成的？是 He，He +还是He2+ ？
（b）以上跃迁都是由ni=4向较高能级（nf）的跃迁。试确定 nf 值，求里德堡常数RHei+。
（c）求上述跃迁所涉及的粒子的电离能I（Hej+），用电子伏特为单位。
（d）已知 I（He+）/ I（He）=2.180。这两个电离能的和是表观能A（He2+），即从He
得到He2+的能量。A（He2+）是最小的能量子。试计算能够引起He 电离成He2+ 所需要的最
低能量子。在太阳光中，在地球上，有没有这种能量子的有效源泉？
（c=2.997925×108 ms-1;h=6.626×10-34Js;1eV=96.486KJ.mol-1=2.4180×1014Hz）

38、第8周期的最后一个元素的原子序数为：148。 电子组态：8S26P6

39、二维化的周期表可叫宝塔式或滴水钟式周期表。这种周期表的优点是能够十分清楚地看到元素周期系是如何由于核外电子能级的增多而螺旋发展的，缺点是每个横列不是一个周期，纵列元素的相互关系不容易看清。
40、“类铝”熔点在1110K～1941K之间，沸点在1757～3560K之间，密度在1.55g/m3 ～4.50 g/m3之间。
41、最高氧化态+3，最低氧化态-5。

1、解：O=O (12e-)； H-O-O-H 14（e-）； C=O (10e-)；0=C=O(16e-)；
Cl-N-Cl(26e-)；F–S - F (34e-)
F F
2、解：共13种，如：

28、解：邻羟基苯甲酸分子内形成氢键，间羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸分子间形成氢键。
的分子量。为什么？乙醛会不会也有这种现象？
29、解：部分气态乙酸分子因氢键而缔合成（CH3COOH）2，乙醛分子没有形成氢键的条件。
30、手性：CHCl=CHCl﹑C6H6 极性：H2O2 （非平面结构）﹑HNO3﹑SO3﹑HOCl

第三章 晶体结构
1﹑解：0,0,0;1/4,1/4,1/4;3/4,1/4,3/4;3/4,3/4,1/4;1/4,3/4,3/4
或 0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4，3/4，1/4；1/4，1/4，3/4；3/4，3/4，3/4。
2﹑解：Cu 0,0,0;1/2,1/2,1/2;0,1/2,1/4;1/2,0,3/4。
Fe 1/2,1/2,0;1/2,0,1/4;0,0,1/2;0,1/2,3/4。
S 3/4,1/4,1/8;1/4,3/4,1/8;1/4,1/4,3/8;3/4,3/4,3/8;3/4,1/4,5/8;
1/4,3/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,1/4,7/8;3/4,3/4,7/8。
3﹑解：亚硝酸钠是体心晶胞，金红石是素晶胞。
4﹑解：是体心晶胞。考虑方法如：体心铜原子与顶角铜原子周围的氧原子的方向相同，
而且氧原子上（例如体心铜原子左下前的氧原子与右上前顶角铜原子对比）连接的铁原子
的方向也相同（注意：顶角原子是完全等同的，因此，体心原子可与任一顶角原子对比）。
5﹑解：是体心晶胞。
NaHCO3 的原子集合（代号：Z）？
6﹑解：平均每个晶胞含有4个相当于化学式 NaHCO3 的原子集合。
7﹑解：见表3-7。
后者的中心是否有原子？
8﹑解：八面体。没有原子。
虫？如果黑白两色有区别，一个点阵点代表几个甲壳虫？前者得到什么布拉维点阵型式，后者又得到什么布拉维点阵型式？
9﹑解：前者1个甲壳虫1个点阵点，二维菱形单位；后者2个甲壳虫1个点阵点，二维
面心立方。
10﹑解：每个点阵点代表6个分子。点阵单位含1个点阵点，6个分子。

11、解：一种具体的晶体究竟属于哪一种布拉维点阵型式，是由它的微观对称性决定的，晶体学家把这样确定的点阵型式称为晶体的正当点阵型式，然而，一个晶体结构的测定步骤是倒过来的，首先是确定晶体的点阵型式，然后再确定它的阵点的（化学和几何）内容。
12、解：金属键的另一种理论是能带理论。能带理论是分子轨道理论的扩展，要点有：
（1）能带中的分子轨道在能量上是连续的。
（2）按能带填充电子的情况不同，可把能带分为满带、空带和导带三类。
（3）能带和能带之间存在能量的间隙，简称带隙，又称禁带宽度。
（4）能带理论能够对金属导电进行解释。
（5）能带理论是一种既能解释导体，又能解释半导体和绝缘体性质的理论。
（6）由此可见，按照能带理论，带隙的大小对固体物质的性质至关重要。
13﹑解：四面垛积是…hchchch…，即hc垛积型，说明六方垛积和立方垛积各占50%；五
层垛积是…hhccchhccchhccc…，即hhccc垛积型，说明六方垛积和立方垛积分别占2/5和3/5。
3-14温度足够高时，某些合金晶体中的不同原子将变的不可区分，Cu3Au 晶体中各原子坐标上铜原子和金原子可以随机地出现。问：此时，该合金晶胞是什么晶胞？
14﹑解：面心立方晶胞。
15﹑解：面心立方晶胞。
16﹑解：6；3。参考图解如图3-53。

17﹑解：见：周公度.结构和物性.高等教育出版社,1993,274～293

18﹑解：Re的配位数为6；八面体；全部以顶角相连。
19、解：晶胞体积：V=abcsin120°=295.0×295.0×468.6×0.866×10-24= 3.53×10-16
密度：ρ=47.867×2/6.02×1023×3.53×10-16=4.5g/cm-3
20﹑解：事实为a=392.3pm。
21、解：体心立方堆积空间占有率=(2×4/3лr3)/a3= 68.02%
简单立方堆积空间占有率=[4/3л（a/2）3]/a3=/6×100%= 52.36%
球的空间占有率=[2×4/3л（a/2）3]/a2×1.633a×sin120°= 74.05%
22﹑解：142pm。
23﹑解：a=2r(F-)+2r(MII);a1/2=2r(F-)+2r(MI)=4r(F-)(为维持氟离子相切，与氟离子混合
进行面心立方最密堆积的MI半径不能超过F-半径)；
故：a=376pm;r(MII)<55.0pm;r(MI)<133pm。实际得到的晶胞参数远大于氟离子，该晶体结构型中氟离子并不相切，可以适当远离仍不破坏结构。
24、解：将填入氧离子堆积形成的六方最密堆积中，复晶胞，r=Cn/(Z-σ),r为离子半径，Cn 取决于主量子数n的参数，Z为核电荷，σ叫屏蔽常数，Z-σ为有效核电荷。
25﹑解：预计卤化铜取NaCl结构的前提是其中的化学键是100%的离子键，即只考虑几何制约关系，事实上卤化铜取ZnS型，配位数下降，表明卤离子与铜离子之间的化学键有明显的共价键成分，换言之，键型是除几何因素外另一个离子晶体结构制约因素。
26﹑解：从图上可见，在高压下相邻分子的氧原子与碳原子将接近到可以成键，于是就将使二氧化碳分子的双键打开。放马后炮，二氧化碳在高压下出现原子晶体是很符合逻辑的，可惜在这则报道前并没有很多人想去尝试。这说明，并非知识越多创造性越高。
27﹑解：Z=2。
28﹑解：电石是体心四方晶胞。c轴与c22-长轴方向一致（图略）。对NaCN，将出现CN-离子的长轴取向（或者说头尾）是否一致的新问题。
29﹑解：金刚石是原子晶体，其结构的主要制约因素是共价键的方向性和饱和性，因金刚石中的碳原子取sp3杂化轨道，故具有四面体配位结构。
同。在过去的教科书里常有“晶格结点”一词，你认为它是不是指晶体结构中的“结构单元”？为什么？
30﹑解：：“晶格接点”不是晶体学术语，没有确切的意义。它经常不是指晶体微观空间中的结构基元，例如常见到在书上说，干冰的结构结点是CO2分子，但干冰的结构结点是4个CO2分子的集合，不是一个分子。又例如，常见到书上说，NaCl晶体的晶格结点是单独的Na+和Cl-，它们（晶格结点）之间的作用力是离子键。但晶体的结构基元是一对（Na++Cl-）离子，结构基元内就有离子键。所以，最好放弃“晶格结点”这样一个不确切的概念。
31﹑解：点阵是结构基元的抽象，抽象后原子就隐去不见了，说将原子核连接起来得到点阵网络或格子容易造成误解。
32﹑解：不同意这种说法。例如NaCl的网络确实是离子键，但例如金刚石的共价键没有一根在面心立方格子上。
33﹑解：这种说法是对的，因为点阵是结构基元的抽象，将每个结构基元抽象成一个点，只要点在结构基元里同一个位置上即可，并不一定要划格子或网络。再说，没有格子或网络也不影响考虑点阵的对称性。
34、解：晶体是由无数肉眼看不见的，形状 、大小、取向相同的微小几何体堆积而成的，这种观念发展成晶胞的概念。把二维点阵的所有点阵用平行的直线连接起来，可以把点阵分割成许许多多无隙并置的平行四边形构成的格子或者网络，得到的格子的每一个平行四边形平均只含一个点阵，称为点阵单位。

第4章 配合物
9-1设计一些实验，证明粗盐酸的黄色是Fe3+ 与 Cl- 的络离子而不是铁的水合离子或者羟合离子的颜色。
2、解：氟离子小，氯离子大。
体）各可能有几种立体异构体（包括几何异构与对映异构）？
4、解：有1对对映异构体。
5、解：双齿配体的碳链很短，不可能对位配位。顺式极性大，水溶性大。
6、解：[Co(NH3)4(H2O)2]3+;[Co(NH3)4(H2O)Cl]2+;[Co(NH3)4Cl2]+;[Co(NH3)4Cl2]+[Co(H2O)2Cl4]-
7、解：d2sp3;d2sp3
9、解：[Co(NH3)6]Cl3氯化六氨合钴（III）、K2[Co(NCS)4]四异硫氰酸根合钴（II）酸钾、H2[PtCl6]六氯合铂(IV)酸、[CrCl(NH3)5]Cl2氯化一氯五氨合铬(III)、K2[Zn(OH)4]四羟基合锌(II)酸钾、[PtCl2(NH3)2]二氯二氨合铂(IV)
10、解：[CoCl2H2O(NH3)3]Cl;K2[PtCl6];(NH4)3[CrCl2(SCN)4];Ca[Co(C2O4)2(NH3)2]2

第五章化学热力学基础
5-1从手册查出常用试剂浓盐酸﹑ 浓硫酸﹑ 浓硝酸﹑浓氨水的密度和质量分数，计算它们的（体积）物质的量浓度（c）和质量摩尔浓度（m）。
5-2从手册查出常温下的饱和水蒸气压，计算当相对湿度为40%时，水蒸气压多大。

5-3化学实验事中经常用蒸馏水冲洗已用自来水洗净的烧杯。设洗后烧杯内残留“水”为1ml，试计算，用30ml蒸馏水洗一次和洗两次，烧杯中残留的“自来水的浓度”分别多大？

5-4计算 15℃ ，97kPa下15g氯气的体积。

5-5 20 ℃，97kPa下0.842g 某气体的体积为0.400 L ，求该气体的摩尔质量。

5-6测得 2.96g 氯化汞在 407℃的 1L 容积的真空系统里完全蒸发达到的压力为60 kPa ，求氯化汞蒸汽的摩尔质量和化学式。

5-7 在1000℃ 和 97kPa 下测得硫蒸汽的密度为0.5977 g.L-1 ，求硫蒸气的摩尔质量和化学式。

5-8 在25℃ 时将相同压力的5.0 L 氮气和15 L 氧气压缩到一个10.0 L 的真空容器中，测得混合气体的总压为150 kPa ，（1）求两种气体的初始压力；（2）求混合气体中氮和氧的分压；（3）将温度上升到 210 ℃ ，容器的总压。

5-9在25 ℃ ， 1.47MPa 下把氨气通入容积为1.00 L 刚性壁容器中，在350℃ 下催化剂使部分氨分解为氮气和氢气，测得总压为 5MPa ，求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压。

5-10 某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为 6930Pa ，在铂催化剂催化下发生如下反应：
C2H4(g) +H2(g) === C2H6(g)
反应结束时温度降至原温度后测得总压为4530Pa 。求原混合气体中乙烯的摩尔分数。

5-11以下哪些关系式是正确的（ p、V、n 无下标时表示混合气体的总压、总体积和总的物质的量）？说明理由。
pVB = nBRT pBV = nBRT pBVB = nRT pV = nRT

5-12以下系统内各有几个相？
（1） 水溶性蛋白质的水溶液；（2）氢氧混合气体；（3）盐酸与铁块发生反应的系统
（4）超临界状态的水。

5-13 10g水在 373K 和100kPa 下汽化，所做的功多大？（设水蒸气为理想气体）

5-14反应CaC2(s) + 2H2O(l) ====Ca(OH)2(s) + C2H2(g)在 298K 下的标准摩尔热力学能变化量为-128 kJ.mol-1 。求该反应的标准摩尔焓变。

5-15 人类登月使用的阿波罗火箭的第一级火箭使用了550 吨煤油在2.5min内与氧气发生燃烧产生巨大推力。以C12H26（l）为煤油的平均分子式的燃烧热为-7513 kJ.mol-1 ，试计算这个燃烧发应的功率。

5-16已知Al2O3(s) 和MnO2 的标准摩尔生成焓为-1676 kJ.mol-1 和 -521 kJ.mol-1 ，计算1g铝与足量MnO2反应（铝热法）产生的热量。

5-17已知Cl-（aq）的标准摩尔生成焓为-167.5 kJ.mol-1 ，计算1 mol HCl(g) 溶于足量的水释放多少热？[注]计算得到的值为氯化氢的熔解热；HCl(g)的标准摩尔生成焓可从本书附表中查获。假设水量的多少与水合反应的程度无关（事实上是有关的，因此的数值通常设定为无限稀释。）

5-18用标准摩尔生成焓的数据计算SiF4(g) 与足量H2O(l) 反应生成 SiO2(s) 和HF(g) 的摩尔反应焓。

5-19利用本书附表与下列数据计算石灰岩[以 CaCO3 （方解石）计]被 CO2(g) 溶解发育成 喀斯特地形的如下反应的标准摩尔生成焓：CaCO3(s) + CO2(g)+ H2O(l)===Ca2+ (aq) +2HCO3-(aq)
△fHmθ/ kJ.mol-1: Ca2+ (aq) -543.0 HCO3-(aq) -691.1

5-20火柴头中的P4S3(s)的标准摩尔燃烧热为-3677 kJ.mol-1 [注：燃烧产物为 P4O10(s)和SO2 ]，利用本书附表的数据计算P4S3(s)的标准摩尔生成焓。

5-21诺贝尔（Alfred Nobel 1833-1896） 发明的炸药爆炸可使产生的气体因热膨胀体积增大1200倍，其化学原理是硝酸甘油发生如下分解反应：
4C3H5(NO3)3(l) ===6N2(g) + 10H20(g) + 12CO2(g) +O2(g)
已知C3H5(NO3)3(l)的标准摩尔生成焓为-355 kJ.mol-1 ，计算爆炸反应的标准摩尔反应焓。

5-22生石灰的水化反应放出的热足以将纸张着火或鸡蛋煮熟。试利用本书附表的数据计算500g（1市斤）生石灰（s）与足量的水生成熟石灰（s）放出的热（注：可忽略溶解反应）。

5-23生命体的热源通常以摄入的供热物质折合成葡萄糖燃烧释放的热量，已知葡萄糖[C6H12O6(s)]的标准摩尔生成焓为-1272 kJ.mol-1 ，利用本书附表的数据计算它的燃烧热。

5-24经测定，葡萄糖完全氧化反应：C6H12O6(s)+6 O2(g) ====6CO2(g) +H2O(l)的标准摩尔反应自由能为-2840 kJ.mol-1 ，试查出产物的标准生成自由能，计算葡萄糖的标准摩尔生成自由能。将所得数据与上题的生成焓数据做比较。

5-25已知N2、NO 和O2 的解离焓分别为 941.7 kJ.mol-1 、631.8 kJ.mol-1 和493.7 kJ.mol-1，仅利用这些数据判断NO 在常温常压下能不能自发分解。

5-26 预计下列反应是熵增反应还是熵减反应？不能预计的通过标准熵进行计算。
（1） 葡萄糖燃烧；（2）乙炔燃烧；（3）碳酸氢钠分解；（4）铁丝燃烧；（5）甲烷与水蒸气反应生成水煤气（steam gas---CO与H2 的混合气）；（6）甲烷和氧气反应生成合成气（syngas---CO 和H2的混合气体）。

5-27查阅热力学数据表，试回答，若在常温下将碳（石墨）氧化为一氧化碳的反应做成燃烧电池，这个电池可以提供的最大电能多大？在电池放电时，吸热还是放热？这个电池的焓变多大？是正值还是负值？由此题你对焓的概念有什么新的认识？

5-28碘钨灯因在灯内发生如下可逆反应：
W(s) + I2(g) ====WI2(g)
碘蒸气与扩散到玻璃内壁的钨会反应生成碘化钨气体，后者扩散到钨丝附近会因钨丝的高温而分解出钨重新沉积到钨丝上去，从而延长灯丝的使用寿命。
已知在298 K时： W(s) WI2(g) I2(g)
△fGmθ/ kJ.mol-1 0 -8.37 19.327
Smθ / J.mol-1 .K-1 33.5 251 260.69
（a）设玻璃内壁的温度为623K ，计算上式反应的 △fGmθ(623K) 。
（b）估计WI2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。

5-29用凸透镜聚集太阳光加热倒置在液汞上的装满液汞的试管内的氧化汞，使氧化汞分解出氧气，是拉瓦锡时代的古老实验。试从书后附录查出氧化汞﹑氧气和液汞的标准生成焓和标准熵，估算：使氧气的压力达到标态压力和1kPa 所需的最低温度（忽略汞的蒸气压），并估计为使氧气压力达1kPa ，试管的长度至少多长？

5-30查出生成焓和标准熵，计算汽车尾气中的一氧化氮和一氧化碳在催化剂表面上反应生成氮气和二氧化碳在什么温度范围内是自发的。这一反应能否实际发生？

5-31石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解（这时，二氧化碳的分压达到标准压力）？若在一个用真空泵不断抽真空的系统内，系统内的气体压力保持10Pa ，加热到多少度，碳酸钙就能分解？

5-32以下反应，哪些在常温的热力学标态下能自发向右进行？哪些不能？
298K △rHmθ/ kJ.mol-1 △rSmθ/ J.mol-1.K-1

(1)2CO2(g)===2CO (g)+O2(g) 566.1 174
(2)2N2O(g)===N2(g) +O2(g) -163 22.6
(3)NO2(g) ====2N2(g) + O2(g) 113 145
(4)2NO2(g) === 2NO(g) +O2(g) -67.8 120
(5)CaCO3 (l)===CaO(l) +CO2(g) 178.0 161
(6)C(s) + O2(g) === CO2(g) -393.5 3.1
(7)CaF2(s) +aq ===CaF2(aq) 6.3 -152

5-33计算氯化铵固体在试管内及在斜置的两头开口的玻璃管内分解所需的最低温度。
5-34银器与硫化物反应表面变黑是生活中的常见现象。
（1）设空气中H2S 气和H2气 “物质的量”都只达10-6mol ，问在常温下银和硫化氢能否反应生成氢气？温度达多高，银器表面才不会因上述反应而变黑？
（2）如果考虑空气中的氧气加入反应，使反应改为2Ag(s) +H2S(g) +1/2 O2(g) ===Ag2S (g) + H2O(l) ，该反应是否比银单独和硫化氢反应放出氢气更容易发生？通过计算来回答。温度对该反应自发性的影响如何？
附：298K 下 Ag2S 的标准生成焓和标准熵分别为 –31.8 kJ/ mol-1和146 J.mol-1. K-1

5-35高价金属的氧化物在高温下容易分解为低价氧化物。以氧化铜分解为氧化亚铜为例，估算分解反应的温度。该反应的自发性是焓驱动还是熵驱动的？温度升高对反应自发性的影响如何？

5-36很早就有人用热力学理论估算过，CuI2 固体在 298K 下的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为-21.34 kJ.mol-1 和 –23.85 kJ.mol-1 。可是，碘化铜固体却至今并没有制得过。据认为，这不是动力学上得原因而是热力学上的原因。试分析是什么原因。

5-37已知二氧化钛（金红石）在常温下的标准摩尔生成焓和标准熵分别为-912 kJ/mol 和50.25J.mol-1.K-1 ，试分析以下哪一种还原反应是消耗能量最省的？
TiO2(s) + 2H2(g)=== Ti(s) + 2H2O(g)
TiO2(s) + C(s) ==== Ti(s) +CO2(g)
TiO2(s) + 2Cl2 (g)+ C(s) ==== TiCl4(l)+ CO2(g)
TiCl4(l) +2H2(g)=== Ti(s) +4HCl(g)
附：TiCl4(l) 298 K下的生成焓和标准熵分别为-750.2 kJ/mol 和 252.7 J.mol-1.K-1

5-38以温度T/K 为横坐标，以生成焓△fGθ/kJ.mol-1为纵坐标，利用吉布斯-亥姆霍兹方程画出CO(g) 和CO2(g)的生成焓随温度变化的曲线。
（1）哪条曲线的斜率较大？为什么？
（2）两条曲线的相交点对反应CO(g) + 1/2 O2(g) === CO2(g) 有什么特殊的物理意义？
（3）在图上的△fGθ（CO）＞ △fGθ（CO2） 和 △fGθ（CO）＜ △fGθ（CO2）的温度区间里，反应CO(g) + 1/2 O2(g) === CO2(g)的方向性有何不同？
（4）请在图上添加一条曲线，用以判断反应Fe2O3(s) 在什么温度区间可被CO还原为铁。
提示：需按反应1/3 Fe2O3(s)+ CO ===2/3 Fe + CO2 来添加该曲线而不应直接使用△fGmθ(Fe2O3)的温度曲线。
（5）通过此题你对不同反应的自由能的可比性或者说比较不同反应的自由能有没有物理意义有什么认识？
5-39 Cu2+与配体反应的热力学参数如下图（水溶液，25℃ ）。利用这些数据计算Cu2+ 与4个氮配合的平衡常数（lgK），并对稳定性的差异做出解释。

5-40分辨如下概念的物理意义：
（1）封闭系统和孤立系统。
（2） 环境压力和标准压力。
（3） 热力学标准态和理想气体标准状态。
（4） 气体的分压和分体积。
（5） 功﹑热和能。
（6） 等压膨胀和可逆膨胀功。
（7） 膨胀功和有用功。
（8） 热力学能和焓。
（9） 等压热效应和等容热效应。
（10） 生成焓﹑燃烧焓和反应焓。
（11） 过程和状态。
（12） 状态函数和非状态函数。
（13） 过程的自发性和可逆性。
（14） 理想气体和非理想气体。
（15） 标准自由能和非标准自由能。
（16）吸热化合物和放热化合物。
（17）标准熵和反应熵。
（18）熵增大原理的适用系统。
（19）热力学分解温度与实际分解温度。
（20）热力学和动力学。
5-41判断以下说法的正确与错误，尽量用一句话给出你作出判断的根据。
（1）温度高的物体比温度低的物体有更多的热。
（2）氢氧爆鸣气反应产生的热使气体体积急剧膨胀引起爆炸。
（3）加热向碳酸钙提供了能量导致了碳酸钙分解。
（4）醋酸溶于水自发电离产生氢离子和醋酸根离子，这是由于醋酸电离反应的标准摩尔自由能的数符是负值。
（5）碳酸钙的生产焓等于CaO(s) + CO2(g) ===CaCO3 (s) 的反应焓。
（6）高锰酸钾不稳定，加热分解放出氧气，是由于高锰酸钾是吸热化合物。
（7）高锰酸钾在常温下能够稳定存在是由于它在常温下的标准生成自由能大于零。
（8）氮气的生成焓等于零，所以它的解离焓也等于零。
（9）单质的生成焓等于零，所以它的标准熵也等于零。
（10）单质的生成焓都等于零。
（11）水合氢离子的标准熵等于零。
（12）水合离子的生成焓是以单质的生成焓为零为基础求得得。

第六章化学平衡常数
6-1 写出下列各反应的标准平衡常数表达式。
(1)2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)
(2)NH4HCO3(s) = NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)
(3)CaCO3(s) = CO2(g) + CaO(s)
(4)Ag2O = 2Ag(s) + 1/2 O2(g)
(5)CO2(g) = CO2(aq)
(6)Cl2(g) + H2O(l) = H+(aq) + Cl-(aq) + HClO(aq)
(7)HCN(aq) = H+(aq) + CN-(aq)
(8)Ag2CrO4(s) = 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
(9)BaSO4(s) + CO32-(aq) = BaCO3(s) + SO42-(aq)
(10)Fe2+(aq) + 1/2 O2(g) + 2H+(aq) = Fe3+(aq) + H2O(l)

6-2已知反应 ICl(g) = 1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) 在 25℃ 时的平衡常数为 Kθ = 2.2×10-3，试计算下列反应的平衡常数：
(1)ICl(g) = I2(g) + Cl2(g)
(2)1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) = ICl(g)

6-3 下列反应的 Kp 和 Kc之间存在什么关系？
(1)4H2(g) + Fe3O4(s) = 3Fe(s) + 4H2O(g)
(2)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
(3)N2O4(g) = 2NO2(g)

6-4实验测得合成氨反应在 500℃ 的平衡浓度分别为：[H2]=1.15mol/L ，[N2]=0.75mol/L ，[NH3]=0.261mol/L ，求标准平衡常数 Kθ、浓度平衡常数 Kc以及分别用 Pa 为气体的压力单位和用bar为气体的压力单位的平衡常数 Kp。
6-5已知
HCN = H+ + CN- K1θ = 4.9×10-10
NH3 + H2O = NH4+ + OH- K2θ = 1.8×10-5
H2O = H+ + OH- K3θ = 1.0×10-14
求反应 NH3 + HCN = NH4+ + CN- 的平衡常数 Kθ 。

6-6反应 CO(g) + H2O(g) = CO2 + H2(g) 在 749K 时的平衡常数 Kθ =2.6 。设（1）反应起始时 CO 和 H2O 的浓度都为 1mol/L（没有生产物，下同）；（2）起始时 CO 和 H2O 的摩尔比为1比3，求 CO 的平衡转化率。用计算结果来说明勒夏特列原理。

6-7将 SO3 固体置于一反应器内，加热使 SO3 气化并令其分解，测得温度为 900K ，总压为 pθ 时 ，气体混合物得密度为 ρ=0.925g/dm3 ，求 SO3 的（平衡）解离度 α 。

6-8已知反应 N2O4(g) = 2NO2(g) 在308K下的标准平衡常数 Kθ 为0.32。求反应系统的总压为 pθ和 2pθ，N2O4 的解离度及其比。用计算结果来说明勒夏特列原理。

6-9为使 Ag2O 在常温下分解，真空泵需将氧的分压降至多大？

6-10求 10-5Pa 的高真空中分解 CuO 的最低温度。

6-11对比 NH4HCO3 在总压为 pθ 与各组分气体分压均为 pθ 时分解温度的差别。哪一种情况符合试管内该物质分解的实际情况？
6-12在 693K 和 723K 下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分 5.16*104 和 1.08*105 Pa ，求在该温度区域内分解反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵变。

6-13查阅热力学函数表估算二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应在 400℃ 、600℃ 和 800℃ 下的平衡常数。由 400℃ 至 600℃ 和由 600℃ 至 800℃ 都是 200℃ 的温差，该反应的平衡常数的变化是否相同？若不同，又如何解释其差异？
6-14雷雨导致空气中的氮气和氧气化合为 NO 是自然界中氮的固定的主要反应之一。经热力学计算得知，在 2033K 和 3000K 下该反应达平衡时系统中 NO 的体积分数分别为 0.8%和4.5% ，试问（1）该反应是吸热反应还是放热反应？（2）计算 2033K时的平衡常数。

6-15下面各种改变对反应 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)（△rHmθ =198kJ/mol）中的 SO3 的平衡分压有何影响？
A将反应容器的体积加倍。
B保持体积而增加反应的温度。
C加多氧量。
D保持反应容器的体积而加入氩气。

6-16下面的反应在一个 1L 的容器里，在 298K 下达成平衡：
C(石墨) + O2(g) = CO2(g) △rHmθ =-393kJ/mol
以下各种措施对氧气的平衡分压有何影响？
A增加石墨的量。
B增加 CO2 气体的量。
C增加氧气的量。
D降低反应的温度。
E加入催化剂。

6-17 PCl5(g)分解成 PCl3(g) 和 Cl2(g) 的反应是一个吸热反应。以下各种措施对于五氧化磷的解离有何影响？
A压缩气体混合物。
B增加气体混合物的体积。
C降低温度。
D保持混合气体的体积不变的前提下向气体混合物添加氩气。

6-18在 200℃ 下的体积为 V 的容器里，下面的吸热反应达成平衡态：
NH4HS(g) = NH3(g) + H2S(g)
通过以下各种措施，反应再达到平衡时，NH3 的分压跟原来的分压相比，有何变化？
A增加氨气。
B增加硫化氢气体。
C增加 NH4HS固体。
D增加温度。
E.加入氩气以增加体系的总压。
F.把反应容器的体积增加到 2V。

6-19已知氯气在饱和食盐水里的溶解度小于在纯水里的溶解度。试从平衡移动的原理加以解释。

6-20实验测得氯气溶于水后约有三分之一的 CL2 发生歧化转化为盐酸和次氯酸，求该反应的平衡常数，293K 下氯气在水中的溶解度为 0.09 mol·L-1 。
6-21自然界里氮的固定的主要途径之一是在闪电的作用下，氮气与氧气反应生成 NO ，然后 NO 和氧气继续反应生成 NO2 ，后者与水反应，生成硝酸。热力学研究证明，在通常条件下氮气和氧气的反应的转化率要低于闪电条件下的转化率（在催化剂存在下，克服动力学的障碍，氮气和氧气在常温下也能反应的话）。问：氮气和氧气的反应是放热反应还是吸热反应？闪电造成的气体体积膨胀对反应的平衡转化率有何影响？
6-22超音速飞机在平流层飞行放出的燃烧尾气中的 NO 会通过下列反应破坏其中保护我们免受太阳光中的短波紫外线辐射伤害的臭氧:
NO(g) + O3(g) = NO2(g) + O2(g)
a.如果已知 298K 和 100kPa 下 NO、NO2和 O3 的生成自由能分别为 +86.7、+51.8、+163.6kJ·mol-1，求上面的反应的 Kp 和 Kc 。
b.假定反应在 298 K下发生前，高层大气里的 NO、O3和 O2 的浓度分别为 2×10-9 mol·L-1，1×10-9mol·L-1，，2×10-3 mol·L-1，NO2的浓度为零，试计算O3的平衡浓度。
c.计算达到平衡时 O3 被 NO 破坏的百分数。
附注：实际上上述反应的速度不很大，反应并不易达到平衡转化率。

6-23 通过热力学的研究求得反应：
CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)
在 1600℃ 下的 Kc 约为 1×104 。经测定汽车的尾气里的 CO 和 CO2 气体的浓度分别为 4.0×10-5 mol·L-1和4.0×10-4 mol·L-1。若在汽车的排气管上增加一个1600℃的补燃器，并使其中的氧气的浓度始终保持 4.0×10-4 mol·L-1，求 CO 的平衡浓度和补燃转化率。

6-24 在23题的系统里，同时发生反应：
SO2(g) + 1/2 O2(g) = SO3(g) Kc=20
经测定，汽车的尾气原有 SO2 气体的浓度为 2.0×10-4 mol·L-1，问 SO3 的平衡浓度。

6-25汽车的尾气里有 NO 气体，他是汽车内燃机燃烧的高温引起的氮气和氧气的反应：
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) Kc=0.10(2000℃时)
在一个 2L 的容器里进行实验，起始时，氮气和氧气的浓度分别为 0.81 mol·L-1 ，求达到平衡时 NO 气体的浓度。

6-26实验指出，无水三氯化铝在热力学标准压力下的以下各温度时测定的密度为：
T/℃ 200 600 800
d/mg·L-1 6.8×10-3 2.65×10-3 1.51×10-3
A.求三氯化铝在 200℃ 和 800℃ 时的分子式。
B.求 600℃下的平衡物种。
C.求 600℃下个物种的平衡分压。
D.求 600℃ 的 Kc和 Kp。

第七章 化学动力学基础
7-1二甲醚(CH3)2O分解为甲烷 氢和一氧化碳的反应动力学数据如下：
（1）计算 600s 和800s间的平均速率。
（2）用浓度对时间作图（动力学曲线），求800s的瞬时速率。

7-2在970K下，反应2N2O(g) = 2N2(g) + O2(g) 起始时N2O的压力为2.93×104Pa，并测得反应过程中系统的总压