农业出版社无机及分析化学习题解答汇总完整版(2)

解：(1)因为KBr过量所得AgBr溶胶为负溶胶，决定AgBr负溶胶凝结的因素为电解质中阳离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为：

K3[Fe(CN)6]>MgSO4>AlCl3。

(2)因为AgNO3过量所得AgBr溶胶为正溶胶，决定AgBr正溶胶凝结的因素为电解质中阴离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为：

K3[Fe(CN)6]<MgSO4<AlCl3。

1-20．混合等体积0.008mol·L-1AgNO3溶液和0.003mol·L-1的K2CrO4溶液，制得Ag2CrO4溶胶，写出该溶胶的胶团结构，并注明各部分的名称，该溶液的稳定剂是何种物质？

解：因为AgNO3过量，电位离子是Ag+，也是稳定剂，胶团结构为：

[(Ag2CrO4)m·nAg+·(n-x)NO3]x+·xNO3， －－－

胶核：(Ag2CrO4)m，

胶粒：[(Ag2CrO4)m·nAg+·(n-x)NO3]x+， －

胶团：[(Ag2CrO4)m·nAg+·(n-x)NO3]x+·xNO3， －－

电位离子：Ag+ 反离子：NO3 －

第2章 化学热力学基础

2-1. 估计下列过程ΔS、ΔH、ΔG的符号。

(1)硫酸溶于水 (2)室温下冰融化 (3)NaNO3(s)溶于水

解：(1)ΔS>0，ΔH<0，ΔG<0；

(2)ΔS>0，ΔH>0，ΔG<0；

(3)ΔS>0，ΔH>0，ΔG<0。

2-2. 确定下列各组物质熵值的大小顺序。

(1)H2O(l)、H2O(g)、H2O(s)； (3)CH4(g)、C2H6 (g)；

(2)H2(g,310K )、H2(g，298K) (4)Fe(s)、Fe2O3(s)。

解：(1)S(H2O,g)>S(H2O,l)>S(H2O,s) (2)S(H2,g, 310K )>S(H2,g, 298K )

(3)S(C2H6,g) > S(CH4,g) (4)S(Fe2O3,s)>S(Fe,s)

2-3. 计算体系热力学能的变化 (1)体系从环境吸热1000J，并对环境作功540J；(2)体系向环境放热535J，环境对体系作功250J。

解: (1)ΔU=Q+W=(+1000)+(-540)=460(J)

(2)ΔU=Q+W= ( -535) +(+250) =-285(J)

2-4. 求下列反应的ΔrHmθ。[ΔfHmθ ( Fe2O3,s)=－822.2kJ·mol-1，ΔfHmθ ( Al2O3,s)=－1670kJ·mol-1，其余ΔfHmθ值查附录一 ]

(1)4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(g)

(2)C2H4(g)+ H2O(g)= C2H5OH(l)

(3)Fe2O3(s)+ 2Al(s) = 2Fe(s)+ Al2O3(s)

解: (1) ΔrHmθ =4ΔfHmθ(NO,g)+6ΔfHmθ(H2O,g)-[4ΔfHmθ( NH3,g)+5ΔfHmθ(O2,g)]

=4×90.25+6×(-241.8)-[4×(-46.11)+5×0]

=-905.36(kJ·mol-1)

(2) ΔrHmθ=ΔfHmθ(C2H5OH,l)-[ΔfHmθ(C2H4,g)+ΔfHmθ(H2O,g)]

=-277.7-[(52.26+(-241.8)]

=-88.16(kJ·mol-1)

(3) ΔrHmθ=2ΔfHmθ(Fe,s)+ ΔfHmθ(Al2O3,s)- [ΔfHmθ(Fe2O3,s)+ 2ΔfHmθ(Al,s)]

=2×0+(-1670)-[(-822.2)+2×0] = -847.8 kJ·mol-1

2-5. 已知ΔcHmθ(C3H8,g)=-2220.9kJ·mol-1，ΔfHmθ(H2O,l)=-285.8kJ·mol-1，

ΔfHmθ(CO2,g)=-393.5kJ·mol-1，求C3H8(g)的ΔfHmθ。

解：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)

ΔcHmθ(C3H8,g)=3ΔfHmθ(CO2,g)+4ΔfHmθ(H2O,l)- ΔfHmθ(C3H8，g)

-2220.9 = 3×(-393.5)+4×(-285.8)-ΔfHmθ(C3H8，g)

ΔfHmθ(C3H8，g) =3×(-393.5)+4×(-285.8)+2220.9

=-102.8(kJ·mol-1)

2-6. 1mol丙二酸[CH2(COOH)2]晶体在弹式量热计中完全燃烧，298K时放出的热量为866.5kJ，求1mol丙二酸在298K时的等压反应热。

解： CH2(COOH)2(s) + 2O2(g) = 3CO2(g) + 2H2O(1)

因 QV ＝－866.5kJ·mol-1，

则 Qp = QV + RT Δng

=-866.5 kJ·mol-1+8.314×10-3 kJ·K-1·mol-1×298K×(3-2)

=-864.02kJ·mol-1

2-7.已知：(1) CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g) + 2H2O(l) ΔrHmθ(1) = - 870.3kJ·mol-1

(2) C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ΔrHmθ(2)= - 393.5kJ·mol-1

(3) H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔrHmθ(3)= - 285.5kJ·mol-1

计算 2C (石墨) + 2H2(g) + O2(g) = CH3COOH(l)的ΔrHmθ。

解：∵ΔrHmθ=ΔrHmθ(2)× 2 +ΔrHmθ(3)× 2 -ΔrHmθ(1)

∴ΔrHmθ=(-393.5)×2 + (-285.5)×2 -(-870.3)

=-488.3 kJ.mol-1

2-8. 已知苯的熔化热为10.67kJ·mol-1 ，苯的熔点为5℃，求苯熔化过程的ΔSmθ。 解：苯熔化过程是一等温可逆过程：

Qr10.67 103J mol-1

S 38.36J K-1 mol-1 T(273.15 5)Kθ

m

2-9.核反应堆中的核燃料是235U，它在铀矿中的质量分数仅占0.7％，其余为238U，它们很难用化学方法分离。分离和富集235U是通过下列反应生成UF6，然后经气化(b.p.56.54℃)进行扩散，根据它们扩散速率的不同而达此目的。试根据下列已知条件和附录的数据计算反应的ΔrHmθ。

U(s)+ O2(g)+ 4HF(g)+ F2(g)＝UF6(g)+2 H2O(g)

已知各步反应如下

U(s)+ O2(g)＝UO2(s)

ΔrHmθ=-1084.9 kJ·mol-1 ΔrHmθ=-2398.3 kJ·mol-1 ΔrHmθ=-233.2 kJ·mol-1 UO2(s)+ 4 HF(g)＝UF4(s)+2 H2O(g) UF4(s)+ F2(g)＝UF6(g)

解：

U(s)+ O2(g)＝UO2(s)

UO2(s)+ 4 HF(g)＝UF4(s)+2 H2O(g) ΔrHmθ(1)=-1084.9 kJ·mol-1 ΔrHmθ(2)= -2398.3 kJ·mol-1

+)UF4(s)+ F2(g)＝UF6(g) ΔrHmθ(3)=-233.2 kJ·mol-1

U(s)+ O2(g)+ 4HF(g)+ F2(g)＝UF6(g)+2 H2O(g)ΔrHmθ

ΔrHmθ=ΔrHmθ(1)+ ΔrHmθ(2)+ ΔrHmθ(3)

=(-1084.9)+( -2398.3)+( -233.2)

=-3716.4 (kJ·mol-1)

2-10. 由铁矿石生产铁有两种途径，试计算它们的转向温度。

(Smθ(Fe,s) = 27.28 J·K-1·mol-1，Smθ(Fe2O3,s) = 90.0 J·K-1·mol-1，ΔfHmθ(Fe2O3, s)=-822.2 kJ·mol-1)

(1)Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO2(g) 22

(2)Fe2O3(s) + 3H2(g) = 2Fe(s) + 3H2O(g)

解： 33θθθθ fHm(CO2,g) 2 fHm(Fe,s) fHm(C,石墨) fHm(Fe2O3,s)(1)T rH 3θ3θ rSθθSm(CO2,g) 2Sm(Fe,s) Sm(C,石墨) Sm(Fe2O3,s)22θmθm

33 ( 393.5) 2 0 0 ( 822.2)= 838.9(K) ( 213.7 2 27.28 5.74 90.0) 10 3

22

θθθθθ3 fHm(H2O,g) 2 fHm(Fe,s) 3 fHm(H2,g) fHm(Fe2O3,s) rHm (2) T θθθθθ rSm3Sm(H2O,g) 2Sm(Fe,s) 3Sm(H2,g) Sm(Fe2O3,s)

3 ( 241.8) 2 0 3 0 ( 822.2) 697(K) 3(3 188.8 2 27.28 3 130.7 90.0) 10

2-11.利用标准摩尔燃烧热的数据计算下列反应的ΔrHmθ

CH3COOH (l) +C2H5OH (l) = CH3COO C2H5(l) + H2O(l)

解： CH3COOH (l) +C2H5OH (l) = CH3COO C2H5(l) + H2O(l)

ΔcHmθ -875 -1368 -2231 0

ΔrHmθ=[ΔcHmθ(CH3COOH,l)+ΔcHmθ(C2H5OH,l)]-[ΔcHmθ(H2O,l)- ΔcHmθ(CH3COO C2H5, l)

=[ (-875)+(-1368)]-[0+(-2231)]

=-12.0 (kJ·mol-1)

2-12. 试计算下列合成甘氨酸的反应在298K及pθ 下的ΔrGmθ ，并判断此条件下反