1、1第 1 章 原子结构与元素周期律1-1 在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有多少种含有不同核素的水分子？由于 3H 太少，可忽略不计，问：不计 3H 时天然水中共有多少种同位素异构水分子？解： 共有 18 种不同核素的水分子共有 9 种不同核素的水分子1-2答：出现两个峰1-3 用质谱仪测得溴的两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为 79Br 78.9183 占 50.54%， 81Br 80.9163 占 49.46%，求溴的相对原子质量。解：1-4 铊的天然同位素 203Tl 和 205Tl 的核素质量分别为 202.97u 和 204.97u，已知铊的相对原子
2、质量为204.39，求铊的同位素丰度。解： 设 203Tl 的丰度为 X， 205Tl 的丰度为 1-X204.39 = 202.97X + 204.97(1-X) X= 29.00%1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比 m（AgCl）：m （AgI ）= 1：1.63810，又测得银和氯的相对原子质量分别为 107.868 和 35.453，求碘的原子量。解：X= 126.911-8 为什么有的元素原子量的有效数字的位数多达 9 位，而有的元素的原子量的有效数字的位数却少至 34 位？答：单核素元素只有一种同位素，因而它们的原子量十分准确。而多核素元素原子量的准确性与它们同位素丰
3、度的测量准确性有关（样品的来源、性质以及取样方式方法等） 。若同位素丰度涨落很大的元素，原子量就不可能取得很准确的数据。1-13解：（1）r=c /=(3108)/(63310-9) = 4.741014 Hz 氦-氖激发是红光（2）r=c/=(3.010 8)/(435.810-9) = 6.881014 Hz 汞灯发蓝光18)(13132 cc9222 91.7%46.913.8054.9183.7)Br( AX107.8635.4638.1)AgI(Cl m2（3）r=c/=(3.010 8)/(670.810-9) = 4.471014 Hz 锂是紫红1-14 Br2 分子分解为 Br
4、 原子需要的最低解离能为 190kJ.mol-1，求引起溴分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。解：1-17. 解：r = E/h = (310103)/(6.6310-346.021023) 则 = c/r = 397 nm1-18 光化学毒雾的重要组分之一NO 2 解离为 NO 和 O2 需要的能量为 305kJ.mol-1，引起这种变化的光最大波长多大？属于哪种辐射范围？已知射到地面阳光最短波长为 320 nm ，NO 2 气体在近地大气里会不会解离？解：属于紫外光区（可见光波长范围 400760nm ） ，在近地大气里会解离。1-19 氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波
5、长为 103 nm，问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁？解：已知 n1= 1 解得：n 2=3 即电子从 MK 1-21 当电子的速度达到光速的 20%时，该电子的德布罗依波长多大？当锂原子（质量 7.02amu)以相同速度飞行时，其德布罗依波长多大？解：143423 076.106.10.69shNEAnmc7.41498nmEhcNA3921092.3 05103667 8423 evJchE 1.2093.101362. 18984 .)(.21 pmmvh 1.201.%0130.962841 31-23解：K 层电子最大数目：2 L 层电子最大数目： 8 M 层电子最大数目：81
6、-24解：（b）1p (d) 2d (f) 3f 这些符号是错误的。1-25解：N=1 l=1 m=0 这一套量子数是不存在的1-26解：（a） l=0 (b) l=1 (c) l=2 (d) l=0 (e) l=3 (f) l=41-27. 解：4s 能级有 1 个轨道 5p 能级有 3 个轨道 6d 能级有 5 个轨道 7f 能级有 7 个轨道5g 能级有 9 个轨道1-28 根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态：(a)19K (b)13Al (c)17Cl (d)22Ti (e)30Zn (f)33As解：K: Ar4s 1 Al: Ne3s23p1Cl: Ne3s23p5
7、Ti: Ar3d24s2Zn: Ar3d104s2 As: Ar3d104s24p31-29 请预言第 118 和第 166 号元素在周期表中的位置 .解：118号: Rn5f146d107s27p6 第七周期, 零族 166号: 1185g186f147d108s28p4 第八周期, A 族1-30 给出下列基态原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道。(a) Be (b)N (c)F (d)Cl- (e)Ne+ (f) Fe3+ (g)As3+解：Be: 2s 2N: 2s22p3F: 2s22p5Cl-: 3s23p6pmmvh 416827342 0.904.9 %0106.1
8、7 4Ne+: 2s22p5Fe3+: 3d5As3+: 4s21-31. 解： 1s 2s 2p 这组组态符合洪特规则1-32 以下哪些原子或离子的电子组态是基态、激发态还是不可能的组态？(a)1s22s2 (b)1s23s1 (c)1s23d3 (d)Ne3s23d1 (e)Ar3d24s2 (f)1s22s22p63s1 (g)Ne3s23d12 答：a e f h i 是基态 b c d 是激发态 g是不可能组态1-33 Li+、Na +、 K+、Rb +、Cs +的基态最外层电子组态与次外层电子组态分别如何？解： Li+: 1s2 Na+: 2s22p6 次外层1s 2 2e-K+:
9、 3s23p6 次外层2s 22p6 8e- Rb+: 4s24p6 次外层 3s23p63d10 18e- Cs+: 5s25p6 次外层4s 24p64d10 18e- 1-34 Al3+, Cs+具有 8 电子外壳1-35 已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为：(a) 3s23p5 (b) 3d64s2 (c)5s2 (d)4f96s2 (e) 5d106s1试根据这个信息确定它们在周期表中属于哪个区？哪个族？哪个周期？解： (a) p区、A、第三周期 (b) d区、 、第四周期 5(c) s区、 A、第五周期(d) f区、 B、第六周期(e) ds区、 B、第六周期1-36 根
10、据Ti 、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置，推出它们的基态原子的电子组态。解： Ti：B、第四周期 电子组态：Ar3d 24s2 Ge：A 、第四周期 电子组态：Ar3d 104s24p2 Ag：B、第五周期 电子组态：Kr4d 105s1 Rb：A、第五周期 电子组态：Kr5s 1 Ne：零族、第二周期 电子组态：He2s 22p6 1-37 试推测114号元素在周期表的位置和可能的氧化态。答： 114号： 86Rn 5f146d107s27p2 第七周期、 A、氧化态+2、 +4 1-38 第八周期的最后一个元素的原子序数多大？请写出它的基态原子的电子组态。第八周期的最后一个元素：
11、原子序数 = 86 + 32 +50 = 168118 5g186f147d108s28p6 1-42 某元素的基态价层电子构型为5d 26s2，请给出比该元素的原子序数小4的元素的基态原子电子组态。答： 54Xe 4f126s2 1-43 某元素的价电子为4s 24p4，问：它的最外层、次外层的电子数；可能氧化态及在周期表中的位置，它的基态原子的未成对电子数，它的氢化物的立体结构。答：最外层=6e-， 次外层=18e-； 氧化态= -2、+4、+6； 第四周期、A，p区； 未成对电子= 2， 氢化物的结构为V型。1-44 某元素基态原子最外层为5s 2，最高氧化态为+4，它位于周期表哪个区？
12、是第几周期第几族元素？写出它的+4氧化态离子的电子构型。若用A代替它的元素符号，写出相应氧化物的化学式。答： d区、第五周期、B；6A4+：Ar3d 104s24p6氧化物的化学式：AO 245. 答案见讲义课件。46. 答案见讲义课件。1-47. 解：氟的电负性最大。铯的电负性最小1-50 答:B 族，铜，银，金和稀有气体。1-52 答:从上到下，同族元素氧化态稳定性增强，但第五周期非金属的氧化态很不稳定，第六周期的汞，铊，铅，铋的最稳定氧化态不是族序数，而是 0，+1，+2，+3，第族从左到右最高氧化态的稳定性下降，从上到下最高正氧化态稳定性增强。补充练习题1. 某元素原子的最外层上仅有1
13、个电子，此电子的量子数是n=4 ， l=0， m=0， ms= 。问：符合上述条件的元素有几种？原子序数各为多少？写出相应元素的元素符号和电子排布式，并指出其价层电子结构及在周期表中的区和族。解： 4s 13种 19号、24号和29号 KAr4s1 价电子构型 4s1 s区 ACrAr3d54s1 价电子构型 3d54s1 d区 BCuAr3d104s1 价电子构型 3d104s1 ds区 B2. 某元素的原子序数为35，试回答：其原子中的电子数是多少？有几个未成对电子？其原子中填有电子的电子层、能级组、能级、轨道各有多少？价电子数有几个？该元素属于第几周期，第几族？是金属还是非金属？最高氧化
14、态是多少？解：电子数为35，1个未成对电子。4个电子层；4个能级组；18个轨道；8个能级1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p；7个价电子第四周期，A，非金属，最高氧化态为 7。7第2章 分子结构2-1 解： O2： H2O2: : O O: HOOH 共 12e 共 14eCO: CO2: :C O: :OCO:共 10e 共 16eNCl3 SF4 FCl | F S F N | FCl Cl 共 34e共 26e2-3 答 ：LiH: Li 的电子排布:1s 22s1 H 的电子排布:1s 1该分子内的 键由 ss 原子轨道重叠构建 ,即形成 ss 键.HCl: H 的电子排布:
15、1s 1 Cl 的电子排布:1s 22s22p63s23p5该分子内的 键由 sp 原子轨道重叠构建,即形成 sp 键.Cl2: Cl 的电子排布 :1s22s22p63s23p5该分子内的 键由 pp 原子轨道重叠构建,即形成 pp 键.2-4 答： N 的基态电子组态为 1s22s22p3,这说明 N 原子的 3 个 2p 电子各自占有一个2p 轨道,即 px , py , pz ,这三个轨道相互正交 ,这样就形成了由一个 键和 2 个 键构成的三键,即在该图中,中间的直线代表-NN 骨架,两个方框表示形成 键的两对 2p 电子的电子云在空间的取向.2-5. 用 VSEPR模型讨论下列分子
16、的模型,画出立体结构 . CO 2 H 2O NH 3 CO 32- PO 33- PO 43-8解： CO 2 VP=2+0 sp杂化 线型 OCOH 2O VP=2+2 sp3杂化 V型NH 3 VP=3+1 sp3杂化 三角锥CO 32- VP=3+0 sp2杂化 平面三角PO 33- VP=3+1 sp3杂化 三角锥PO 43- VP=4+0 sp3杂化 四面体2-7 答: 由三个。丙烷分子中的每个 C 原子都是 sp3 杂化，形成正四面体，故只有三个原子可以处于同一个平面内，如图：2-8 解：金刚烷的立体构型为由图可知，立体烷分子中有四个六元环，这些六元环各不相同，因为 C10H16
17、 中的 C 原子取 SP3 杂化，而每个 C 原子与其连的原子有差异，形成的 4 个 SP3 杂化轨道有差异，是不等性杂化，故形成的六元环不相同。当分子中的次甲基处于立方体的面心位置时，根据杂化轨道理论，分子中的CH基团的 C 原子将处于立方体的四个面上，而其中CH上的 4 个氢原子位于四个顶点上。2-9 解：（1）OF 2：由 VSEPR 模型知，OF 2 属于 AY4 型分子型分子，其空间构型为正四面体，由杂化轨道模型可知，四个键的 键角应为 109o28;由斥力顺序可知，l-O-LL-O-FF-O-F 故 OF2 的分子构型为角型分子，键角小于 109o28（2）CClF 3 由 VSE
18、PR 模型知，CClF 3 分子属于 AY5 型分子，其空间构型为三角双锥体，有 3 种空间结构：F E E F F Cl F Cl F F F C l (a) F (b) F E (c) 比较三种构型的斥力，可得(a)的斥力最小，故 CClF3 的空间构型为（a）型。（3）SOCl 2:具有 AY3 型通式，总价电子数为 26， 斥力顺序可知，O=S-Cl Cl-S-Cl 故 O=S-Cl109o28，Cl-S-ClXe-F-Xe90 o 范围内。（5）SF 6：由 VSEPR 模型知，SF 6 属 AY6 型分子，空间构型为正八面体，即其键角为90o。（6）PCl 5:由 VSEPR 模型
19、知，PCl 5 属 AY5 型分子，空间构型为三角双锥体，即其键角为 120o 和 90o 两种。2-10 解：路易斯结构式：HC=C=C=CH H HC：1S 22S22P2 H：1S 1从左起，C 原子编号 1.2.3.4.1 号 C 原子取 SP2 杂化，形成 3 个 键，键角为 120o，有一个含有 1 个电子的垂直于该分子平面的 P 轨道；2 号 C 原子取 SP 杂化轨道，形成 2 个 键，有两个未参与杂化的 P 轨道，与该分子平面互相正交；3 号 C 原子同 2 号 C 原子，取 SP 杂化；4 号 C 原子同 1 号 C 原子，取 SP2 杂化。以上 键形成CCCC骨架。由以上
20、可知，2号 C 原子和 3 号 C 原子的两条在分之平面内且与 骨架垂直的两条 P 轨道以“ 肩并肩”形成 键，而四个 C 原子则共同形成了弥散在整个分子内分子符号为 44 的大 键，其方向垂直于分子平面，分子内 CC 键之角为 180o。2-11 解：由 VSEPR，臭氧离子 O3-属于 AY4 型分子，其空间构型为正四面体，即由斥力顺序可知，l-O-OO-O-O 即O-O-O109o28，但 O-O-O90o，因为O-O-O，在弱场配体(H 2O)作用下，电子尽可能成单（自旋平行）填入分裂了的 d 轨道中，因而有 5 个未成对电子；Fe(CN) 63-形成时，由于 P，在强场配体(CN -
21、)作用下，电子配对填入分裂了的 d 轨道中，因而只有 1 个未成对电子，所以两者的磁性差距很大。 4-14 答：因为，同种原子，电荷越高，对分裂能的影响也越大，Fe(H 2O)63+ 的值大于 Fe(H2O)62+的值。而其分裂能不同是它们因 dd 跃迁引起颜色不同的主要原因，一般而言，分裂能越大，吸收光子的能量越大，即频率越高，它的补色频率就越低，因此，Fe(H 2O)63+为紫色，而 Fe(H2O)62+为绿色。4-15 答：CrCl 63- 3 个未成对电子； Cr(H2O)63+ 3 个未成对电子；Cr(NH3)63+ 3 个未成对电子； Cr(CN)63- 3 个未成对电子；Fe(H
22、2O)62+ 4 个未成对电子； Fe(H2O)63+ 5 个未成对电子；Co(H2O)62+ 3 个未成对电子； Co(H2O)63+ 4 个未成对电子；Ni(H2O)62+ 2 个未成对电子。4-16 解：（1）CrCl 63- =163KJ/mol Ed-Ed=163 2Ed+3Ed=0 解得 Ed =-65.2 KJ/molCFSE=-65.2*3=-195.6 KJ/mol或解得：Ed=0.6 Ed=-0.4CFSE=（ -0.4）3=-65.23= -195.6 KJ/mol（2）Cr(H 2O)63+ =208 KJ/mol Ed-Ed=2082Ed+3Ed=0n(+2)20解得
23、 Ed=-83.2 KJ/molCFSE=-83.23=-249.6（3） Cr(NH3)63+ =258 KJ/molEd-Ed=2582Ed+3Ed=0解得 Ed=-113.2 KJ/molCFSE=-339.6 KJ/mol（4）Cr(CN) 63- =315 KJ/molEd-Ed=3152Ed+3Ed=0解得 Ed=-126 KJ/molCFSE=-378 KJ/mol（5）Fe(H 2O)62+ =124 KJ/molEd-Ed=1262Ed+3Ed=0解得 Ed=74.4 KJ/mol Ed=-49.6 KJ/molCFSE=4(-49.6)+274.4 =-49.6KJ/mol
24、（6）Fe(H 2O)63+ =164 KJ/molEd-Ed=1642Ed+3Ed=0解得 Ed=98.4 KJ/mol Ed=-65.6 KJ/molCFSE=-65.63+2229=261.2 KJ/mol（7）Co(H 2O)62+ =111 KJ/molEd-Ed=1112Ed+3Ed=0 解得 Ed=66.6 KJ/mol Ed=-44.4 KJ/molCFSE=-544.4+266.6=-88.8 KJ/mol（8）Co(H 2O)63+ =223 KJ/molEd-Ed=2232Ed+3Ed=0 21解得 Ed=133.8 KJ/mol Ed=-89.2 KJ/molCFSE=
25、-89.2 KJ/mol（9）Ni(H 2O)62+ =102 KJ/molEd-Ed=1022Ed+3Ed=0解得 Ed=61.2 KJ/mol Ed=-40.8 KJ/molCFSE=-122.4 KJ/mol它们的稳定化能不同是因为上述配合物的分裂能及 d 电子组态不同。4-174-18 答:1.Fe(H 2O)5SCN2+的颜色很像血液,不仅可用于检出,也可用作电影特技,魔术表演。2.Pt(NH3)2Cl2顺铂被用作最早期的抗癌药物。3.由于配合物有各种颜色,可用于现代的染色用料。4-21 答: Pt(NH3)2Cl2呈棕黄色,有极性,有抗癌活性,水解后能与草酸反应形成草酸衍生物,只有
26、顺铂的异构体能形成草酸衍生物,因双齿配体草酸根不能形成反式配合物,形成的过程如教材 p.175176.4-24. 以下说法对不对？简述理由。粗盐酸的黄色是Fe 3+的颜色。晶体场稳定化能为零的配合物是不稳定的。配合物中配体的数目称为配位数。配位化合物的中心原子的氧化态不可能为零或负值。羰基化合物的配体CO是用氧原子和中心原子结合的，因为氧的电负性比碳大。同一种金属元素的配合物的磁性决定于该元素的氧化态，氧化态越高，磁矩就越大。Co(en) 33+没有立体异构体。根据晶体场理论，Ni 2+的六配位八面体配合物按磁矩的大小可分为高自旋和低自旋两种。22解：不对，是FeCl 4-的颜色，因为Fe 3
27、+易与Cl -形成配合物。不对，稳定化能为零只意味着d轨道分裂对其的稳定性无影响。配位数 = 配体的数目 配体的齿数当配合物如果有d-p反馈键的形成，减少中心原子上负电荷的积累，则可形成稳定的配合物，如羰基化合物。CO中由于O与C之间配键的形成，使C带部分负电荷，所以羰基化合物中是由C 与中心原子结合。磁矩的大小取决于配合物中的未成对电子数，它与该元素的氧化态、配体的场强等因素有关。en双基配体只能在邻位配位，所形成的配合物没有对称面和对称中心，故存在一对对映异构体。无区别。Ni 2+为d 8构型，在八面体场中的排布只有一种，即：（t 2g)6(eg)24-26. 晶体场理论中平面四配位中八面
28、体配位的d轨道分裂对比图如下：定性说明为什么八面体结构中的dr和d 轨道组在平面四配位结构中会分成两组？并给出 d轨道符号。按上图估计Ni(CN) 42-的磁矩，并与价键轨道理论的估计相对比。实验证实镍的所有平面四边形配合物都是低自旋的，从上图应如何理解该事实？解：平面四配体结构中，在 x 轴和 y 轴上电子云密度较大的 d 轨道受到配体的排斥作用较大，因而轨道能量升得较高。CN-为强场配体， P，所以电子排布情况为：无成单电子，故磁矩为零，与价键轨道理论的估计相符。说明平面四边形结构中，不管是强场还是弱场，d轨道的分裂能通常都大于电子成对能P。上图也说明了平面四边形结构的分裂能八面体结构的分
29、裂能。4-27 解: 配合物 中心原子未成对电子数杂化轨道类型空间构型 所属内（外）轨型（价键理论）所属高（低）自旋（晶体场理论）Fe(en)32+ 4 sp3d2 八面体 外轨型 高自旋FeF63- 5 sp3d2 八面体 外轨型 高自旋22)()(xyzyxz23Co(SCN)42- 3 sp3 四面体 外轨型 高自旋Mn(CN)42- 1 dsp2 四边形 内轨型 低自旋Ni(NH3)62+ 2 sp3d2 八面体 外轨型 高自旋Ni(CN)42- 0 dsp2 四边形 内轨型 低自旋24第5章 化学热力学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
30、kPa, 求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。5-825时将相同压力的5.0L氮气和15L氧气压缩到一个10.0L的真空容器中，测得总压为150kPa，求两种气体的初始压力；求混合气体中氮和氧的分压；将温度上升到210，容器的总压。5-9. 25，1.47MPa 下把氨气通入容积为 1.00L 刚性密闭容器中，在 350下用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。2NH3 = N2 + 3H2n平 0.593-2x x 3x0.593 -2x +x +4x = 0.965 x =0. 186mol22HgCl : 496.71l分 子 式 为的
31、式 量.780)3(3.896PVmRTM ：解 kPaVP75201 VP (1) 1221 。解 kaXN53750 .370222O PT2498)1(P )3(1 312.4701 .598 0.6.(7)VnmolRTPl解20.186%.759330.29NHX20.186.95 MPaPNH14.529.036.1.2aH892570255-10. 某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为6930Pa，在铂催化剂下发生如下反应：C 2H4(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。解： C2H4(g)
32、+ H2(g) = C2H6(g)P始 X Y 0P终 0 Y-X XP始 = X+Y = 6930Pa P终 = Y-X+X = 4530Pa346.6905 乙 烯5-14.反应CaC 2(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-128.0kJ.mol-1,求该反应的标准摩尔焓变。解：H = U +P V = U +RTB(g)= -128.0 +8.31410-32981= -125.5 kJ.mol-15-16. 已知Al 2O3(s)和MnO 2(s)的标准摩尔生成焓为-1676kJ.mol-1和-521kJ.m
33、ol -1,计算1g铝与足量MnO 2(s)反应产生的热量。解： 4Al(s) + 3MnO2(s) = 2Al2O3(s) + 3Mn(s) fH m /kJmol-1 0 -521 -1676 0 rHm = 2(-1676) - 3(-521) = -1789kJ.mol-15-17. 已知Cl -(aq)的标准摩尔生成焓为-167.5kJ.mol -1，计算1molHCl(g)溶于足量水中释放出多少热？解： HCl (g) +(aq) = H+ (aq) + Cl- (aq) fH m /kJmol-1 -92.307 0 -167.5 rH m= (-167.5) - (-92.30
34、7) = -75.2kJ.mol-15-21解答：22353111(,)0(,)4(),12(39.50)4.8357647rmfmfmfmCOgOgHCNOlkJolkJolMJolAAA5-25. 已知N 2、NO和O 2的解离焓分别为941.7kJ.mol -1、631.8 kJ.mol-1和493.7kJ.mol -1,仅利用这些数据判断NO在常温常压下能否自发分解。解： 2NO(g) = N2(g) + O2(g) rH m= 2631.8 941.7 493.7 = -171.8kJ.mol-1578.019302 NXkJ56.1)789(241Q26 反应前后气体分子数相同，S
35、 变化不大。 反应的G 主要取决于 H ， 故G 0，反应自发。5-26. 下列反应是熵增还是熵减反应？葡萄糖燃烧；乙炔燃烧；碳酸氢钠分解；铁丝燃烧；甲烷与水蒸气反应生成水煤气；甲烷与氧气反应生成合成气。解： C 6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) 2C 2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) 2NaHCO 3(s) = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) 3Fe(s) + 2O2(g) = Fe3O4(s) CH 4(g) + H2O(g) = CO (g) + 3H2(g) 2CH 4(g) +
36、O2(g) = 2CO(g) + 4H2(g)、 S0 、 S05-28. 碘钨灯灯内发生如下可逆反应：W(s) + I2(g) = WI2(g) fG m /kJ.mol-1 0 19.327 -8.37S m /J.mol-1.K-1 33.5 260.69 251 求623K时，上式反应的 rG m 估算WI 2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。解： rG 298 = -8.37-19.327 = -27.697kJ.mol-1 rS 298 = 251-33.5-260.69 = -43.19 J.mol-1.K-1 rH298 = rG 298 +298 rS 298 = -27.6
37、97 + 29810-3( -43.19)= - 40.568 kJ.mol-1 rG 623 rH298 - 623 rS298= - 40.568 - 623 (-43.19)10-3= -13.66 kJ.mol-1 WI2(g) = W(s) + I2(g) rH298 = 40.568 kJ.mol-1 rS 298 = 43.19 J.mol-1.K-15-29用凸透镜聚集太阳光加热分解倒置在液汞上的装满液汞试管内的氧化汞，使其分解。估算：使氧气的压力达到标态压力和1kPa所需的最低温度，并估计为使氧气压力达1kPa ，试管的长度至少为多长？解： HgO(s) = Hg(s) +
38、O2(g) fHm/kJ.mol-1 -90.46 0 0Sm/J.mol-1.K-1 71.1 76.02 205.138KT3.91.43056827 rH298 = 90.46 kJ.mol-1 rS298 = 1/2205.138 + 76.02 -71.1 = 107.5J.mol-1 K-1 标态下的分解温度1kPa下的分解温度 试管的长度应大于760mm。5-30解答：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)298 1129822(,)(,)2(,)(3.50)9.510.5746.8,(,)(,)(,)1.61.74.6.69.rfmfmfmrmmmm
39、HCOgHNOgCgkJolkJolSSSSAA13298-.0=758r JKlHTKS 5-31石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解？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，加热到多少度才能分解？解： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) fHm /kJ.mol-1 -1206.92 -635.09 -393.509Sm /J.mol-1.K 1 92.9 39.75 213.74 rH298=(-393.509)+(-635.09)(-1206.92)=178.321 kJ.mol-1 rS298 = 213.74 + 39.75 92.9 =
40、160.59 J.mol-1.K 1 标态下的分解温度10Pa下的分解温度 T5.841.0796K3.714)0ln(314.52/TT4.059.167832KJRSH9.751)0.ln(314.8.072ln28第6章 化学平衡6-1 写出下列各反应的标准平衡常数表达式和实验平衡常数表达式. 2SO 2(g) + O2(g) = 2SO3(g). NH 4HCO3(s) = CO2(g)+NH3(g) +H2O(g) CaCO 3(s) = CaO(s) + CO2(g) CO 2(g) = CO2(aq)解：6-2 (1) K1 = K2 = (2.210-3)2 = 4.8410-
41、6(2) K2 = 1/ K = 1/2.210-3 = 4.551026-4 测得合成氨反应在500的平衡浓度分别为：H 2=1.15mol/L,N2=0.75mol/L,NH3= 0.26mol/L,求K 、K c以及K P（分别用Pa和bar为气体的压力单位） 。解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)6-5 已知： HCN = H + + CN- K1 = 4.910-10 NH 3+H2O =NH4+OH- K2 = 1.810-5 H 2O = H+ + OH- K3 = 1.010-14求反应 NH3 + HCN = NH4+ +CN- 的平衡常数。/223OSPP
42、K 223OSPKP/OHNC232 HNC232/2O 2OPP/C 2CK2323 )/( 059.1.7506HlmoC 215204.)784(9.)( PaRTKnCP br50129解： + - 得： NH3 + HCN = NH4+ +CN-6-6 反应CO + H2O = CO2 + H2 在749K 时的平衡常数K =2.6 设反应起始时CO和H 2O的浓度均为1mol/L; 起始时CO和H 2O的摩尔比为1：3，求CO的平衡转化率。用计算结果说明勒沙特列原理。解： n = 0 Kc= KP = K CO + H2O = CO2 + H2 C平 1-x 1-x x x CO
43、+ H2O = CO2 + H2 C平 1-x 3-x x x计算结果说明，增大反应物的浓度，平衡向生成物方向移动。6-7 将SO 3固体置于一反应器内，加热使SO 3气化并令其分解，测得温度为900K，总压为P 时，气体混合物的密度为 = 0.925g/dm3，求SO 3的解离度。解： 21.69104.8925.PRTMSO3 = SO2 + O2 n平 1-X X X/2 n = 1+X/26-8 已知反应N 2O4 = 2NO2 在308K 下的标准平衡常数K 为0.32。求反应系统的总压力为P 和2P ，N 2O4的解离度及其比。用计算的结果说明勒沙特列原理。解： N2O4 = 2N
44、O2 n平 1-x 2x n = 1+x 8.00.94. 145321 K6% 0.X6.)1( XK68 0.6.)(1 .3.69183S PxPxPKON )1(41/ 22242 1平30将P = P 和 2P 代入解得： x1= 27.2% x2=19.6%即增大压力，平衡朝缩小气体体积的方向移动。6-9 为使Ag 2O在常温下分解，氧的分压应降为多大？解： Ag2O(s) = 2Ag(s) + O2(g) fGm /kJmol-1 -11.2 0 0rGm = 11.2 kJmol-16-12 在 693K和723K下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分别为5.1610 4和1.0810 5Pa，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。解： HgO(s) = Hg(g) + O2(g)P平 X X/2 P总1 = X1 +X1/2 = 5.16104 Pa X1=3.44104 PaP总2 = X2 +X2/2 = 1.08105 Pa X2=7.2104 P
