第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案 1.解:1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。 2.解:氯气质量为2.9X10g。 3.解:一瓶氧气可用天数 是-PP业.32x10D0i0x3L-96d pV, 101.325kPa×400L×d 4解T胎-架 =318K=4.9℃ 5.解:根据道尔顿分压定律 B-3p p)=7.6x10'Pa p(0)=2.0x10'PE p(Ar)=1x10'Pa 6.解:(1)C0)=0.114ol:pC0)=2.87×10P (2)pN)=p-pO2)-pC0)=3.79x10Pa 8)40.c9-8=028% 7.解:(1)pH)=95.43kPa 2)侧)=0-Q.194g 8.解:(1)5=5.0mo1 (2)5=2.5mol 结论:反应进度(的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关,但与反应式的 写法有关。 9.解:△0=4-p4V=0.771kJ 10.解:(1)片=38.3×10m=38.3L (2)万=Pk=320R nR (3)-R=-(-p4)=-502J (4)△0=9+=-758J (5)△H=0=-1260J 1山.解,通(。)+子0:®)誉-0®+0g)4,H层=-26.2·o1 12.解:△,Hm==-89.5k灯 A.U=A,H-AnRT =-96.9kJ 13.解:(1)C(s)+0:(g)→C02(g
第 1 章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案 1.解:1.00 吨氨气可制取 2.47 吨硝酸。 2.解:氯气质量为 2.9×103 g。 3.解:一瓶氧气可用天数 3 3 1 1 1 -1 2 2 2 ( ) (13.2 10 -1.01 10 )kPa 32L 9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V 4.解: pV MpV T nR mR = 318 K 44.9 ℃ 5.解:根据道尔顿分压定律 i i n p p n p(N2) = 7.6104 Pa p(O2) = 2.0104 Pa p(Ar) =1103 Pa 6.解:(1) 2 n(CO ) 0.114mol; 2 p(CO ) 4 2.87 10 Pa (2) 2 2 2 p p p p (N ) (O ) (CO ) 4 3.79 10 Pa (3) 4 2 2 4 (O ) (CO ) 2.67 10 Pa 0.286 9.33 10 Pa n p n p 7.解:(1)p(H2) =95.43 kPa (2)m(H2) = pVM RT = 0.194 g 8.解:(1) = 5.0 mol (2) = 2.5 mol 结论: 反应进度()的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关,但与反应式的 写法有关。 9.解: U = Qp p V = 0.771 kJ 10.解: (1)V1 = 38.3 10-3 m 3 = 38.3L (2) T2 = nR pV2 = 320 K (3)W = (pV) = 502 J (4) U = Q + W = -758 J (5) H = Qp = -1260 J 11.解:NH3(g) + 4 5 O2(g) 298.15K 标准态 NO(g) + 2 3 H2O(g) rH m = 226.2 kJ·mol1 12.解:rH m = Qp = 89.5 kJ rU m = rH m nRT = 96.9 kJ 13.解:(1)C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
△,H8=△,Ha(C0,g)=-393.509kJ·mol- 30.®+2cs-0(@ △,H8=86.229kJ·mol- CO(g)Fe:0(s)Fe(s)+CO:(g) △.He=-8.3kJ·mo1 各反应△,H之和△,H9=-315.6kJ·mo1. (2)总反应方程式为 多c同+⑧+号Fe0,同一20园)+3Fes △,He=-315.5kJ·o- 由上看出:(1)与(②)计算结果基本相等。所以可得出如下结论:反应的热效应只与反应的 始、终态有关,而与反应的途径无关。 14.解:△,H(3)=△,H(2)×3-△,H品(1)×2=1266.47kJ·mo1 15.解:(1)Q。=A,H=4△,H(A1.0,s)-3AH(Fe0,s)-3347.6kJ·mol (2)Q=-4141kJ·mol 16.解:(1)△,H9=15L.1kJ·1(2)△,H9=-905.47kJmo1(3)△,H9-71.7 kJ·oI- 17.解:△,H=-2△,H(AgC1,s)+△rHG0,1)-△,H9(Ag0,s)-2△rH9(HC1,g) △,He(gCL,s)=-127.3kJ·mo1- 18.解:CH,(g)+202(g)→C0(g)+2H0(1) △,H日=△H(0,g)+2△:Ha(0,1)-△rHa(CH,g =-890.36kJ·0 0。=-3.69x101k灯 第2章化学反应的方向、速率和限度习题参考答案 1.解:△,H9=-3347.6kJ·mol:△,S9=-216.64J·mo1·K:△,G9=-3283.0 k·o10 该反应在常温(298.150、标准态下不能自发进行。 (2)△,H日=146.0kJ·ol1:△,S9=110.45J·mo1·K:4,G8=68.7kJ·o1 >0 该反应在700K、标准态下不能自发进行
rH m = f H m (CO2, g) = 393.509 kJ·mol1 2 1 CO2(g) + 2 1 C(s) → CO(g) rH m = 86.229 kJ·mol1 CO(g) + 3 1 Fe2O3(s) → 3 2 Fe(s) + CO2(g) rH m = 8.3 kJ·mol1 各反应 rH m 之和 rH m = 315.6 kJ·mol1。 (2)总反应方程式为 2 3 C(s) + O2(g) + 3 1 Fe2O3(s) → 2 3 CO2(g) + 3 2 Fe(s) rH m = 315.5 kJ·mol1 由上看出:(1)与(2)计算结果基本相等。所以可得出如下结论:反应的热效应只与反应的 始、终态有关,而与反应的途径无关。 14.解: rH m (3)= rH m (2)×3- rH m (1)×2=1266.47 kJ·mol1 15.解:(1)Qp = rH m == 4 f H m (Al2O3, s) -3 f H m (Fe3O4, s) =3347.6 kJ·mol1 (2)Q = 4141 kJ·mol1 16.解:(1) rH m =151.1 kJ·mol1 (2) rH m = 905.47 kJ·mol1(3) rH m =71.7 kJ·mol1 17.解: rH m =2 f H m (AgCl, s)+ f H m (H2O, l) f H m (Ag2O, s)2 f H m (HCl, g) f H m (AgCl, s) = 127.3 kJ·mol1 18.解:CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) rH m = f H m (CO2, g) + 2 f H m (H2O, l) f H m (CH4, g) = 890.36 kJ·mo 1 Qp = 3.69104 kJ 第 2 章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案 1.解: rH m = 3347.6 kJ·mol1 ; rSm = 216.64 J·mol1·K 1 ; rGm = 3283.0 kJ·mol1 < 0 该反应在 298.15K 及标准态下可自发向右进行。 2.解: rGm = 113.4 kJ·mol1 > 0 该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。 (2) rH m = 146.0 kJ·mol1 ; rSm = 110.45 J·mol1·K 1 ; rGm = 68.7 kJ·mol1 > 0 该反应在 700 K、标准态下不能自发进行
3.解:△,H8=-70.81kJ·mol:△,S=-43.2J·mol-·K:△,G9=-43.9kJ·ol (2)由以上计算可知: △,He(298.150=-70.81kJ·o1:△,Se(298.150=-43.2J·mol.K A,G9=A,H台-T·A,S≤0 7≥4,H8(298.15K △,Sa(298.15) =1639K 4解:(1)K。=c(CO){c(但) c(CHa)c(H2O) K。=p(co)2 D(CH)D(H,O) e-p(co)pp(H)pep P(CH,)/pp(HO)/pe (2)K。=N,【cH)月 c(NH3) K。=pN,(pL)月 P(NH3) Ke.N,Mpe5{pL,pe月 p(NH;)/p (3)K。=c(C02) K。=p(CO2) Ke =p(CO2)/pe (4)K。={cH,0)片 K。={pH,O)片 (c(H2) {pH2)月 Ke=ip(H:O)/pe {p(H2)/pe月 5.解:设△,H、△,S基本上不随温度变化。 A,G8=△,H8-T·A,S唱 △,G9(298.15K)=-233.60kJ·mo1 △,G8(298.15K0=-243.03kJ·mo1 lgKe(298.15K0=40.92,故Ke(298.15K)=8.3x10 1gK9(373.15)=34.02,故K9(373.15K0=1.0x10 6.解:(1)△G9-2△G8(Nl,g)=-32.90kJ·mol<0 该反应在298.15K、标准态下能自发进行。 (2)1gKe(298.15K0=5.76,K9(298.15)=5.8×10 7.解:(1)△,G层(1)=2△,G90,g)=173.1kJ·mo1 K9=4.8x10- (2)△,G9(2)=2△rG9(0,g)=208.4kJ·mo1
3.解: rH m = 70.81 kJ·mol1 ; rSm = 43.2 J·mol1·K 1 ; rGm = 43.9 kJ·mol1 (2)由以上计算可知: rH m (298.15 K) = 70.81 kJ·mol1 ; rSm (298.15 K) = 43.2 J·mol1·K 1 rGm = rH m T · rSm ≤ 0 T ≥ (298.15K) (298.15K) r m r m S H = 1639 K 4.解:(1) Kc = (CH ) (H O) (CO) (H ) 4 2 3 2 c c c c K p = (CH ) (H O) (CO) (H ) 4 2 3 2 p p p p K = p p p p p p p p (CH )/ (H O) / (CO) / (H ) / 4 2 3 2 (2) Kc = (NH ) (N ) (H ) 3 2 3 2 2 1 2 c c c K p = (NH ) (N ) (H ) 3 2 3 2 2 1 2 p p p K = p p p p p p (NH ) / (N )/ (H )/ 3 2 3 2 2 1 2 (3) Kc = (CO ) 2 c K p = (CO ) p 2 K = p (CO2 )/ p (4) Kc = 3 2 3 2 (H ) (H O) c c K p = 3 2 3 2 (H ) (H O) p p K = 3 2 3 2 (H )/ (H O)/ p p p p 5.解:设 r H m 、 rSm 基本上不随温度变化。 rGm = rH m T · rSm rGm (298.15 K) = 233.60 kJ·mol1 rGm (298.15 K) = 243.03 kJ·mol1 lg K (298.15 K) = 40.92, 故 K (298.15 K) = 8.31040 lg K (373.15 K) = 34.02,故 K (373.15 K) = 1.01034 6.解:(1) rGm =2 f Gm (NH3, g) = 32.90 kJ·mol1 <0 该反应在 298.15 K、标准态下能自发进行。 (2) lg K (298.15 K) = 5.76, K (298.15 K) = 5.8105 7. 解:(1) rGm (l) = 2 f Gm (NO, g) = 173.1 kJ·mol1 1 lg K = RT G 2.303 m (1) f = 30.32, 故 K1 = 4.81031 (2) rGm (2) = 2 f Gm (N2O, g) =208.4 kJ·mol1
电98器·返0故9a21r (3)△,G9(3)=2△G9(NH,g)=-32.90kJ·mo1 lgK9=5.76,故K9=5.8x10 由以上计算看出:选择合成氨固氨反应最好。 8.解:△,G=△,G(C0.,g)-△rG9(C0,g)-A,G80,g) =-343.94kJ·mo1《0,所以该反应从理论上讲是可行的. 9.解:△,H(298.15K)=△HN0,g)=90.25kJ·mol- A,S9(298.15K)=12.39J·o1.K △,G9(1573.15K)≈△,H8(298.15K0-1573.15A,59(298.15K0 =70759J·mo1- lgKe(1573.150=-2.349,K(1573.150=4.48x10 10.解: H(g)+1(8))=2H(g) 平衡分压/kPa 2905.74-×2905.74-X (2)2 (290374-5.3 X=2290.12 p (HT)2x kPa 4580.24 kPa ==35o1 11.解:p(C0)=1.01x10Pa, p(.0)=2.02x10°Pa p(C0,)=1.01x10Pa, p(H)=0.34×10Pa C0(g)+0(g)→C0z(g)+(g) 起始分压/10Pa 1.012.02 1.010.34 J=0.168,K,=1>0.168=故反应正向进行。 12.解:(1) NHHS(s)→NL(g)+LS(g) 平衡分压/kPa K=p(NH)/peHp(H3S)/p =0.070 x=0.26x100 kPa 26 kPa 平衡时该气体混合物的总压为52kP阳 (2)T不变,不变。 MHS(s)→NH(g)+s(g) 平衡分压/kPa 25.3+yy Ke=t25.3+)1p{y1p9}=0.070 y=17 kPa 13.解:(1) PC1(g)→PC1(g)+C1(g)
2 lg K = RT G 2.303 m (2) f = 36.50, 故 K2 = 3.21037 (3) rGm (3) = 2 f Gm (NH3, g) = 32.90 kJ·mol1 3 lg K = 5.76, 故 K3 = 5.8105 由以上计算看出:选择合成氨固氮反应最好。 8.解: rGm = f Gm (CO2, g) f Gm (CO, g) f Gm (NO, g) = 343.94 kJ·mol1 < 0,所以该反应从理论上讲是可行的。 9.解: r H m (298.15 K) = f H m (NO, g) = 90.25 kJ·mol1 rSm (298.15 K) = 12.39 J·mol1·K 1 rGm (1573.15K)≈ r H m (298.15 K) 1573.15 rSm (298.15 K) = 70759 J ·mol1 lg K (1573.15 K) = 2.349, K (1573.15 K) = 4.48103 10. 解: H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡分压/kPa 2905.74 χ 2905.74 χ 2χ 2 2 (2905.74 ) (2 ) x x = 55.3 χ = 2290.12 p (HI) = 2χ kPa = 4580.24 kPa n = pV RT = 3.15 mol 11.解:p (CO) = 1.01105 Pa, p (H2O) = 2.02105 Pa p (CO2) = 1.01105 Pa, p (H2) = 0.34105 Pa CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始分压/105 Pa 1.01 2.02 1.01 0.34 J = 0.168, Kp = 1>0.168 = J,故反应正向进行。 12.解:(1) NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 平衡分压/kPa x x K = (NH3 ) / (H2S) / p p p p = 0.070 则 x = 0.26100 kPa = 26 kPa 平衡时该气体混合物的总压为 52 kPa (2)T 不变, K 不变。 NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 平衡分压/kPa 25.3+ y y K = 25.3 ) / / ( y p y p = 0.070 y = 17 kPa 13.解:(1) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
平衡浓度/(mol·L) 0.70-0.500.500.50 2.0 2.02.0 K-(PC(C)-0.62m1.,a (C) c(PCI3) PCI(g)PCL(g)+Cl(g) 平衡分压 0.20RT 0.5R70.5 ke.DPa,/p°Hpg,)1pe} p(PCIs)/pe =27.2 (2) PCl,(g)PCl(g)+Clz(g) 新平衡浓度/(mol·L) 0.10+y0.25-y.25+010-y 2 K.=025-030-201L=0.621·P(T不变,K不 (0.10+) y=0.01ol·L,a(PC1)=68% (3) PCl,(g)PCl(g)+Cl:(g) 平衡浓度/(mol·L) 0.35-: 0.050+2 K=0050+y=0.2m1 0.35- z=0.24ol·L-,a(PC1)=68% 比较(2)、(3)结果,说明最终浓度及转化率只与始、终态有关,与加入过程无关。 14解 (8)+3班(g)→2NH(⑧ 平衡浓度/(o1·L) 1.00.50 0.50 K= c(NH3) cN)cH2)月 =2.0(molL-)2 若使的平衡浓度增加到1.2m0l·L,设需从容器中取走x摩尔的。 (g) 3(8) 2NH (g) 新平衡浓度/(ol·L-) 1.2 0.50+(3×0.2)-x 0.50-2×0.20 (0.50-2×020) (((mol-) x=0.94 15.解:(1)a(0)=61.5%:(2)a(C0)=86.5%:(3)说明增加反应物中某一物质浓度可 提高另一物质的转化率:增加反应物浓度,平衡向生成物方向移动。 16.解: 2N0(g) 0(g)2N0.(g) 平衡分压/kPa 101-79.2=21.8 286-79.2/2=246 79.2 K9(673K)= p(NO2 )pe
平衡浓度/(mol·L 1 ) 2.0 0.70 0.50 2.0 0.50 2.0 0.50 Kc = (PCl ) (PCl ) (Cl ) 5 3 2 c c c = 0.62mol· L 1, (PCl5) = 71% PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 平衡分压 0.20 V RT 0.5 V RT 0.5 V RT K = p p p p p p (PCl ) / (PCl )/ (Cl )/ 5 3 2 = 27.2 (2) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 新平衡浓度/(mol·L 1 ) 0.10 + y 0.25 y 0.25 + y 2 0.10 Kc = (0.10 ) (0.25 )(0.30 ) y y y mol·L 1 = 0.62mol· L 1 (T 不变, Kc 不变) y =0.01 mol·L 1, (PCl5) = 68% (3) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 平衡浓度/(mol·L 1 ) 0.35 z z 0.050 + z Kc = z z z 0.35 (0.050 ) = 0.62 mol·L 1 z = 0.24 mol·L 1, (PCl5) = 68% 比较(2)、(3)结果,说明最终浓度及转化率只与始、终态有关,与加入过程无关。 14.解: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡浓度/(mol·L 1 ) 1.0 0.50 0.50 Kc = 3 2 2 2 3 (N ) (H ) (NH ) c c c = 1 2 2.0(mol·L ) 若使 N2的平衡浓度增加到 1.2mol· L 1,设需从容器中取走 x 摩尔的 H2。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 新平衡浓度/(mol·L 1 ) 1.2 0.50+(30.2) x 0.5020.20 Kc = 1 2 3 2 (mol·L ) 1.2 (0.50 3 02 ) (0.50 2 0.20) x = 1 2 2.0(mol·L ) x =0.94 15. 解:(1)α (CO)=61.5%;(2)α (CO)=86.5%; (3)说明增加反应物中某一物质浓度可 提高另一物质的转化率;增加反应物浓度,平衡向生成物方向移动。 16.解: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) 平衡分压/kPa 10179.2 = 21.8 286 79.2/2 = 246 79.2 K (673K)= p p p p p p (NO)/ (O )/ (NO )/ 2 2 2 2 = 5.36
△,G9=-2.303RTgKe,△,G(673K0=-9.39kJ·mol 17.解: △,G8(298.15K0=-95278.54J·mo1 △,G9(298.15K0=△,H9(298.15K0-298.15K·△,S9(298.15K0 △,S8(298.15K0=9.97J·o1.K,△,G(500K0¥-97292J·mo1- lgK9(500K)=0.16,故K9(500K)=1.4x10 T或者n号≈4H829815张2-工,Ke5000=h410° 18.解:因△,G9(298.15K)=A,G9(1)+A,G号(2)=-213.0k灯·o1<0,说明该耦 合反应在上述条件可自发进行。 第3章酸碱反应和沉淀反应习题参考答案 解:(1)pl-1gc0H)=12.00 (2)0.050mol1·L0Ac溶液中 HOAc 产F+0Ac c/(mol·L)0.050-x c(的=9.5×10mol·L pH=-1gc)=3.02 2.解:(1)pH=1.00c)=0.10mo1L pH=2.00c(=0.010mol·L 等体积混合后:c(=(0.10mo1·L+0.010mo1·L)/2=0.055mo1·L H=-1gc0m=1.26 (2)H=2.00c(的=0.010mol·L pH=13.00p0H=14.00-13.00=1.00,c(0F)=0.10mo1·L 等体积混合后:cH)=0.010mol-上=0.0050m01.L 40Hr)=010mo1-.E-0.050mol.L 2 酸碱中和后:+0一0 c(0D=0.045mol·L pH=12.65 3.解:正常状态时 H=7.35 c)=4.5×10mol·L pH=7.45c))=3.5×10o1·L 患病时 pH=5.90 c)=1.2×10olL 1.2×106mol-L 45x108m0l-L-27 80a-4
rGm = 2.303RT lgK , rGm (673 K) = 9.39 kJ·mol1 17.解: rGm (298.15 K) = 95278.54 J·mol1 rGm (298.15 K) = rH m (298.15 K) 298.15 K· rSm (298.15 K) rSm (298.15 K) = 9.97 J·mol1·K 1, rGm (500 K) ≈97292 J·mol1 lg K (500 K) = 0.16, 故 (500K) K =1.41010 或者 1 2 ln K K ≈ R H m (298.15K) r 1 2 2 1 T T T T , K (500 K) = 1.41010 18.解:因 rGm (298.15 K) = rGm (1) + rGm (2) = 213.0 kJ·mol1 <0, 说明该耦 合反应在上述条件可自发进行。 第 3 章 酸碱反应和沉淀反应 习题参考答案 解:(1)pH=-lg c(H+ )=12.00 (2)0.050mol·L -1 HOAc 溶液中, HOAc H + + OAcc 平/(mol·L -1 ) 0.050-x x x 5 1.8 10 0.050 x x x (HOAc) (H ) (OAc ) K c c c a c(H+ ) = 9.5×10-4 mol·L -1 pH = -lg c(H+ ) = 3.02 2.解:(1)pH = 1.00 c(H+ ) = 0.10mol·L -1 pH = 2.00 c(H+ ) = 0.010mol·L -1 等体积混合后:c(H+ ) =(0.10mol·L -1 +0.010mol·L -1)/2 = 0.055 mol·L -1 pH = -lgc(H+ ) = 1.26 (2)pH = 2.00 c(H+ ) = 0.010mol·L -1 pH = 13.00 pOH = 14.00-13.00 = 1.00, c(OH- ) = 0.10mol·L -1 等体积混合后: -1 0.010mol L -1 (H ) 0.0050mol L 2 c -1 - -1 0.10mol L (OH ) 0.050mol L 2 c 酸碱中和后:H + + OH- → H2O c(OH- ) = 0.045mol·L -1 pH =12.65 3.解:正常状态时 pH = 7.35 c(H+ ) = 4.5×10-8 mol·L -1 pH = 7.45 c(H+ ) = 3.5×10-8 mol·L -1 患病时 pH = 5.90 c(H+ ) = 1.2×10-6 mol·L -1 27 4.5 10 mol L 1.2 10 mol L -8 -1 -6 -1 34 3.5 10 mol L 1.2 10 mol L -8 -1 -6 -1
患此种疾病的人血液中c()为正常状态的27~34倍。 4.解:一元弱酸HA,DH=2.77c0)=L.7×10ol·L +A c*/(mol1·L0.10-1.7×1031.7×1031.7×10 17×10-32 C(HA) 1.7×10-3 a ×1009%=1.7% 0.10 5.解:溶液的pH=9.00, c()=1.0×10molL 故c(0D=1.0×10o1L 假设在1.0L0.10mol·L氨水中加入xolN,C1(s). NH·H0==NH'+OHf cx/(mol.L) 0.10-1.0×10 x+1.0×10°1.0×10 CONHC(OH)(M) C(NHHO) x+1.0x10-51.0x10-5 0.10-1.0×10-5 -1.8×105 x=0.18 应加入NHC1固体的质量为:0.18mo1·L×1L×53.5g·mo1=9.6g 6.解:设解离产生的r浓度为xmol·L,则 HOAc =H+OAc" c*/(ol·L 0.078-x x0.74+X C(HC(OAC)(HOA) C(HOAc) 82=1xio3,x1.9x10,调-gcm52 向此溶液通入0.10 molHC1气体,则发生如下反应: NaOAc+HCI→NaC1+HOAc 反应后:cH0Ac)=0.18ol·L,c(0Ac)=0.64mol·L 设产生的H变为x'mo1,L,则 HOAc H+OAc" c*/(mol·L) 0.18-x' x’0.64+x (0.64+x)X=1.8×10 0.18-x x'=5.1×10,pH=5.30 △(p=5.30-5.72=-0.42 7.解:(1)设C1水解产生的f为xmol·L,则 NH+H.0 ·0+ c年/(mo1·L) 0.010-x X
患此种疾病的人血液中 c(H+ )为正常状态的 27~34 倍。 4.解:一元弱酸 HA,pH=2.77 c(H+ )=1.7×10-3 mol·L -1 HA H + + Ac 平/(mol·L -1 ) 0.10-1.7×10-3 1.7×10-3 1.7×10-3 3 2 5 3 (H ) (A ) (1.7 10 ) 2.9 10 (HA) 0.10 1.7 10 a c c K c α = 100% 1.7% 0.10 1.7 10 3 5.解:溶液的 pH = 9.00, c(H+ ) = 1.0×10-9 mol·L -1 故 c(OH- ) = 1.0×10-5 mol·L -1 假设在 1.0 L 0.10 mol·L -1氨水中加入 x mol NH4Cl(s)。 NH3·H2O NH4 + + OHc 平/(mol·L -1 ) 0.10-1.0×10-5 x+1.0×10-5 1.0×10-5 (NH ) (OH ) 4 (NH H O) 3 2 (NH H O) 3 2 Kb c c c 5 5 5 5 1.8 10 0.10 1.0 10 ( 1.0 10 )1.0 10 x x = 0.18 应加入 NH4Cl 固体的质量为: 0.18mol·L -1×1L×53.5g·mol-1 = 9.6g 6.解:设解离产生的 H +浓度为 x mol·L -1,则 HOAc H + + OAcc 平/(mol·L -1 ) 0.078-x x 0.74+x (H ) (OAc ) (HOAc) (HOAc) Ka c c c 5 1.8 10 0.078 0.74 x ,x = 1.9×10-6 ,pH = -lg c(H+ ) = 5.72 向此溶液通入 0.10molHCl 气体,则发生如下反应: NaOAc + HCl → NaCl + HOAc 反应后:c(HOAc) = 0.18 mol·L -1,c(OAc- ) = 0.64 mol·L -1 设产生的 H +变为 x’mol·L -1,则 HOAc H + + OAcc 平/(mol·L -1 ) 0.18-x’ x’ 0.64+x’ 5 (0.64 x')x' 1.8 10 0.18 x' x’ = 5.1×10-6,pH =5.30 Δ (pH) = 5.30-5.72 = -0.42 7. 解:(1)设 NH4Cl 水解产生的 H +为 x mol·L -1,则 NH4 + + H2O NH3·H2O + H+ c 平/(mol·L -1 ) 0.010-x x x
K2=(NH,H,O)c(H) c(NH:) NH,-H.056x10 000-5610-0 x=2.4×10,pH=5.62 (2)设NaCN水解生成的r为xol·L,则 CN+H0 =HCN 0H c+/(mol.L) 0.10-x C(CN) x=1.3×10,H=11.11 8.解:(1)K'HC10)=2.9×10:(2)K°(AgI)=8.51X107 9.解:(1)设Caf,在纯水中的溶解度()为xmol·L。因为Ca,为难溶强电解质,且基本上 不水解,所以在CaF:饱和溶液中: Caf,(s)=Ca+2F c/(mol.L) 2x (c(Ca"))(c(F))=K (CaFa) x=1.1×103 (2)设CaP:在1.0×10ol·L"aF溶液中的溶解度(s)为ymol·L. CaF2 (s) +2F c*/(mol·L) 2y+1.0×10 {c(Ca)}·(c(F}2=Km°(CaF) (3)设CaF:在1.0×102mol·L℃aC12溶液中的溶解度(9)为zmol·L。 CaFa (s)=Ca+2F 1.0X10+z (e(Ca)).(c(F)=K (CaF) (z+1.0×10(2z2=5.2×10 2=3.6×10 7.解:溶液混合后有关物质的浓度为: HA+0广 >A”+H0 c/(mol·L) 50.0×0.10 20.0x0.10 200 .10 0. 设c(的=Xmol·L,则弱酸HA,弱酸根A及氢离子F的平衡浓度表示为: HA A十 c/(mol·L) 500x0.10-200x010-¥ 100.0 20.0×0.10+x×x 100.0 pH=5.00=-1gx,x=1.00×10mol·L 代入弱酸的解离平衡常数表示式:
3 2 10 4 3 2 ( NH H O) (H ) 5.6 10 (NH ) NH H O) w h b c c K K c K ( 10 5.6 10 0.010 x xx x = 2.4×10-6,pH = 5.62 (2)设 NaCN 水解生成的 H +为 x’mol·L -1,则 CN- + H2O HCN + OHc 平/(mol·L -1 ) 0.10-x’ x’ x’ - (HCN) (OH ) - (CN ) c c K h c x` = 1.3×10-3,pH = 11.11 8.解:(1)Ka i (HClO)= 2.9×10-8;(2)Ksp θ (AgI) = 8.51×10-17 9.解:(1)设 CaF2在纯水中的溶解度(s)为 x mol·L -1。因为 CaF2为难溶强电解质,且基本上 不水解,所以在 CaF2饱和溶液中: CaF2 (s) Ca2+ + 2Fc 平/(mol·L -1 ) x 2x {c(Ca2+)}·{c(F - )} 2 = Ksp θ (CaF2) x = 1.1×10-3 (2)设 CaF2在 1.0×10-2 mol·L -1 NaF 溶液中的溶解度(s)为 y mol·L -1。 CaF2 (s) Ca2+ + 2Fc 平/(mol·L -1 ) y 2y+1.0×10-2 {c(Ca2+)}·{c(F - )}2 = Ksp θ (CaF2) y(2y+1.0×10-2 ) 2 = 5.2×10-9 y = 5.2×10-5 (3)设 CaF2在 1.0×10-2 mol·L -1 CaCl2溶液中的溶解度(s)为 z mol·L -1。 CaF2(s) Ca2+ + 2Fc 平/(mol·L -1 ) 1.0×10-2 +z 2z {c(Ca2+)}·{c(F - )}2 = Ksp θ (CaF2) (z+1.0×10-2 )(2z)2 = 5.2×10-9 z = 3.6×10-4 7.解:溶液混合后有关物质的浓度为: HA + OH- A - + H2O c/(mol·L -1 ) 100.0 50.0 0.10 20.0 0.10 100.0 20.0 0.10 设 c(H+ ) = xmol·L -1,则弱酸 HA,弱酸根 A -及氢离子 H +的平衡浓度表示为: HA A - + H+ c 平/(mol·L -1 ) x 100.0 50.0 0.10 20.0 0.10 x 100.0 20.0 0.10 x pH = 5.00 = -lg x,x = 1.00×10-5 mol·L -1 代入弱酸 HA 的解离平衡常数表示式:
K(HA)-A)H) 200x010+-x 100.0 c(HA) 50.0x0.10-200×0.10-) 100.0 20.0×0.10 -(1.00×10-5) 100.0 (近似计算) 30.0x010 100.0 =6.67×106 10.解:(1)由题意可知:c0Mg)=0.050mo1·L 当cMg·{c(O>Kg(Om)时开始有Mg(Om:沉淀出 c(OH)> K (Mg(OH)2) 1 c(Mg*) 5.61×10-12 =5.0x102 =1.0x105mol-L (2){c(A1}·{c(O)}2=4.0×102>°(A1(0m),所以还有A1可被沉淀出。 c(Fe"}·{c(0H)】'=2.0×10>°(Fe(Om,),所以还有Fe"可被沉淀出。 11.解:Cd+ca(Om 3Ca+Cd0H0,】 Cd(0m:(s)Cd°+20H K,°=7.2X10 若使cC(14.00-p0m=10.0 12.解:(1)混合后:c)=0.0010molL cNH·0)=0.050mol·L 设0H浓度为xmol·L H·0=H+0F c/(mol.L) 0.050-x 0.050-x=1.8×10 x=9.0×10,即{c(0H2=9.0×10 {c0Mn}·{c(0)}2=9.0X10>k°GMn(0m)=1.9×10 所以能生成M(OD2沉淀。 (2)己知N)S0,的相对分子质量为132.15 c(0N,s0)=04g5x100ol1.L=0.25ao1-L c(0NH)=0.50mo1·L 设0H浓度为xmol·L
(近似计算) 20.0 0.10 ( ) (A ) (H ) 100.0 (HA) (HA) 50.0 0.10 20.0 0.10 ( ) 100.0 20.0 0.10 5 ( ) (1.00 10 ) 100.0 30.0 0.10 ( ) 100.0 6 6.67 10 x x c c a c x K 10.解:(1)由题意可知:c(Mg2+) = 0.050 mol·L -1 当 c(Mg2+)·{c(OH- )}2>Ksp θ (Mg(OH)2)时开始有 Mg(OH)2沉淀出。 - 2 2+ 12 2 5 -1 (Mg(OH) ) (OH ) (Mg ) 5.61 10 5.0 10 1.0 10 mol L Ksp c c > (2){c(Al3+)}·{c(OH- )}3 = 4.0×10-22>Ksp θ (Al(OH)3),所以还有 Al3+可被沉淀出。 c(Fe3+)}·{c(OH- )}3 = 2.0×10-22>Ksp θ (Fe(OH)3),所以还有 Fe3+可被沉淀出。 11.解: Cd2+ + Ca(OH)2 Ca2+ + Cd(OH)2↓ Cd(OH)2(s) Cd2+ + 2OH- Ksp θ =7.2×10-15 若使 c(Cd2+)<0.10mg·L -1 = 4 -1 -1 1.0 10 g L 112.41g mol =8.9×10-7 mol·L -1 15 - 2 2+ 7 5 -1 (Cd(OH) ) 7.2 10 (OH ) (Cd )/ 8.9 10 9.0 10 mol L K sp c c c > pH>(14.00-pOH) = 10.0 12.解:(1)混合后:c(Mn2+) = 0.0010mol·L -1 c(NH3·H2O) = 0.050 mol·L -1 设 OH-浓度为 x mol·L -1 NH3·H2O NH4 + + OHc 平/(mol·L -1 ) 0.050-x x x 2 5 1.8 10 0.050 x x x 2 = 9.0×10-7,即 {c(OH- )}2 = 9.0×10-7 {c(Mn2+)}·{c(OH- )}2 =9.0×10-10>Ksp θ (Mn(OH)2) =1.9×10-13 所以能生成 Mn(OH)2沉淀。 (2)已知(NH4)2SO4的相对分子质量为 132.15 c((NH4)2SO4) = 0.495 1000 132.15 15 mol·L -1 = 0.25mol·L -1 c(NH4 - ) = 0.50 mol·L -1 设 OH-浓度为 x mol·L -1
NH·0NH+OH c/(mol.L") 0.050-x0.50+x C((OH)=K(NH,H,O) c(NH,H,O) (0.50+x=1.8×10 0.050-x 0.50x 0.050=1.8×10 x=1.8×10 c(0=.8×10molL {ch)}·{c(O}2=3.2×10K(Ag:S0)120x10 (c(Ag)) -mol.L 010)2 =1.2×10-3molL 故BaSO,先沉淀。 当Ag开始沉淀时,c(Ba K(Fe(OH),) c(Fe") 2.79×10 =1.0x10 -mol.L =6.5×10mol-L pH=2.81 若使0.10mo1·LMgC1:溶液不生成g(0m:沉淀,此时c(OD最大值为 (OH)(Mg(OH),) c(Mg") =61x10 mol.L 0.10 =7.5×106mol-L pH=8.88 所以若达到上述目的,应控制281<<8.88 15.解:(1)P%(Om:、Cr(O):开始析出所需c(O)的最低为
NH3·H2O NH4 + + OHc 平/(mol·L -1 ) 0.050-x 0.50+x x + - 4 3 2 3 2 5 (NH ) (OH ) (NH H O) (NH H O) (0.50 ) 1.8 10 0.050 b c c K c x x x 0.50 5 1.8 10 0.050 x x=1.8×10-6 c(OH- )=1.8×10-6 mol·L -1 {c(Mn2+)}·{c(OH- )}2 = 3.2×10-15<Ksp θ (Mn(OH)2),所以不能生成 Mn(OH)2沉淀。 13.解:使 BaSO4沉淀所需 10 2- -1 4 4 2+ 9 -1 (BaSO ) 1.08 10 (SO ) mol L (Ba ) 0.10 1.08 10 mol L K sp c c > Ag2SO4沉淀所需 5 2- -1 2 4 4 + 2 2 3 -1 (Ag SO ) 1.20 10 (SO ) mol L (Ag ) (0.10) 1.2 10 mol L K sp c c > { } 故 BaSO4先沉淀。 当 Ag+开始沉淀时,c(Ba2+)< 10 3 1.08 10 1.2 10 <10-5 mol·L -1 故此时 Ba2+已沉淀完全。即可用加入 Na2SO4方法分离 Ba2+和 Ag+。 14.解:Fe3+沉淀完全时,c(OH- )的最小值为 3 - 3 3+ 39 -1 5 12 -1 (Fe(OH) ) (OH ) (Fe ) 2.79 10 mol L 1.0 10 6.5 10 mol L Ksp c c 3 > pH = 2.81 若使 0.10 mol·L -1 MgCl2溶液不生成 Mg(OH)2沉淀,此时 c(OH- )最大值为 - 2 2+ 12 -1 6 -1 (Mg(OH) ) (OH ) (Mg ) 5.61 10 mol L 0.10 7.5 10 mol L Ksp c c > pH = 8.88 所以若达到上述目的,应控制 2.81<pH<8.88。 15.解:(1)Pb(OH)2、Cr(OH)3开始析出所需 c(OH- )的最低为