无机化学课件例题

1某种碳氢化合物的蒸气，在100C及101.325kPa时，测得其密度p=2.55gL-1;由化学分析结果知该化合物中碳原子数与氢原子数之比为1:1。试确定该化合物的分子式。解：设该化合物的摩尔质量为M,质量为m。由理想气体状态方程得：、，mf〒pVRTM故：MmRT'RT2.55gL-18.315kPaLmol-1K-1373.15K1VI———pVp101.325kPa-1=77.9gmol因为碳原子数与氢原子数之比为1:1,设该化合物分子式为(CH)x,得:M=x[M(C)+M(H)]=x(12.0gmol-1+1.01gmol-1)解得：x=6故该化合物的分子式为C6H6。2、在25C和p=99.43kPa压力下，利用排水集气法收集氢气V=0.40L。计算在同样温度和压力下，用分子筛除去水分后所得干燥氢气的体积V(H2)'和氢气物质的量n(H2)。已知25C时水的饱和蒸气压p(H20)=3.17kPa。解：根据分压定律可得混合物中氢气的分压力：p(H2)=p-p(H20)=99.43kPa-3.17kPa=96.26kPa设经干燥后氢气的压力为p(H2)'。因为p(H2)V(H2)=p(H2)'V(H2)'得干燥后氢气的体积V(H2)'V(H2)'P(H2)V(H2)p(H2)'96.26kPa0.400L99.43kPa=0.387Ln(H2)P(H2)'V(H2)'RT99.43kPa汇0.387L~8.315kPaLmol-1K-1(273.1525)K=1.55102molTOC\o"1-5"\h\z3、50mL的02通过多孔性的隔膜扩散需要20s,20mL另一种气体通过该膜则需要10s,求这种气体的摩尔质量。解:由气体扩散定律u^_MB，可得：Uo2_50/20_M7HYPERLINK"bookmark24"\o"CurrentDocument"Ub\Maux20/10:32解得：Mx=50(gmol-1)4、分别按理想气体状态方程和范德华方程式计算1.50molSO2(g)在30C下占有20.0L体积时的压力，并比较两者的相对误差。如果体积减小到2.00L,其相对误差又是多少？解：已知T=303K,V=20.0L,n=1.50mol根据理想气体状态方程式可得：11nRT1.50mol8.314kPaLmolK303Kp.189kPaV20.0L由 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 查得SO2的a=0.6803Pam6-mol-2,b=0.5636x10-4m3mol-1再由范德华方程式可得:nRTan2p22~V-nbV21.50mol8.314kPaLmol-1K，303K20.0L—1.50mol0.05636LmolJ0.6803103kPaL2mol，(1.50mol)2(20.0L)2=189.7kPa-3.8kPa=185.9kPa_p2189-185.912100%=1.7%P2当体积压缩至2。0L时，同理可得:p—^」50^18.314kPaLmol」K」303K=1890kPaV2an22.0LnRTP2_V-nbV185.9111.50mol8.314kPaLmolK303K2.0L-1.50mol0.05636LmolJ0.6803103kPaL2mol(1.50mol)2(2.0L)2=1972.7kPa-382.7kPa=1590kPaP，7P2=1890-1590100%=18.9%p21590由此可见，压力越大，用理想气体状态方程计算的结果偏差也越大。5、采用减压蒸馏法精制苯酚。已知苯酚的正常沸点为455.1K，若外压为13.53kPa，则此时苯酚的沸点为多少？已知△Hm（苯酚）=48.139kJmol-1解：由题意可知：p1=101.3kPa,p2=13.53kPa,R=8.314Jmol-1代入克劳修斯-克拉贝龙方程p2lg—P1△Hm（苯酚）=48.139kJmol-1,K-1,T1=455.1KH（1丄）-2.303R（t/t2）可得：,13.5348139“11g101.32.3038.314(455.1T2T2=392.2K6、选择题（1）同温同压下，气体某组分的摩尔分数与体积分数在数值上的关系是（）成正比b.相等c.成反比d.既不相等也不成比例，但有一定关系（2）下面五种关于物质状态性质的说法中，正确的是（）水的三相点温度与水的冰点是一致的，即OoC在大气中，只要温度相同，水蒸气压也相同在葡萄糖饱和水溶液、葡萄糖晶体、冰、水蒸气、氧气和氮气组成的系统中，有五个相物质除了气、液、固三种状态外，还可能以其它的状态存在。（3）对一定量的混合气体，下面各种说法中，不正确的是（）恒压下，温度变化时各组分的体积分数不变恒温下，压力变化时各组分的分压不变恒容下，温度变化时各组分的分体积不变温度和体积都变化时，各组分的摩尔分数不变。答案：（1）b（2）d（3）b7、已知65oC时水的饱和蒸气压为25.0kPa。该温度下和100kPa下，令10.0L干燥空气缓慢地通过水，并收集之。试求：（1）被水蒸气所饱和的空气体积为多少？（2）被空气带已知压力锅内，水的蒸气压力可达到的蒸发热=40.67kJmol-1）。2解：由「卫2P1lg_H(112.303R(T1T2可得:走的水的质量为多少？解：（1）因空气的n和系统的T不变，所以p1(空)?V仁p2(空)?V2一100kPa"0.0LV213.3L(100-25.0)kPa（2）被空气带走的水的质量为m(H2O)」(H2O)P(H2O)V2RT_18.0g[mol七25.0kPa"3.3L_2一8.315kPaLL_mol」_K—1338K一.g340.67103lg15011()101.3252.3038.314373.15T,T2=384.7K9、某一WB=1.00%的水溶液，测得其凝固点为273.05K。计算该溶液中溶质的摩尔质量。KEb所以：M^mATf由于该溶液浓度较小，所以故：MB=mA+mB~mA，即mB/mA~1.0%1,86KIHgmo|-1?1-00%=0.186kg?mo|-1273.15K-273.05K解：根据公式：Tf5.8%NaCI溶液产生的渗透压接近于()。(a)5.8%蔗糖溶液(b)5.8%的HAc溶液(c)2.0molkg-1蔗糖溶液(d)1.0molkg-1葡萄糖溶液在0C的100gKCI溶液中，加入重量为100g的冰，一段时间后，混合液中冰的质量为()。(a)大于100g(b)小于100g(c)等于100g(d)不能确定参考答案：1.c2.b10、相对分子量为120的弱酸HA3.00g溶于100g水中，在101.325kPa下测得其沸点为100.18C。求此弱酸溶液的解离度。解：b(B).：Tb=79-78.3=0.70K.：Tb=Kbb(B)M=331.4.：Tb=78.6-78.3=0.30K.：Tb=Kbb(B)所以，M=254.0而碘的原子量为127,1000.25molLkg，1201000：Tb=0.512b(B).b(B)0180.35molLkg，0.512:=b(B)_b(B)100%=0.35-°.25100%=40%b(B)0.2511、考虑到乙醇的沸点78.3C和Kb=1.16，解下列各题：(1)由20g某物质与100g乙醇组成的溶液在79C时沸腾，计算该物质的相对分子量；(2)由6.57g碘溶于100g乙醇的溶液，在78.6C时沸腾，那么在溶解状态下碘以什么形态存在的(碘的相对原子量为127)?解：由此可推出碘是以I2的形式溶解于乙醇中的。Kb=1.16b(B)=200/M0.70=1.16200/MKb=1.16b(B)=65.7/M0.30=1.1665.7/M12、1mol的火箭燃料联苯N2H4(l),在298.15K和定容条件下燃烧生成N2(g)和H2O(l),总共放出662kJ的热量。求该反应的△H和厶U。解：由题意，反应为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)定容条件下，该反应放热662kJ，即Qv=△U=—662(kJ)由公式△H=△U+△nRT=—662+(1—1)X8.314X298.15X10-3=—662(kJ)13、在298.15K时，在弹式量热计(体积不变)中，将5.0g液态苯完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放热209.2kJ。计算该反应的也rUm和irHm。解：2C6H6(I)+1502(g)=12CO2(g)+6H2O(I)5.0209.2(QV)156：rUm所以.『Um=-209.2156/5.0=-6527.0kJmol-1•.rHm=LrUm+、.[RT=[-6527.0+(12-15)8.3142980.001]-1=-6534.4kJmol-14、已知乙醇的MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714201209733_0摩尔燃烧焓为-1366.95Jmol-1,求乙醇的标准摩尔生成焓。CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)解：查表得，e.fH(CO2)=-393.5kJmol-1e.：fH(H2O)=-285.8kJmol-1eeee.：rHm=2.fH(CO2)+3.fH(H2O)-.：fH(CH3CH2OH)eeee.fH(CH3CH2OH)=2.:fH(CO2)+3.：fH(H2O)-：rHm=2(-393.5)+3(-285.8)-(-1366.95)=-277.45kJmol-115、已知C2H5OH(l)C2H5OH(g)eSm(JK-1mol-1)161282efHm(kJmol-1)-277.6-235.3求：1.在298.15K和标准态下，C2H5OH(l)能否自发转变成C2H5OH(g)?在373K和标准态下，C2H5OH(l)能否自发转变成C2H5OH(g)?估计乙醇的沸点。e解：(1)；『Hm=-235.3-(-277.6)=42.3kJmol-1•e.:rSm=282-161=121.0JK-1mol-1e.e.e-rGm=-rHm-T-rSm=42.3-(298121.0)/1000=6.2kJmol-1>0故不能自发转变。e.：rGm=42.3-(373121)/1000=-2.8kJmol-1<0故能自发转变。e沸腾时二rGm=0eeT=■：rHm/■：rSm=(42.31000)/121=350K(实际为351K)。16、通过计算说明反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)自发进行的最低温度。解：查表并将数据代入有关公式：△rH：(298.15K)=迟vbAfH(B)B=△fH：(CaO,s)+△fH：(CO2,g)—AfH：(CaCO3,s)(-635.09)•(-393.51)-(-1206.9)=178.3(kJmol」)△£(298.15K)=瓦vbS(B)B=S：(CaO,s)+S：(CO2,g)-S^(CaCOs,s)=39.75213.6-92.9=160.45(JK°mo「)由公式T，T最低rGme=rHme-TrSmeA『H；178.3<1000JmolJL一—r胃〒厂=1111.25KAr&160.45JK-mol选择题1.25C时，NaCI在水中的溶解度约为6mol/L，若在1升水中加入ImolNaCI，则其溶解的过程为：G>0，S>0B.G<0，S>0C.G>0,S<0D.G<0,S<02.下列反应中哪一个的熵值变化最大：C(s)+O2(g)=CO2(g)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)CaSO4(s)+2H2O(l)=CaSO4.2H2O(s)3.反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)在25C时是自发的，其逆反应在高温下变为自发，这意味:A.H为+,S为+BC.H为一，S为一D.AgCl(s)的fGm为-110.4kJ/mol,反应-110.4x2kJ/molB.C.+110.4kJ/molD..对于放热反应H2(g)+1/2O2A.Qp=QvB.Qp>QvC..已知下列数据：A+B=C+DC+D=E则反应A+B=E的rHm为：A.+5kJ/molB.-5kJ/molH为+,S为一H为一，S为+g2AgCl(s)=2Ag(s)+Cl2(g)的rGm为:-110.4kJ/mol+110.4x2kJ/mol(g)=H2O(g),Qp与Qv关系是Qp25.3%B.<25.3%C.=25.3%D.无法确定PCI5的分解反应是PCI5=PCI3+CI2，在2000C达平衡时PCI5有48.5%分解，在3000C达到平衡时，有97%分解。则此反应为。A.放热反应B.吸热反应即不吸热也不放热D.无法确定对于某一可逆反应：C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)rHm>0下列说法是否正确？为什么？A、由于K=P(C°)/Pp(H;)/P®随着正反应的进行，p(H2O)不断减少，p(CO)、p(H2)不断增加，所以，P(H2°)/p"Ke也不断增大。B、提高温度，可使正反应速率增加，逆反应速率减少，所以能加快反应向正向进行。C、由于反应前后分子总数相等，所以增加压力对平衡没有影响。D、加入正催化剂可使正反应速率增加，故可使平衡向正方向移动。19、(以下都是标准状态)为除去氮气中的杂质氧气，将氮气在100kPa下通过6000C的铜粉进行脱氧：2Cu(s)+?O2(g)=Cu2O(s)若气流缓慢地使反应达到平衡，求经过纯化后在氮气中残余氧的体积百分数。已知：298K时Cu2O(s)Cu(s)O2(g)fHm/kJmol-1-169.000S/Jmol-1K-193.333.0205.03解：.：rHm=-169.0kJmol-1.：rSm=93.3-233.0-0.5205.03=-75.2Jmol-1•K-1所以，873K时的.：rGm=-169.0-(-75.20.001)873=-103.4kJmol-1又因为.：rGm=-RTInK-103.41000=-8.314873InKK=1.53106又因K=(p°2/p)-0.5所以p°2/p=(K)-2=4.310-13=VO2/V总残余氧的体积百分数为4.3D0-1120、(以下都在标准状态)Na2SO4.10H2O的风化作用可用反应Na2SO4.10H2O(S)=Na2SO4(S)+10H2O(g)来表示。求：(1)298K时该反应的△rG和K。(2)在298K和空气相对湿度为60%时，Na2SO4.10H2O是否风化?已知：Na2SO4.10H2O(S)=Na2SO4(S)+10H2O(g)△fGm(kJ/moI)-3644-1267-228.6解：(1)ArG0=△fG®(Na2SO4)皿fG®(H2O)-AfG®(NazSOQOH2O)=-126710(-228.6)-(£644)=91kJmol--ArG—911000“re36.73RT8.315298所以,K®=1.121016InK(2)p(H2。)=3.1760%=1.90kPa10100施1310」80p丿因为Q:::K0,反应正向进行，所以NazSOjjOHzO会风化。或AGRTlnQ=918.31510J298ln需-""。宀:0所以，NazSOjjOHzO会风化。21、计算298.15K时，0.100mol|_L，H2CO3溶液中的H3O+、H2CO3、浓度以及溶液的pH。HCO3~CO和OH-解K；(H2CQ)=4.4710-7LK0(H2CO3)=4.6810-11K；(H2CO3)L磴=1310虽因为：00%)0.10=2.23105500K；(H2CO3)4.47X10丄所以：c(H)=K；(H2CO3)L(c°/c0)mo1LL；\4.47—10"—0.100molLL_1c(H+)=c(HCOQ=6.6910'molL」pH=-lg[c(H)/c0]=4.17=6.6910JmolLL‘c(H2COQ0.100mol「CO；-是在第二步解离中产生的，设其浓度为yHCO3laq)+H2。(1)[㈡平衡浓度/(molLL)6.6910°-yK；(H2CO3)=4.6810」1[c(H)/c°][c(CO3h/c°]c(HCO訂/c°H3O(aq)+COf-(aq)6.6910*+yy5(6.6910y)y一6.6910』-y因为y很小，贝V6.69勺0^±y^6.69X10$y=K0(H2CC3^4.681041所以c(CO3j=K0(H2CO3)=4.6810J1molOH一来自H2O的解离平衡，设其浓度为z[c(H)/c0][c(OHJ/c0]=(6.6910冷z=1.01044z1.5010一10c(OHJ=1.5O1O'0molL_L‘在仅含二元弱酸H2A的溶液中，Ka19>Ka29时，二元酸根离子的浓度可为:c(A2J：K0(H2A)molL-1H2O,问有无22、在10mL0.10molL-1MgSO4溶液中加入10mL0.10molL-1NH3・Mg(OH)2沉淀生成？解：由于等体积混合，所以各物质的浓度均减小一半，即1-1-2-1c(Mg2+)=0.10molL5.010molL21-1-2-1c(NH3H2O)=-0.10molL5.010molL2设混合后c(OH-)=xmolL-1平衡浓度/(molL-1)N.05-3xH2OQNH4xOH-x+©-©Kb©(NH3H2O)」c(NH4)/c][c(OH)/c]©[c(NH3H2O)/c]=0.05/1.78x10-5>500，所以2xc(K^©)则1.7810-5x=9.43x10-40.05c(OH-)=9.43x10-4molL-1Q=c(Mg2+)c(OH-)2/(c©)3=0.05x(9.43x10-4)2=4.45x10-8>KSP(Mg(OH)2)=5.61x10-12有Mg(OH)2沉淀生成。因为0.05-x~0.0523、先将1L浓度为0.6molL-1氨水和1L浓度为入1L浓度为0.6molL-1乙二胺，并使其充分混合。[Ni(en)3]2+的浓度以及NH3和乙二胺的浓度比。解：0.06molL-1NiS04溶液混合，然后再加试求反应达到平衡时，[Ni(NH3)6]2+和查表得，K©f([Ni(en)3]2+)=1.9x1018,K©f([Ni(NH3)6]2+)=7.9x108[Ni(NH3)6]2++3en[Ni(en)3]2++6NH3_c([Ni(en))/c©[c(NH3)/c©]6c(Ni2)/c©c([Ni(NH3)6]2)/c©[c(en)/c©]3c(Ni2)/c©K©([Ni(en)3]2)K©([Ni(NH3)6]2)48=2.41097.910设[Ni(NH3)6]2+平衡时的浓度为xmol-L-1,则[Ni(en)3]2+平衡时的浓度为：0.06molL」1L…」x:0.02molL3L代入平衡关系式”0.02c©[(0.2-6x)c©]60.02c©(0.2c©)6(xc©)[(0.143x)c©]3x=1.2x10-11molL-1c(NH3)/c(en)=0.2/0.14=1.43K—-_gc&-_©:_©3—2.4汉10解得因而(xc)(0.14c)pH=7.40的磷酸盐缓冲溶液?24、如何配制解：磷酸是三元弱酸，从附表四中查出相应的K©值3Ka1(H3PO4)=6.9210K；(H3P°4)=6.1710$心帖04)=4.7910"pK；(H3PO4)=2.16pK；(H3PO4)=7.21pKa3(H3PO4)=12.32因为pK©与要求的PH最接近，所以最适宜的缓冲对是H2PO「-HPO2。因此，按n(H2PO4)：n(HPO：)=065:1的物质的量关系，将NaH2PO4和Na2HPO4溶解在水中。如将0.065molNa2HPO4和0.10molNaH2PO4溶解在足量的水中配制成1.0L溶液即可。25、已知298.15K时铲(Fe3+/Fe2+)=0771V。求c(Fe)=l.0mol/L,c(Fe)=0.1mol/L解:(1)匚a3+/ac\亠」I匚a2+/ac\=0.771+警©甞〔0.771盟寫2陰0=0.830Vc(Fe3+)=o.imol/L,c(Fe2+)=1.0mol/L时的申(Fe3+/Fe2+)(2)®(Fe3+/Fe2+)=0.771+0.0592lg乔=0.771+0.0592lg10-1=°.712V通过计算可知，当氧化态物质的浓度(对气体是分压)增大或还原态物质的浓度减小时，电极电势升高，氧化态物质在水溶液中的氧化能力增强，还原态物质的还原能力降低。26、课本P220例9-9:由于cl-的加入，生成了氯化银沉淀，溶液中Ag+的主要以Agcl的形式存在，Ag+(aq)的浓度极低，平衡时组成了一个新电极AgCl/Ag，称氯化银电极，该电极的反应：AgCl(s)+eLAg(s)+Cl-(aq)1-㈠c(Cl)/c°「(AgCl/Ag)二°(AgCl/Ag)0.0592lg二由于平衡时c(cl)=1.0mol/L，由AgCl/Ag电极的电极反应可知，这正是AgCl/Ag电极的标准状态。所以此时：(Ag+/Ag)=;：e(AgCl/Ag)=0.2223V即用(AgCl/Ag)二用(Ag+/Ag)0.0592lgK；P(AgCl)从此式可知，这一类电极的标准电极电势除与银电极的有关外，还与生成沉淀的kSp有关。可见，氧化态物质生成沉淀时，生成沉淀KSP的越小，电极电势降低得越多，氧化态的氧化能力减弱，而还原态的还原能力增强，致使金属银可从HI水溶液中置换出H2。相反，如果电对中还原态物质生成沉淀，则沉淀物的KSP越小，它们的标准电极电势就越大。(用相同的方法可以计算出代(AgBr/Ag)、用(AgI/Ag)的值，分别为0.07133V和-0.1522V。)27、今有一含有Cu2+和Fe3+的溶液，根据实际需要，使Fe3+转化为Fe2+，而Cu2+不发生反应，应选用金属铜和Sn2+中哪一种为还原剂？解：查表得护(Fe3+/Fe2+)=0.771V旷(Cu2+/Cu)=0.34197炉(Sn4+/sn2+)=0.151V则/Fe3+..Fe2+>;：eCu2+；‘Cu>;：eSn4\;Sn2+因此Sn2+既可以还原Fe3+,也可以还原Cu2+,而Cu只能还原Fe3+,所以应选择Cu为还原剂。150kPa，计算水在压力锅中的沸腾温度（已知水