无机及分析化学-习题及解答.doc

1、无 机 及 分 析 化 学习题解答严新 徐茂蓉 葛成艳 编第一章 绪论1.1 判断下列误差属于何种误差？在分析过程中，读取滴定管读数时，最后一位数字 n 次读数不一致，对分析结果引起的误差。标定 HCl 溶液用的 NaOH 标准溶液中吸收了 CO2 ,对分析结果所引起的误差。移液管、容量瓶相对体积未校准，由此对分析结果引起的误差。在称量试样时，吸收了少量水分，对结果引起的误差。答： 偶然误差；系统误差中的试剂误差；系统误差中的仪器误差；过失误差1.2 测得 Cu 百分含量为41.64%、41.66%、41.58% 、41.60% 、41.62%、41.63% ，计算测定结果的平均值、平均偏差、

2、相对平均偏差。 （无须舍去数据）解： 41.6%.41.58.60%41.2.6341.2%x =2.210-4 =0.053%idxn0rdx1.3 测定某样品中铁的百分含量，结果如下：30.12%、30.05%、30.07% 、30.05% 、30.06%、30.03% 、30.02% 、30.03%根据 Q 检验法，置信度为 90%时是否有可疑数要舍去，计算分析结果的平均值、标准偏差、变异系数和对应的置信区间。解：排序：30.02%、30.03%、30.03% 、30.05% 、30.05%、30.06% 、30.07% 、30.12%先检验最大值 30.12%： 30.12%.70.5

3、QQ0.9=0.47 0.2，不应舍去， 30.07%应该保留。检验最小值 30.02%， 30.%.20.7QQ0.9=0.510.2，不应舍去， 30.02%应该保留。30.2%.5.3.6.07%3.4X +、=1.810-4 =610-42()1ixSn1sCVx4.8951.030.43.071.4 下列数据分别有几位有效数字？18.77； 4 位0.1877； 4 位0.001877； 4 位0.0187700； 6 位18770； 5 位1.87710 -4 4 位1.5 将下列各数修约到三位有效数字，并用标准指数形式表示。412.523300；73.26510 5；0.0073

4、62540；0.000056412300解：4.1310 2；7.3310 6；7.3610 -3；5.6410 -51.6 根据有效数字的运算规则完成下列计算：35.6 27.38 0.0023632.45+3.8258.768=974.70.07658 33.5381.00810 3 5232.678.961024.610 30.1.5103.910.9825(在首位遇到大于或大于 8 的数时，多保留一位有效数字)1.7 某溶液的 pH=6.53，其 c(H+)为多少？某溶液的 c(H+)=110-7molL-1，其pH 值是多少？解：pH=-lgH +=6.53，H +=3.010-7

5、molL-1； pH=-lgH+=7.0第二章 化学反应的基本原理2.1 计算下列系统的热力学能的变化：系统吸收了 163 kJ 热量，并且对环境作了 394 kJ 功。系统放出 248 kJ 热量，并且环境对系统作了 265 kJ 功。解：U=Q+W=163+(394) = 231kJU=Q+W=( 248) +265 = 17kJ2.2 诺贝尔发明的硝酸甘油炸药，爆炸时产生的气体发生膨胀，可使体积增大 1200 倍，反应如下：4C3H5(NO3)3(l)6 N 2(g)10H 2O(g)12 CO 2(g)O 2(g)己知 C3H5(NO3)3(l)的标准摩尔生成焓为355kJmol -1

6、，利用本书附表中的数据计算该爆炸反应在 298K 下的标准摩尔反应焓变。解： rmf2fm2fm35310O(g)1C(g)4H(N)lH$kJmol-1 =(24.85)39.535 =.72102.3 在 298.15K、p 下，B 2H6 发生燃烧反应：B 2H6(g)+3O2(g) = B2O3(s)+3H2O(g)，每燃烧 1molB2H6(g)就放热 2020kJ，同样条件下 2mol 单质硼（B）在 O2 中燃烧生成 1molB2O3(s)，放热 1264kJ。计算 298.15K 时 B2H6(g)的标准摩尔生成焓。解： B2H6 (g) + 3O2 (g) = B2O3 (s

7、) + 3H2O (g)-1fm/kJol$? 0 -1264 -241.821r fm(4)3(.8)0kJolH $解得： 1fm26B05kJol$2.4 已知，在 298.15 K、100kPa 下 CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) =574kJmol-1rm1H，$ CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+ CO2(g)+2H2O(g) =867 kJmol-1rm2H，$计算：CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =？r3，解：根据题意2所以， =2 =1160 kJmol-1rm3H，$r2，$rm

8、1H，$2.5 推测下列过程是熵增过程还是熵减过程？水变成水蒸气； 熵增盐从过饱和溶液中结晶出来；熵减碳酸氢钠分解； 熵增铁丝燃烧； 熵减2NH 3(g) N2(g)+3H2(g) 熵增H 2(g)+I2(s) 2HI(g) 熵增2.6 碘钨灯内发生如下可逆反应：W(s) + I2(g) WI2(g)扩散到灯内壁的钨会与碘蒸气反应，生成气态 WI2，而 WI2 气体在钨丝附近受热，又会分解出钨单质，沉积到钨丝上，如此可延长灯丝的使用寿命。已知在 298.15 K 时，该反应的 为43.19Jmol -1K-1， 为40.568kJmol -rmS$ rmH$1。如果灯内壁的温度为 600K，计

9、算上述反应的 (600K)（假设该反应rG$的 和 不随温度而改变） ；rmS$rH$计算 WI2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。解： = T =14.654kJmol-1rmG$rHrmS$ = T 939.3Krrr2.7 根据本书附表中的数据，判断下列反应在标准态下能否自发进行。Ca(OH) 2(s) + CO2(g)= CaCO3(s) + H2O(1)2H 2(g) + O2(g)= 2H2O(1)CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g)解： ，查表得到相关数据rmBfm, Bfm,()()GG生 成 物 反 应 物$计算。 =74.57kJmol-1 1106.4K2

10、.10 在 298.15K 时，将压力为 3.33104Pa 的氮气 0.200L 和压力为4.67104Pa 的氧气 0.300L 移入 0.300L 的真空容器，问混合气体中各组分气体的分压力和总压力各是多少？解： 在 298.15K 时，p 1V1=p2V2对于 N2，p(N 2)=2.22104 Pa对于 O2，p(O 2)=4.67104 Pap(总)= p(N2) +p(O2) =6.89104 Pa2.11 人在呼吸时，呼出的气体与吸入的空气的组成不同。在 36.7与101kPa 时，某人呼出气体的体积组成是： N2，75.l% ， O2，15.2% ， CO2，3.8%， H2

11、O， 5.9%。求：此人呼出气体的平均摩尔质量；呼出的气体中 CO2 的分压力。解： mixiMy10.75128.40.153.084.10598.162.4gmol (CO)kPap2.12 写出下列各反应的标准平衡常数表达式。CH 4 + 2O2 CO2 + 2H2O(g)NH 4HCO3(s) NH3 + CO2 + H2O(g)Fe 3O4(s) + 4 H2(g) 3 Fe(s) + 4 H2O(g)C(s) + O2 CO2Cl 2(g) + H2O(l) H+(aq) + Cl (aq) + HClO(aq)BaSO 4(s) + CO32 (aq) BaCO3(s) + SO

12、42(aq)242COHpK$ 32NHCOpK$ 2HO4p$ 2COp$ 2+Cl()(l)ccKp$243(S)cK$2.13 在 298.15K 时反应ICl(g) 1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g)的平衡常数为 K = 2.210-3，试计算下列反应的平衡常数 ：1/2 I 2(g) + 1/2 Cl2(g) ICl(g)I 2(g) + Cl2(g) 2ICl(g)解： 4.51021K$ 2.01052$2.14 已知在 823 K 时CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) = 0.141K$CoO(s) + H2(g) Co(s) + H2O(g)

13、 = 672求 823 K 时反应 CoO(s) + CO(g) Co(s) + CO2(g) (g)的平衡常数 K。解： 4.810221$2.15根据本书附表中的数据，计算反应 2N2O(g)+3O2(g) = 4NO2(g) 在298.15 K 时的平衡常数； 在 298.15 K 时，如果向 1.00 L 的密闭容器中充入1.0 mol NO2，0.10 mol N 2O 和 0.10 mol O2，试判断上述反应进行的方向。解： =451.862103.62=0.20 kJmol-1 K=0.92rmlnGRT$ =4.0103K，反应逆向进行22224NO4NO33ppVJRT$2

14、.16 某理想气体反应 A(g) + B(g) 3C(g)在 298 K 时，标准平衡常数为 0.027，则反应 1/3A(g) +1/3B(g) C(g)在同温度下的标准平衡常数为多少？解： =0.31313()(0.27)K$2.17 反应 2CO(g) + O2 (g) 2CO2 (g)的 0，该反应在密闭容器rmH$中达到平衡，请填写表 2-1.表 2-1 习题 2.17 所涉及表格固定条件 改变条件 平衡移动方向 K如何变化P、V 降低温度 右 变大P、T 加入惰性气体 左 不变V、T 加入惰性气体 不变 不变T 增加容器体积 V 左 不变P、T 加入 O2 右 不变T、P 加催化剂

15、 不移动 不变2.18 在 749K 时，反应CO(g) + H2O(g) CO2 + H2(g)的平衡常数 K =2.6。如果：起始时只有 CO 和 H2O 存在，两者的浓度都为 1.0molL-1； 起始时只有 CO 和 H2O 存在，两者的物质的量之比为 1:3，求这两种情况下 CO 的平衡转化率。解： CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)t=0 时 n/mol 1 1 0 0t=时 n/mol 1x1 1x1 x1 x1 n=2mol222COH211.6()ppKxx$解得 x1=0.617，转化率为 61.7%。 CO(g) + H2O(g) CO2(g) +

16、 H2(g)t=0 时 n/mol 1 3 0 0t=时 n/mol 1x2 3x2 x2 x2 n=4molx2=0.865，转化率为 86.5%22COH2.6()pKx$显然，增大反应物浓度，平衡向右移动，转化率增大。2.19 在 1100 K 时，在 8.00 L 的密闭容器放入 3.00 mol 的 SO3，SO 3 分解达平衡后，有 0.95 mol 的 O2 产生。试计算在该温度下，下述反应的 K。解： 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)t0 时 n/mol 0 0 3teq 时 n/mol 1.9 0.95 1.1332222SO2soSO1.08.3195.34ppVKRT $2.20 雷雨天会发生反应：N 2(g)+O2(g)=2NO(g)，已知在 2030K 和 3000K 时，该反应达平衡后，系统中 NO 的体积分数分别为 0.8%和 4.5%，试判断该反应是吸热反应还是放热反应？并计算 2030K 时的平衡常数。 （提示：空气中 N2和 O2 的体积分数分别为 78%和 21%。 ）解：温度升高，NO 变多，平衡右移，所以该反应是吸热反应N2 + O2 2NOp0/kPa 78 21 0