《无机及分析化学原理和应用》补充习题以及答案

7.在化学反应中,可加入催化剂以加快反应速率,主要是因为________反应活化能;________增加;速率常数k________。

8.对于可逆反应,当升高温度时,其速率常数k正将________,k逆将________。当反应为________热反应时,平衡常数K?将增大,该反应的ΔG?将________;当反被为________热反应时,平衡常数将减小。

3.3 已知反应2CuO(s)

?

Cu2O(s) +1mol-1;400K2O2(g) 在300 K时的ΔG=112.7 kJ·

时,ΔG=101.6 kJ·mol-1。

① 计算ΔH?与ΔS? (不查表);

② 当p(O2)=100kPa时,该反应能自发进行的最低温度是多少?

3.4 A、B两种物质混合后,发生如下反应:A(g) + 2B(g) D(g),500K 时在一密闭容器中反应达到平衡时,c(A)=0.60 mol·L-1,c( B)=1.20 mol·L-1,c(D)=2.16mol·L-1,计算该反应500K时的平衡常数K?;A、B两种物质的开始分压以及A的平衡转化率各是多少?

3.5 在250℃时,PCl5的分解反应PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g),其平衡常数K?=1.78,如果将一定量的PCl5放入一密闭容器中,在250℃时,200kPa压力下,反应达到平衡。求PCl5的分解百分数是多少?

3.6 在高温时,光气发生如下的分解反应: COC12(g) CO(g) + C12(g) 在1000K时将0.631g的COC12(g)注人容积为472ml的密闭容器中,当反应达到平衡时,容器内压力为220.38kPa。计算该反应在1000K时的平衡常数K?。

3.7 反应:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g),

① 523K时,将0.70mo1的PCl5注入容积为2.0升的密闭容器中,平衡时有0.5mo1 PCl5

被分解了,试计算该温度下的平衡常数K?和PCl5的分解百分数。

② 若在上述容器中已达到平衡后,再加入0.10mol C12,则PCl5的分解百分数与末加C12相比有何不同?

③ 如开始时在注入0.70 mo1 PCl5的同时,注入了0.10 mol C12,刚平衡时PCl5的分解百分数又是多少?比较②、③所得结果可得出什么结论?

3.8 一个容积为21.2L的氧气缸安装有在24.3×105Pa下能自动打开的安全阀,冬季时曾灌入624g氧气。夏季某天阀门突然自动打开了,试问该天气温达多少摄氏度?

3.9 冬季草原上的空气主要含氮气(N2)、氧气(O2)和氩气(Ar)。在9.7×104Pa及-22℃下收集的一份空气试样,经测定其中氮气、氧气和氩气的体积分数依次为0.78、0.21、0.01。求收集试样时各气体的分压。

3.10 30℃下,在一个容积为10.0L的容器中,O2、N2与CO2混合气体的总压力为93.3kPa,其中p(O2)?26.7kPa,CO2的含量为5.00g。试求:①容器中CO2的分压;②容器中N2的分压;③O2的摩尔分数。

3.11 2.00mol理想气体在350K和152kPa条件下,经恒压冷却至体积为35.0L,此过程放出了1260J热量。试计算:①起始体积;②终态温度;③体系作功;④热力学能变化;⑤焓变。

3.12 将NO和O2注入一个保持在673K的固定容器中,在反应发生前,它们的分压分别

13

为p(NO)=101kPa,p(O2)=286kPa。当反应2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)达平衡时,p(NO2)=79.2kPa。计算该反应的K?和ΔrGm?值。

3.13 在699K时,反应H2(g) + I2(g) 2HI(g)的K?=55.3,如果将2.00mo1H2和2.00mo1I2作用于4.00L的容器内,问在该温度下达到平衡时合成了多少HI?

3.14 将空气中的N2(g)变成各种含氮的化合物的反应叫做固氮反应。根据ΔfGm?计算下列3种固氮反应的ΔrGm?及K?,并从热力学角度分析选择哪个反应最好? N2(g) + O2(g) 2NO(g) 2N2(g) + O2(g) 2N2O(g)

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

第4章 酸碱平衡

㈠ 填空题

1.根据酸碱质子理论,CO32-是______ ,其共轭_______是________;H2PO4-是______物质,它的共轭酸是______,共轭碱是______。

2.已知298K时浓度为0.010 mol·L-1的某一元弱酸的pH为4.00,则该酸的解离常数

Θ

为________,当把该酸溶液稀释后,其pH将变_________,解离度将变__________,其Ka ______。

3.0.10 mol·L-1HAc溶液中,浓度最大的物种是_______,浓度最小的物种是________。加入少量的NH4Ac(s)后,HAc的解离度将________,溶液的pH将________,H+的浓度将_________。

4.相同体积相同浓度的HAc和HCl溶液中,所含的[H+]________;若用相同浓度的溶液分别完全中和这两种酸溶液时,所消耗的NaOH溶液的体积 ________,恰好中和时两溶液的pH_______,前者的pH比后者的pH________。

5.向0.10 mol·L-1NaAc溶液中加入1滴酚酞试液时,溶液呈_____色,当把溶液加热至沸腾时,溶液的颜色将_______,这是因为_________________。

㈡ 选择题

1.下列溶液中,pH最小的是 ( ) (A).0.010 mol·L-1HCl; (B).0.010 mol·L-1H2SO4; (C).0.010 mol·L-1HAc; (D).0.010 mol·L-1H2C2O4。

2.0.25mol·L-1HF溶液中c(H+)为 ( )

?Ka0.25-1

(A).mol·L-1; (B).mol·L; ?0.25Ka??(C). 0.25Kamol·L-1 (D).0.25Kamol·L-1。

3.pH = 5.00的强酸与pH = 13.00的强酸溶液等体积混合,则混合溶液的pH为 ( ) (A).9.00; (B).8.00; (C).12.70; (D).5.00。

4.下列溶液的浓度均为0.100 mol·L-1 ,其中[OH-]最大的是 ( ) (A).NaAc; (B).Na2CO3; (C).Na2S; (D).Na3PO4。

5.向1.0L0.10 mol·L-1HAc溶液中加入1.0mL 0.010 mol·L-1HCl溶液,下列叙述正确

14

的是 ( )

(A).HAc 解离度减小; (B).溶液的pH为3.02;

Θ

(C).Ka(HAc)减小; (D).溶液的pH为2.30。

6.下列溶液中,pH最大的是 ( ) (A).0.10 mol·L-1 NaH2PO4; (B).0. 10 mol·L-1 Na2HPO4; (C).0. 10 mol·L-1 NaHCO3; (D).0. 10 mol·L-1 NaAc。

7.下列溶液中,pH约等于7.0的是 ( ) (A).HCOONa; (B).NaAc; (C).NH4Ac; (D).(NH4)2SO4。

8.下列各种盐在水溶液中水解不生成沉淀的是 ( ) (A).SnCl2; (B).SbCl3; (C).Bi(NO3)3; (D).NaNO2。

9.配制pH = 9.00的缓冲溶液,最好应选用 ( ) (A).NaHCO3 – Na2CO3; (B).Na2HPO4- Na 2HPO4; (C).HAc –NaAc; (D).NH3·H2O -NH4Cl。

10.Which one of the following ions would give a basic solution upon addition to water?( ) (A).NH4+; (B).Na+; (C).C2H3O2-; (D).NO3-. 11.A certain weak acid is 10% dissociated in 1.0mol·L-1 solution. In 0.10mol·L-1 solution, the percentage of dissociation would be ( )

(A).greater than 10; (B).10; (C).less than 10; (D).zero. 12.When 500mL of 0.10mol·L-1 NaOH is reacted with 500ml of 0.20mol·L-1 HCl the final concentration of H+ is ( )

(A).0.10 mol·L-1; (B).0.20 mol·L-1; (C).0.050 mol·L-1; (D).10-7 mol·L-1. 13.If Kb? for NH3 is 2×10-5,Ka? for the NH4+ ion is ( ) (A).2×10-5; (B).5×10-10; (C).5×10-5; (D).2×10-19. 14.A certain buffer contains equal concentrations of X- and HX. The Kb? of X- is 10-10, the pH of the buffer is ( )

(A).4; (B).7; (C).10; (D).14. ㈢ 简答题

1.在pH = 2.0的KCN的水溶液中,其主要存在形式是什么?pH = 6.86的H3PO4中,其主要存在形式是什么?

2.写出下列各酸碱物质水溶液的质子条件式。 (1) Na2S (2)HCN (3)HAc + NaAc (4) NaNH4HPO4 (5)H2SO4 (6)NH4Ac

3.酸碱缓冲溶液为何能控制溶液的酸度基本不变?试举例说明。

4.影响酸碱滴定pH突跃的主要因素有哪些?在滴定过程中不断加水稀释,对滴定可能产生什么影响?

5.有人试图用酸碱滴定法来测定NaAc的含量,先加入一定量过量的标准盐酸溶液,然后用NaOH溶液返滴过量的HCl,上述操作是否正确?试述其理。

㈣ 计算题

1.计算下列溶液的pH

(1) 1.0×10-7 mol·L-1HClO4溶液;(2) 0.10 mol·L-1H2SO4溶液; (3) 0.200 mol·L-1H3PO4溶液;(4) 0.025 mol·L-1HCOOH溶液;

15

(5) 0.02 mol·L-1 NH4CN溶液;(6) 0.10mol·L-1 Na2S溶液。

2.已知H3PO4的各级解离常数,在含有H3PO4的溶液中加酸或加碱,改变溶液的pH。当pH为1.00,5.00,10.00和14.00时,分别推断溶液中H3PO4, H2PO4-, HPO4-,PO43-何者浓度最大。当H3PO4与H2PO4-的物质的量相同时,溶液的pH为多少?

3.根据下列酸、碱的解离常数,选取适当的酸及其共轭碱来配制pH = 4.50和pH = 10.50的缓冲溶液,其共轭酸、碱的浓度比应是多少?

HAc, NH3·H2O, H2C2O4, NaHCO3, H3PO4, NaAc, Na2HPO4, C6H5NH2, NH4Cl

4.今有2.00L的0.500 mol·L-1NH3·H2O和2.00L的0.500 mol·L-1HCl溶液,若配制pH = 9.00的缓冲溶液,不允许再加水,最多能配制多少升缓冲溶液?其中cb、ca各为多少?

5.某一元弱酸与36.12mL 0.100 mol·L-1NaOH正好作用完全。然后再加入18.06mL0.100 mol·L-1HCl溶液,测得溶液pH = 4.92。试计算该弱酸的解离常数。

6.NaHCO31.008g溶于适量水中,然后往此溶液中加入纯固体NaOH 0.3200g,最后将溶液移入250mL容量瓶中。移取上述溶液50.00mL,以0.100mol·L-1HCl溶液滴定。计算(1)以酚酞为指示剂滴定至终点时,消耗HCl溶液多少毫升?(2)继续加入甲基橙指示剂滴定至终点时,又消耗HCl溶液多少毫升?

7.某一元弱酸(HA)试样1.250g,加水50.00mL使其溶解,然后用0.09000 mol.L-1NaOH标准溶液滴至化学计量点,用去NaOH溶液41.20mL。在滴定过程中发现,当加入8.24mLNaOH

θ

溶液,使溶液的pH为4.30,求(1)HA的分子量;(2)HA的Ka;(3)计算化学计量点时的pH;(4)应选用何种指示剂?

8.某学生标定一NaOH溶液。测得其浓度为0.1026 mol·L-1。但误将其暴露于空气中,致使其吸收了CO2。为测定CO2的吸收量,取该碱液25.00mL用0.1143 mol·L-1HCl滴定至酚酞终点计耗去HCl 22.31mL。计算每升该碱液吸收了多少克CO2?

9.称取0.7000g的试样(含有Na3PO4 ,Na2HPO4或NaH2PO4及不与酸作用的杂质) ,溶于水后用甲基红做指示剂,以0.5000mol·L-1HCl溶液滴定,耗酸14.00mL,同样质量的试样,用酚酞作指示剂,需0.5000mol·L-1HCl溶液5.00mL滴定至终点。计算试样中杂质的含量。

10.A 0.900g sample containing a weak acid HX (MHX = 75.00) is dissolved in 60.00ml of solution and titration with c(NaOH) = 0.1000mol·L-1 NaOH. When half of the acid is neutralized, the pH is 5.00, at the theory end point the pH is 8.85. Calculate the content of HX in the sample.

第5章 沉淀—溶解平衡

㈠ 填空题

1.CaF2 的溶度积常数表达式为_______,Bi2S3的溶度积常数表达式为_______。

Θ

2.Mn(OH)2的Ksp为1.9×10-13,在纯水中其溶解度为_______ mol·L-1;0.050mol Mn(OH)2(s)刚好在浓度为_______mol·L-1,体积为0.5L的NH4Cl溶液中溶解。

Θ

3.PbSO4的Ksp为2.53×10-8,在纯水中其溶解度为________ mol·L-1;在浓度为1.0×10-2 mol·L-1的Na2SO4溶液中达到饱和时其溶解度为________ mol·L-1。

4.在AgCl,CaCO3,Fe(OH)3,MgF2,ZnS这些物质中,溶解度不随pH变化的是____________________。

ΘΘΘ

5.在CaCO3(Ksp= 3.36×10-9),CaF2(Ksp= 3.45×10-11),Ca3(PO4)2(Ksp= 2.07×10-33)

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