普通化学第五版 第一章 习题答案
1. 答案(1-)(2-)(3+)(4-)
2. 答案(1c )(2d )(3a )(4d )(5abd )(6ad )(7d )(8d )
3. 答案(1)燃烧前后系统的温度(2)水的质量和比热(3)弹式量热计热容
4..答案:根据已知条件列式
K C g K g J g m o l
g m o l J b )35.29659.298](120918.4[5.0122100032261
11
1-+???-=????----- C b =849J.mol -1
5.答案:获得的肌肉活动的能量=kJ mol kJ mol g g 8.17%3028201808.31
1
=????--
6. 答案:设计一个循环 3× )(2)(32s Fe s O Fe →×3
→)(243s O Fe )(3s FeO ×2
(-58.6)+2(38.1)+6p q =3(-27.6)
17.166
)
1.38(2)6.58()6.27(3-?-=----=
mol kJ q p
7.答案:由已知可知 ΔH=39.2 kJ.mol -1 ΔH=ΔU+Δ(PV )=ΔU+P ΔV
w ‘
=-P ΔV= -1×R ×T = -8.314×351J = -2.9kJ ΔU=ΔH-P ΔV=39.2-2.9=36.3kJ
8.下列以应(或过程)的q p 与q v 有区别吗? 简单说明。 (1)2.00mol NH 4HS 的分解
NH 4HS(s) NH 3(g)+H 2S(g)
(2)生成1.00mol 的HCl
H 2(g)+Cl 2(g) 2HCl(g)
(3)5.00 mol CO 2(s)(干冰)的升华
CO 2(s) CO 2(g)
25℃
25℃
-78℃
(4)沉淀出2.00mol AgCl(s)
AgNO 3(aq)+NaCl(aq) AgCl(s)+NaNO 3(aq)
9.答案:ΔU-ΔH= -Δ(PV )=-Δn g RT (Δn g 为反应发生变化时气体物质的量的变化)
(1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000= - 9.9kJ
(2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R ×T= 0
(3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000= -8.11kJ (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R ×T= 0
10.(1)4NH 3(g)+3O 2(g) = 2N 2(g) +6H 2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol -1
(2)C 2H 2(g) + H 2(g) = C 2H 4(g) 答案 -174.47kJ.mol -1
(3)NH 3(g) +稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol -1 写出离子反应式。产物是
NH 4+(aq)
(4)Fe(s) + CuSO 4(aq) 答案 -153.87kJ.mol -1
11.答案 查表)15.298(K H m f θ?/kJ.mol -1 -74.81 0 -135.44
-92.31
)15.298(K H m r θ
?
= (-135.44)+4×(-92.31)-( -74.81)= -429.86kJ.mol -1
)15.298(K U m r θ?=)15.298(K H m r θ
?-(4-5)RT
=(-429.86+8.314×298.15/1000 )kJ.mol -1=
(-429.86+2.48 )kJ.mol -1
=-427.38kJ.mol -1 体积功w= -P ΔV= -(4-5)RT = 2.48 kJ.mol -1 12.答案 正辛烷的M=114.224g.mol -1
q v.m =-47.79kJ.g -1× 114.224g.mol -1=-5459kJ.mol -1. 正辛烷完全燃烧的反应式
25℃
C 8H 18(l) + 12.5O 2(g) = 8CO 2(g) +9H 2O(l) (注意燃烧反应方程式的计量系数,要求C 8H 18前是1,这样△r H θm 与q v.m 才能对应起来) △r H θm (298.15K) ≈ q p.m = q v .m + (8-12.5)RT
= -5459+ (8-12.5)×8.314 ×10-3 ×298.15 =-5470kJ .mol -1
13.答案 CaCO 3的煅烧反应为 CaCO 3 (s) = CaO(s) + CO 2(g) △f H θm (298.15K )/kJ.mol -1
-1206.92 -635.09 -393.51
估算1mol 反应的△H = -(-1206.92)+( -635.09)+( -393.51)=178.32 kJ.mol -1
煅烧1000kg 石灰石△H =[178.32 kJ.mol -1
/100g.mol -1
]×1000×103
g =178.32×104
kJ
标准煤的热值为29.3MJ.kg -1
消耗标准煤 178.32×104
kJ/[29.3×103
kJ.kg -1
]=60.8kg
14.答案 燃烧反应 C 2H 2 + 5/2O 2 = 2CO 2 + H 2O (l ) △f H θm (298.15K )/kJ.mol -1
226.73 -393.51 -285.83
(1)kJ.mol -1 反应热Q= -1229.58 kJ.mol -1 (2) kJ.g -1反应热Q=-1229.58/26 kJ.g -1
C 2H 4 + 3O 2 = 2CO 2 + 2H 2O (l )
△f H θm (298.15K )/kJ.mol -1
52.26 -393.51 -285.83
1410.94/28
(1)kJ.mol -1 反应热Q= -1410.94 kJ.mol -1 (2) kJ.g -1反应热Q=-1410.94/28 kJ.g -1
根据计算结果乙烯(C 2H 4)完全燃烧会放出热量更多 15. 答
)15.298(K H m r θ
?
= -2×(-1490.3)-16×0 -3×(-277.69)+4×(-1999.1)+11×(-285.83)+3×(-484.5)
=-8780.4 kJ.mol -1
(注意数据抄写要正确,符号不要丢)
16.答:1mol 反应进度q p 与q V 之差别q p -q V =∑RT g B )(ν=(1-3)×8.314×298.15/1000
= -4.957 kJ.mol -1
q p = q V -4.957 kJ.mol -1
定压条件下放热更多些.原因是该反应是气体分子数减小的反应,在温度一定时,定压条件下环境对反应系统做功,这部分能量转化成反应系统的燃烧热.
17.答:(要明确已知燃烧热数据和要求的值各对应的是哪个反应的焓变,再根
据盖斯定律运算求解) C+O 2=CO 2 ΔC H= -393.5 H 2+1/2O 2=H 2 O ΔC H=-285.8
CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 20 ΔC H= -890.4
根据反应焓变和标准生成焓的关系(或根据已知条件设计一个循环)存在以下关系
(-890.4)=(-393.5)+2(-285.8)-Δf H m 0(CH 4) Δf H m 0(CH 4)=-74.7 kJ.mol -1
18.答:(有机化学中 一个定域C=C 上的加氢反应焓变即氢化焓,离域焓是指当分子中存在多个C=C 其氢化焓的观测值与一个定域C=C 氢化焓乘以双键个数的差值. 共轭双键的离域作用是分子变的稳定) 苯的离域焓=(-120) ×3 -(-208)=-152 kJ.mol -1
(苯中共轭作用使其能量比三个定域C=C 降低了152 kJ.mol -1
)
第2章 化学反应的基本原理与大气污染
1. 答案 (1-)(2-)(3-)(4-)(5-)(6+)(7+)(8+)
2. 答案1b 2b 3b 4c 5bcd 6a
3. (1)答案:基本不变,基本不变,增大
减小, 增大 增大 (2)
(3)答案:氟里昂,NO X 、HCl ;CO 2;NO X 和SO 2
4. 答案:(d )>(c )>(e )>(a )>(b )原因是气体熵>液体>固体 分子量大的熵大
5. (1)溶解少量食盐于水中。 答案:正 (2)活性炭表面吸附氧气。 答案:负 (1) 碳与氧气反应生成一氧化碳。 答案:正
6. 答案:由定义可知Fe 2O 3的1.2.742)15.298(--=?mol kJ K G m f θ
1.7.77)15.298(--=?mol kJ K G m r θ=3),15.298(43O Fe K G m f θ
?-4),15.298(32O Fe K G m f θ?
),15.298(43O Fe K G m f θ
?=
3
1
[(-77.7)+4(-742.2)]=-1015.5kJ.mol -1 7.答案:查表 水的1.129.237)15.298(--=?mol kJ K G m f θ
过程的1.429.0)129.237()7.236()15.298(-=---=?mol kJ K G m r θ>0
所以在298.15K 的标准态时不能自发进行.
8. (查表时注意状态,计算时注意乘系数)
1
1..)15.298(--?K mol J K S m r θ1
.)
15.298(-?mol
kJ K G m r θ (1))(4)()(4)(32432g H s O Fe l O H s Fe +=+ 307.7 -66.9 (2))()()(2)(22g H aq Zn aq H s Zn +=+++ -23.0 -147.06 (3))(2)()()(22aq OH aq Ca l O H s CaO -++=+ -184.3 -26.9 (4))(2
1)()(2l Br s Ag s AgBr += -51.4 96.9
9.答案: (1) SnO 2 =Sn +O 2 (2) SnO 2 +C =Sn + CO 2(3) SnO 2 +2H 2 =Sn +2H 2O (g )
1
1..)15.298(--K mol J K S m θ 5
2.3 51.55 205.138 52.3 5.74 51.55 21
3.74 52.3 2×
130.684 51.55 2×188.825
1
.)
15.298(-?mol
kJ K H m f θ-580.7 0 0 -580.7 0 0 -393.509 -580.7 0
0 2×(-241.818)
1
1..)15.298(--?K mol J K S m r θ (1)204.388 (2)207.25
(3)115.532
1
.)15.298(-?mol kJ K H m r θ (1) 580.7 (2)187.191
(3)97.064 Tc>
)
15.298()
15.298(K S K H m r m r θθ
?? (1)2841K 903K
(3)840K(温度最低,合适)
10.答案: C 12H 22O 11(s)+12O 2(g)=12CO 2(g) +11H 2O(l)
)K 15.298(S m r θ?
1
1..)15.298(--K mol J K S m θ
360.2 205.138 213.74 69.91 =11×
1
.)
15.298(-?mol
kJ K H m f θ -2225.5 0 -393.509 -285.83
=?)15.298(K H m r θ-5640.738
=+?)3715.273(K G m r θ
-5640.738-310.15×(512.034÷1000)=-5799.54kJ.mol
-1
()15.298(K G m r θ?=-5796.127 kJ.mol -1 温度对反应的标准吉布斯函数变有影响,
但由于该反应的熵变相对于焓变小(绝对值),故变化不大) 做的非体积功= 5799.54kJ.mol -1×30%×3.8/342=19.33 kJ 11.答案: 查表
1
1..)15.298(--K mol J K S m θ
197.674 130.684 186.264 188.825
)K 15.298(S m r θ?=-214.637
1
.)
15.298(-?mol
kJ K H m f θ
-110.525 0 -74.81
-241.818=?)15.298(K H m r θ
-206.103
≈?)523(K G m r θ)15.298(K H m r θ
?-523K ×)K 15.298(S m r θ?
=(-206.103)-523K ×(-206.103÷1000)
= -93.85 kJ.mol -1
58.21523
314.81000
)85.93(523)523()523(ln =??--=??-=K R K G K K m r θ
θ
937.9303.2/58.2158,211035.21010?====e K θ
12. 答案:设平衡时有2Xmol 的SO 2转化 2SO 2(g )+O 2(g )=2SO 3(g )
起始 n/mol 8 4 0
n (始)=12mol
平衡时n/mol 8-2x 4-x 2x
n (平衡)=(12-x )mol
根据PV=nRT T V 一定时
(平衡)
(始)
(平衡)始)P P n n =(
220
300
1212=-x 2x=6.4mol
S O
2
的转化率=6.4/8=80%
=?=))(())(())((22223θθθ
θp
O p p SO p p SO p K eq
eq eq )1002208.88.0()1002208.86.1()1002208.84.6(22????
(注意在计算时可不用先计算分压,列综合算式更方
便计算)
13.答案:该反应是可逆反应,需要H 2的量包括反应需要的量1mol 和为维持平衡需要xmol (最少量)
)
()()()()
)(())((222222H n S H n H p S H p p H p p S H p K eq
eq eq eq eq
eq ===θ
θ
θ
=x 0.1=0.36 x=2.78mol
需要H 2的量=1+2.78=3.78mol(注:该反应是反应前后气体分子数不变的,在标准平衡常数表达式中系统的总压和标准压力在计算时可以在分式中消去,否
则在计算时必须知道平衡时总压才能根据平衡常数计算.) 14.在不同温度时反应的标准平衡常数值如下: T/K θ1
K θ2K
973
1.47
2.38 0.618
1073 1.81 2.00 0.905 1173 2.15 1.67 1.287
1273 2.48
1.49 1.664
答:反应3的标准平衡常数 θ
θ
θ
21
3K K K = (如上)
(因为随温度的升高平衡常数增大,故是吸热反应)
15.答案:利用公式211212
))(15,298(ln T RT T T K H K K m r ?-?=θθθ
求θ2K
代入数据50015.298314.8)
15.298500(100031.92109.4ln 16
2??-?-=?θ
K =-15.03
θ
2
K =1603.15109.4??-e =1.4×1010
16.答案:查数据计算
)g (O H )g (CO )g (H )g (CO 222+=+
1
1..)15.298(--K mol J K S m θ
213.74 130.684 197.674 188.825
)K 15.298(S m r θ?=42.075J.mol -1.K -1
1
.)
15.298(-?mol kJ K H m f θ
-393.509 0 -110.525 -241.818
=?)15.298(K H m r θ
41.166kJ.mol -1
≈
?)873(K G m r θ
)
15.298(K H m r θ
?-873
)
15.298(K S m r θ
??=41.166kJ.mol -1-873K
×
0.042075kJ.mol -1.K -1
=4.434 kJ.mol -1
=
?-=RT
K G K K m r )873()873(ln θ
θ
873314.81000
434.4??-=-0.61 54.061.0==-e K θ
=Q )/)()(/)(()/)()(/)((222θθθθp H p p CO p p O H p p CO p =127
12776
76??=0.358 (Q =?m r G Q RT K G m r ln )873(+?θ θ K Q RT ln ==8.314× 873ln(0.358/0.54)=-2982.9J.mol -1=-2.98 kJ.mol -1 因为m r G ?<0 所以此条件下反应正向进行 17.答案:吕〃查德里原理判断是正确的。判断反应的方向或平衡移动的方向的依据是)(TK G m r ?<0 温度对平衡常数的影响有两个公式: R S T R H K m r m θ θθ ?+ ?-=1ln (1)适用于某一给定反应温度对K0的影响。 RT TK G TK K m r ) ()(ln θ θ ?-= (2)适用于温度一定的前提下不同反应比较, )(TK G m r θ ?越正K 0越小。 18.研究指出下列反应在一定温度范围内为元反应:2NO (g )+Cl 2(g ) 2NOCl (g ) (1)写出该反应的速率方程。 (因为是元反应,可根据反应式直接写出))(2)(2 Cl NO c kc =υ (2)该反应的总级数是多少? ( n=2+1=3级) (3)其他条件不变,如果将容器的体积增大到原来的2倍,反应速率如何变化? (体积增大后浓度各变为原来的1/2 υ υ8 1)21()21 ()(2)('2 ==Cl NO c c k 速率变为原来 的1/8 (4)如果容器体积不变而将NO 的浓度增大到原来的3倍,反应速率又将 怎样变化?( υ υ9)()3()(2)('2 ==Cl NO c c k 速率变为原来的9倍) 19.答案:根据一级反应的特征 kt c c =0 ln t 51009.24594 ln -?= t=35254h=1468 天=4年 20.答案:根据阿仑尼乌斯公式 2112) 1()2() (ln T RT T T Ea k k T T -= 代入相应数据得 1000 900314.8) 9001000(10004.167ln ) 900()1000(??-?= K K k k =2.237 ===237.2) 900()1000() 900()1000(e k k V V K K K K 9.36 21.答案:相同用量的溶液反应,观察到出现沉淀可以认为生成沉淀量相等,所以速率的比与所需时间成反比。根据阿仑尼乌斯公式 2 112) 1()2() (ln T RT T T Ea k k T T -= 代入相应数据得 300 290314.8) 290300(ln ) 290()300(??-= Ea k k K K 300 290314.8) 290300(5001515ln ??-=Ea Ea=1.10 300290314.803.3ln -???mol J =80184J.mol -1=80.2kJ.mol -1 22.答案:根据阿仑尼乌斯公式 A T R Ea k ln )1(ln +-= 假定催化剂对 A (指前因 子)无影响时,在一定温度下,有无催化剂对速率常数的影响: RT Ea Ea k k ) (ln 21) 1()2(-= =298 314.81000)5475(??-=8.476 476.8) 1()2(12e k k v v ===4798≈4.8×103 23.答:(1)升高温度;减小总压或增大体积;增p(H 2O)或减小p(CO) 或减小p(H 2) (2) 升高温度;增p(H 2O) 其中升高温度使θK 及k(正)、k(逆)都增大;总压力或分压的改变对θK 及k(正)、k(逆)都无影响。 (依据是: R S T R H K m r m θ θθ ?+ ?-=1ln A T R Ea k ln )1 (ln +-= ) 24.答:查标准热力学数据 )()(2 1)(2 122g NO g O g N =+ 1 1..)15.298(--K mol J K S m θ 191.50 205.138 210.761 )K 15.298(S m r θ?=12.442J.mol -1 .K -1 1 .) 15.298(-?mol kJ K H m f θ 0 0 90.25 )15.298(K H m r θ ?=90.25kJ.mol -1 ≈?)1573(K G m r θ)15.298(K H m r θ?-1573K )15.298(K S m r θ ??=90.25-1573×0.01244=70.68 kJ.mol -1 1573 ) 1573()1573(ln ??-=R K G K K m r θ θ =1573314.870680 ?-= -5.4 34.5105.4--?==e K θ )()(2 1 )(2122g NO g O g N =+ 1mol 空气反应达到平衡时物质的量分数 0.78-x 0.21-x 2x p(总)=p 0 2 1 ] /)21.0(/)78.0[(/(2θθθθ P P x P P x P P x K 总总总) -?-= 2 1)] 21.0)(78.0[(2x x x --= 2x=0.00182mol 如果该反应的速率不是很慢的话,由计算可知,反应达到平衡时,空气中NO 的物质的量分数达到0.00182,对环境造成的污染是不可忽视的。 第三章 水化学与水污染 1. 答案:(1-)同样pH ,表示c eq (H +)相等,而KaC H c eq ≈+)( (2+)pH 大表示c eq (OH -)大,而KbC OH c eq ≈ -)( (3-)酸浓度大对碱的缓冲能力强。即加同量的碱pH 增大的值小于加同量的酸pH 减小的值 (4-)不是同类型的难溶电解质不能直接比较,要通过计算具体分析。 (5-))CO (c Mg (c 232- + =不正确的。原因是:CO 3 2- 水解使Mg 2+与CO 32不相等, 另外含有 MgCO 3溶液中也可以有MgCl 2或Na 2CO 3等。 626232dm mol 1082.6)CO (c )Mg (c --- +??=?成立的条件必须是MgCO 3的饱和溶液。 2. (1)答案:b c g (2)答案: c (3)答案: c (Π=cRT ) (4)答案: b (同离子效应使s 减小,同离子浓度越大,s 减小的越多) (5)答案: c (Ks 最大的) 3.(1)10.0cm 30.10mol ·dm -3HCl 溶液pH 值 。答案: 基本不变,原溶液是强酸,NH 4+的解离忽略不计。 (2)10.0cm 30.10mol ·dm - 3NH 3水溶液(氨在水溶液中的解离度) 。答案:减小 (3)10.0cm 3纯水(pH 值) 。答案:减小,NH 4+是弱酸 (4)10.0cm 3带有PbCl 2沉淀的饱和溶液(PbCl 2的溶解度) 。答案:减小,同离子效应。 4.答案:溶液中微粒浓度大的凝固点降低的多 凝固点降低的顺序是6 4 57 2 1 3 考虑到难电离、弱电解质和不同类型的强电解质的区别。 5.答案:极稀溶液来说完全电离。凝固点下降与离子浓度有关,而电导率与单位体积溶液中离子所带电荷有关。同浓度MgSO 4与NaCl 离子浓度相等而电荷不等。 6.答案:查数据 水的k bp =0.515K.kg.mol -1 k fp =1.853 K.kg.mol -1 NaCl 是强电解质 微粒浓度是2×0.6 mol.kg -1 沸点上升ΔT bp =k bp m=0.515×2×0.6 =0.618K 凝固点下降ΔT fp=k fp m=1.853×2×0.6=2.22K 渗透压Π=cRT=2×0.6 mol.dm-3×103dm3.m-3×8.314Pa.m3.mol-1.K-1×298.15K =2.974×106Pa=2.974MPa反渗透法提取纯水所需的最低压力是2.974MPa 7.答案:据理想气体状态方程PV=nRT (1)m=18×n=18×(3.2×103×3.0×104/1000)÷(8.314×298.15)=697.1g (2)P= nRT/V=(800÷18)×8.314×298.15÷30=3672Pa>3.2kPa(饱和蒸气压) 所以室内最终的水蒸气压力是饱和蒸气压3.2kPa (3)P= nRT/V=(400÷18)×8.314×298.15÷30=1836Pa=1.8kPad 8.(1)答案:HCO3-H2S H3O+H2PO4-NH4+HS- (2)答案:H2PO4- Ac-S2-NO2-ClO-HCO3- 9.答案:HCN(aq)= H+ + CN- 平衡浓度 0.1-0.1×0.01% 0.1×0.01% 0.1×0.01% Ka=(0.1×0.01%)2/(0.1-0.1×0.01%)=1.0×10-9 (该题可直接利用公式Ka=cα2计算,但要理解公式的使用条件) 10.HClO(aq)= H+ + ClO- 平衡浓度0.050-x x x 解离度=x/0.050 查数据Ka=2.95×10-8=x2/(0.050-x)≈x2/0.050 当Ka很小(c-x≈c) c(H+)≈C Ka (Ka很小c/Ka>500时酸的解离可忽略不计,可以直接利用公式) c(H +)≈ 05.01095.28??-=3.85×10 -5 mol.dm -3 解离度=3.85×10-5/0.050=0.077% 11.答案: NH 3·H 2O = NH 4+(aq) + OH - (aq) 已知 Kb=1.77×10-5 (1)平衡浓度 0.20-x x x (x<<0.2) c(OH - )=20 .01077.15??-=1.88×10-3 mol.dm -3 pH=14-pOH=14+lg1.88× 10-3=11.3 氨的解离度=1.88×10-3/0.2=0.94% NH 3·H 2O = NH 4+(aq) + OH -(aq) 已知 Kb=1.77×10-5 (2)平衡浓度 0.20-y 0.20+y y (y<<0.2) c(OH - )=y=1.77×10-5 pH=14-pOH=14+lg1.77×10-5=9.25 氨的解离度=1.77×10-5/0.2=0.009% (3)比较(1) (2)计算结果可知,由于同离子效应使平衡左移,解离度大大降低. 12.答案:磷酸K a1、K a2和K a3分别为7.52×10-3(250C) 6.25×10-8(250C)2..2×10-13(180C) 由于K a1>>K a2>>K a3 所以溶液中的H +主要来自第一步解离. 设磷酸三步解离出的H +浓度分别是x y z 则x>>y>>z 平衡时溶液中各离子浓度 H 3PO 4= H + + H 2PO 4- 其中x+y+z ≈x 0.10-x x+y+z x-y x-y ≈x H 2PO 4-= H + + HPO 42- y-z ≈y x-y x+y+z y-z HPO 42- = H + + PO 43- y-z x+y+z z K a1=x 2/(0.10-x) K a2=xy/x=y K a3=xz/y 代入相应数据解得 c(H +)=x=2.7×10-2 mol.dm -3 pH=1.6 c(HPO 42- )=y=K a2=6.25×10-8 mol.dm -3 c(PO 43-)=z=K a3K a2/ c(H +)=5.1×10-19 mol.dm -3 13.答案:pH 由小到大的顺序为 (3) (1) (5) (6) (2) (4) 原因是 强酸 弱酸 弱酸 弱酸+弱减 弱减弱碱 Ka(1)>Ka(5) Kb(2) c(H + )= 2c C K a C K b 1410- 14.答案:某一元弱酸HA 与KOH 发生反应 HA+KOH=KA+H 2O 稀释后所得溶液是弱酸HA(c=0.1×(50-20)/100=0.03 mol.dm -3)与其共轭碱 A -(c=0.1×20/100=0.03 mol.dm -3)所组成的缓冲溶液,直接利用缓冲溶液pH 计算公式) ()(lg 碱酸c c pKa pH -= pk a =5.25+lg(0.03/0.02)=5.42 Ka=10-5.42=3.80×10-6 15. 答案:(1)加入10.00 cm 3HCl 后 所得溶液为浓度相等的NH 4+—NH 3 pH=pKa=14-pKb=9.25 (2)当加入20.00 cm 3HCl 后,所得溶液为c (NH 4+)=0.0500mol.dm -3 的弱酸溶液 65 14 103.505.0]10 77.110[ )(---+ ?=??==KaC H C pH=-lg(5.3×10 -6 )= 5.27 (3)当加入30.00 cm 3HCl 后 过量HCl 的浓度为c=O.I ×1/5=0.02 弱酸解离出的H + 忽略 pH=-lg(0.02)= 1.7 16.答案:利用缓冲溶液pH 计算公式)() (lg ) ()(lg 碱酸碱酸c c pKa c c pKa pH eq eq -≈-= (1)93.330 .010 .0lg 45.3=-≈pH (2)0.41 )40/4.030.0(1)40/4.010.0(lg 45.3=÷+÷--≈pH (3)3.015.345.3) () (lg =-=-=pH pKa c c eq eq 碱酸 0.210) ()(3 .0==- F c HF c eq eq 17.答案:设需加入Vcm 36.0 mol ·dm -3HAc 利用缓冲溶液pH 计算公式 ) () (lg 碱酸c c pKa pH -≈ 250 /1250.1250 /0.6lg 75.40.5??-≈V V=10-0 。25 ×125/6=11.7cm 3 18. 答案:(1)逆向 因为K f [Cu(NH 3)4]2+> K f [Zn(NH 3)4]2+ 配离子的转化反应的平衡常数(1)K= K f [Zn(NH 3)4]2+/ K f [Cu(NH 3)4]2+<1 K (2)正向 因为Ks(PbS)>Ks(PbCO 3) 沉淀的转化反应的的平衡常数(2)K= Ks(PbCO 3)/ Ks(PbS)>1K>Q(=1) 所以反应正向进行 19.答案:(1)设PbI 2在水中的溶解度为s mol ·dm -3 平衡时(饱和溶液中)c eq (Pb 2+)=s c eq (I -)=2s Ks= c eq (Pb 2+ )·[c eq (I -)]2 =4s 3 s=3 4 Ks =3 9 4 1049.8-?=1.285×10-3 mol ·dm -3 (2) c eq (Pb 2+)=s=1.285×10-3 mol ·dm -3 c eq (I -)=2s=2.57×10-3 mol ·dm -3 (3) 设PbI 2在0.010 mol ·dm -3KI 中溶解达到饱和时c eq (Pb 2+)=s 3mol ·dm -3 则c eq (I -)=2s 3+0.010 Ks= c eq (Pb 2+)·[c eq (I -)]2=s 3[2s 3+0.010]2≈s 3×0.0102 c eq (Pb 2+)=s 3=8.49×10-5 mol ·dm -3 (4)设PbI 2在0.010 mol ·dm -3Pb(NO 3)2溶液中的溶解度为s 4 平衡时(饱和溶液中)c eq (Pb 2+)=s 4+0.010 c eq (I -)=2s 4 Ks= c eq(Pb2+)·[c eq(I-)]2=( s4+0.010)×(2s4)2≈0.010×(2s4)2s4=4.6×10-4 mol·dm-3 由计算结果可以发现,由于同离子效应使难溶电解质的溶解度减小.AB2类型的电解质,B-离子影响更大. 20.答案:AgCl的溶解平衡AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq) Δf G m0(298.15K)/kJ.mol-1-109.789 77.107 -131.26 Δr G m0(298.15K)=77.107+(-131.26)-( -109.789)=55.636 kJ.mol-1 lnK0=-Δr G m0/RT=-55.636×1000/(8.314×298.15)= -22.44 K0=K s=e-22.44=10-22,44/2.303=10-9.74=1.82×10-10 21.答案:(1) Q=c(Pb2+).[c (Cl-)]2=0.2×(5.4×10-4)2 < Ks(PbCl2=1.17×10-5) 根据溶度积规则Q (2)开始生成沉淀Q> Ks .[c (Cl-)]2> Ks(PbCl2)/0.2 c (Cl-)>7.64×10-3 mol·dm-3 (3)c eq(Pb2+)= Ks(PbCl2)/ .[c eq(Cl-)]2=1.17×10-5÷(6.0×10-2)2=0.00325 mol·dm-3=3.25×10-3 mol·dm-3 22.答案:c(F-)=[1.0×10-4÷19]mol÷0.1dm3=5.26×10-5 Q= c(Ca2+).[c (F-)]2=[2.0×10-4].[ 5.26×10-5]2=5.6×10-13 23.答案:(Fe(OH)3分子聚集形成)胶核选择吸附(FeO+离子后又吸引(少)Cl-离子)而使胶体带电。 Fe(OH)3溶胶带正电 带电荷多的聚沉能力强Na3PO4.> Na2SO4> NaCl 24.答案:略 25.答案:c(Cd2+)=0.0001/112=8.9×10-7mol.dm-3 欲使c eq(Cd2+)≤ 8.9×10-7mol.dm -3 而c eq (Cd 2+ )[c eq (OH -)]2 =5.27×10-15 则47 15 1059.010 9.81027.5)(---- ?=??≥OH c c (OH -)≥ 7.68×10-5 pH ≥14-5+lg7.68=9.89 26.2CN -(aq )+5/2O 2(g )+2H +(aq )——2CO 2(g )+N 2(g )+H 2O 求CN -在该段河水中的浓度 2mol 2.5mol 答案: xmol.dm -3 3.0×10-3/32 x=2×{3.0×10-3/32}÷2.5=7.5×10-5 mol.dm -3 练习题 一、选择题 1、水、HAc 、HCN 的共轭碱的碱性强弱的顺序是: A. OH - > Ac - > CN - B. CN - > OH - > Ac - C. OH - > CN - > Ac - D. CN - > Ac - > OH - 2、下列离子能与I -发生氧化还原反应的是: A. Zn 2+ B. Hg 2+ C. Cu 2+ D. Cd 2+ 3、摩尔浓度相同的弱酸HX 及盐NaX 所组成的混合溶液:(已知:X - + H 2O ?HX + OH - 的平衡常数为1.0?10-10) A. pH = 2 B. pH = 4 C. pH =5 D. pH = 10 4、下列沉淀的溶解反应中,可以自发进行的是: A. AgI + 2NH 3 == [Ag(NH 3)2]+ + I - B. AgI + 2CN - == [Ag(CN)2]- + I - C. Ag 2S + 4S 2O 32- == 2[Ag(S 2O 3)2]3- + S 2- D. Ag 2S + 4NH 3 == 2[Ag(NH 3)2]++ S 2- 5、醋酸的电离常数为K ?a ,则醋酸钠的水解常数为: A. 0w a K K ? B. K ?a / K ?w C. K ?w / K ?a D. 0a w K K ? 6、在氯化钠饱和溶液中通入HCl 气体,下列现象最合理解释的是: A. 无任何现象出现,因为不能发生复分解反应; B. 有固体NaCl 生成,因为通入HCl 降低了NaCl 的溶度积; C. 有固体NaCl 生成,因为增加[Cl -]使固体NaCl 的溶解平衡向生成固体 NaCl 的方向移动; 第一题选择题 1、一种钠盐可溶于水,该盐溶液加入HCl溶液后,有刺激性气体产生,同时有黄色沉淀生成,该盐是:(A)Na2S (B) Na2CO3(C) Na2SO3(D) Na2S2O3 (答:D) 2、将BaSO4与PbSO4分离开,宜采用: (A)NH3·H2O (B)HCl (C)H2S (D)NH4AC (答:D) 3、下列设备中,哪一种最适宜于测定原子量? (A)威尔逊云室(B)电子显微镜(C)X-射线衍射仪(D)质谱仪 (答:D) 4、王水的成分是下列哪一种混合而成?(体积比) (A)HNO3+H2SO4 (1:3) (B) H2SO4+HCl (3:1) (C) HNO3+HCl (3:1) (D) HCl+HNO3 (3:1) (答:D) 5、微量成分是指被测组分的含量为: (A)>1% (B)<0.01% (C)0.01%~1% (D)0.01%~0.001% (答:C) 6、常量滴定管可估计到±0.01mL,若要求滴定的相对误差小于0.1%,在滴定时,耗用体积控制在:(A)10~20mL (B)20~30mL (C)30~40mL (D)40~50mL (答:B) 7、某溶液为无色,下列何种离子不能否定? (A)Ni2+(B)Mn2+(C)Cr3+(D)Co2+ (答:B) 8、KMnO4能稳定存在于何处? (A)空气中(B)HCl中(C)碱液中(D)稀H2SO4溶液中 (答:D) 9、用蒸馏操作分离混合物的基本依据是下列性质的哪种差异? A密度(B)挥发度(C)溶解度(D)化学性质 (答:B) 10、在分光光度中,浓度测量的相对误差较小(<4%)的光度范围是: (A)0.1~0.2 (B)0.2~0.7 (C)0.8~1.0 (D)1.1~1.2 (答:B) 11、下列哪种氢氧化物既溶于NaOH,又溶于NH3·H2O (A)Al(OH)3(B)Zn(OH)2(C)Cd(OH)2(D)Ni(OH)2 (答:B) 12、1:1HCl的物质的量浓度为多少? (A)2mol / L (B)4mol / L (C)6mol / L (D)8mol / L (答:C) 13、用紫外分光光度计可测定什么光谱: (A)原子吸收光谱(B)分子吸收光谱(C)电子吸收光谱(D)原子发射光谱(答:B) 14、以下说法不正确的有: (A)提纯多硝基化合物通常不采用蒸馏操作; (B)减压蒸馏能用来分离固体混合物; (C)液体有机物干燥完全与否可根据是否由浑浊变澄清来判断; (D)在测熔点时,通常在接近熔点时要求升温低于1℃/min。 (答:B) 第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下: 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3 ,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441。153)=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1—4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13。33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25。0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解:先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气.若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解:方法一:在题目所给出的条件下,气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化,则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态(f )时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 目录lin 湛 第一章绪论 扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。 答案: NaCl与KBr各1mol溶于水中所得的溶液与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液是否相同?如将CH4及CCl4各1mol混在一起,与CHCl3及CH3Cl各1mol的混合物是否相同?为什么? 答案: NaCl与KBr各1mol与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液相同。因为两者溶液中均为Na+,K+,Br-, Cl-离子各1mol。由于CH4与CCl4及CHCl3与CH3Cl在水中是以分子状态存在,所以是两组不同的混合物。碳原子核外及氢原子核外各有几个电子?它们是怎样分布的?画出它们的轨道形状。当四个氢原子与一个碳原子结合成甲烷(CH4)时,碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的?画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。 答案: 写出下列化合物的Lewis电子式。 答案: 下列各化合物哪个有偶极矩?画出其方向。 答案: 根据S与O的电负性差别,H2O与H2S相比,哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键? 答案: 电负性O>S,H2O与H2S相比,H2O有较强的偶极作用及氢键。 下列分子中那些可以形成氢键? b. CH3CH3 c. SiH4 d. CH3NH2 e. CH3CH2OH f. CH3OCH3 答案: d. CH3NH2 e. CH3CH2OH 醋酸分子式为CH3COOH,它是否能溶于水?为什么? 答案:能溶于水,因为含有C=O和OH两种极性基团,根据相似相容原理,可以溶于极性水。 第二章饱和烃 卷心菜叶表面的蜡质中含有29个碳的直链烷烃,写出其分子式。 答案:C29H60 用系统命名法(如果可能的话,同时用普通命名法)命名下列化合物,并指出(c)和(d)中各碳原子的级数。答案: a. 2,4,4-三甲基-5-正丁基壬烷5-butyl-2,4,4-trimethylnonane b. 正己烷 hexane ,3-二乙基戊烷 3,3-diethylpentane -甲基-5-异丙基辛烷5-isopropyl-3-methyloctane e.2-甲基丙烷(异丁烷)2-methylpropane(iso-butane) ,2-二甲基丙烷(新戊烷) 2,2-dimethylpropane(neopentane) 第七章 电化学 7、1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A,经过15min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2(g)? 解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极: 2Cl - -2e - → Cl 2(g) 则:z= 2 根据:Q = nzF =It ()22015Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此:m (Cu)=n (Cu)× M (Cu)= 9、326×10-2×63、546 =5、927g 又因为:n (Cu)= n (Cl 2) pV (Cl 2)= n (Cl 2)RT 因此:3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?()() 7、2 用Pb(s)电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1、66×10-2g 。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0、1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62、50g,其中含有PbNO 31、151g,计算Pb 2+的迁移数。 解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液就是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下: n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12 Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前()电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 2+)=6、150×10-3+1、537×10-3-6、950×10-3=7、358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+?==?移解()=迁电 第三章 习题解答 1.(1)错误。原因:氨水为一元弱碱,其[OH -]=c k b θ (2)错误。原因:n HCl =n HAc 故所需NaOH 的摩尔数应相同,体积相同。 2.I=1/2∑CiZi 2 =1/2[0.050×(+3)2+3×0.050×(-1)2+2×0.020×(+1)2+0.020×(-2)2] =0.36 (mol ·L -1) 51 .3 101.3%31100.1][ % 31 1 , 500 / , 20 3.432 =?=??===-=???--+pH c H c k k c K c K a a a w a a ααα αθ θ θ按近似式计算 4. 应加入碱。原因:H 2S HS -+H + HS -S 2- + H + 要使[S 2-]增加,应减 小[H +],使平衡右移,故应加碱。 5.稀氨水中加入少量晶体NH 4Ac ,会产生同离子效应,氨水解离度减小,颜色变浅(或消退)。 101.13.0)1097.2()1012.1(] [][][] [] [][ 10 97.23.01.01091.8][][][ ] [] [][ 6. 9 812222228 82121 2---+ -- -- +-+---+- -+- +?=???=?=∴?= +??=??=?=∴?=+?H HS K S HS S H K S H HS H S H K HS S H HS H K HS H S H a a a a θ θ θ θ 7.NH 4+-NH 3, Ac —-HAc, H 2O-H 3O +, H 2O-OH -, HSO 4—-SO 42-, HNO 3-NO 3-, H 2SO 4-HSO 4-, CO 32—-HCO 3-, HCO 3—-H 2CO 3 8. 质子酸:HCl 质子碱:NH 3, SO 42-, NO 3-, Ac -, OH - 两性物质:[Al(H 2O)4]3+, HSO 4-, HS -, HCO 3-, H 2PO 4-, H 2O 9. 否。原因:pH=-lg[H +] 10. pH=5.0 [H +]=1.0×10-5 =C HCl pH=11.0 [OH -]=1.0×10-3 =C NaOH 两者混合后, [OH -]≈1.0×10-3 故 pH ≈11.0 11.pH=1.4 [H +]=3.98×10-2 pH=5.0 [H +]=1.00×10-5 故成人胃液是 婴儿胃液[H +]的3980倍。 四.概念题参考答案 1.在温度、容积恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体,这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ,问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变,A V 变小 (D) A p 变小,A V 不变 答:(C)。这种情况符合Dalton 分压定律,而不符合Amagat 分体积定律。 2.在温度T 、容积V 都恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体,它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ,容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答:(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件,所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3. 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶,在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?,这时氢气的状态为 ( ) (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答:(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值,所以是处在超临界 区域,这时仍为气相,或称为超临界流体。在这样高的温度下,无论加多大压力, 都不能使氢气液化。 4.在一个绝热的真空容器中,灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水,不留一点 空隙,这时水的饱和蒸汽压 ( ) (A )等于零 (B )大于 kPa (C )小于 kPa (D )等于 kPa 答:(D )。饱和蒸气压是物质的本性,与是否留有空间无关,只要温度定了, 其饱和蒸气压就有定值,查化学数据表就能得到,与水所处的环境没有关系。 高一化学必修1 课后习题参考答案 第一章第一节 1.C 2.C 3.CD 4.略 5.乳化原理或萃取原理 6.利用和稀盐酸反应产生气体 7.不可靠,因为碳酸钡也是白色沉淀,碳酸根干扰了硫酸根的检验。 由于硫酸钡是难溶的强酸盐,不溶于强酸,而碳酸钡是难溶弱酸盐,可溶于强酸,因此可先取样,再滴入氯化钡溶液和几滴稀硝酸或稀盐酸,如果出现白色沉淀,说明有硫酸根。 第一章第二节 1.D 2.B 3.B 4.B 5.65 mg/dL ~110mg/dL (1mmol=10-3mol) 6.这种操作会使得结果偏低,因为倒出去的溶液中含有溶质,相当于容量瓶内的溶质有损失。7.14mL 8.n(Ca):n(Mg):n(Cu):n(Fe)=224:140:35:2 9.1)0.2mol 2)Cu2+:0.2mol Cl-:0.4mol 10.40 (M=40 g/mol,该气体的相对分子质量为40。) 第一章复习题 1.C 2.B 3.A 4.BC 5.C 6.(1) 不正确。(标况下) (2)不正确。(溶液体积不为1L) (3)不正确。(水标况下不是气体) (4)正确。(同温同压下气体的体积比即为物质的量之比,也就是分子个数比) 7.(1)5% (2)0.28mol/L 8. 铁粉过滤Fe、Cu FeSO4溶液 稀硫酸 过滤FeSO 4 溶液 蒸发 结晶 9.1.42 g,操作步骤略。 第二章第一节 1.②⑧①④⑤⑥⑦⑩⑨ 2.树状分类法略 5. 7.胶体区别于其他分散系得本质特征是胶体粒子的大小在1~100nm范围。 胶体的应用,例如明矾净水、豆浆加石膏成豆腐、静电除尘、江河入海口易形成沙洲、血液透析、饱和氯化铁溶液用于应急性止血等。 第二章第二节 1.水溶液熔融状态电离阴阳离子阳离子 H+ 阴离子 OH- 金属离子或铵根离子酸根离子 H+ + OH-=H2O 2.两种电解质在溶液中相互交换离子的反应生成难溶物、易挥发物质、弱电解质3.C 4.C 5.C 6.B 7.D 8.(1) NaOH=Na++OH- (2) CuCl2=Cu2++2Cl- (3) Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42- (4) Ba(NO3)2=Ba2++2NO3- 9.(1) SO42-+Ba2+=BaSO4 (2) 2Al+3Hg2+=3Hg+2Al3+ (3) CO32-+2H+=H2O+CO2 (4) 不反应。 10.(1)可溶铜盐+强碱=可溶盐+Cu(OH)2 (2)强酸+强碱=可溶盐+H2O (3) 强酸+CaCO3=可溶钙盐+H2O+CO2 (4) 强酸+可溶盐=可溶盐+H2O+CO2 (5) 可溶铜盐+Fe=可溶铁盐+Cu 大学基础化学课后习题 解答 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 大学基础化学课后习题解答 第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础 2-1 什么是状态函数它有什么重要特点 2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能?符号H 、S 、G 、H 、S 、G 、θf m H ?、θ c m H ?、θf m G ?、θr m H ?、θm S 、θr m S ?、θr m G ?各代表什么意义 2-3 什么是自由能判据其应用条件是什么 2-4 判断下列说法是否正确,并说明理由。 (1)指定单质的θf m G ?、θf m H ?、θm S 皆为零。 (2)298.15K 时,反应 O 2(g) +S(g) = SO 2(g) 的θr m G ?、θr m H ?、θr m S ?分别等于SO 2(g)的 θf m G ?、θf m H ?、θm S 。 (3)θr m G ?<0的反应必能自发进行。 2-5 298.15K 和标准状态下,HgO 在开口容器中加热分解,若吸热22.7kJ 可形成Hg (l )50.10g ,求该反应的θ r m H ?。若在密闭的容器中反应,生成同样量的Hg (l )需吸热 多少? 解:HgO= Hg(l)+1/2O 2(g) θr m H ?=22.7×200.6/50.1=90.89 kJ·mol -1 Qv=Qp-nRT=89.65 kJ·mol -1 2-6 随温度升高,反应(1):2M(s)+O 2(g) =2MO(s)和反应(2):2C(s) +O 2(g) =2CO(g)的摩尔吉布斯自由能升高的为 (1) ,降低的为 (2) ,因此,金属氧化物MO 被硫还原反应2MO(s)+ C(s) =M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。 2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。此关系只适用于: A.理想气体; B.封闭系统; C.孤立系统; D.敞开系统 2-8 纯液体在其正常沸点时气化,该过程中增大的量是: A.蒸气压; B.汽化热; C.熵; D.吉布斯自由能 2-9 在298K 时,反应N 2(g)+3H 2(g) = 2NH 3(g),θr m H ?<0则标准状态下该反应 A.任何温度下均自发进行; B.任何温度下均不能自发进行; C.高温自发; D.低温自发 关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208] 第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C,另一个球则维持 0 C,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。 标准状态: 因此, 如图所示,一带隔板的容器中,两侧分别有同温、不同压的H2与N2,P(H2)=20kpa,P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2) T N2 1dm3 P(N2) T (1) 两种气体混合后的压力; (2)计算混合气体中H2和N2的分压力; (3)计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水,求过程的功。假 设:相对水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃,的始态下,先受某恒定外压恒温压缩至平衡态, 在恒容升温至℃,。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板,其两侧分别为0 C,4 mol的Ar(g)及150 C,2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉,整个系统达到热平衡,求末态温度 t及过程的。已知:Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及,且假设均不随温度而变。 解:图示如下 假设:绝热壁与铜块紧密接触,且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程,因此 假设气体可看作理想气体,,则 冰(H2O,S)在100kpa下的熔点为0℃,此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水(H2O,l)和冰的摩尔定压热容分别为Cpm(H2O,l)=*mol-1 *K-1和Cpm(H2O,S)=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l)在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水(H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm(H2O,l)=*mol-1 *K-1和Cpm (H2O,g)=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据,计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓,要求:(1)应用25 C的标准摩尔生成焓数据; 人教化学必修2课后习题答案(刘亚俊校) P11 1.1;1;Cs ;Li ;7; 1;F ;F 。 2.C 3.C 4.A 5.(1)6 3Li 7 3Li ; (2) 14 6 C 14 7N ;(3)23 11Na 24 12Mg 。 6.7.8.略 9. 4Li+O 2 点燃 2Li 2O 10.(1)甲 C 二 IVA ;乙 O 二 VIA ;丙 Na 三 IA ; 丁 Al 三 IIIA (2)甲与乙 :C+O 2 点燃 CO 2 乙与丙:4Na+O 2=2Na 2O 或者 2Na+O 2 △ Na 2O 2 乙与丁:4Al+3O 2 △ 2Al 2O 3。11.12.略 P19 1.减小;减弱;增强;Na ;NaOH ;Al (OH )3;HClO 4。 2.B 3.C 4.(1)金属性K ﹥Na (2)金属性Al ﹥B (3)非金属性Cl ﹥P (4)非金属性Cl ﹥S (5)非金属性O ﹥S 5.(1)酸性 HNO 3﹥H 3PO 4(2)碱性 Ca(OH)2 ﹥Mg (OH )2 (3)碱性Mg (OH )2 ﹥A l (O H )3 6.略 7.(1)钡比铍剧烈;(2)钡应该用煤油液封后密封保存。 8.(1)X :碳元素 Y :氧元素 Z :钠元素 W :铝元素; (2)画出其原子结构示意图,电子层数等于周期数,最外层电子数=族序数; (3)C+O 2 点燃 CO 2 4Na+O 2=2Na 2O 或者 2Na+O 2 △ 2O 2 4Al+3O 2 △ 2Al 2O 3。 9.锗、锡、铅在元素周期表中的位置为依次同一主族从上到下的位置,最外层电子数相同而电子层数逐渐增大,原子半径逐渐增大,所以金属的活泼性依次增强,所以被氧化越来越易,碱性越来越强。 10.略。11.7个电子层,最外层电子数为6;第七周期,第VIA 族;金属元素。 P24 1.略2.C 3.D 4.D 5.共价键是原子之间通过共用电子对形成的作用力,形成时没有电子的得失,只可能有电子对的偏移。离子键是阴阳离子之间的静电力的作用,形成时可能有电子的得失。 6.稀有气体中每个原子的和歪点子排布都达到了稳定结构。 7.略 8.以极性键结合的有 NH 3、CH 4、SO 2;以非极性键结合的有F 2和O 2。 9.(1)HCl 、CO 2、H 2O 、CH 4中存在极性共价键,NaF 、MgCl 2、CaO 中存在离子键,NaOH 中含有离子键和极性共价键,H 2、Cl 2中含有非极性共价键。 (2)属于离子化合物的有:NaF 、MgCl 2、CaO 、NaOH 属于共价化合物的有:HCl 、CO 2、H 2O 、CH 4。 P28 1 绪论习题参考答案 1. 从教材中可以找到下列术语的答案 2. HCl 、CH 3OH 、CH 2Cl 2和CH 3OCH 3为极性分子;Cl 2和CCl 4为非极性分子。 3. 参照表1-7 ,可以写出下列化合物的Lewis 结构式 4.亲核试剂: Cl -, -CH 3;亲电试剂:AlCl 3,C 2H 4,CH 4,ZnCl 2,BF 3,CH 3CN ,Ag +, H +,Br +, Fe +, +NO 2,+CH 3;既是亲核试剂又是亲电试剂:H 2O ,CH 3OH ,HCHO 。 5.属于酸的化合物:HBr ,NH 4+;属于碱的化合物:CN -;既是酸又是碱的化合物:NH 3,HS -,H 2O ,HCO 3- 6. 按照碳骨架分类,芳香族化合物为:(1)(2)(3)(4);脂环(族)化合物为:(5)(6);开链化合物为:(7)(8)。按照官能团分类,羧酸:(2)(3)(6)(7);醇:(1)(5)(8);酚:(4)。 7.按照碳骨架分类,除了(2)和(5)之外都属于不饱和化合物。属于哪一族?(略) 2 烷烃习题参考答案 1 (1) 1° 1°1° 1°2° 2°3° 3°2-甲基-3-乙基己烷 (2)1°1°1°1°2°2°2°3°3°2°3-甲基-5-乙基庚烷 (3) 1° 1°1° 1° 1° 2°2°2°2°2° 3°4° 3,6-二甲基-3-乙基辛烷 (4) 1° 1° 1° 1°1° 1°2°2°2°2°2°3°3° 3°3° 3,5-二甲基-6-异丙基癸烷 (5) 2,3,5,5,7-五甲基辛烷 (6) 2,4,4-三甲基-5-乙基辛烷 (7) 2,7-二甲基-7-乙基壬烷 (8) 2,11,14-三甲基-7- 乙基十六烷 2 (1) (2) (3) (4) (5)CH CH 3CH 3 H 3 C (6) 3 解:烷烃分子间的作用力主要是色散力,随着分子质量增加,色散力增大,使沸点升高。各异构体中,一般是直链烷烃的沸点最高,支链愈多沸点愈低。故沸点:正癸烷>正庚烷>正己烷>2-甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷 4解:含单电子的碳上连接的烷基越多,自由基越稳定,自由基越稳定则形成产物的机会越多。自由基的稳定性次序为: ·C(CH 3)3 > ·CH(CH 3)2 > ·CH 2CH 3 > ·CH 3 5解:C n H 2n+2 = 72,所以n = 5。该烷烃的构造式为: CH 3CHCH 2CH 33 6(1)正己烷 Cl Cl Cl 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 32CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 22CH 2CH 3 ( 2 )2-甲基戊烷 (3)2,2-二甲基丁烷 CH 3CH 3CH 3CH 2CCH 2CH 3 CH 2CCHCH 3 CH 3CCH 2CH 2 Cl Cl CH 3 CH 33 7解: 8 解:四种典型构象中分子内能最低的是对位交叉式(a),因为它的两个大基团(CH 3-和Cl-)相距最远,扭转张力最小;分子内能最高的是全重叠式(d)为它的两个大基团相距最近,扭转张力最大;其他两种构象的内能处于上述两种构象之 第一章 化学反应热 习题与解答 1.说明下列符号的含义。 V Q m r H ?(T) Θm r H ?(T) Θ m f H ?(T ) ξ 答:V Q :等容反应热; m r H ?(T):某温度下,反应的摩尔焓变(数值等于等压反应热);Θm f H ?(T ):某温度下某物质的标准摩尔生成焓; ξ:反应进度。 2.盖斯定律的使用条件,下列哪种说法正确? (1)等压 (2)等容 (3)等温、等容或等温、等压 (4)等温、不做有用功,等容或等压 答:正确答案为(4)。 3.热力学标准态的含义?为什么要确定热力学标准态? 答:热力学标准态是指在温度T (但没有限定温度)和标准压力 [ p Θ (100kPa)]下物质所处状态。而对纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力 [ p Θ (100kPa)]下的状态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为p Θ 时的状态。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件(如温度、压力、浓度、聚集状态等)的影响,为了比较方便,国际上规定了物质的热力学标准态。 4.简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用? 答:金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热(Θ?MgO ,m f H = - 601.7 kJ/ mol, Θ ?3 2 O Al ,m H = - 1675.69 kJ/?mol -1)产生千度以上的高温,而反应放出的热量又能使硝酸盐分解产生O 2,又 加速镁、铝的燃烧反应,使照明弹更加绚丽夺目。 在其中铝和镁作为还原剂;氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。 5.通过计算说明,氧-乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割? 答: (5/2)O 2 + C 2H 2 = 2CO 2 + H 2O(g) Θ ?m f H /(kJ ? mol -1) 0 226.7 -393.5 -241.8 ? r H Θm =∑ ?f H Θm (生成物)-Θ ∑ ?m f H (反应物) △r H Θ m =2×(-393.5) + (-241.82) – 226.7 – 0 = - 1255.5 kJ ·mol - 1 因反应放出大量热,可以熔化金属,所以可用于焊接或切割金属。 6.通过计算说明,为什么称硼的氢化物(硼烷),硅的氢化物(硅烷)是高能燃料[ 已 知B 2H 6(g )的Θm f H ?=36.56 kJ ·mol -1,B 2O 3(s )的Θ m f H ?=-1132.55 kJ ·mol -1;SiH 4(g )的Θm f H ?=34.31 kJ ·mol -1,SiO 2(s )的Θ m f H ?=-910.7kJ ·mol -1 ]。 解: B 2H 6(g ) + 3O 2(g) = B 2O 3(s ) + 3H 2O (g ) Θ ?m f H /(kJ ·mol -1) 36.56 0 -1132.55 -241.82 △r H Θ m = -1132.55+3×(-241.82) – 36.56 – 0 = - 1894.57 kJ ·mol - 1 SiH 4(g ) + 2O 2(g) = SiO 2(s ) + 2H 2O (g ) Θ ?m f H /(kJ ·mol -1) 34.31 0 -910.7 -241.82 △r H Θ m = -910.7 + 2×(-241.82) – 34.31 – 0 = - 1428.65 kJ ·mol - 1 上述两个反应都放出大量热,因此B 2H 6(g )和SiH 4(g )可以作为高能燃料。 第七章 电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ,经过15min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2(g )? 解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极: 2Cl - -2e - → Cl 2(g ) 则:z= 2 根据:Q = nzF =It ()22015 Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此:m (Cu )=n (Cu )× M (Cu )= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为:n (Cu )= n (Cl 2) pV (Cl 2)= n (Cl 2)RT 因此:3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?()() 7.2 用Pb (s )电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ,其中含有PbNO 31.151g ,计算Pb 2+的迁移数。 解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下: n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(1 2Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1 2 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 2 23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1 2331.22 n -+--??==??解前()电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 1 2331.22 n +-==??解后电 n 迁移(1 2 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710 (Pb )2 n t n + -+ -+?==?移解()=迁电 第七章 电化学 7-1.用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ,经过15 min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu ? (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解:(1) m Cu = 201560635462.F ???=5.527 g n Cu =201560 2F ??=0.09328 mol (2) 2Cl n =2015602F ??=0.09328 mol 2Cl V =00932830015 100 .R .??=2.328 dm 3 7-2.用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液,已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10-2g 。通电一段时间,测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ,其中含有Pb (NO 3) 21.151g ,计算Pb 2+的迁移数。 解: M [Pb (NO 3) 2]=331.2098 考虑Pb 2+:n 迁=n 前-n 后+n e =262501151166103312098(..)..--??-11513312098..+01658 21078682 ..? =3.0748×10-3-3.4751×10-3+7.6853×10-4 =3.6823×10-4 mol t +(Pb 2+ )=4 4 36823107685310..--??=0.4791 考虑3NO -: n 迁=n 后-n 前 =1151 3312098 ..-262501151166103312098(..)..--??=4.0030×10-3 mol t -(3 NO -)=4 4 40030107658310..--??=0.5209 7-3.用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后,阴极上有0.078 g 的Ag 析出,阳极区溶液溶液质量为23.376g ,其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解: 考虑Ag +: n 迁=n 前-n 后+n e =3233760236739101698731(..)..--??-023********..+00781078682 .. =1.007×10- 3-1.3893×10- 3+7.231×10- 4 第一章化学反应热 教学内容 1.系统、环境等基本概念;2. 热力学第一定律;3. 化学反应的热效应。 教学要求 掌握系统、环境、功、热(恒容反应热和恒压反应热)、状态函数、标准态、标准生成焓、反应进度等概念;熟悉热力学第一定律;掌握化学反应标准焓变的计算方法。 知识点与考核点 1.系统(体系) 被划定的研究对象。化学反应系统是由大量微观粒子(分子、原子和离子等)组成的宏观集合体。 2.环境(外界) 系统以外与之密切相关的部分。 系统和环境的划分具有一定的人为性,划分的原则是使研究问题比较方便。 系统又可以分为敞开系统(系统与环境之间既有物质交换,又有能量交换); 封闭体系(系统与环境之间没有 ..能量交换); ..物质交换,只有 孤立系统(体系与环境之间没有物质交换,也没有能量交换) . 学习帮 系统与环境之间具有边界,这一边界可以是实际的相界面,也可以是人为 的边界,目的是确定研究对象的空间范围。 3.相 系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。在同一个系统中,同一个相 可以是连续的,也可以是不连续的。例如油水混合物中,有时水是连续相,有时油是连续相。 4.状态函数 状态是系统宏观性质(T、p、V、U等)的综合表现,系统的状态是通过这些宏观性质描述的,这些宏观性质又称为系统的状态函数。 状态函数的特点:①状态函数之间往往相互制约(例如理想气体状态方程 式中p、V、n、T之间互为函数关系);②其变化量只与系统的始、末态有关,与变化的途径无关。 5*.过程 系统状态的变化(例如:等容过程、等压过程、等温可逆过程等) 6*.途径 完成某过程的路径。若系统的始、末态相同,而途径不同时,状态函数的 . 学习帮 大学基础化学课后习题解答(1) 大学基础化学课后习题解答 第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础 2-1 什么是状态函数?它有什么重要特点? 2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能?符号H 、S 、G 、?H 、?S 、?G 、θ f m H ?、θc m H ?、θf m G ?、θr m H ?、θm S 、 θr m S ?、θr m G ?各代表什么意义? 2-3 什么是自由能判据?其应用条件是什么? 2-4 判断下列说法是否正确,并说明理由。 (1)指定单质的θf m G ?、θf m H ?、θm S 皆为零。 (2)298.15K 时,反应 O 2(g) +S(g) = SO 2(g) 的 θr m G ?、θ r m H ?、θr m S ?分别等于SO 2(g)的θf m G ?、θf m H ?、θm S 。 (3)θr m G ?<0的反应必能自发进行。 2-5 298.15K 和标准状态下,HgO 在开口容器中加热分解,若吸热22.7kJ 可形成Hg (l )50.10g ,求该反应的θ r m H ?。若在密闭的容器中反应,生成 同样量的Hg (l )需吸热多少? 解:HgO= Hg(l)+1/2O 2(g) θ r m H ?=22.7×200.6/50.1=90.89 kJ·mol -1 Qv=Qp-nRT=89.65 kJ·mol -1 2-6 随温度升高,反应(1):2M(s)+O 2(g) =2MO(s)和反应(2):2C(s) +O 2(g) =2CO(g)的摩尔吉布 斯自由能升高的为 (1) ,降低的为 (2) ,因此,金属氧化物MO 被硫还原反应2MO(s)+ C(s) =M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。 2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。此关系只适用于: A.理想气体; B.封闭系统; C.孤立系统; D.敞开系统 2-8 纯液体在其正常沸点时气化,该过程中增大的量是: A.蒸气压; B.汽化热; C.熵; D.吉布斯自由能 2-9 在298K 时,反应N 2(g)+3H 2(g) = 2NH 3(g), θr m H ?<0则标准状态下该反应 A.任何温度下均自发进行; B.任何温度下均不能自发进行; C.高温自发; D.低温自发 2-10 298K ,标准状态下,1.00g 金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热24.7kJ 。则θ f m H ?(MgO ,298K )等于 600.21 kJ·mol -1 。已知M(Mg)=24.3g ﹒mol -1。 2-11 已知298.15K 和标准状态下 (1) Cu 2O(s) +1/2O 2(g)2CuO(s) θ m r H ?= -146.02kJ·mol -1 第二章 饱和烃 习题2.1 写出分子式为C 6H 14烷烃和C 6H 12环烷烃的所有构造异构体,用短线式或缩简式表示。(P26) 解:C 6H 14共有5个构造异构体: CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CHCH 2CH 2CH 3 CH 3 CH 3CH 2CHCH 2CH 3 CH 3 CH 3CCH 2CH 3 CH 33 CH 3CH CHCH 3 CH 3CH 3 C 6H 12的环烷烃共有12个构造异构体: CH 3 CH 3CH 3CH 3 CH 3 CH 2CH 3 CH 3CH 3 CH 3CH 2CH 3 CH 3 CH 2CH 3 CH 2CH 2CH 3CH 3 CH 3 CH 3CH 3 CH 3 CH 3 CH 9CH 3)2 习题2.2 下列化合物哪些是同一化合物?哪些是构造异构体?(P26) (1) CH 3C(CH 3)2CH 2CH 3 2,2-二甲基丁烷 (2) CH 3CH 2CH(CH 3)CH 2CH 3 3-甲基戊烷 (3) CH 3CH(CH 3)(CH 2)2CH 3 2-甲基戊烷 (4) (CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3 2-甲基戊烷 (5) CH 3(CH 2)2CHCH 3 CH 3 2-甲基戊烷 (6) (CHJ 3CH 2)2CHCH 3 3-甲基戊烷 解:(3)、(4)、(5)是同一化合物;(2)和(6)是同一化合物;(1)与(3)、(6)互为构造异构体。 习题2.3将下列化合物用系统命名法命名。(P29) (1) CH 3CH CH CH CH 2CH 2CH 3 CH 3CH CH 3 CH 2 CH 3 CH 31 2 3 4 56 7 2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷 (2) 123 4 5 6 7 CH 3CH CH CH CH 2CH 2 CH 3 CH 3CH CH 3 CH 3 CH 3 2,3-二甲基-4-异丙基庚烷(完整版)大学化学基础实验复习题
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