天津大学无机化学第五版习题答案
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
33111-1
222()(13.210-1.0110)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 (N 2) = 7.6?104 Pa
p (O 2) = 2.0?104 Pa p (Ar) =1?103 Pa
６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ?
（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =? （3）
4224(O )(CO ) 2.6710Pa
0.2869.3310Pa
n p n p ?===? 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =
pVM
RT
= 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol
（2）ξ = 2.5 mol
结论: 反应进度(ξ)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 = Q p - p ?V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3?10-3
m 3
= 38.3L
（2） T 2 =
nR
pV 2
= 320 K （3）-W = - (-p ?V ) = -502 J （4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Q p = -1260 J
11.解：NH 3(g) +
45O 2(g) 298.15K
????→标准态
NO(g) + 2
3H 2O(g) m r H ?= - 226.2 kJ ·mol -1 12.解：m r H ?= Q p = -89.5 kJ m r U ?= m r H ?- ?nRT
= -96.9 kJ
13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)
m r H ? = m f H ?(CO 2, g) = -393.509 kJ ·mol -1
21CO 2
(g) + 2
1C(s) → CO(g)
m r H ? = 86.229 kJ ·mol -1
CO(g) +
31Fe 2O 3(s) → 3
2
Fe(s) + CO 2(g)
m r H ? = -8.3 kJ ·mol -1
各反应 m r H ?之和
m r H ?= -315.6 kJ ·mol -1
。
（2）总反应方程式为
23C(s) + O 2(g) + 31Fe 2O 3(s) → 23CO 2(g) + 3
2
Fe(s) m r H ? = -315.5 kJ ·mol -1
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： m r H ?（3）= m r H ?（2）×3-
m r H ?（1）×2=-1266.47 kJ ·mol -1
15．解：（1）Q p = m r H ?== 4 m f H ?(Al 2O 3, s) -3
m f H ?(Fe 3O 4, s) =-3347.6 kJ ·mol -1
（2）Q = -4141 kJ ·mol -1
16．解：（1） m r H ? =151.1 kJ ·mol -1
（2） m r H ? = -905.47 kJ ·mol -1
（3） m r H ? =-71.7
kJ ·mol -1
17.解： m r H ?=2 m f H ?(AgCl, s)+ m f H ?(H 2O, l)- m f H ?(Ag 2O, s)-2 m f H ?(HCl, g) m f H ?(AgCl, s) = -127.3 kJ ·mol -1
18.解：CH 4(g) + 2O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l)
m r H ? = m f H ?(CO 2, g) + 2 m f H ?(H 2O, l) - m f H ?(CH 4, g)
= -890.36 kJ ·mo -1
Q p = -3.69?104
kJ
第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案
1.解： m r H ? = -3347.6 kJ ·mol -1
;
m r S ? = -216.64 J ·mol -1
·K -1
;
m r G ? = -3283.0
kJ ·mol -1
＜ 0
该反应在298.15K 及标准态下可自发向右进行。
2.解： m r G ? = 11
3.4 kJ ·mol -1
＞ 0
该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。
（2） m r H ? = 146.0 kJ ·mol -1
;
m r S ? = 110.45 J ·mol -1
·K -1
;
m r G ? = 68.7 kJ ·mol -1
＞ 0
该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。
3.解： m r H ? = -70.81 kJ ·mol -1
;
m r S ? = -43.2 J ·mol -1
·K -1
;
m r G ? = -43.9 kJ ·mol -1
（2）由以上计算可知：
m r H ?(298.15 K) = -70.81 kJ ·mol -1
; m r S ?(298.15 K) = -43.2 J ·mol -1
·K -1
m r G ? = m r H ? - T ·
m r S ? ≤ 0
T ≥
K)
(298.15K) (298.15m r m r
S H ?? = 1639 K
4.解：（1）c K = {}O)
H ( )(CH )(H (CO) 243
2c c c c p K = {}
O)H ( )(CH )(H (CO) 243
2p p p p
K = {}{}{}{}
p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2
4
3
2
（2）c K =
{}{}
)(NH )(H )(N 32
3221
2c c c p K =
{}{}
)(NH )(H )(N 32
32212p p p
K =
{}{}
p
p p p p p / )(NH
/)(H
/
)(N
32
3
2212
（3）c K =)(CO 2c p K =)(CO 2p K = p p /)(CO 2 （4）c K =
{}{}
3
23
2 )(H O)(H c c p K =
{}{}
3
23
2 )(H O)(H p p
K
=
{}{}
3
23
2 /
)(H
/O)(H
p
p p p
5.解：设 m r H ?、
m r S ?基本上不随温度变化。
m r G ? = m r H ? - T · m r S ?
m r G ?(298.15 K) = -233.60 kJ ·mol -1 m r G ?(298.15 K) = -243.03 kJ ·mol -1
K lg (298.15 K) = 40.92, 故 K (298.15 K) = 8.3?1040 K lg (373.15 K) = 34.02,故 K (373.15 K) = 1.0?1034
6.解：（1） m r G ?=2
m f G ?(NH 3, g) = -32.90 kJ ·mol -1
＜0
该反应在298.15 K 、标准态下能自发进行。
（2） K lg (298.15 K) = 5.76, K (298.15 K) = 5.8?105
7. 解：（1） m r G ?(l) = 2 m f G ?(NO, g) = 173.1 kJ ·mol -1
1lg
K =
RT
G 303.2)1(m f
?- = -30.32, 故
1K = 4.8?10-31
（2） m r G ?(2) = 2
m f G ?(N 2O, g) =208.4 kJ ·mol -1
2lg
K =
RT
G 303.2)2(m f
?- = -36.50, 故
2K = 3.2?10-37
（3） m r G ?(3) = 2
m f G ?(NH 3, g) = -32.90 kJ ·mol -1
3lg K = 5.76, 故 3K = 5.8?105
由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。
8.解： m r G ? = m f G ?(CO 2, g) - m f G ?(CO, g)-
m f G ?(NO, g)
= -343.94 kJ ·mol -1
< 0，所以该反应从理论上讲是可行的。
9.解: m r H ?(298.15 K) = m f H ?(NO, g) = 90.25 kJ ·mol -1
m r S ?(298.15 K) = 12.39 J ·mol -1
·K -1
m r G ?(1573.15K)≈ m r H ?(298.15 K) -1573.15 m r S ?(298.15 K)
= 70759 J ·mol -1
K lg (1573.15 K) = -2.349, K (1573.15 K) = 4.48?10-3
10. 解： H 2(g) + I 2(g) 2HI(g)
平衡分压／kPa 2905.74 -χ 2905.74 -χ 2χ
2
2
)
74.2905()2(x x -= 55.3 χ= 2290.12
p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPa
n =
pV
RT
= 3.15 mol 11.解：p (CO) = 1.01?105 Pa, p (H 2O) = 2.02?105
Pa
p (CO 2) = 1.01?105 Pa, p (H 2) = 0.34?105
Pa
CO(g) + H 2O(g) → CO 2(g) + H 2(g)
起始分压／105
Pa 1.01 2.02 1.01 0.34 J = 0.168, p K = 1＞0.168 = J,故反应正向进行。 12.解：（1） NH 4HS(s) → NH 3(g) + H 2S(g)
平衡分压/kPa x x
K ={}{}
/ S)(H / )(NH 23 p p p p = 0.070 则 x = 0.26?100 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。
NH 4HS(s) → NH 3(g) + H 2S(g)
平衡分压/kPa 25.3+y y
K ={}{}
/ / ) 25.3 p y p y +（ = 0.070
y = 17 kPa
13.解：（1） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)
平衡浓度／(mol ·L -1
)
0.250.070.0- 0.250.0 0
.250
.0
c K = )
PCl ()Cl ()PCl (523c c c = 0.62mol · L -1
， α(PCl 5) = 71%
PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)
平衡分压 0.20
V RT 0.5V RT 0.5V RT
K
=
{}{
}{}
p p p p p p /
)(PCl
/) (Cl /
)(PCl 523
= 27.2
（2） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g) 新平衡浓度／(mol ·L -1
) 0.10 + y 0.25 -y 0.25 +
y -2
10
.0 c K =
)
10.0()30.0)(25.0(y y y +--mol ·L -1 = 0.62mol · L -1
(T 不变，c K 不变)
y =0.01 mol ·L -1
，α(PCl 5) = 68%
（3） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)
平衡浓度／(mol ·L -1
) z -35.0 z 0.050 +z
c K =
z
z z -+35.0)050.0(= 0.62 mol ·L -1
z = 0.24 mol ·L -1
，α(PCl 5) = 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： N 2(g) + 3H 2(g) → 2NH 3(g) 平衡浓度／(mol ·L -1
) 1.0 0.50 0.50
c K = {}{}
3
222
3)H ()N ()NH (c c c
=21)L · mol (0.2--
若使N 2的平衡浓度增加到1.2mol · L -1
，设需从容器中取走x 摩尔的H 2。 N 2(g) + 3H 2(g)
2NH 3(g)
新平衡浓度／(mol ·L -1
) 1.2 0.50+(3?0.2) -x 0.50-2?0.20
c K =213
2
)L · mol ()
02350.0(2.1)20.0250.0(---?+??-x =21)L · mol (0.2-- 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) + O 2(g)
2NO 2(g)
平衡分压／kPa 101-79.2 = 21.8 286 - 79.2／2 = 246 79.2
K （673K ）=
{}
{}{}
p
p p p p
p /
)(O
/(NO)/)(NO
22
2
2= 5.36
m
r G ?= K RT lg 303.2-， m r G ?(673 K) = - 9.39 kJ ·mol -1
17.解：
m r G ?(298.15 K) = -95278.54 J ·mol -1
m
r G ?(298.15 K) = m r H ?(298.15 K) - 298.15 K · m r S ?(298.15 K) m r S ?(298.15 K) = 9.97 J ·mol -1·K -1，
m r G ?(500 K) ≈-97292 J ·mol -1
K lg (500 K) = 0.16， 故 )K 500( K =1.4?1010
或者
1
2ln
K K ≈
R
H )K 15.298(m r
????
? ??-2112T T T T ， K (500 K) = 1.4?1010 18.解：因 m r G ?(298.15 K ) = m r G ?(1) +
m r G ?(2) = -213.0 kJ ·mol -1
<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 -1HOAc 溶液中， HOAc
H + + OAc -
c 平/(mol ·L -1) 0.050-x x x
5108.1x
0.050x
x )
HOAc ()OAc ()H (K --+?=-?=
=c c c a θ
c (H +) = 9.5×10-4mol ·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 = -lg c (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
-10.010mol L (H )0.0050mol L 2
c +?==?
-1
-
-10.10mol L (OH )0.050mol L 2
c ?==?
酸碱中和后：H + + OH -
→ H 2O
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
L m ol 105.4L m ol 101.21
-8--1-6=????
34L m ol 105.3L m ol 101.21
-8--1-6=????
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 +
+ A -
c 平/(mol ·L -1) 0.10-1.7×10-3 1.7×10-3 1.7×10-3
32
53
(H )(A )(1.710) 2.910(HA)0.10 1.710
a c c K c θ
+----?===?-? α =
%7.1%10010
.0107.13
=??- 5．解：溶液的pH = 9.00, c (H +) = 1.0×10-9mol ·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 NH 4Cl(s)。
NH 3·H 2O
NH 4+
+ OH -
c 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)32(NH H O)
32K b c c c θ
+-=??
55
5
5108.110
0.110.0100.1)100.1(----?=?-??+x
x = 0.18
应加入NH 4Cl 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 +
+ OAc -
c 平/(mol ·L -1) 0.078-x x 0.74+x
(H )(OAc )
(HOAc)(HOAc)
K a c c c θ
+-=
5108.1078
.074.0-?=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 +
+ OAc -
c 平/(mol ·L -1) 0.18-x ’ x ’ 0.64+x ’
5(0.64x')x'
1.8100.18x'
-+=?-
x ’ = 5.1×10-6
，pH =5.30 Δ(pH) = 5.30-5.72 = -0.42
7. 解：（1）设NH 4Cl 水解产生的H +
为x mol ·L -1
，则
NH 4+
+ H 2O
NH 3·H 2O + H +
c 平/(mol ·L -1) 0.010-x x x
1032432( NH H O) (H ) 5.610(NH )NH H O)w
h b c c K K c K θ
θ
θ+-+
?===??（
10106.5010.0-?=-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 -
+ H 2O
HCN + OH -
c 平/(mol ·L -1) 0.10-x ’ x ’ x ’
-(HCN)(OH )-(CN )
c c K h
c θ=
x ` = 1.3×10-3
，pH = 11.11
8．解：（1）K a i (HClO)= 2.9×10-8；（2）K sp θ(AgI) = 8.51×10-17
9．解：（1）设CaF 2在纯水中的溶解度(s )为x mol ·L -1
。因为CaF 2为难溶强电解质，且基本上不水解，所以在CaF 2饱和溶液中： CaF 2 （s ）
Ca 2+
+ 2F
-
c 平/(mol ·L -1) x 2x
｛c (Ca 2+)｝·｛c (F -)｝2 = K sp θ(CaF 2)
x = 1.1×10-3
（2）设CaF 2在1.0×10-2
mol ·L -1
NaF 溶液中的溶解度(s )为y mol ·L -1
。 CaF 2 （s ）
Ca 2+
+ 2F
-
c 平/(mol ·L -1) y 2y+1.0×10-2
{c (Ca 2+)}·{c (F -)}2 = K sp θ(CaF 2)
y(2y+1.0×10-2)2
= 5.2×10-9
y = 5.2×10-5
（3）设CaF 2在1.0×10-2
mol ·L -1
CaCl 2溶液中的溶解度(s )为z mol ·L -1
。 CaF 2（s ）
Ca 2+
+ 2F
-
c 平/(mol ·L -1) 1.0×10-2+z 2z
{c (Ca 2+)}·{c (F -)}2 = K sp θ(CaF 2)
(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 - + H 2O
c /(mol ·L -1)
0.10010.00.2010.00.50?-? 0
.10010
.00.20?
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 -?-?0.10010.00.2010.00.50 x +?0
.10010
.00.20 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：
（近似计算）
20.00.10
(
)(A )(H )
100.0
(HA)50.00.1020.00.10(HA)()
100.0
20.00.10
5()(1.0010
)
100.0
30.00.10()
100.06
6.6710x x
c c a c x K θ
?+?-+?=
=
?-?-?-??=
?-=?
10．解：（1）由题意可知：c (Mg 2+
) = 0.050 mol ·L -1
当c (Mg 2+
)·{c (OH -)}2
＞K sp θ
(Mg(OH)2)时开始有Mg(OH)2沉淀出。
2-2+12
2
5-1
(Mg(OH))(OH )(Mg )
5.61105.0101.010mol L sp K c c θ
---?=
?=??＞
（2）{c (Al 3+)}·{c (OH -)}3 = 4.0×10-22＞K sp θ(Al(OH)3)，所以还有Al 3+
可被沉淀出。 c (Fe 3+
)}·{c (OH -)}3
= 2.0×10-22
＞K sp θ
(Fe(OH)3)，所以还有Fe 3+
可被沉淀出。 11．解： Cd 2+
+ Ca(OH)2 →Ca 2+
+ Cd(OH)2↓
Cd(OH)2(s) Cd 2+ + 2OH - K sp θ=7.2×10-15
若使c (Cd 2+)＜0.10mg ·L -1
=4-1-1
1.010g
L 112.41g mol -?=8.9×10-7mol ·L -1
152-
2+75-1
(Cd(OH))
7.210(OH )(Cd )/8.9109.010mol L sp K c c c θθ
---?=
?=??＞
pH ＞(14.00-pOH) = 10.0
12．解：（1）混合后：c (Mn 2+
) = 0.0010mol ·L -1
c (NH 3·H 2O) = 0.050 mol ·L -1
设OH -浓度为x mol ·L -1
NH 3·H 2O
NH 4+
+ OH -
c 平/(mol ·L -1) 0.050-x x x
2
51.8100.050x x
-=?-
x 2 = 9.0×10-7，即 {c (OH -)}2 = 9.0×10-7
{c (Mn 2+)}·{c (OH -)}2 =9.0×10-10＞K sp θ(Mn(OH)2) =1.9×10-13
所以能生成Mn(OH)2沉淀。
（2）已知(NH 4)2SO 4的相对分子质量为132.15
c ((NH 4)2SO 4) =0.4951000132.1515
??mol ·L -1 = 0.25mol ·L -1
c (NH 4-) = 0.50 mol ·L -1 设OH -浓度为x mol ·L -1
NH 3·H 2O NH 4+ + OH -
c 平/(mol ·L -1) 0.050-x 0.50+x x
+-43232
5
(NH )(OH )(NH H O)
(NH H O)(0.50) 1.8100.050b c c K c x x
x
θ
-=+=
=?-
50.50 1.8100.050
x -=? x=1.8×10-6
c (OH -)=1.8×10-6mol ·L -1
{c (Mn 2+
)}·{c (OH -)}2
= 3.2×10-15
＜K sp θ
(Mn(OH)2)，所以不能生成Mn(OH)2沉淀。 13．解：使BaSO 4沉淀所需 10
42--142+9-1
(BaSO )
1.0810(SO )mol L (Ba )
0.101.0810mol L sp K c c θ
--?=?=??＞
Ag 2SO 4沉淀所需
5
242-
-1
4+223-1
(Ag SO )
1.2010(SO )mol L (Ag )(0.10)
1.210mol L sp K c c θ
--?=?=??＞｛｝ 故BaSO 4先沉淀。
当Ag +
开始沉淀时，c (Ba 2+
)＜10
31.08101.210
--??＜10-5
mol ·L -1
故此时Ba 2+已沉淀完全。即可用加入Na 2SO 4方法分离Ba 2+和Ag +
。
14．解：Fe 3+沉淀完全时，c (OH -
)的最小值为
3
3-
3+39
-15
12-1
(Fe(OH))
(OH )(Fe )
2.7910mol L 1.010
6.510mol L sp K c c θ---?=
??=??3
pH = 2.81
若使0.10 mol ·L -1
MgCl 2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 )
5.6110mol L 0.10
7.510mol L sp K c c θ--?=?=??＞
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
-
1-1
7-1
(OH )L 2.210mol L c -=?=??
-
2-110-1
(OH )L 3.210mol L c -=
?=??
因为c 1(OH -)＞＞c 2(OH -)，所以Cr(OH)3先沉淀。
（2）Cr(OH)3沉淀完全时所需OH -
最低浓度为
-
-19-1(OH )L 4.010mol L c -=
?=?? Pb(OH)2不沉出所容许的OH -最高浓度为
c (OH -)＜2.2×10-7
mol ·L -1
即c (OH -)应控制在（4.0×10-9
mol ·L -1
～2.2×10-7
）mol ·L -1
pH min = 5.60 pH max = 7.34
所以若要分离这两种离子，溶液的pH 应控制在5.60～7.34之间。 16．解：（1）
442-2-2+2-2-2+13
428
14
(CrO )(CrO )(Pb )(s )
(s )(Pb )(PbCrO ) 2.810(PbS)
8.0103.510sp sp c c c K c c c K K θ
θθ
--=
=
?=
=
?=?
（2）
2-2-+2
44-2-2+2
122421027
(CrO )(CrO ){(Ag )}{(Cl )}{(Cl )}{(Ag )}(Ag CrO )
1.1210{(AgCl)}(1.7710)3.610sp sp c c c K c c c K K θ
θθ
--==
?==?=?
17．解：（1）设Cu 2+
的起始浓度为x mol ·L -1
。由提示可知： 2Cu 2+
26S 2O 32- 反应物质的量比 2 ： 26 n/10-3
mol x ： 30.0×0.100 x = 0.230×10-3
mol
c (Cu 2+) = 0.0115 mol ·L -1 （2）c (IO 3-) = 0.0230 mol ·L -1
K sp θ(Cu(IO 3)2) = {c (Cu 2+)}·{c (IO 3-)}2
= 6.08×10-6
18．解：设残留在溶液中的Cu 2+
的浓度为x mol ·L -1
。
Cu 2+
+ H 2S
CuS ↓ + 2H +
c 平/(mol ·L -1) x 0.10 0.10+2(0.10-x)
+22--2+2--220
(1)(2)
3615
{(H )}(S )(HS )
{(Cu )}{(H )}(S )(HS )
1.410(CuS) 6.310
2.210a a sp c c c K c c S c c K K K θ
θθθ--=
?==
?=?
2
5(0.30) 2.2100.10x
-=?
x = 4.1×10-16 c (Cu 2+) = 4.1×
10-16mol ·L -1
故残留在溶液中的Cu 2+有4.1×10-16mol ·L -1×0.10L ×63.546g ·mol -1 = 2.6×10-15
g 19．解：（1）c (Fe 3+) = c (Fe 2+) ≈ 0.010mol ·L -1
若使Fe 3+
开始产生沉淀，则
-
-1
13-1
(OH
)L 6.510mol L c -=?=??
pH = 14.00-12.19 = 1.81
（2）Fe(OH)3沉淀完全，要求c (Fe 3+) ≤ 10-5mol ·L -1
，则
-
-1
12-1(OH )L 6.510mol L c -≥
=?=??
pH =2.81
第4章 氧化还原反应 习题参考答案
1．解：S 的氧化数分别为-2、0、2、4、5、6。
2．解：（1）3Cu + 8HNO 3(稀) → 3Cu(NO 3)2+2 NO ↑ + 4H 2O
（2）4Zn + 5H 2SO 4(浓) →4ZnSO 4 +H 2S ↑ + 4H 2O
（3）KClO 3 + 6 FeSO 4 + 3H 2SO 4 → KCl +3 Fe 2 (SO 4)3 + 3H 2O （4）Cu 2S + 22HNO 3 → 6Cu (NO 3)2 + 3H 2SO 4
+ 10NO ↑ +8 H 2O 3．解： （1） 2I + H 2O 2+ 2H +
→ I 2+2H 2O
（2） Cr 2O 7+ 3H 2S + 8H + → 2Cr 3+
+ 3S ↓ + 7H 2O
（3） ClO 3+ 6Fe 2++ 6H + → Cl - +6Fe 3
+3H 2O （4） 1/2 Cl 2+ 2e - →2Cl -
Cl 2 + 2OH →Cl -+ClO -
+ H 2O （5） 1 Zn + 4OH -- 2e - →[Zn(OH)4]2-
+) 1 ClO -+ H 2O +2e -→Cl -+ 2OH -
Zn + ClO -
+2OH -
+ H 2O →[Zn(OH)4]2- + Cl
-
（6） 2 MnO 4-
+ e -
→ MnO 24-
+) 1 SO 23- + OH -- 2e - →SO 24-
+ H 2O
2MnO 4- +SO 23- + 2OH - →2 MnO 24-+SO 24-
+ H 2O
4．解：（1）（-）Pt ，I 2(s)∣I -
(c 1)‖Cl -(c 2)∣Cl 2(P
), Pt （+）
（2）（-）Pt ∣Fe 2+, Fe 3+
(c 3)‖MnO 4-
(c 3), Mn 2+(c 4)，H +
(c 5)∣Pt （+） （3）（-）Zn ∣ZnSO 4 (c 1)‖CdSO 4 (c 2)∣Cd （+）
5．解：由于E
(F 2/HF)＞E
(S 2O 28-
/SO 42-
)＞E (H 2O 2/H 2O)＞E
(MnO 4-
/Mn 2+
)＞E
(PbO 2/Pb 2+
)＞
E (Cl 2/Cl -)＞E (Br 2/Br -)＞E (Ag +/Ag)＞E (Fe 3+/Fe 2+)＞E
(I 2/I -)
故氧化能力顺序为F 2 ＞S 2O 28-＞ H 2O 2＞ MnO 4-
＞PbO 2＞Cl 2 ＞Br 2 ＞ Ag +＞Fe 3+
＞I 2。其对应的还原产物为HF ，SO 24-
，H 2O ，Mn 2+ ，Pb 2+
，Cl -，Br -
, Ag, Fe 2+
, I -
。
6．解：由于E
(Zn 2+
/Zn) < E
(H +
/H 2) < E (S/H 2S) < E
(Sn 4+/Sn 2+
) < E
(SO 42-
/H 2SO 3) < E
(Cu 2+
/Cu) < E
(I 2/I -
) < E
(Fe 3+/Fe 2+
) < E
(Ag +
/Ag) < E
(Cl 2/Cl -
)
故还原能力顺序为Zn ＞H 2＞H 2S ＞SnCl 2＞Na 2SO 3＞Cu ＞KI ＞FeCl 2＞Ag ＞KCl 。 7．解：（1）E
(Fe 3+/Fe 2+
) < E
(Br 2/Br -
)，该反应能自发向左进行。
（2）E ＞0，该反应能自发向左进行。
（3）
m r G ?<0，该反应能自发向右进行。
8．解：（1）E
( MnO 4-/ Mn 2+
)＞E
(Fe 3+/Fe 2+
)，该反应能自发向右进行。 （2）原电池的电池符号：
(-)Pt|Fe 2+
(1mol ?L -1
), Fe 3+
(1mol ?L -1
)‖MnO 4-(1mol ?L -1
), Mn 2+
(1mol ?L -1
), H +
(10.0mol ?L -1
)︱Pt(+)
E (MnO 4-/ Mn 2+
) = E
( MnO 4
-/ Mn 2+
)+ 0.0592V Z
lg -+8
42+{(MnO /}{(H /}{(Mn /}
c c c c c c θθθ = 1.51 V + 0.0592V 5
lg(10.0
)8 = 1.60 V E = E (MnO 4-/ Mn 2+) ? E
( Fe 3+/Fe 2+) = 0.83 V （3）lg K = Z ′{ E (MnO 4-/ Mn 2+)- E (Fe 3+/Fe 2+
)}/0.0592 V = 62.5
K
= 3.2×10
62
8．解：E (Ag +
/Ag) = E
(Ag +/Ag) + 0.0592V lg{c (Ag +
/c
)}
= 0.6807 V
E (Zn 2+/Zn) = E (Zn 2+/Zn)+0.0592 V/2 lg{c (Zn)/c
}
= -0.7922 V
E = E (Ag +/Ag) - E (Zn 2+/Zn)
= 1.4729 V
θ2'{Ag /Ag)(Zn /Zn)}
0.0592lg Z E v
K θ
++-=
=52.8 K
=6.3×1052
9．解：（1）（-）Zn ∣Zn 2+(0.020 mol ·L -1)‖Ni 2+(0.080 mol ·L -1
)∣Ni （+）; E
= 0.524 V; （2）（-）Pt ，Cl 2(P
)∣Cl -(10 mol ·L -1)‖Cr 2O 72- (1.0 mol ·L -1), Cr 3+（1.0 mol ·L -1），H +
(10 mol ·L -1
)∣Pt （+）; E
=0.21 V 10．解：E
(AgBr/Ag) = E (Ag +
/Ag)
= E
(Ag +/Ag) + 0.0592 V × lg{c (Ag +
)/c θ
} = E (Ag +
/Ag) + 0.0592 V × lg K sp
(AgBr) K sp
(AgBr) = 5.04×10
-13
11．解：c (Ag +
)=0.040 mol ·L -1
12．解：（1）E (Cu 2+
/ Cu) = E
(Cu 2+
/Cu) + 0.0592V Z
lg{c (Cu 2+
)/c }
=+0.33 V
（2）c (Cu 2+
) = K sp
(CuS)/(S 2-) =6.3c10
-36
mol ·L -1
E (Cu 2+/Cu) = -0.70 V
（3）E (H +/H 2) = E
(H +
/H 2) + 0.0592V Z lg +
2
2
{(H )/}{(H )/}c c p p θθ = -0.0592 V
（4）OH -
+ H +
→ H 2O
c /(mol ·L -1) 0.1 0.1
刚好完全中和，所以c(H +
)=1.0×10-7
mol ·L -1
E (H +/H 2) = -0.41 V
（5）加入的NaOAc 与HCl 刚好完全反应生成0.10 mol ·L -1
的HOAc
HOAc
H + + OAc -
平衡浓度c/(mol/L) 0.10-x x x
K θ
a (HOAc) = x 2/(0.10-x) = 1.8×10-5
x = 0.0013 mol ·L -1
E (H +/H 2) = -0.17 V
13．解：c(H +)=2.7×10-5mol ·L -1
, pH=4.57; K
(HA)= 2.7×10-5
14．解：由lg K
= 4.3345,得 K
= 4.63×10-5
15．解：E (Cu 2+
/Cu) = E
(Cu 2+
/Cu) +
0.0592V 2
lg{c (Cu 2+
)/c }= +0.31 V E (Ag +/Ag) = E (Ag +/Ag) + 0.0592 V ×lg{c (Ag +)/c
} = +0.681V
E
( Fe 2+/Fe)=-0.44V, {E (Ag +/Ag) - E (Fe 2+/Fe)} ＞ {E (Cu 2+/Cu) - E (Fe 2+/Fe)}
故Ag +
先被Fe 粉还原。
当Cu 2+要被还原时，需E (Ag +/Ag) = E (Cu 2+
/Cu),
这时E
(Ag +/Ag)+0.0592 V ×lg{c (Ag +
)/c } = E
(Cu 2+
/Cu)。
即：0.7991 V + 0.0592 V × lg{c (Ag +
)/c
} = 0.31 V ，c (Ag +) = 5.0×10-9 mol ·L -1
16．解：（1）E (Ag +
/Ag) = E
(Ag +/Ag) + 0.0592 V × lg{c (Ag +
)/c
}= +0.74 V
E (Zn 2+
/Zn) = E
(Zn 2+/Zn) + (0.0592 V/2)×lg{c (Zn 2+
)/c
}= -0.78 V E = E (Ag +/Ag) - E (Zn 2+
/Zn) = +1.5 V
（2）lg K
= z ′{E
(Ag +
/Ag) - E
(Zn 2+
/Zn)}/0.0592 V ，K
= 5.76×10
52
E = E (Ag +/Ag) - E
(Zn 2+/Zn) = +1.5617 V
Δr G θ
m =-z ′FE
= -3.014×102 kJ ·mol -1
（3）达平衡时, c (Ag +
) =x mol ·L -1
2Ag + + Zn
2Ag + Zn 2+
平衡时浓度c /(mol ·L -1
) x 0.30 + (0.10-x)/2
K
= 2
2})/c {c(Ag )/c c(Zn θθ
++
x = 2.5×10-27，c (Ag +) = 2.5×10-27mol ·L -1
17．解：（1）E
(MnO 42-
/MnO 2) = {3E
(MnO 4-
/MnO 2) - E
(MnO 4-/MnO 42-
)}/2
= +2.27V
E (MnO 2/Mn 3+) = {2E (MnO 2/Mn 2+) - E
( Mn 3+/Mn 2+)}/1 = +1.0 V
（2）MnO 42-, Mn 3+
。
（3）是Mn 2+。反应式为Mn + 2H + → Mn 2+
+ H 2
18．解：(1) E
(Cr 2O 72-/Cr 2+
)=0.91V; E
(Cr 3+/Cr 2+
)= -0.74V;
(2) Cr 3+
, Cr 2+
均不歧化, Cr 3+
较稳定, Cr 2+
极不稳定。
第5章 原子结构与元素周期性 习题参考答案
1．解：（1）n ≥ 3正整数；
（2）l = 1；
（3）m s = +?（或-?）；
（4）m = 0。
2．解：（1）不符合能量最低原理；
（2）不符合能量最低原理和洪德规则；
（3）不符合洪德规则；
（4）不符合泡利不相容原理；
（5）正确。
3．解：（1）2p x、2p y、2p z为等价轨道；
（2）第四电子层共有四个亚层，最多能容纳32个电子。
亚层轨道数容纳电子数
s 1 2
p 3 6
d 5 10
f 7 14
32
4．解：（2）P（Z＝15）
（3）1s22s22p63s23p64s2
（4）Cr [Ar]
（5）Cu
（6）[Ar]3d104s24p6
5．解：（1）[Rn] 5f146d107s27p2, 第7周期，ⅣA族元素，与Pb的性质最相似。
（2）[Rn] 5f146d107s27p6，原子序数为118。
6．解：离子电子分布式
S2 1s22s22p63s23p6
K+ 1s22s22p63s23p6
Pb2+ [Xe]4f145d106s2
Ag+ [Kr]4d10
Mn2+ 1s22s22p63s23p63d5
Co2+ 1s22s22p63s23p63d7
7．解：
8．解：
9．解：（1）A 、B ；
（2）C 、A +
； （3）A ；
（4）离子化合物，BC 2。
10．解：（1）有三种，原子序数分别为19、24、29； （2）
11．解：
12．解：
A B C D
（1）原子半径 大
小 （2）第一电离能 小 大 （3）电负性 小 大 （4）金属性 强 弱
第6章 分子的结构与性质 习题参考答案
1．解：C 原子的共价半径为：154pm ／2＝77.0pm N 原子的共价半径为：145pm ／2＝72.5pm
Cl 原子的共价半径为：(175－72.5)pm ＝102.5pm 故C —Cl 键的键长为：(77.0＋103)pm ＝180pm 2．解：分子的热稳定性为HF > HCl > HBr > HI 。
3．解： BBr 3 CS 2 SiH 4 PCl 5
C 2H 4
4．解： HClO BBr 3 C 2H 2
5．解：由成键原子的未成对电子直接配对成键：HgCl 2、PH 3。 由电子激发后配对成键：AsF 5、PCl 5。 形成配位键：+4NH 、[Cu(NH 3)4]2+
。
6．解：（1）ZnO>ZnS （2）NH 3 7．解：Na 2S > H 2O > H 2S > H 2Se > O 2 8．解： 9．解： Br Br Br C S S P Cl Cl Cl Cl Cl C C H H H Si H H H B Br Br Br σ σ σ C C H H σ σ O H Cl σ σ π π σ ﹡10 C C 11．解： 结构稳定性的次序为：2O >2O >2O >2O >2O 12．解：（1）He 2的分子轨道表示式为(σ1s)2 (σ*1s)2 ，净成键电子数为0，所以He 2分子不存在； （2）N 2的分子轨道表示式为(σ1s)2 (σ*1s)2 (σ2s)2 (σ*2s)2 (π2p y )2 (π2p z )2 (σ2p x )2 ，形成一个σ键，两个π键，所以N 2分子很稳定，并且电子均已配对，因而具有反磁性； （3）2O -的分子轨道表示式为:(σ1s)2(σ*1s)2(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p x )2(π2p y )2(π2p z ) 2 (π*2p y )2 (π*2p z )1 ，形成—个叁电子π键，所以2O - 具有顺磁性。 13．解：非极性分子：Ne 、Br 2、CS 2、CCl 4、BF 3； 极性分子：HF 、NO 、H 2S 、CHCl 3、NF 3。 14．解：（1）色散力； （2）色散力、诱导力； （3）色散力、诱导力、取向力。 第7章 固体的结构与性质 习题参考答案 1．解：熔点高低、硬度大小的次序为：TiC> ScN> MgO> NaF 。 2．解：（1）熔点由低到高的次序：KBr 3．解： 离子 电子分布式 离子电子构型 Fe 3+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 9～17 Ag + 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 18 Ca 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 8 Li + 1s 2 2 S 2- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 8 Pb 2+ [Xe]4f 14 5d 10 6s 2 18+2 Pb 4+ [Xe]4f 14 5d 10 18 Bi 3+ [Xe]4f 14 5d 10 6s 2 18+2 4．解：B 为原子晶体，LiCl 为离子晶体，BCl 3为分子晶体。 5．解：（1）O 2、H 2S 为分子晶体，KCl 为离子晶体，Si 为原子晶体，Pt 为金属晶体。 （2）AlN 为共价键，Al 为金属键，HF(s)为氢键和分子间力，K 2S 为离子键。 6．解： 7． 解： 23θm f Al(s)+ F (g)AlF (s)H ????→ 3 2 D (F －F) -U A 1 3+3e 3F(g)3F (g)E - - ???→ m sub H ? + Al(g) Al 3+ (g) U ＝ m sub H ?+ D (F －F)+31 A E + I - m f H ?