大学化学2作业.docx
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大学化学2作业
第一章化学反应热
知识点：
系统（体系），环境（外界），相，状态函数，功（W），热（Q），化学反应热效应，热力学第一定律，焓，盖斯定律，标准摩尔生成焓（ΔfHmθ），化学反应标准焓变（ΔrHθm），反应进度。
习题
1．（7）已知下列反应的化学反应热
C（石墨）+O2（g）=CO2（g）ΔrHm
（1）=–393.5kJ·mol–1
H2（g）+（1/2）O2（g）=H2O（l）ΔrHm
（2）=–285.8kJ·mol–1
C2H6（g）+（7/2）O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）
ΔrHm（3）=–1559.8kJ·mol–1
不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1molC2H6（g）反应的ΔrHm。
解：
2．（11）辛烷是汽油的主要成分，根据附录数据计算下列两反应的热效应，并从计算结果比较可以得到什么结论（已知：
（C8H18，l）=–218.97kJ·mol–1）？
（1）完全燃烧C8H18（l）+O2（g）→CO2（g）+H2O（l）
（2）不完全燃烧C8H18（l）+O2（g）→C（s）+H2O（l）
解：
第二章化学反应进行的方向和限度
知识点：
熵（S），热力学第三定律，标准摩尔熵（
），反应熵变的计算，熵变对化学反应方向的影响，焓变对化学反应方向的影响，吉布斯函数，吉布斯函数变，标准摩尔生成吉布斯函数（ΔfGm），化学反应标准吉布斯函数变（
）的计算，等温、等压，判断变化过程自发进行方向的判据，
与
的区别，转化温度，浓度平衡常数，分压，分压定律，分压平衡常数，标准平衡常数，
、
与变化过程方向，标准平衡常数与吉布斯函数变（
）。
习题
1．（4）给出下列过程的
，
，
的正负号（或零）。
①电解水生成H2和O2；②H2O（g）273KH2O（l）；
③H2O（l）268KH2O（s）；④H2O（s）273KH2O（l）；
答：
各变化量的符号如下表所示（填+或–表示）
①
②
③
④
2．（6）由二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法
（1）MnO2（s）+2H2（g）=Mn（s）+2H2O（g）
=37.22kJ·mol–1
=94.96J·mol–1·K–1
（2）MnO2（s）+2C（s）=Mn（s）+2CO（g）
=299.8kJ·mol–1；
=363.3J·mol–1·K–1
试通过计算确定上述两个反应在298K、标态下的反应方向？
如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？
解：
3．（7）汞的冶炼可采用朱砂（HgS）在空气中灼烧
2HgS（s）+3O2（g）=2HgO（s）+2SO2（g）
而炉中生成的HgO又将按下式分解
2HgO（s）=2Hg（g）+O2（g）
试估算炉内的灼烧温度不得低于多少时，才可以得到Hg（g）？
已知HgS（s），HgO（s）、SO2（g）、Hg（g）的
分别是–58.2kJ·mol–1，–90.83kJ·mol–1，-297.04kJ·mol–1，61.32kJ·mol–1；
分别是–50.6kJ·mol–1，–58.56kJ·mol–1，-300.19kJ·mol–1，31.85kJ·mol–1；
分别是82.4J·mol–1·K–1，70.29J·mol–1·K–1，248.11J·mol–1·K–1；O2（g）的
是205.03J·mol–1·K–1。
解：
4．（9）在298K，100kPa条件下，金刚石和石墨的标准熵分别为2.45J·mol–1·K–1和5.71J·mol–1·K–1，它们的燃烧反应热分别为–395.40kJ·mol–1和–393.51kJ·mol–1，试求：
（1）在298K，100kPa条件下，石墨变成金刚石的
。
（2）说明在上述条件下，石墨和金刚石那种晶型较为稳定？
解：
5.（12）已知SiF4（g）、SiCl4（g）的标准生成吉布斯函数（
）分别为-1506kJ·mol–1和-569.8kJ·mol–1，试通过计算说明为什么HF（g）可以腐蚀SiO2，而HCl（g）不能？
6．（13）试通过计算说明，为什么用BaCO3热分解制取BaO，反应温度要在1580K左右，而将BaCO3与碳黑或碎炭混合，按下式反应：
BaCO3（s）+C（s）=BaO（s）+2CO（g）
则所需温度可显著降低。
已知BaCO3（s）和BaO（s）的
分别是–1216kJ·mol–1，–548.1kJ·mol–1；
分别是112J·mol–1·K–1和72.09J·mol–1·K–1。
解：
第三章化学反应速率
知识点：
化学反应速率的表示方法，元反应，质量作用定律，活化分子，活化能（
），Arrhenius公式，一级反应，影响化学反应速率的因素，化学热力学与动力学的研究对象及二者间的关系。
习题
1．（4）反应A（g）+B（g）=2D（g），ΔrH为负值，当达到化学平衡时，如改变下表中各项条件，试将其他各项发生的变化的情况填入表中：
改变条件
增加A的分压
增加压力
降低温度
使用催化剂
正反应速率
速率常数k正
2．（7）放射性
所产生的强γ辐射，广泛用于癌症治疗。
放射性物质的强度以“居里”表示。
某医院一个20居里的钴源，经一定时间后钴源的剩余量只有5.3居里。
问这一钴源已有多少时间了。
已知
的半衰期为5.26a。
解：
3．（8）某药物分解反应为一级反应，在37℃时，反应速率常数k为0.46h–1，若服用该药0.16g，问该药在胃中停留多长时间方可分解90%。
解：
4．（9）在500K时，硝基甲烷（CH3NO2）的半衰期是650s。
试求该一级反应的
（1）速率常数。
（2）硝基甲烷的浓度由0.05mol·L–1减至0.0125mol·L–1所需时间。
（3）继
（2）之后1h硝基甲烷的浓度。
解：
5．（11）某病人发烧至40℃，使体内某一酶催化反应的速率常数增大为正常体温（37℃）时的1.23倍。
试求该催化反应的活化能。
解：
6．（12）反应2NOCl（g）=2NO（g）+Cl2（g）的活化能为101kJ·mol–1，300K时，速率常数k1为2.80×10–5L·mol–1·s–1，试求400K时的速率常数k2。
解：
7．（13）已知青霉素G的分解反应是一级反应，37℃时其活化能为84.8kJ·mol–1，指前因子A为4.2×1012h–1，试求37℃时该反应的速率常数k。
解：
8．（14）300K时，下列反应：
H2O2（aq）=H2O（l）+（1/2）O2（g）的活化能为75.3kJ·mol–1。
若用I–催化，活化能降为56.5kJ·mol–1；若用酶催化，活化能降为25.1kJ·mol–1。
试计算在相同温度下，该反应用I–催化及酶催化时，其反应速率分别是无催化剂时的多少倍？
解：
第四章溶液及溶液中的离子平衡（大学化学I不做）
知识点：
酸碱质子理论，一元弱酸（碱）的解离平衡，稀释定律，一元弱酸（碱）中
和
的计算方法，多元弱电解质的离解平衡。
同离子效应，缓冲溶液，溶度积，离子积，溶度积规则。
习题
1．（9）25℃时，0.1mol·l–1甲胺（CH3NH2）溶液的解离为6.9%
CH3NH2（aq）+H2O（l）=CH3NH+3（aq）+OH–（aq）
试问：
相同浓度的甲胺与氨水哪个碱性强?
解：
2．（10）在1L0.1mol·L–1HAc溶液中，需加入多少摩尔NaAc·3H2O才能使溶液的pH为5.5？
（假设NaAc·3H2O的加入不改变HAc的体积）。
解：
3．（11）某一元弱碱（MOH）的相对分子量为125，在25℃时将1g此碱溶于0.1L水中，所得溶液的pH为12.0，求该弱碱的解离常数
。
解：
4．（12）Pb（NO3）2溶液与BaCl2溶液混合，设混合液中Pb（NO3）2的浓度为0.20mol•L–1，问
（1）在混合溶液中Cl–的浓度等于5.0×10–4mol•L–1时，是否有沉淀生成?
（2）混合溶液中Cl–的浓度多大时，开始生成沉淀?
（3）混合溶液中Cl–的平衡浓度为6.0×10–2mol•L–1时，残留于溶液中的Pb2+的浓度为多少?
解：
第五章氧化还原反应与电化学
知识点：
氧化数，原电池及其装置的符号表示，电极电势，标准电极，参比电极，原电池电动势，浓度（分压）对电极电势的影响（Nernst方程），电极电势的应用，析氢腐蚀，吸氧腐蚀，差异充气腐蚀，牺牲阳极保护法，外加电源保护法，电解池，极化，浓差极化，电化学极化，超电势，理论分解电压，实际分解电压，电解产物的规律。
习题
1．（9）如果将下列氧化还原反应装配成电池，试用符号表示所组成的原电池。
（1）Zn（s）+2Ag+（aq）=Zn2+（aq）+2Ag（s）
（2）Cu（s）+FeCl3（aq）=CuCl（aq）+FeCl2（aq）
（3）Sn2+（aq）+2Fe3+（aq）=Sn4+（aq）+2Fe2+（aq）
（4）Zn（s）+2HCl（aq）=ZnCl2（aq）+H2（g）
（5）MnO4–（0.1mol·L–1）+8H+（10–4mol·L–1）+5Fe2+（0.1mol·L–1）=
Mn2+（0.1mol·L–1）+5Fe（0.1mol·L–1）+4H2O（l）
解：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
2.（10）SnCl2、FeCl2、KI、Zn、H2、Mg、Al、H2S在一定条件下都可以做还原剂。
试根据标准电极电势数据，把这些物质按其还原能力递增顺序重新排列，并写出他们对应的氧化产物。
3．（11）判断下列反应在标准态时进行的方向，如能正向进行，试估计进行的程度大小。
已知
（1）Fe（s）+2Fe3+（aq）=3Fe2+（aq）
（2）Sn4+（aq）+2Fe2+（aq）=Sn2+（aq）+2Fe3+（aq）
解：
4．（12）在pH分别为3和6时，KMnO4能否氧化I–和Br–[假设MnO4–被还原成Mn2+，且c（MnO4–）=c（Mn2+）=c（I–）=c（Br–）=1mol·L–1]。
解：
5．（14）由标准钴电极和标准氯电极组成原电池，测得其电动势为1.63V，此时钴为负极，现知氯的标准电极电势为+1.36V，问：
（1）此电池的反应方向？
（2）钴的电极电势为多少？
（3）当氯气的分压增大时，电池电动势将如何变化？
（4）当c（Co2+）降到0.01mol·L–1时，通过计算说明电动势又将如何变化？
解：
6.（15）由两个氢半电池Pt，H2（
）|H+（0.1mol·L-1）和Pt，H2（
）|H+（xmol·L-1）组成一原电池，测得该原电池的电动势为0.016V，若Pt，H2（
）|H+（xmol·L-1）作为该原电池的正极，问组成该半电池的溶液中H+浓度是多少？
7.（16）根据下列反应（假定离子浓度均为1mol·L-1）
Ni（s）+Sn2+（aq）=Ni2+（aq）+Sn（s）
Cl2（g）+2Br-（aq）=Br2（l）+2Cl-（aq）
试分别计算：
（1）它们组成原电池的电动势，并指出正负极。
（2）298K时的平衡常数。
（3）298K反应的标准吉布斯函数
。
8．（17）对于由电对MnO–4/Mn2+与Zn2+/Zn组成的原电池
（1）计算298K下，当c（MnO–4）=c（Mn2+）=c（Zn2+）=1mol·L–1，c（H+）=0.1mol·L–1时，该电池的电动势，该氧化还原反应的
，并说明该氧化还原反应进行的方向。
（2）求该氧化还原反应在298K时的lgK
。
（3）当温度升高时，该反应的K
是增大还是减小？
为什么？
解：
第六章原子结构与周期系
知识点：
概率波，波函数，主量子数（n），角量子数（l），磁量子数（m），自旋量子数（mS），概率密度（|ψ|2），电子云，波函数角度分布图，电子云角度分布图，屏蔽效应，钻穿效应，核外电子分布规律，保利不相容原理，能量最低原理，洪特规则，基态与激发态原子，外层电子，元素的电子层结构与元素周期表，周期表的分区，原子半径，电离能，电子亲和能，电负性，镧系收缩。
习题
1.
（2）写出下列各题中缺少的量子数。
（1）n=?
l=2,m=0,ms=-1/2
（2）n=2,l=?
m=-1,ms=-1/2
（3）n=4,l=3,m=0,ms=?
（4）n=3,l=1,m=?
ms=+1/2
2.（3）假设有下列各套量子数，指出哪几种不能存在。
（1）3,3,2,1/2
（2）3,1,-1,1/2（3）2,2,2,2
（4）1,0,0,0（5）2,-1,0,-1/2（6）2,0,-2,1/2
3.（4）在下列电子构型中，哪一种属于基态？
哪一种属于激发态？
哪一种纯属错误构型？
（1）1s22s22p7
（2）1s22s22p63s23d1
（3）1s22s22p63s23p1
（4）1s22s22p53s1
4．（5）下列各元素原子的电子分布式写成下面形式，各自违背了什么原理，并写出改正的电子分布式（假设它们都处于基态）。
（1）硼（1s）2（2s）3
（2）氮（1s）2（2s）2（2pX）2（2py）1
（3）铍（1s）2（2p）2
答：
（1）
（2）
（3）
5．（6）已知某元素在氪前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的轨道内电子恰巧为半充满，试推断该元素的名称。
答：
6.（8）设有元素A、B、C、D、E、G、L和M，试按下列所给予的条件，推断出它们的符号及在周期表中的位置（周期、族），并写出它们的外层电子构型。
（1）A、B、C为同一周期的金属元素，已知C有三个电子层，他们的原子半径在所属周期中为最大，且A>B>C；
（2）D、E为非金属元素，与氢化合生成HD和HE，在室温时D的单质为液态，E的单质为固态；
（3）G是所有元素中电负性最大的元素；
（4）L单质在常温下是气态，性质很稳定，是除氢以外最轻的气体；
（5）M为金属元素，它有四个电子层，它的最高正氧化数与氯的最高正氧化数相同。
7．（9）填充下表
元素
外层电子
构型
未成对
电子数
周期
族
区
金属或
非金属
甲
乙
丙
3d14S2
3
三
三
VIIA
8.（10）今有A、B、C、D四种原子，已知：
（1）它们最外层电子数相应为2、2、1、7；
（2）A、B、C、D四元素处于同一周期，此周期的稀有气体最外层电子构型为4s24p6；
（3）A、C原子的次外层电子数均为8，B、D原子的次外层电子数均为18。
问：
（1）A、B、C、D四元素所处周期？
（2）A、B、C、D四元素所处的族？
（3）A、B、C、D分别是什么元素？
9．（11）填空题
①氧的电离能稍低于氮，这是因为______________________________。
②副族元素都是金属，这是因为________________________________。
③如果氢原子的一个电子处于ψ2Px1/2状态，则该电子处于第______电子层，______亚层，
________轨道，其波函数角度分布图为_____________，电子云角度分布图的图形为
_______________，电子云图的图形为_____________，该电子离核的平均距离用
_________图来描述，该电子具有的能量为___________，自旋状态用__________来描述。
第七章分子结构与晶体结构
知识点：
化学键，离子键，离子键的特点，共价键，共价键的特点，
键，
键，键能，键长，键角，杂化轨道理论，*价层电子对互斥理论，分子轨道理论，键级，分子间力（范德华力），分子的偶极矩，瞬时偶极，固有偶极，诱导偶极，色散力，诱导力，取向力，氢键，晶体具有一定的几何外形，内部粒子按一定的规则呈周期性排列，离子晶体的特点，离子极化，原子晶体，金属晶体，分子晶体，过渡型晶体，混合型晶体。
习题
1．（3）填充下表
分子式
BeH2
BBr3
SiH4
PH3
分子几何构型
直线
平面正三角型
正四面体
三角锥
杂化类型
2．（4）指出下列分子中碳原子所采用的杂化轨道，以及每种分子中有几个π键？
（1）CH4，
（2）C2H4，（3）C2H2，（4）H3C—OH。
解：
（1）CH4，
（2）C2H4，
（3）C2H2，
（4）H3C–OH。
3.指出H3C1—C2—C3==C4—C5H3分子中各个碳原子采用的杂化轨道。
OHH
答：
C1；C2；C3；C4；C5。
4．（6）试确定下列分子中哪些是极性分子，那些是非极性分子？
CH3Cl，CCl4，H2S，PCl3，BeCl2
答：
极性分子有：
非极性分子有：
5.（7）写出H2、He2+、He2、Be2的分子轨道表示式，比较他们的相对稳定性，并说明原因。
6.（8）在50km以上的高空，由于紫外线辐射使N2电离成N2+，试写出后者的分子轨道表示式，并指出其键级、磁性与稳定性（与N2比较）。
7．（2
（2））已知Fe2+的电子成对能P为15000cm-1，以CN-为配体组成[Fe（CN）6]4-时，中心离子d轨道
的分裂能为33000cm-1，则该配离子的未成对电子数是______,该配离子是____________自旋，
___________轨型。
（注：
大学化学I做该题）
1
4
0
低
高
外
内
8．（9）填充下表
物质
KBr
I2
CS2
MgO
NH3
离子键或共价键
极性共价键或非极性性共价键
离子型化合物、极性或非极性分子
9．（10）填充下表
物质
晶格节点
上的微粒
晶格节点上微粒间的作用力
晶体
类型
预测熔点
高或低
熔融时的导
电性好或差
NaCl
N2
SiC
NH3
10．（11）填空题
（1）第七主族元素的单质，常温时F2、Cl2是气体，Br2为液体，I2为固体，这是因为
________________________________________________________。
（2）C和Si是同族元素，但常温下CO2是气体，SiO2是固体，这是因为
________________________________________________________________。
（3）金刚石与石墨都是由碳组成的，但它们的导电性与导热性差别很大，
这是因为_________________________________________________________。
（4）离子极化作用的结果，是使化合物的键型由（）键向（）键转化，
这将导致键能（），键长（），配位数（）。
（5）某元素A处于周期表第二周期，其原子的最外电子层有4个电子，则该元素属于第_____
主族，_____区，由该元素组成的同核双原子分子的分子轨道表达式为
_______________________________________________________。
分子中未成对电子数有___个，是___磁性物质，
键级为___________，该元素原子与H组成化合物AH4时，A原子是以______杂化轨道与氢原子1s原子
轨道成键，AH4分子的几何形状为__________________________。
第一章习题参考答案
1．ΔrHm（C2H6）=–84.6kJ·mol–1。
2．△rH
（1）=–5501.5kJ·mol–1；△rH
（2）=-2353.5kJ.·mol–1
△rH
（1）>>△rH
（2）。
结论：
完全燃烧放热量大。
第二章习题参考答案
2．
（K）；
（K）
考虑工作温度越低越好，易采用方程
（1）的方法。
3．
；
结论：
当734.76K＜T＜4607.87K时。
才可得到Hg（g）。
4．298K，100kPa下，石墨较稳定。
5．计算的ΔrG
（1）<0，∴反应可正向进行，HF可被用来腐蚀SiO2。
计算的△rG
（2）>0，∴不能正向进行，HCl不能被用来腐蚀SiO2。
6．转化温度T转
（1）=1579.46K；转化温度T转
（2）=1278.62（K）
结论：
加还原剂后反应所需的温度降低。
第三章习题参考答案
2．
=10.06a（年）；3．
=5h
4．
（1）
（s–1）；
（2）t=1295.60s；（3）ct=2.64×10–4mol·L–1
5．Ea=55.70kJ•mol–1
6．k2=0.698L·mol–1·s–1
7．
=2.21×10–2h–1
8．用I–催化时，
=1.9×103倍；用酶催化时，
5.5×108倍
第四章习题参考答案
1．c（OH–）=0.00133molL–1；结论：
相同浓度时，甲胺的碱性更强。
2．需加入.0.569mol·L–1NaAc·3H2O。
3．
7.89×10–4。
4．
（1）离子积c（Pb2+）c（Cl–）2<
∴无沉淀；
（2）c（Cl–）
mol·L–1；
（3）c（Pb2+）=4.44×10–3mol·L–1。
第五章习题参考答案
3．
（1）KΘ=1041；∴反应进行程度很大。
（2）∵
；∴反应逆向进行。
4．pH=3，1.224V>
（Br2/Br–）>
（I2/I–）；∴可以氧化溴离子和碘离子。
pH=6，
（Br2/Br–）>0.941>
（I2/I–）；∴可氧化碘离子，不能氧化溴离子。
5．
（1）正向进行。
（2）E
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