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普通化学答案

《无机及分析化学》《普通化学》习题选解

第1章水溶液

1-1.排出下列稀溶液在310K时,渗透压由大到小的顺序

(1)c(C6H12O6)=0.10mol·L-1

(2)c(NaCl)=0.10mol·L-1

(3)c(Na2CO3)=0.10mol·L-1

解:

Cos(C6H12O6)=c=0.10mol·L-1Cos(NaCl)=2c=0.20mol·L-1

Cos(Na2CO3)=3c=0.30mol·L-1∴Cos

(1)

(2)

又:

π=CosRT所以π

(1)<π

(2)<π(3)

1-2.某一元弱酸HA100mL,其浓度为0.10mol·L-1,当加入0.10mol·L-1的NaOH溶液50mL后,溶液的pH为多少?

此时该弱酸的解离度为多少?

(已知HA的Ka=1.0×10-5)

解:

HA+NaOH=NaA+H2O代入数据

0.10×1000.10×50

=10mmol=5mmol

可知HA过量5mmol,产生NaA5mmol,构成一个缓冲溶液。

由公式=5+lg(5/5)=5

解离度

1-3.欲配制pH=5.00的缓冲溶液500mL,现有6mol·L-1的HAc34.0mL,问需要加入NaAc·3H2O(M=136.1g·mol-1)多少克?

如何配制?

解:

根据公式代入计算,

得到:

nNaAc=0.363mol,m(NaAc·3H2O)=0.363×136.1=49.4克

配制方法:

称取49.4克NaAc·3H2O,溶解于100mL烧杯中,转移到500mL容量瓶中,稀释,定容,酸度计校正。

1-4.已知298K时PbI2在纯水中的溶解度为1.3510-3mol•L-1,求其溶度积。

(9.810-9)

解:

PbI2(s)PbI2(aq)Pb2++S2-

SS2S

又:

=4×(1.35×10-3)3=9.84×10-9

1-5.现有0.1mol•L-1的Fe2+和Fe3+溶液,控制溶液的pH值只使一种离子沉淀而另一种离子留在溶液中?

解:

Fe(OH)2开始沉淀时:

Fe(OH)3开始沉淀时:

所以,Fe3+先沉淀

当Fe3+沉淀完全时:

所以pH范围是:

4.02﹤pH﹤7.61

第2章化学反应的基本原理

2-1.估计下列各变化过程是熵增还是熵减。

(1)NH4NO3爆炸2NH4NO3(s)→2N2(g)十4H2O(g)十O2(g)

(2)臭氧生成3O2(g)→2O3(g)

解:

(1)NH4NO3爆炸后,气体体积急剧增大,是熵值增大的过程;

(2)生成臭氧后,气体体积减小,是熵减过程。

2-2.CO是汽车尾气的主要污染源,有人设想以加热分解的方法来消除之:

试从热力学角度判断该想法能否实现?

解:

受热分解反应一般为吸热反应,所以反应

其ΔH为正值。

另从反应式可知,反应前后的气体摩尔数减少,所以ΔS为负值。

根据公式

当ΔH为正值、ΔS为负值时,在任何温度下ΔG总是正值,所以此反应在任何温度都不能发生。

以加热分解方法来消除汽车尾气中的CO气在热力学上不能实现所以就不必徒劳去寻找催化剂了。

2-3.判断下列反应

(1)在25℃下能否自发进行?

(2)在360℃下能否自发进行?

(3)求该反应能自发进行的最低温度。

解:

查表得:

/kJ·mol-1-168.668.12-228.6

/kJ·mol-1-235.352.28-241.9

/J·K-1·mol-1282219.5188.7

(1)

因为>0,反应在25℃下不能自发进行。

(2)

根据公式

由于和随温度变化很小,可以看成基本不变。

<0

因此反应在360℃下能自发进行。

(3)求反应能自发进行的最低温度

根据公式

ΔG<0时反应自发进行,故

故该反应能自发进行的最低温度是89℃。

2-4.反应在760K时的标准平衡常数为33.3。

若将50.0g的注入容积为3.00L的密闭容器中,求760K下反应达平衡时的分解率,此时容器中的压力是多少?

解:

的初始分压为

该反应在恒温恒容下进行,以为基准计算。

开始时5.0500

平衡时5.05-xxx

解得x=4.45mol

在恒容恒温下转化的的分压为

的分解率为

=

平衡时

总压力为:

2-5.设某一化学反应的活化能为100kJ·mol-1

(1)当温度从300K升高到400K时速率加快了多少倍?

(2)温度从400K升高到500K时速率加快了多少倍?

说明在不同温度区域,温度同样升高100K,反应速率加快倍数有什么不同?

解:

根据公式求解

(1)

(2)

(3)以上计算说明,温度越高,升高同样温度使反应速率加快倍数减少。

这是由于温度高时本身反应速率快,升温反应加快的倍数相应地较小。

范特荷夫规则:

温度升高10℃,反应速率增加2—3倍。

它仅是一个近似规则,实际上与基础温度及活化能有关。

2-6.反应2NO(g)+H2(g)→N2(g)+H2O(g)的反应速率表达式为v=k[NO]2[H2],试讨论下列各种条件变化时对初速率有何影响。

(1)NO的浓度增加一倍

(2)有催化剂参加

(3)降低温度

(4)将反应容器的容积增大一倍

(5)向反应体系中加入一定量的N2

解:

(1)NO的浓度增加一倍,初速率增大到原来的4倍;

(2)有催化剂参加,初速率增大;

(3)降低温度,初速率减小;

(4)将反应器的容积增大一倍,初速率减小到原来的1/8;

(5)向反应体系中加入一定量的N2,初速率不变。

第3章电化学原理与应用

3-1.用氧化数法或离子电子法配平下列各方程式:

解;

(1)3As2O3+4HNO3+7H2O=6H3AsO4+4NO

(2)K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O

(3)6KOH+3Br2=KBrO3+5KBr+3H2O

(4)3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KOH

(5)4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O

(6)I2+5Cl2+6H2O=10HCl+2HIO3

(7)2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2+8H2O

(8)2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O

3-2.配平下列各反应方程式,并将它们设计组成原电池,写出电池组成式:

(1)MnO4-+Cl-+H+Mn2++Cl2+H2O

(2)Ag++I-AgI(s)

解:

(1)(-)Pt,Cl2|Cl-||MnO4-,Mn2+,H+|Pt(+)

(2)(-)Ag,AgI|I-||Ag+|Ag(+)

3-3.如果下列原电池的电动势为0.500V(298K)

Pt,H2(100kPa)|H+(?

mol·L-1)||Cu2+(1.0mol·L-1)|Cu

则溶液的H+浓度应是多少?

解:

c(H+)=1.8×10-3mol·L-1

3-4.已知

PbSO4+2e-Pb+SO42-=-0.359V

Pb2++2e-Pb=-0.126V

求PbSO4的溶度积。

解:

Ksp=1.3×10-8

第4章物质结构

4-1.下列各组量子数的组合是否合理?

为什么?

(1)n=2,l=1,m=0

(2)n=2,l=2,m=-1

(3)n=3,l=0,m=0

(4)n=3,l=1,m=+1

(5)n=2,l=0,m=-1

(6)n=2,l=3,m=+2

(不合理的有:

(2)、(5)、(6)不符合量子化条件)

4-2.写出17Cl,19K,24Cr,29Cu,26Fe,30Zn,31Ga,35Br,59Pr和82Pb的电子结构式(电子排布)和价电子层结构。

原子

电子排布

价电子层结构

17Cl

[Ne]3s23p5

3s23p5

19K

[Ar]4s1

4s1

24Cr

[Ar]3d54s1

3d54s1

26Fe

[Ar]3d64s2

3d64s2

29Cu

[Ar]3d104s1

3d104s1

30Zn

[Ar]3d104s2

3d104s2

31Ga

[Ar]3d104s24p1

4s22p1

34Se

[Ar]3d104s24p4

4s22p4

35Br

[Ar]3d104s24p5

4s24p5

59Pr

[Xe]4f36s2

4f36s2

82Pb

[Xe]4f145d106s26p2

6s26p2

4-3.指出具有下列性质的元素(不查表,且稀有气体除外)

(1)原子半径最大和最小。

(2)电离能最大和最小。

(3)电负性最大和最小。

(4)电子亲合能最大。

答:

(1)原子半径最大和最小:

Cs,H

(2)电离能最大和最小:

F,Cs

(3)电负性最大和最小:

:

F,Cs

(4)电子亲合能最大:

Cl

4-4.指出下列分子中心原子的杂化轨道类型:

BCl3PH3CS2HCNOF2H2O2N2H4AsCl5SeF6

答:

BCl3(sp2)PH3(sp3不等性)CS2(sp)HCN(sp)OF2(sp3不等性)H2O2(sp3不等性)N2H4(sp3不等性)AsCl5(sp3d)SeF6(sp3d2)

4-5.试问下列分子中哪些是极性的?

哪些是非极性的?

CH4CHCl3BCl3NCl3H2SCS2

答:

极性分子:

H2SNCl3CHCl3

非极性分子:

CH4BCl3CS2

4-6.指出下列各对分子之间存在的分子间作用力的具体类型(包括氢键)

(1)苯和四氯化碳

(2)甲醇和水

(3)二氧化碳和水(4)溴化氢和碘化氢

答:

(1)色散力

(2)色散力,诱导力,取向力,氢键(3)色散力,诱导力(4)色散力,诱导力,取向力

第5章配位化合物

5-1.指出下列配合物的中心离子、配体、配位数、配离子电荷数和配合物名称。

K2[HgI4][CrCl2(H2O)4]Cl[Co(NH3)2(en)2](NO3)2Fe3[Fe(CN)6]2K[Co(NO2)4(NH3)2]Fe(CO)5

解:

配合物

中心离子

配体

配位数

配离子电荷数

名称

K2[HgI4]

Hg2+

I-

4

-2

四碘合汞(Ⅱ)酸钾

[CrCl2(H2O)4]Cl

Cr3+

Cl-,H2O

6

+1

氯化二氯·四水和铬(Ⅲ)

[Co(NH3)2(en)2](NO3)2

Co2+

NH3,en

6

+2

硝酸二氨·二乙二胺和钴(Ⅱ)

Fe3[Fe(CN)6]2

Fe3+

CN-

6

-3

六氰合铁(Ⅲ)酸亚铁

K[Co(NO2)4(NH3)2]

Co3+

NO2-,NH3

6

-1

四硝基·二氨和钴((Ⅲ)酸钾

Fe(CO)5

Fe

CO

5

0

五羰合铁

5-2.在100mL0.05mol·L-1Ag(NH3)2+溶液中加入1mL1mol·L-1NaCl溶液,溶液中NH3的浓度至少需多大才能阻止AgCl沉淀生成?

(0.5mol·L-1)

答:

至少要0.445m

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