普通化学赵士铎 第三版习题参考答案.docx

1、普通化学 赵士铎 第三版习题参考答案普通化学（第三版）习题答案中国农业大学无机及分析化学教研组编第一章分散系1.1（1）溶液的凝固点下降（2） 土壤溶液浓度过大，渗透压大于植物根细胞液的渗透压（3） 溶液的凝固点下降1.2 沸点不断上升，至溶液达到饱和后，沸点恒定；蒸气凝结温度恒定，等于溶剂的沸点。1.31.4凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液1.5b=1.17molkg-1Tb=Kbb=0.52Kkgmol-11.17molkg-1=0.61KTb=373.76K=100.61Tf=Kfb=1.86Kkgmol-11.17molkg-1=2.18KTf=270.87K=-2

2、.181.6=cRT=1.7化合物中C、H、O原子数比为21：30：2故该化合物的化学式为C21H30O21.8第二章 化学热力学基础2.1(1)错误；(2)正确；(3)错误；（4）错误；(5)正确；(6)正确；(7)错误；（8）错误2.2（1/4）反应式（1）-反应式(2)得：(1/2)N2(g)+(1/2)O2(g)=NO(g)fHm(NO,g)=(1/4)rHm(1)-rHm(2)=(1/4)-1107kJmol-1-(-1150kJmol-1)=90kJmol-12.3（1/4）反应式（3）-反应式(4)+3反应式(2)-反应式(1)得：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) (5)

3、fHm(N2H4,g)=(1/4)rHm(3)-rHm(4)+3rHm(2)-rHm(1)=(1/4)-143kJmol-1-(-286kJmol-1+3(-317kJmol-1)-(-1010kJmol-1)=50.5kJmol-12反应式（4）-反应式（5）得：N2H4(l)+)O2(g)=N2(g)+2H2O(l)rHm=2rHm(4)-rHm(5)=2(-286kJmol-1)-50.5kJmol-1=-622.5kJmol-12.4rHm=2fHm(CO2,g)+3fHm(H2O,l)+(-1)fHm(CH3OCH3,l)+(-3)fHm(O2,g)fHm(CH3OCH3,l)=2f

4、Hm(CO2,g)+3fHm(H2O,l)-rHm=-183kJmol-12.5C(s)+O2(g)rHm(1)CO2(g)rHm(2)rHm(3)CO(g)+(1/2)O2(g)由题意知，rHm(1)0,rHm(2)0,rHm(3)0 rHm(1)=rHm(2)+rHm(3)rHm(1)-rHm(3)=rHm(2)0由题意知，rHm(1)0,rHm(3)0故：以水煤气作燃料时放热较多2.7均为熵增过程。2.8标准状态下：rHmrSm00低温自发0任意温度均自发00高温自发00）2.10不可以。因为物质的Sm,不是指由参考状态的元素生成该物质（B=+1）反应的标准摩尔熵。2.11H:-40kJ

5、-40kJG:-38kJ-38kJS:-6.7JK-1-6.7JK-12.12Sn(白锡)=Sn(灰锡)rHm(298K)=fHm(灰锡)+（-1）fHm(白锡)=-2.1kJmol-10rSm(298K)=Sm(灰锡)-Sm(白锡)=-7.41Jmol-1K-1rHm(298K)/rSm(298K),即T839K故以木炭为燃料时，因最高温度低于839K，反应不可能自发。2CuO(s)+C(s)=2Cu(s)+CO2(g)rHm(298K)=-79.51kJmol-10rSm(298K)=189Jmol-1K-10反应在标准状态,任意温度均自发2.14(略)2.152AsH3(g)=2As(s

6、)+3H2(g)rHm(298K)=-132.8kJmol-10rSm(298K)=15.71Jmol-1K-1K 故：p(CO2)9.5610-1kPa3.9CCl4(g)CCl4(l)fHm /kJmol-1-102.93-135.4Sm /JK-1mol-1309.74216.4CCl4(g)=CCl4(l)rHm =32.47kJmol-1rSm =0.09334kJmol-1K-1所以CCl4的正常沸点为T1=348K根据克拉贝龙克劳休斯方程计算，可得在20kPa时，其沸点为304K。第四章化学反应速率4.1不能4.2 A的物理意义为PZ0，f的物理意义为相对平均动能超过Ec的A、B

7、分子间的碰撞频率与A、B分子间碰撞频率的比值。4.3Z0基本不变，P不变，f大，k大，v大。4.4直线4.54.6略4.7解：4.84.9解： 4.10解： 第五章原子结构5.1原子发射光谱,电子衍射5.2确定,动量,不确定,轨道5.3(2),(4)正确5.4波函数,电子的几率密度5.5(1)5.6nlmms1200+1/22200-1/23210+1/2421+1+1/2521-1+1/25.7(3)5.8He+E(3s)=E(3p)=E(3d)E(4s)KE(3s)E(3p)E(4s)E(3d)MnE(3s)E(3p)E(3d)H,BaSr,CaSc,CuNi,LaY,ZrTi,ZrHf5

8、.14(3),(2)5.15Mg失去2个最外层s电子后成稳定的电子构型，故I3明显大于I2，常见氧化数为+2；Al失去3个最外层电子后成稳定的电子构型，故I4明显大于I3，常见氧化数为+3。Mg元素第一、第二电离能之和小于Al元素第一、第二、第三电离能之和，所以气态Mg原子的金属性强于Al。第六章化学键与分子结构6.1(1)错,(2)错,(3)错,(4)错,(5)对,(6)错6.2离子,BeOMgOCaOSrOBaO,BaCO3SrCO3CaCO3MgCO3BeCO36.3Fe2+:Ar3d6,917,Fe3+:Ar3d5,917,Pb2+:Xe5d106s218+2,Sn4+:Kr4d10,

9、18,Al3+:He2s22p6,8,S2-:Ne3s23p6,8,Hg2+:Xe5d10,18.6.4OF2:非等性sp3杂化,V型,极性;NF3:非等性sp3杂化,三角锥,极性;BH3:等性sp2杂化,正三角型,非极性;SiCl4:等性sp3杂化,正四面体,非极性;NH3:非等性sp3杂化,三角锥,极性;HCN:等性sp杂化，直线型，极性；PCl3:非等性sp3杂化，三角锥，极性；PCl5:sp3d杂化，三角双锥，非极性；CS2:sp杂化，直线型，非极性；SnCl2:非等性sp3杂化，V型，极性。6.5 C2H6:sp3;C2H4:sp2;CH3CCH:sp3spsp;CH3CH2OH:s

10、p3;H2CO:sp2;COCl2:sp2.6.6正丁烷：否；1，3-丁二烯：否；2-丁炔：是6.7HFHClHBrHI;HFHClHBrHI;HIHBrHClHF;HFHIHBrHCl6.8(1)c;(2)d;(3)a;(4)b6.9(1)Fe3+电荷高、半径小，极化力大于Fe2+;(2) Zn2+18电子构型，极化力、变形性大于Ca2+;(3) Cd2+18电子够型，极化力、变形性大于Mn2+。6.10ClO-,ClO2-,ClO3-,ClO4-。6.11HClO酸性强于HBrO。成酸元素原子电负性大，含氧酸酸性强。第七章酸碱反应1（略）2H3O+,OH-3(2)4(2)5H+OH-=H2

11、O,1/Kw H+B=HB(略去电荷)，Kb /Kw HB+OH-=B-+H2O,Ka /Kw HA+B=A+HB(略去电荷)Ka Kb /Kw 6(1)K (正)=1.9105K (逆)，易于正向反应（2）K (正)=210-11K (逆)，易于正向反应（4）K (正)=6.210-8101.6所以可忽略第二步离解，按最简式计算：c(C10H14N2)=0.050molL-1-1.910-4molL-1=0.050molL-1c(C10H14N2H+)=c(OH-)=1.910-4molL-1c(C10H14N2H22+)=c Kb2 =1.410-11molL-17.12Kb1 (S2-)

12、=Kw /Ka2 (H2S)=1.4Kb2 (S2-)=Kw /Ka1 (H2S)=7.710-8经判断，可忽略第二步离解，依近似式计算S2-+H2O=HS-+OH-Ceq/molL-10.10-xxxx=0.094即：c(OH-)=0.094molL-1pH=12.97c(S2-)=0.10molL-1-0.094molL-1=0.01molL-1c(HS-)=c(OH-)=0.094molL-1c(H2S)=c Kb2 =7.710-8molL-17.13pH=1.30故：c(S2-)=3.710-20molL-17.147.15pOH=5.00c(NH4+)=0.10mol/L/0.56

13、=0.18mol/LM(NH4)2SO4=0.5c(NH4+)V(NH4+)M(NH4)2SO4=11.9g7.16因系统中含有2缓冲对，且酸与碱的浓度比均在缓冲范围内，所以此溶液具有酸碱缓冲能力。若两级酸常数相差较大，则酸碱浓度比将超出缓冲范围，失去缓冲性质。7.17甘氨酸：不移动；谷氨酸：向正极运动；赖氨酸：向负极运动第八章沉淀溶解反应8.1Ksp (AgBr)=c(Ag+)/c c(Br-)/c Ksp (Ag2S)=c(Ag+)/c 2c(S2-)/c Ksp Ca3(PO4)2=c(Ca2+)/c 3c(PO43-)/c Ksp (MgNH4AsO4)=c(Ca2+)/c c(NH4

14、+)/c c(AsO43-)/c 8.2(1)(2)(3)8.3PbCO3计算结果偏低8.4因氢氧化铁在水中溶解度极小，溶液pH约等于7.08.5（2）8.6CaF2=Ca2+2F-F+H+=HF根据：2c(Ca2+)=c(HF)+c(F-)=2s，得：c(F-)=2s/1.028Ksp (CaF2)=(s/c )(2s/1.028c )2S=3.3810-4mol/L8.7CaF2、CaCO3和MnS,KClO48.8此系统为多重平衡系统，所以：8.9 c(NH3)=0.050mol/L故有氢氧化镁沉淀生成。为防止沉淀生成，c(OH-)/c 的最大值为：8.10故不被沉淀的离子M2+的硫化物

15、的溶度积最小为：Ksp =c(M2+)/c c(S2-)/c =0.011.010-21=110-23,所以，Mn2+,Ni2+不被沉淀。离子被完全定性沉淀时，c(M2+)10-5mol/L,g故可被沉淀完全的硫化物溶度积的最大值为：Ksp =10-5110-21=10-26所以可被沉淀完全的离子为：Pb2+,Cd2+,Hg2+,Cu2+。8.11欲使Fe(OH)3沉淀完全：欲使Fe(OH)2不发生沉淀：所以应控制pH约在2.86.5范围。8.12（略）8.13CuCO3(计算得CuCO3的溶解度为1.210-5mol/L,即CuCO3饱和水溶液的体积浓度为0.76mg/L)8.14 c(CO

16、32-)/c =Ka2 (H2CO3)=5.6110-11c(Ca)/c c(CO32-)/c =5.6110-12Ksp Fe(OH)3所以生成Fe(OH)316(4)17溶度积，离子浓度，沉淀类型。8.18Ksp （CaSO4）=7.1010-5Ksp （CaSO4）=(s/c )2得：s=8.410-3mol/Ls=c(SO42-)M(SO42-)=8.410-3mol/L9.6104mg/mol=806mg/L所以不可饮用。第九章氧化还原反应9.3 还原，氧化9.4 不变，不变，变为K n9.5 (1)9.6 (2)9.7 (4)9.8 (3)9.9 (1)2Fe3+Sn2+=2Fe2

17、+Sn4+(2) 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(3) 2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2O(4) H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O(5) PbO2+2Cl-+4H2O=Pb2+Cl2+2H2O(6) Hg2Cl2+Sn2+=2Hg+Sn4+2Cl-(7) 2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+9.10 (1)Zn|Zn2+(0.020mol/L)|Ni2+(0.080mol/L)|Ni(2)Cl-(1.0mol/L)|Cl2(100kPa)|Fe3+(0.10mol/L),Fe2+(1.0mol/L)=1.36V0.71V=-0.6

18、5V(3)Cl-(1.0mol/L)|Cl2(100kPa)|Cr2O42-(1.0mol/L),H+(10mol/L),Cr3+(1.0mol/L)（结果说明，在强酸性介质中，重铬酸根亦可以氧化氯离子）9.11（1）rGm =-2F-0.138V-(-0.126V)=2.32103J/molrGm=-2F-0.176V-(-0.135V)=7.91103J/molK =0.39因为：(Sn2+/Sn)0或因：Q=10K 所以反应逆向自发进行。（2） (NO3-/NO)=0.957V (Fe3+/Fe2+)=0.771VrGm =-3F (NO3-/NO)- (Fe3+/Fe2+)=-3965

19、00C/mol0.957V-0.771V)=-5.38104J/molrGm=-3F(NO3-/NO)-(Fe3+/Fe2+)=-396500C/mol0.721V-0.771V)=1.45104J/mol因为：(NO3-/NO)0或因：Q=1.01012K 所以反应逆向自发进行结果说明，定性分析中利用棕色环法检验NO3-，若在pH约等于3的醋酸介质中，反应不能进行。该反应应在浓硫酸介质中进行。（3） (HNO2/NO)=0.983V (Fe3+/Fe2+)=0.771VrGm =-F (HNO2/NO)- (Fe3+/Fe2+)=-96500C/mol0.983V-0.771V)=-2.05

20、104J/molrGm=-F(HNO2/NO)-(Fe3+/Fe2+)=-96500C/mol0.806V-0.771V)=-3.38103J/mol因为：(HNO2/NO)(Fe3+/Fe2+)或因：rGm0或因：Q=1.0103K 所以反应正向自发进行。结果说明，可在pH约等于3的醋酸介质中利用棕色环反应定性检验亚硝酸根。9.129.13Pb2+2e-=PbPbSO4=Pb2+SO42-所以：9.14所以不能利用反应Cu2+Br-制备CuBr。同理可证，不能利用Cu2+Cl-制备CuCl。所以可利用反应CuCl2+Cu=2CuCl制备CuCl。9.15答案：若（1）为正极，c(H+)=0.

21、054mol/L若（2）为正极，c(H+)=0.187mol/L9.16（所求实际为c(H+)=10-14mol/L时，O2/H2O电极的电极电势）9.17 (Hg2Cl2/Hg)=0.281V所以：(H+/H2)= (Hg2Cl2/Hg)-=0.281V-0.48V=-0.20V9.18若亚汞离子为Hg+,则电极反应为：Hg+e-=Hg根据此电极反应，可写出二电极的Nernst方程并可计算电池电动势：计算结果与实验数据不符。若亚汞离子为Hg22+,则电极反应为：Hg22+2e-=2Hg根据此电极反应，可写出二电极的Nernst方程并可计算电池电动势：计算结果与实验数据相符，故可知亚汞离子为H

22、g22+。9.19Hg22+=Hg2+Hg9.20根据标准电极电势图： (PbO2/Pb2+)=1.455V (O2/H2O2)=0.695V (H2O2/H2O)=1.76V下列反应可自发进行：（1） PbO2+H2O2+2H+=Pb2+O2+2H2O（2） Pb2+H2O2=PbO2+2H+(1) +(2):2H2O2=2H2O+O2故PbO2（MnO2等）可催化过氧化氢歧化分解。9.22(1)KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O(2)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O(3)2H2S+SO2=3S+2H2O(4)Bi(OH)3+Cl2+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O(5)Sn+4HNO3=SnO2+4NO2+2H2O(6)Pb+4HNO3=Pb(NO3)2+2NO2+2H2O(7)MnSO4+O2+4NaOH=Na2MnO4+Na2SO4+2H2O(8) 2Pb2+Cr2O72+