无机化学赵士铎.docx

1、无机化学赵士铎第一章 气体和溶液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。1.3 1.4 凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液1.5 b = 1.17 molkg-1Tb = Kbb = 0.52Kkgmol-11.17 molkg-1 = 0.61KTb = 373.76K = 100.61Tf = Kf b = 1.86Kkgmol-11.17 molkg-1 = 2.18KTf = 270.87K = - 2.181.6

2、 = 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-(-1150 kJmol-1) =90 kJmol-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(

3、g)=N2H4(l)(5) fHm(N2H4,g)=(1/4) rHm(3) - rHm(4)+ 3rHm(2) - rHm(1) =(1/4)-143kJmol-1-(-286kJmol-1+3(-317kJmol-1)-(-1010kJmol-1) =50.5 kJmol-1 2反应式（4）-反应式（5）得： N2H4(l)+ )O2(g)= N2(g)+2H2O(l) rHm=2rHm(4)- rHm(5)=2(-286 kJmol-1)- 50.5kJmol-1= -622.5 kJmol-12.4 rHm=2fHm(CO2,g)+3fHm(H2O,l)+(-1) fHm(CH3OCH

4、3,l)+(- 3)fHm(O2,g) fHm(CH3OCH3,l) =2fHm(CO2,g) +3fHm(H2O,l)- rHm= -183 kJmol-12.5 C(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0

5、0）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。2.11 H: -40 kJ -40 kJ G: -38kJ -38 kJ S: -6.7JK-1 -6.7 JK-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(

6、298K)=-79.51 kJmol-10rSm(298K)=189 Jmol-1K-10反应在标准状态, 任意温度均自发2.15 2AsH3(g)=2As(s)+3H2(g) rHm(298K)=-132.8kJmol-10 rSm(298K)=15.71Jmol-1K-1 K 故： p(CO2) 9.5610-1 kPa3.9 CCl4(g) CCl4(l)fHm/kJmol-1 -102.93 -135.4Sm/JK-1mol-1 309.74 216.4 CCl4(g) = CCl4(l)rHm = 32.47kJmol-1rSm = 0.09334 kJmol-1K-1所以CCl4

7、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分子间的碰撞频率与A、B分子间碰撞频率的比值。4.3 Z0 基本不变， P不变， f大 ， k大， v大。4.4 直线4.5 4.7 解：4.8 4.9 解： 4.10 解： 第五章 酸碱反应5.1 H3O+ , OH-5.2 H+ + OH- = H2O, 1/KwH+ + B = HB(略去电荷)， Kb/ KwHB + OH- = B- + H2O, Ka/ KwHA + B

8、 = A + HB(略去电荷) Ka Kb/ Kw5.3 (1) K(正) = 1.9105 K(逆)，易于正向反应 （2） K(正) = 210-11 K(逆)，易于正向反应 （4） K(正) = 6.210-8 101.6 所以可忽略第二步离解，按最简式计算：c(C10H14N2) = 0.050molL-1 - 1.910-4 molL-1 = 0.050 molL-1c(C10H14N2H+) = c(OH-) = 1.910-4 molL-1c(C10H14N2H22+) = cKb2 = 1.410-11 molL-15.12 Kb1(S2-) = Kw/ Ka2(H2S) = 1

9、.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-1 0.10-x x x x= 0.094 即：c(OH-) = 0.094 molL-1 pH = 12.97 c(S2-) = 0.10 molL-1 - 0.094 molL-1 = 0.01 molL-1 c(HS-) = c(OH-) = 0.094 molL-1 c(H2S) = cKb2 = 7.710-8 molL-15.13 pH = 1.30 故：c(S2-) = 3.710-20 molL-15.145

10、.15 pOH = 5.00 c(NH4+) = 0.10mol/L /0.56 = 0.18mol/L M(NH4)2SO4 = 0.5c(NH4+)V(NH4+)M(NH4)2SO4=11.9g5.16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。5.17 甘氨酸：不移动；谷氨酸：向正极运动；赖氨酸：向负极运动第六章 沉淀溶解反应6.1 Ksp(AgBr) = c(Ag+)/c c(Br-)/cKsp(Ag2S) = c(Ag+)/c2 c(S2-)/cKspCa3(PO4)2 = c(Ca

11、2+)/c3 c(PO43-)/cKsp(MgNH4AsO4) = c(Ca2+)/c c(NH4+)/cc(AsO43-)/c6.2 (1) (2)(3)6.3 PbCO3 计算结果偏低6.4 因氢氧化铁在水中溶解度极小，溶液pH约等于7.06.5 （2）6.6 CaF2 = 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)2 S = 3.3810-4mol/L6.7 CaF2、CaCO3和MnS, KClO46.8 此系统为多重平衡系统

12、，所以：6.9 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：6.10 故不被沉淀的离子M2+的硫化物的溶度积最小为： Ksp = c(M2+)/cc(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+ 。6.11 欲使Fe(OH)3沉淀完全： 欲使Fe(OH)2不发生沉淀： 所以应控

13、制pH约在2.86.5 范围。6.13 CuCO3 (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)6.14 c(CO32-)/c = Ka2(H2CO3) = 5.6110-11 c(Ca)/c c(CO32-)/c=5.6110-12 KspFe(OH)3 所以生成Fe(OH)36.16 溶度积，离子浓度，沉淀类型。6.18 Ksp（CaSO4）= 7.1010-5 Ksp（CaSO4）= (s/c)2 得： s = 8.410-3 mol/L s = c(SO42-)M(SO42-) = 8.410-3 mol/L9.6104mg

14、/mol = 806mg/L 所以不可饮用。第七章 原子结构7.1 原子发射光谱, 电子衍射7.2 确定, 动量, 不确定, 轨道7.3 (2), (4)正确7.4 波函数, 电子的几率密度7.6 nlmms1200+1/22200- 1/23210+1/2421+1+1/2521-1+1/27.8 He+ E(3s) = E(3p) = E(3d) E(4s)K E(3s) E(3p) E(4s) E(3d)Mn E(3s) E(3p) E(3d) H, Ba Sr, Ca Sc, Cu Ni, La Y, Zr Ti, Zr Hf7.15 Mg失去2个最外层s电子后成稳定的电子构型，故I3

15、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。第八章 分子结构 8.1 (1) 错, (2) 错, (3) 错, (4) 错, (5) 对, (6) 错 8.2 离子, BeOMgOCaOSrOBaO,BaCO3SrCO3CaCO3MgCO3BeCO38.3 Fe2+ : Ar3d6, 917,Fe3+ : Ar3d5, 917,Pb2+ : Xe5d106s2 18+2,Sn4+ : Kr4d10, 18,Al3+ : He

16、2s22p6, 8,S2- : Ne3s23p6, 8,Hg2+ : Xe5d10, 18.8.4 OF2 : 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。8.5 C2H6 : s

17、p3; C2H4 : sp2;CH3CCH : sp3 sp sp;CH3CH2OH : sp3; H2CO: sp2; COCl2: sp2.8.6 正丁烷： 否；1，3-丁二烯： 否；2-丁炔： 是8.7 HF HCl HBr HI; HF HCl HBr HI; HI HBr HCl HF; HF HI HBr HCl8.8 (1) c; (2) d; (3) a; (4) b8.9 (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+。8.10 ClO- ,ClO2-

18、 ,ClO3- ,ClO4- 。8.11 HClO酸性强于HBrO。成酸元素原子电负性大，含氧酸酸性强。第九章 氧化还原反应9.3 还原， 氧化9.4 不变， 不变， 变为Kn9.5 (1) 2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + 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+ = 2H

19、g + Sn4+ + 2Cl-(7) 2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+9.6 (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) = 1.36V 0.71V = -0.65V (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 （

20、1） rGm = -2F-0.138V -(-0.126V)= 2.32103J/mol rGm = -2F-0.176V -(-0.135V)= 7.91103J/mol K = 0.39 因为： (Sn2+/Sn) 0 或因： Q = 10 K 所以反应逆向自发进行。（2） (NO3-/NO) = 0.957V (Fe3+/Fe2+) = 0.771V rGm = -3F(NO3-/NO) -(Fe3+/Fe2+)= -396500C/mol0.957V -0.771V)= -5.38104J/molrGm = -3F (NO3-/NO) -(Fe3+/Fe2+)= -396500C/mo

21、l0.721V -0.771V)= 1.45104J/mol 因为： (NO3-/NO) 0 或因： Q = 1.01012 K 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+) = 0.771V rGm = -F(HNO2/NO) -(Fe3+/Fe2+)= -96500C/mol0.983V -0.771V)= -2.05104J/molrGm = -F (HNO2/NO) -(Fe3+/Fe2+)= -96500C/mol0.80

22、6V -0.771V)= -3.38103J/mol 因为： (HNO2/NO) (Fe3+/Fe2+) 或因： rGm 0 或因： Q = 1.0103 K 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+) = 0.054mol/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