普通化学赵士铎 习题答案.docx

1、普通化学 赵士铎 习题答案普通化学（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） 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。 凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液 b = mol kg-1 Tb = Kbb = kg mol-1 mol kg-1 = Tb = = 100.61 Tf = Kf b = kg mol-1 mol kg-1 = Tf = = - = cRT = 化合物中C、H、O原子数比为21：30：

2、2故该化合物的化学式为C21H30O2 第二章 化学热力学基础 (1)错误；(2)正确；(3) 错误；（4）错误；(5)正确；(6)正确；(7) 错误；（8）错误 （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)-1107kJ mol-1-(-1150 kJ mol-1) =90 kJ mol-1 （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) fHm (N2H4,g)=(1/4) rHm

3、 (3) - rHm (4)+ 3 rHm (2) - rHm (1) =(1/4)-143kJ mol-1-(-286kJ mol-1+3 (-317kJ mol-1)-(-1010kJ mol-1) = kJ mol-1 2 反应式（4）-反应式（5）得： N2H4(l)+ )O2(g)= N2(g)+2H2O(l) rHm =2 rHm (4)- rHm (5)=2 (-286 kJ mol-1)- mol-1= kJ mol-1 rHm =2 fHm (CO2,g)+3 fHm (H2O,l)+(-1) fHm (CH3OCH3,l)+(- 3) fHm (O2,g) fHm (CH3

4、OCH3,l) =2 fHm (CO2,g) +3 fHm (H2O,l)- rHm = -183 kJ mol-1 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 均为熵增过程。 标准状态下： rHm rSm 00低温自发0任意温度均自发00高温自发00） 不可以。因为物质

5、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。 H : -40 kJ -40 kJ G : -38kJ -38 kJ S : K-1 J K-1Sn(白锡)= Sn(灰锡) rHm (298K)= fHm (灰锡)+（-1） fHm (白锡)= mol-10 rSm (298K)= Sm (灰锡)-Sm (白锡)= mol-1K-1 rHm (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)= kJ mol-10 rSm (29

6、8K)=189 J mol-1 K-10 反应在标准状态, 任意温度均自发 (略) 2AsH3(g)=2As(s)+3H2(g) rHm (298K)= mol-10 rSm (298K)= mol-1 K-1 K 故： p(CO2) 10-1 kPa CCl4(g) CCl4(l)fHm /kJmol-1 Sm /JK-1mol-1 CCl4(g) = CCl4(l)rHm = mol-1rSm = kJmol-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 不能4.2 A的物理意义为 PZ0 ，

7、 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。 Z0 基本不变， P不变， f大 ， k大， v大。 直线 略 解： 解： 解：第五章 原子结构 原子发射光谱, 电子衍射 确定, 动量, 不确定, 轨道 (2), (4)正确 波函数, 电子的几率密度 (1) nlmms1200+1/22200- 1/23210+1/2421+1+1/2521-1+1/2 (3) 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,

8、 Cu Ni, La Y, Zr Ti, Zr Hf (3), (2) Mg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 (1) 错, (2) 错, (3) 错, (4) 错, (5) 对, (6) 错 离子, BeOMgOCaOSrOBaO,BaCO3SrCO3CaCO3MgCO3BeCO3 Fe2+ : Ar3d6, 917,Fe3+ : Ar3d5,

9、 917,Pb2+ : Xe5d106s2 18+2,Sn4+ : Kr4d10, 18,Al3+ : He2s22p6, 8,S2- : Ne3s23p6, 8,Hg2+ : Xe5d10, 18. 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

10、: 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 : sp3 sp sp;CH3CH2OH : sp3; H2CO: sp2; COCl2: sp2. 正丁烷： 否；1，3-丁二烯： 否；2-丁炔： 是 HF HCl HBr HI; HF HCl HBr HI; HI HBr HCl HF; HF HI HBr HCl (1) c; (2) d; (3) a; (4) b (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

11、+ 18电子够型，极化力、变形性大于Mn2+。 ClO- ,ClO2- ,ClO3- ,ClO4- 。 HClO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）2 H3O+ , OH-3 (2)4 (2)5 H+ + OH- = H2O, 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) = 105 K (逆)，易于正向反应 （2） K (正) = 210-11 K (逆)，易于正向反应 （4） K (正

12、) = 10-8 所以可忽略第二步离解，按最简式计算：c(C10H14N2) = L-1 - 10-4 molL-1 = molL-1c(C10H14N2H+) = c(OH-) = 10-4 molL-1c(C10H14N2H22+) = c Kb2 = 10-11 molL-1 Kb1 (S2-) = Kw / Ka2 (H2S) = Kb2 (S2-) = Kw / Ka1 (H2S) = 10-8经判断，可忽略第二步离解，依近似式计算 S2- + H2O = HS- + OH-Ceq/ molL-1 x x x= 即：c(OH-) = molL-1 pH = c(S2-) = molL

13、-1 - molL-1 = molL-1 c(HS-) = c(OH-) = molL-1 c(H2S) = c Kb2 = 10-8 molL-1 pH = 故：c(S2-) = 10-20 molL-1 pOH = c(NH4+) = L / = L M(NH4)2SO4 = 0.5c(NH4+)V(NH4+)M(NH4)2SO4=11.9g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。 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 Ksp (AgBr) = c

14、(Ag+)/c c(Br-)/c Ksp (Ag2S) = c(Ag+)/c 2 c(S2-)/c Ksp Ca3(PO4)2 = c(Ca2+)/c 3 c(PO43-)/c Ksp (MgNH4AsO4) = c(Ca2+)/c c(NH4+)/c c(AsO43-)/c (1) (2)(3) PbCO3 计算结果偏低 因氢氧化铁在水中溶解度极小，溶液pH约等于 （2） CaF2 = Ca2+ + 2F-F + H+ = HF根据：2c(Ca2+) = c(HF) + c(F-) = 2s ，得：c(F-) = 2s /Ksp (CaF2) = (s/c )(2s/1.028c )2 S

15、= 10-4mol/L CaF2、CaCO3和MnS, KClO4 此系统为多重平衡系统，所以：8.9 c(NH3) = 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： 故不被沉淀的离子M2+的硫化物的溶度积最小为： Ksp = c(M2+)/c c(S2-)/c =10-21=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+ 。 欲使Fe(OH)3沉淀完全

16、： 欲使Fe(OH)2不发生沉淀： 所以应控制pH约在 范围。 （略） CuCO3 (计算得CuCO3的溶解度为10-5mol/L,即CuCO3饱和水溶液的体积浓度为L)8.14 c(CO32-)/c = Ka2 (H2CO3) = 10-11 c(Ca)/c c(CO32-)/c =10-12 Ksp Fe(OH)3 所以生成Fe(OH)316 (4)17 溶度积，离子浓度，沉淀类型。 Ksp （CaSO4）= 10-5 Ksp （CaSO4）= (s/c )2 得： s = 10-3 mol/L s = c(SO42-)M(SO42-) = 10-3 mol/L104mg/mol = 80

17、6mg/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+ + 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+ +

18、 2Cl-(7) 2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+9.10 (1) Zn | Zn2+L) |Ni2+L)| Ni(2) Cl-L) | Cl2(100kPa)|Fe3+L),Fe2+L) = = (3) Cl-L) | Cl2(100kPa)|Cr2O42-L),H+(10mol/L),Cr3+L) （结果说明，在强酸性介质中，重铬酸根亦可以氧化氯离子） （1） rGm = -2F -= 103J/mol rGm = -2F -= 103J/mol K = 因为： (Sn2+/Sn) 0 或因： Q = 10 K 所以反应逆向自发进行。（2） (NO3-

19、/NO) = (Fe3+/Fe2+) = rGm = -3F (NO3-/NO) - (Fe3+/Fe2+)= -396500C/mol = 104J/molrGm = -3F (NO3-/NO) - (Fe3+/Fe2+)= -396500C/mol = 104J/mol 因为： (NO3-/NO) 0 或因： Q = 1012 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) = (Fe3+/Fe2+) = rGm = -F (HNO2/NO) - (Fe3+/Fe2+

20、)= -96500C/mol = 104J/molrGm = -F (HNO2/NO) - (Fe3+/Fe2+)= -96500C/mol = 103J/mol 因为： (HNO2/NO) (Fe3+/Fe2+) 或因： rGm 0 或因： Q = 103 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。Pb2+ + 2e- = PbPbSO4 = Pb2+ + SO42-所以：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Cu

21、Cl。答案：若（1）为正极，c(H+) = L 若（2）为正极，c(H+) = L （所求实际为c(H+)=10-14mol/L时，O2/H2O 电极的电极电势） (Hg2Cl2/Hg) = 所以： (H+ /H2) = (Hg2Cl2/Hg) -= - = 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Hg

22、22+ 。Hg22+ = Hg2+ + Hg根据标准电极电势图： (PbO2/Pb2+) = (O2/H2O2) = (H2O2/H2O) = 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。 (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