无机及分析化学习题解答1概要(DOC 32页).doc

1、第一章 分散体系1-1 3%Na2CO3溶液的密度为1.03gml-1,配制此溶液200ml，需用Na2CO310H2O多少g?溶液的物质的量浓度是多少？解：设所需Na2CO3m克，则mV31.03 gml-1200 ml36.18gm(Na2CO310H2O) = 6.18 286 / 106 = 16.7 (g)c(Na2CO3)m/M(Na2CO3)V6.18（1060.200）0.292（molL-1）1-2 为了防止500ml水在268K结冰，需向水中加入甘油（C3H8O3）多少克？解：设需加入甘油x克，根据题意Tf273-2685（K） TfKfb（B） 5K1.86Kkgmol-

2、1xM（C3H8O3）0.5 x（92gmol-15K0.50kg）1.86Kkgmol-1 x123g1-3某水溶液，在200g水中含有12.0g蔗糖(M=342),其密度为1.022gml-1,试计算蔗糖的摩尔分数，质量摩尔浓度和物质的量浓度。解：x(蔗糖)n(蔗糖)/n(蔗糖)+n(水)(12.0342)(12.0342)+(20018.0)0.0350.035+11.10.03511.150.00314b(蔗糖)= n(蔗糖)/m(水)0.035(20010-3)0.175molkg-1c(蔗糖)= n(蔗糖)/V(溶液)0.035(200+12.0)/1.022=0.169 molL

3、-11-4 101mg胰岛素溶于10.0ml水中，该溶液在298K时的渗透压为4.34kPa，求胰岛素的摩尔质量。解：=c胰RT=n胰RT/V n胰=m胰/M胰 1-5实验测定未知物水溶液在298K时的渗透压为750kPa，求溶液的沸点和凝固点。解：溶液的浓度为：c= / RT750kPa /(8.314kPaLK-1mol-1298K)0.303molL-10.303molkg-1Tb=Kbb未0.512Kkgmol-10.303 molkg-10.155KTb = 373.15 + 0.155 = 373.31 (K)Tf=Kfb未1.86Kkgmol-10.303 molkg-10.56

4、4KTf = 273.15 0.564 = 272.59 (K)1-6 某一学生测得CS2(l)的沸点是319.1K，1.00molkg-1S溶液的沸点是321.5K，当1.5gS溶解在12.5g CS2中时，这溶液的沸点是320.2K，试确定S的分子式。解：CS2的Kb可由下式求出：KbTb/b(S)=(321.5K-319.1K)/1.00 molkg-1=2.4Kkgmol-1Ms261.8328 则硫的分子式为S81-7 人体血浆的凝固点为272.5K，求310K时渗透压。解：人体血浆的浓度为cTf/Kf = (273.15-272.5)/1.86=0.349molL-1=c RT=0

5、.349 molL-18.314kPaLK-1mol-1310K899.5kPa1-8 今有两种溶液，一种为3.6g葡萄糖(C6H12O6)溶于200g水中，另一种为20.0未知物溶于500g水中，这两种溶液在同一温度下结冰，计算未知物的摩尔质量。解：这两种溶液在同一温度下结冰，说明它们的bB相等。 M(未知物)400gmol-11-9 293K时，葡萄糖(C6H12O6)15g溶于200g水中，试计算该溶液的蒸气压、沸点、凝固点和渗透压。(已知293K时的p*=2333.14kPa)解：K蒸p*MA2333.14kPa0.018kgmol-142.0 kPakgmol-1p= K蒸b(葡萄糖

6、)=42.0(15180)/0.200=42.00.41717.5kPap = 2333.14 17.5 = 2315.6 (kPa)TbKbb(葡萄糖)0.5120.4170.21KTb 373.15 + 0.21 = 373.36 (K)TfKfb(葡萄糖)1.860.4170.78KTf = 273.15 0.78 = 272.37 (K)= cRT bRT = 0.4178.314293 = 1015.8 (kPa) 1-10 试比较MgSO4，K3Fe(CN)6,和AlCl3三种电解质在下列两种情况中凝结值大小的顺序。（1）0.01molL-1 AgNO3溶液和0.03molL K2

7、CrO4（1）0.001molL-1 AgNO3溶液和0.01molL KBr溶液等体积混合制成的AgBr溶胶（2）0. 01molL -1AgNO3溶液和0.001molL KBr溶液等体积混合制成的AgBr溶胶解：（1）因为KBr过量所得AgBr溶胶为负溶胶，决定AgBr负溶胶凝结值大小的因素为电解质中阳离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为，K3Fe(CN)6 MgSO4AlCl3。（2）因为AgNO3过量所得AgBr溶胶为正溶胶，决定AgBr负溶胶凝结值大小的因素为电解质中阴离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为，K3Fe(CN)

8、6 MgSO4AlCl3。1-11 为制备AgI负溶胶，应向25ml0.016 molL 1的KI溶液中最多加入多少毫升的0.005 molL 1的AgNO3溶液？解：要制备负溶胶，则I要多一些，所以： 1-12 混合等体积0.008molL-1AgNO3溶液和0.003molL-1的K2CrO4溶液，制得Ag2CrO4溶胶，写出该溶胶的胶团结构，并注明各部分的名称，该溶液的稳定剂是何种物质？解：因为AgNO3过量，电位离子是Ag+，也是稳定剂，胶团结构为：(Ag2CrO4)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-,胶核：(Ag2CrO4)m，胶粒：(Ag2CrO4)mnAg+(n-x)NO

9、3-x+，胶团：(Ag2CrO4)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-，电位离子：Ag+反离子：NO3-1-13 苯和水混合后加入钾肥皂摇动，得到哪种类型的乳浊液；加入镁肥皂又将得到哪种类型的乳浊液？解：钾肥皂是亲水型乳化剂，形成水包油型乳浊液。镁肥皂是亲油型乳化剂，形成油包水型乳浊液。1-14 现有0.01 molL -1AgNO3溶液和0.01 molL -1KI溶液，欲制AgI溶胶，在下列四种条件下，能否形成AgI溶胶？为什么？若能形成溶胶，胶粒带何种电荷？（1） 两种溶液等体积混合；（2） 混合时一种溶液体积远超过另一种溶液；（3） AgNO3溶液体积稍多于KI溶液；（4） KI

10、溶液体积稍多于AgNO3溶液。解：（1） 不能；反应完后，没有剩余的电位离子，恰好生成AgI沉淀；（2） 不能；由于过多的剩余电解质溶液也能使溶胶凝结；（3） 能；AgI颗粒能吸附少量的Ag而形成溶胶粒子；溶胶粒子正电荷。（4） 能；AgI颗粒能吸附少量的I而形成溶胶粒子；溶胶粒子负电荷。第二章 化学热力学基础2-1 什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？解：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数；体系的广度性质在数值上与体系中物质的量成正比，即具有加和性。体系某一广度性质的数值等于体系中各部分该广度性质的加和。体系的强度性质在数值上与体系中物质的量无关，

11、即不具有加和性。平衡体系某一强度性质的数值与体系中任一部分该强度性质的数值相等。2-2 自发过程的特点是什么？解：（1）自发过程具有方向性；（2）自发过程具有一定的限度；（3）进行自发过程的体系具有做有用功（非体积功）的能力。2-3 什么叫混乱度？什么叫熵？它们有什么关系？解：混乱度也称为无序度，它的大小与体系中可能存在的微观状态数目有关。熵就是用来描述体系混乱程度大小的函数。体系的混乱度越高，熵值就越大。2-4 什么叫自由能判据？它的应用条件是什么？解：用自由能的改变量来判断过程的自发性就叫自由能判据。应用条件：定温、定压不作有用功。2-5 298K时6.5g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放

12、热272.3kJ。求该反应的和。解：因为：C6H6（l）7.5O2（g）6CO2（g）3H2O（l）272.3（6.5/78）=3267.6 kJmol-13267.6（67.5）8.31429810-3 3271.3. kJmol-12-6 298K，标准状态下HgO在开口容器中加热分解，若吸热22.7kJ可生成Hg（l）50.10g，求该反应的，若在密封的容器中反应，生成同样量的Hg（l）需吸热多少？解：HgO(s)Hg(l) + 1/2O2(g)22.7（50.10/200.59）90.89 kJmol-190.890.58.31429810-389.65 kJmol-1Q89.6550

13、.10200.5922.4 kJmol-12-7 已知298K，标准状态下（1） 146.02 kJmol-1（2） 11.30 kJmol-1求的。解：因为反应 （3）= （1）+（2）, 所以H3= - (-146.02 11.30) = 157.32( kJ/mol )2-8 已知298K，标准状态下（1） Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g) =24.77 kJmol-1（2） 3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g) 52.19 kJmol-1（3） Fe3O4(s)CO(g) 3FeO(s)CO2(g) 39.01 kJmol-1求（4）Fe(s

14、)CO2(g) FeO(s)CO(g)的。解：因为反应 （4）= （3）2 +（2）（1）36(4)39.012 +(52.19)（24.77）3616.69 kJmol-12-9 由的数据计算下列反应在298K、标准状态下的反应热。（1） 4NH3(g)5O2(g) 4NO(g) 6H2O(l)（2） 8Al(s) + 3Fe3O4(s) 4Al2O3(s) + 9Fe(s)（3） CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)解：（1）H298= 490.25 + 6(-285.84)-4(-46.11)= -1169.6(kJ/mol) （2）H298= 4（-1676）-3

15、（-1120.9）= -3341.3(kJ/mol) （3）H298=（-393.51）-(-110.53)+(-241.82)= -41.16(kJ/mol)2-10 由的数据计算下列反应在298K、标准状态下的反应热。解：（1）H298=(-3226.87 )+(-285.84)(-3267.54)+(-254.64)= 9.47 (kJ/mol) （2）H298=(-254.64)+(-1166.37)-(-871.54)+(-570.78)=21.31(kJ/mol)2-11 由葡萄糖的燃烧热和水及二氧化碳的生成热数据，求298K标准状态下葡萄糖的。解：由C6H12O6(s)+6O2(

16、g)6CO2(g)+ 6H2O(l)可知：6+66+6 - 6(393.51)+6(285.84) 2803.03 -1273.07 kJmol-12-12 已知298K时，下列反应BaCO3（s）BaO（s） CO2（s）/kJmol-1 1216.29 548.10 393.51/ Jk-1mol-1 112.13 72.09 213.64求298K时，该反应的，和，以及该反应可自发进行的最低温度。解：H298= (-548.10)+(-393.51)-(-1216.29)= 274.68(kJ/mol) S298= (72.09 + 213.64) 112.13 = 173.6 (J/m

17、olK) G298=H298- TS298= 274.68 298 173.610-3 = 222.95(kJ/mol) GT=H298- TS298H298/S298= 274.68/ 0.1736 = 1582 (K)2-13 和数据，计算下列反应在298K时的，和。（1） Ca(OH)2(s) + CO2(g) CaCO3(s) + H2O(l)（2） N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)（3） 2H2S(g) + 3O2(g) 2SO2(g) + 2H2O(l)解：（1）G298= (-1128.8-237.19)-(-898.56-394.36)=-73.07(kJ/mol)

18、 S298= (92.88+69.94)-(83.39+213.64) =-134.21(J/molK) H298=G298+ TS298= -73.07+298(-134.21)10-3 = -113.06(kJ/mol) （2）G298= 2(-16.5)-0 =-33.0(kJ/mol) S298=2 192.3-(191.5+3130.57) =-198.61(J/molK) H298=G298+ TS298= -33.0+298(-198.61)10-3 = -92.19(kJ/mol) （3）G298= 2(-300.19)+ 2(-237.19)- 2(-33.6) =-1007

19、.56(kJ/mol) S298=2248.1+269.94-(2205.7+3205.03) =-390.41(J/molK) H298=G298+ TS298= -1007.56+298(-390.41)10-3 = -1123.9(kJ/mol)第三章 物质结构3-1下列各组量子数，哪些是不合理的？为什么？（1） n=2 l=1 m=0（2） n=2 l=2 m= -1（3） n=3 l=0 m= +1（4） n=2 l=3 m= +2解：（2）（3）、（4）不合理。因为l的取值为0，1，2，（n-1），（2）中l的值只能是0或1；（3）中m的取值范围只能是0，l；（4）中l的取值范围只

20、能是0或1，当l为0时，m只能为0，当l为1时，m的取值可为0或l。3-2 用原子轨道符号表示下列各套量子数；并按其轨道能量高低次序排列。 编号 n l m n 编号 n l m n 5 2 1 3 2 1 4 0 0 3 2 2 3 1 0 3 0 0 解：为5dxz 为4s 为3pz 为3dyz 为3dxy 为3s 多电子体系能量高低顺序为 3s 3pz 4s 3dyz = 3dxy 5dxz 单电子体系能量高低顺序为 3s = 3pz = 3dyz = 3dxy 4s Al3 由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径越小；（2） Br K 由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径

21、越小；（4） Cu Cu2+ 同一元素，价态不同，失电子越多，离子半径越小。3-9 指出下列分子中有几个键和键。N2、CO2、BBr3、C2H2、SiH4解：N2 有1个键和2个键CO2 有2个键和2个键BBr3 有3个键；C2H2 有3个键和2个键；SiH4 有4个键。3-10 根据杂化轨道理论，预测下列分子的空间构型，并判断分子的极性。HgCl2 BF3 CHCl3 PH3 H2S解：HgCl2 直线型，含有极性键的非极性分子；BF3 平面正三角形，含有极性键的非极性分子；CHCl3 四面体形，极性分子；PH3 三角锥形，极性分子；H2S 角形结构，极性分子。3-11 下列分子间存在什么形

22、式的分子间作用力（取向力、诱导力、色散力、氢键）？（1）CH4 （2）He和H2O （3）HCl气体 （4） H2S （5）甲醇和水解：（1） CH4 色散力；（2） He和H2O 诱导力、色散力（3） HCl气体 存在取向力、诱导力、色散力；（4） H2S 存在取向力、诱导力、色散力；（5） 甲醇和水 存在取向力、诱导力、色散力、氢键。3-12 判断下列化合物中有无氢键存在，如果存在氢键，是分子间氢键还是分子内氢键？（1） C6H6 （2） C2H6 （3） NH3 （4） H3BO3 （5）邻硝基苯酚解：（1） C6H6 无氢键存在；（2） C2H6 无氢键存在；（3） NH3 存在氢键，

23、是分子间氢键；（4） H3BO3 存在氢键，是分子间氢键；（5） 邻硝基苯酚 存在氢键，是分子内氢键。3-13 比较下列各组物质的熔点高低，并说明理由。（1） KI、SiC、HF、H2（2） MgO、KCl、FeCl2、CCl4解：（1）SiC KI HF H2 理由：SiC是原子晶体，KI是离子晶体，HF 、H2是分子晶体，但HF存在氢键。（2）MgO FeCl2 KCl CCl4 理由：MgO、KCl、FeCl2是离子晶体，正负离子带的电荷越多，离子半径越短，离子键强度越高，其离子化合物熔点越高。MgO中正负离子均带两个电荷，且离子半径最短，离子键最强；KCl和FeCl2中Fe2所带电荷多

24、且离子半径较K小，在负离子相同的情况下，FeCl2的熔点要高一些；而CCl4是分子晶体。3-14 由下列焓变数据计算RbF的晶格能。（1） Rb（s）=Rb（g） （2） Rb（g）=Rb（g） e （3） F2（g）2F（g） （4） F（g） e F（g） （5） F2（g）2Rb（g）2RbF（s） 解：求算RbF的晶格能就是求反应F（g）Rb（g）RbF（s）的焓变值，即：由于该反应（5）（3）（4）2（2）2/2该反应的焓变也应=第四章 化学反应速率4-1 什么是化学反应的速率？什么是反应的速率方程？解：化学反应的速率是指在给定的条件下反应物通过化学反应转化为产物的速率。通常用单位时

25、间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。速率方程表示的是反应速率与反应物浓度之间的关系，对于基元反应，速率方程可根据质量作用定律写出，复杂反应的速率方程可通过实验或复杂反应中最慢的基元反应求得。4-2 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？解：速率方程中的常数k称为速率常数。它与反应物的浓度无关，而与温度、催化剂有关，改变温度或加入催化剂，速率常数的数值会变化。4-3 什么是活化能？解：活化分子的最低能量与体系中分子平均能量之差称为反应的活化能。4-4 什么是催化剂？其特点有哪些？解：加入反应体中能改变反应的速率，而本身的数量和化学性质保持不变的物质称为催化

26、剂。催化剂具有高效性和选择性，催化剂参与反应，改变反应的历程，降低反应的活化能，催化剂不影响化学平衡。4-5 NOCl分解反应为 2NOCl 2NO + Cl2 实验测得NOCl的浓度与时间的关系如下：t/s01020304050C(NOCl)/molL-12.001.420.990.710.560.48求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s时的瞬时速率。解：010 s v平（1.42 2.00）/ (102) = 0.029 (molL-1s-1) 1020 s v平（0.99 1.42）/ (102) = 0.0215(molL-1s-1) 2030 s v平（0.71 0.9

27、9）/ (102) = 0.014(molL-1s-1) 3040 s v平（0.56 0.71）/ (102) = 0.0075(molL-1s-1) 4050 s v平（0.48 0.56）/ (102) = 0.004(molL-1s-1) 4-6 660K时的反应 2 NO + O2 2NO2 NO和O2的初始浓度c(NO)和c（O2）及反应折初始速率v的实验数据为：c(NO) molL-1c(O2) molL-1v / molL-1s-10.100.100.100.100.200.200.0300.0600.240（1） 写出反应的速率方程；（2） 求反应的级数和速率常数；（3） 求

28、c(NO) = c(O2) = 0.15 molL-1时的反应速率。解：（1）因为 y = 1 ,x = 2, (2) 将第一组数据代入速率方程， 0.030 = k (0.10)2(0.10)三级反应， k = 30 (L2 mol-2s-1 ) (3) v = 30 (0.15)20.15 = 0.101( molL-1s-1).4-7某反应25时速率常数为1.310-3s-1，35时速率常数为3.610-3s-1。根据vanHoff规则，估算该反应55时的速率常数。解：根据vanHoff规则， , k55 = 3.610-3(2.77)2 = 2.7610-2 s-1。4-8求反应C2H

29、5Br C2H4 + HBr 700K时的速率常数。已知该反应活化能为225kJmol-1，650K时k = 2.010-3s-1.解： , , k700 = 3.9 10-2 s-1.4-9反应C2H4 + H2 C2H6 在300K时 k1 = 1.310-3 molL-1s-1，400K时k2 = 4.510-3 molL-1s-1，求该反应的活化能Ea。解： Ea = 12371(Jmol-1 ) = 12.37 (kJmol-1 )4-10某反应的活化能为180kJmol-1，800K时反应速率常数为k1，求k2 = 2k1时的反应温度。解： 4610T2 180000T2 = -1

30、44000000 T2 = 821 K第五章 化学平衡5-1写出下列反应的标准平衡常数表达式（1） N2 (g) + 3H2(g) = 2NH3(g) (2)CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l) (3) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)解：（1） （2）, （3）5-2 已知在某温度时， （1）2CO2(g) = 2CO(g) + O2(g) K1= A （2）SnO2(s) + 2CO(g) = Sn(s) + 2CO2(g) K2= B，则在同一温度下的反应 （3）SnO2(s) = Sn(s) + O2(g) 的K3应为多少？解： 因

31、为（1）+（2）=（3） 所以 K3= K1K2 = AB5-3在1273K时反应 FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) 的K= 0.5 ，若CO和CO2的初始浓度分别为0.05molL-1和0.01molL-1，问：（1）反应物CO及产物CO2的平衡浓度为多少？（2）平衡时CO的转化率为多少？（3）若增加FeO的量，对平衡有没有影响？解： (1) FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) 初： 0.05 0.01 平： 0.05-x 0.01+x 0.01+x = 0.025 0.5x x = 0.01 (molL-1) 平衡时CO的浓度 =

32、0.04 (molL-1) , CO2的浓度 = 0.02 (molL-1) （2）CO的转化率 = (0.01 /0.05 )100% = 20% , （3）若增加FeO的量，对平衡没有影响。5-4在585K和总压力为100Pa时，有56.4%NOCl按下式分解：2NOCl (g) = 2NO(g) + Cl2(g)若未分解时NOCl的量为1mol。计算（1）平衡时各组分的物质的量；（2）各组分平衡分压；（3）该温度时的K。解：(1) 2NOCl (g) = 2NO(g) + Cl2(g) 平衡 1- 0.564 0.564 0.282 mol (2) , (3) 5-5 反应HbO2(aq

33、) + CO（g） = HbCO(g) + O2(g) 在于298K时K= 210，设空气 O2的浓度为8.210-3 molL-1，计算血液中10%红血球（HbO2）变为HbCO所需CO的浓度。解： 设血液中红血球的浓度为a molL-1，平衡时CO的浓度为x molL-1. HbO2(aq) + CO（g） = HbCO(g) + O2(g) 平衡 0.9a x 0.1a 8.210-3 molL-1 , x = 4.3 10-6 (molL-1) 所需CO浓度为4.3 10-6 molL-1.5-6 计算CO + 3H2 = CH4 + H2O 在298K的500K时的K值（注意：298

34、K和500K时水的聚集状态不同，利用fHm，Sm计算）解： CO(g) + 3H2 (g) = CH4 (g) + H2O(l) fHm -110.53 0 -74.81 -285.84 kJmol-1 -241.82(气态水) Sm 197.56 130.57 186.15 69.94(188.72气态水) H298= （-74.81 285.84）- ( -110.53) = -250.1 (kJmol-1) H500 （-74.81 241.82）- ( -110.53) = -206.1 (kJmol-1) S298= （69.94 +186.15）- (197.56 +3130.57

35、) = -333.2 (Jmol-1K-1) S500（188.72+186.15）- (197.56 +3130.57) = -214.4 (Jmol-1K-1) G298=H298- TS298= -250.1- 298(-333.2) 10-3 = -150.8(kJmol-1) G500=H500- TS500= -206.1- 500(-214.4) 10-3 = -98.9(kJmol-1) GT= - RTlnKTlnK298=G298/-RT = (-150.8 103)/(-8.314298) = 60.87, K298= 2.661026lnK500=G500/-RT = (-98.9 103)/(-8.314500) = 23.79, K500= 2.1410105-7反应H2(g) + I2(g) = 2HI(g) 在713K时K= 49，若698K时的K= 54.3。（1） 上述反应的rHm为多少？（698713温度范围内），上述反应是吸热反应，还是放热反应？（2） 计算713K时的rGm。（3） 当H2、I2、HI的分压分别为100Pa、100kPa和50kPa时计算713K时反应的rGm。