农业出版社无机及分析化学习题解答汇总完整版

　无 机 及 分 析 化 学 ( ( Ⅰ ) ) 习 题 解 答

　目

　录 第 1 章

　 分散体系……………………………………………………………………………1 第 2 章

　 化学热力学基础……………………………………………………………………8 第 3 章

　 化学反应速率和化学平衡…………………………………………………………15 第 4 章

　 物质结构……………………………………………………………………………22 第 5 章

　 分析化学概述………………………………………………………………………27 第 6 章

　 酸碱平衡……………………………………………………………………………31 第 7 章

　 酸碱滴定法…………………………………………………………………………36 第 8 章

　 沉淀溶解平衡………………………………………………………………………44 第 9 章

　 重量分析法和沉淀滴定法…………………………………………………………49 第10章

　 配位化合物…………………………………………………………………………53 第11章

　 配位滴定法…………………………………………………………………………62 第12章

　 氧化还原反应………………………………………………………………………67 第13章

　 氧化还原滴定法……………………………………………………………………78 第14章

　 电势分析法…………………………………………………………………………83 第15章

　 吸光光度分析法……………………………………………………………………86 第16章

　试样分析中常用的分离方法简介…………………………………………………90 第17章

　 重要生命元素简述…………………………………………………………………93 第18章

　 原子核化学简介……………………………………………………………………96

　第 第 1 章

　分散体系 1-1．人体注射用的生理盐水中，含有 NaCl 0.900%，密度为 1.01g?mL -1 ，若配制此溶液 3.00×10 3 g，需 NaCl 多少克？该溶液物质的量浓度是多少？ 解：配制该溶液需 NaCl 的质量为：

　m(NaCl)=0.900%×3.00×10 3 g=27.0g 该溶液的物质的量浓度为：

　1-2．把 30.0g 乙醇(C 2 H 5 OH)溶于 50.0g 四氯化碳(CCl 4 )中所得溶液的密度为1.28g?mL -1 ，计算：(1)乙醇的质量分数；(2)乙醇的物质的量浓度；(3)乙醇的质量摩尔浓度；(4)乙醇的摩尔分数。

　解：

　(1)w(C 2 H 5 OH) =2 52 5 4(C H OH) 30.0g(C H OH) (CCl ) 30.0g 50.0gmm m =0.38 (2)-12 52 5-1 -3(C H OH) 30.0g/46g mol(C H OH)[(30.0+50.0)g/1.28g mL ] 10ncV = =10.4mol·L -1

　(3)b(C 2 H 5 OH) =-12 5-3430.0g(C H OH) 46g mol(CCl ) 50.0 10 kgnm=13.0mol·kg -1

　(4)x(C 2 H 5 OH) =-12 52 5 4-1 -130.0g(C H OH) 46g mol=30.0g 50.0g(C H OH)+ (CCl )+46g mol 153.6g molnn n  =0.650.660.65 0.33 1-3．将 5.0g NaOH、NaCl、CaCl 2 分别置于水中，配成 500mL 溶液，试求 c(NaOH)、c(NaCl)、c(12CaCl 2 )。

　解：NaOH、NaCl 和12CaCl 2 的摩尔质量分别为：

　M(NaOH)= 40g·mol -1

　 M(NaCl)= 58.5g·mol -1

　M(12CaCl 2 )= 55.5g·mol -1

　所以，它们的物质的量浓度分别为：

　c(NaOH) =5.0/40500/1000= 0.25 (mol·L -1 ) c(NaCl) =5.0/58.5500/1000= 0.17 (mo·L -1 ) c(12CaCl 2 )=5.0/55.5500/1000= 0.18 (mol·L -1 ) 1-4．盐酸含 HCl 37.0%(质量分数)，密度为 1.19g·mL -1 。计算：

　(1)盐酸的物质的量浓度。

　(2)盐酸的质量摩尔浓度。

　(3)HCl 和 H 2 O 的物质的量分数。

　解：(1)盐酸的分子量为 36.5 c(HCl) = 1000 1.19 37.0%36.5 = 12.06 mol·L -1 (2)b(HCl) =1000 37.0%36.5 (1 37.0%) = 16.09 mol·kg -1

　(3)x 2

　= 37.0%/36.537.0%/36.5 (1 37.0%)/18  =0.225； x 1

　= 1－x 2

　= 0.775 1-5．计算 0.10mol·L -1 K 3 [Fe(CN) 6 ]溶液的离子强度。

　解：I=12(0.30×1 2 +0.10×3 2 )=0.6 1-6．应用德拜－休克尔极限公式计算 0.10mol·L -1 KCl 溶液中的离子平均活度系数。

　解：KCl

　I=0.1 0.509lg1z z II  =0.509 1 0.11 0.1  =-0.12 γ ± =0.76 1-7．将 19g 某生物碱溶于 100g 水中，测得溶液的沸点升高了 0.060K，凝固点降低了0.220K。计算该生物碱的相对分子质量。

　解：1b B19g0.512K kg mol 0.060K0.1kgbT K bM      

　M = 1.62×10 3

　g·mol -1

　1f f B19g1.86K kg mol0.1kgT K bM     =0.220K M=1.61×10 3

　g·mol -1

　所以，该生物碱的相对分子质量为：

　1-8．溶解 0.324g 硫于 4.00g C 6 H 6 中，使 C 6 H 6 的沸点上升了 0.81K。问此溶液中的硫分子是由几个原子组成的？[K b (C 6 H 6 )=2.53 K?kg?mol -1 ] 解：设此溶液中的硫分子由 x 个硫原子组成，则其摩尔质量为 32x g?mol -1

　由于b BT K b  沸， 所以 x=8 故溶液中的 1 个硫分子是由 8 个硫原子组成的。

　1-9．计算 0.005mol·L -1 KCl 溶液在 398K 时的渗透压：(1)用浓度计算；(2)用活度计算(γ ± =0.92)。

　解：(1)Π=icRT=2×0.005×8.314×398=33.09(kPa) (2)Π=iγ ± cRT=2×0.92×0.005×8.314×398=30.44(kPa) 1-10．101mg 胰岛素溶于 10.0mL 水，该溶液在 25.0℃时的渗透压是 4.34kPa，计算胰岛素的摩尔质量和该溶液的凝固点。

　解：设胰岛素的摩尔质量为 M，由于渗透压可由下式计算 Π=c B RT 所以 -3-1 -1-3101 10 g4.34kPa = 8.314kPa L mol K 298.15K10 10 L M      M=5.78×10 3 g·mol -1

　该溶液的凝固点下降为：

　所以，该溶液的凝固点 T f

　= - 0.0033℃ 1-11．今有两种溶液，其一为 1.50g 尿素(NH 2 ) 2 CO 溶于 200g 水中；另一为 42.8g 未知物溶于 1000g 水中，这两种溶液在同一温度开始沸腾，计算这个未知物的摩尔质量。

　解：由于两种水溶液的沸点相同，故其沸点升高值相同，则它们的质量摩尔浓度相同。

　设未知物的摩尔质量为 M，可得如下关系：

　M = 342.4g·mol -1

　所以，该未知物的摩尔质量为 342.4g?mol -1 。

　1-12．人体血浆的凝固点为 272.59K，计算正常体温(36.5℃)下血浆的渗透压。(设血浆密度为 1g?mL -1 ) 解：

　K 凝 =1.86 K?kg?mol -1

　为计算方便，设有血浆 1kg，则其在 36.5℃下的渗透压为：

　＝-1 -10.30mol8.314kPa L mol K (273.15 36.5)K1.0L     

　＝772kPa 1-13．硫化砷溶胶是由 H 3 AsO 3 和 H 2 S 溶液作用而制得的 2H 3 AsO 3 + 3H 2 S As 2 S 3 + 6H 2 O 试写出硫化砷胶体的胶团结构式(电位离子为 HS - )。试比较 NaCl、MgCl 2 、AlCl 3 三种电解质对该溶胶的凝结能力，并说明原因。

　解：由题意可得，该胶团的结构式为：[(As 2 S 3 ) m ? n (HS - )? (n-x) H + ] x- ?x H +

　由于胶粒带负电荷，所以带正电荷的离子对其有凝结作用，正电荷越多，凝结能力越强。因此，AlCl 3 对该溶胶的凝结能力最强，NaCl 对该溶胶的凝结能力最弱。

　1-14．取血红素1.00g溶于水配成100mL溶液。测得此溶液在20℃时的渗透压为366Pa，计算：(1)溶液的物质的量浓度；(2)血红素的分子量。

　解：(1)由渗透压公式

　Π=cRT 得 (2)设血红素的摩尔质量为 M，则 M=6.70×10 4 g·mol -1 所以，血红素的分子量为 6.70×10 4 。

　1-15．为防止水箱结冰，可加入甘油以降低其凝固点，如需使凝固点降低到-3.15℃，在 100g 水中应加入多少甘油？(甘油的相对分子量为 92) 解：由题意得

　ΔT f =3.15℃ 因为 fT K b  凝 所以，100g 水中应加入的甘油质量为：

　m=b·m A ·M=1.69mol·kg -1 ×0.1kg×92g·mol -1 =16g 1-16．由于食盐对草地有损伤，因此有人建议用化肥如硝酸铵或硫酸铵代替食盐来融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g溶于1kg水中，问哪一种冰点下降的多？若各0.1mol溶于 1kg 水中，又问哪一种冰点下降的多？

　(1)NaCl

　 (2)NH 4 NO 3

　(3)(NH 4 ) 2 SO 4

　答：根据依数性定律，答案分别为(1)；(3)

　NaCl NH 4 NO 3

　(NH 4 ) 2 SO 4

　100g 物质含离子数(mol) 100×2/58.5 100×2/80 100×3/132 0.1mol 物质含离子数(mol) 0.2 0.2 0.3 1-17．树干内部树汁上升是渗透压所致，设树汁的浓度为 0.20mol·L -1 的溶液，在树汁的半透膜外部水中非电解质浓度为 0.02mol·L -1 。试估计在 25℃时，树汁能够上升多高。

　解：根据求渗透压公式 Π=ΔcRT = (0.20-0.02)×8.314×298 =446kPa (446/101.3)×10.33 ≈ 45.48(m) 1-18．现有0.01 mol·L -1 AgNO 3 溶液和0.01 mol·L -1 KI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)AgNO 3 溶液体积稍多于KI溶液； (4)KI溶液体积稍多于AgNO 3 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。

　1-19．试比较MgSO 4 ，K 3 [Fe(CN) 6 ]和AlCl 3 三种电解质在下列两种情况中凝结值大小的顺序。

　(1)0.008mol·L -1 AgNO 3 溶液和0.01mol·L -1 KBr溶液等体积混合制成的AgBr溶胶 (2)0.01mol·L -1 AgNO 3 溶液和0.008mol·L -1 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：

　K 3 [Fe(CN) 6 ]>MgSO 4 >AlCl 3 。

　(2)因为AgNO 3 过量所得AgBr溶胶为正溶胶，决定AgBr正溶胶凝结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：

　K 3 [Fe(CN) 6 ]<MgSO 4 <AlCl 3 。

　1-20．混合等体积0.008mol·L -1 AgNO 3 溶液和0.003mol·L -1 的K 2 CrO 4 溶液，制得Ag 2 CrO 4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AgNO 3 过量，电位离子是Ag + ，也是稳定剂，胶团结构为：

　[(Ag 2 CrO 4 ) m ·nAg + ·(n-x)NO 3－ ] x+ ·xNO3－ ， 胶核：(Ag 2 CrO 4 ) m ， 胶粒：[(Ag 2 CrO 4 ) m ·nAg + ·(n-x)NO 3－ ] x+ ， 胶团：[(Ag 2 CrO 4 ) m ·nAg + ·(n-x)NO 3－ ] x+ ·xNO3－ ， 电位离子：Ag +

　反离子：NO 3－

　第 第 2 章

　化学热力学基础 2-1. 估计下列过程 ΔS、ΔH、ΔG 的符号。

　(1)硫酸溶于水

　 (2)室温下冰融化

　 (3)NaNO 3 (s)溶于水

　解：(1)ΔS>0，ΔH<0，ΔG<0；

　(2)ΔS>0，ΔH>0，ΔG<0； (3)ΔS>0，ΔH>0，ΔG<0。

　2-2. 确定下列各组物质熵值的大小顺序。

　(1)H 2 O(l)、H 2 O(g)、H 2 O(s)；

　(3)CH 4 (g)、C 2 H 6 (g)； (2)H 2 (g,310K )、H 2 (g，298K)

　(4)Fe(s)、Fe 2 O 3 (s)。

　解：(1)S(H 2 O,g)>S(H 2 O,l)>S(H 2 O,s)

　(2)S(H 2 ,g, 310K )>S(H 2 ,g, 298K ) (3)S(C 2 H 6 ,g) > S(CH 4 ,g)

　(4)S(Fe 2 O 3 ,s)>S(Fe,s) 2-3. 计算体系热力学能的变化

　(1)体系从环境吸热 1000J，并对环境作功 540J；(2)体系向环境放热 535J，环境对体系作功 250J。

　解: (1)ΔU=Q+W=(+1000)+(-540)=460(J)

　(2)ΔU=Q+W= ( -535) +(+250) =-285(J)

　2-4. 求下列反应的 Δ r H m θ 。[Δ f H m θ

　( Fe 2 O 3 ,s)=－822.2kJ·mol -1 ，Δ f H m θ

　( Al 2 O 3 ,s)=－1670kJ·mol -1 ，其余 Δ f H m θ 值查附录一 ] (1)4NH 3 (g) + 5O 2 (g)

　=

　4NO(g) + 6H 2 O(g)

　(2)C 2 H 4 (g)+ H 2 O(g)=

　C 2 H 5 OH(l)

　(3)Fe 2 O 3 (s)+ 2Al(s) =

　2Fe(s)+ Al 2 O 3 (s) 解: (1) Δ r H mθ =4Δ f H m θ (NO,g)+6Δ f H m θ (H 2 O,g)-[4Δ f H m θ ( NH 3, g)+5Δ f H m θ (O 2 ,g)] =4×90.25+6×(-241.8)-[4×(-46.11)+5×0] =-905.36(kJ·mol -1 ) (2) Δ r H m θ =Δ f H m θ (C 2 H 5 OH,l)-[Δ f H m θ (C 2 H 4 ,g)+Δ f H m θ (H 2 O,g)] =-277.7-[(52.26+(-241.8)]

　=-88.16(kJ·mol -1 ) (3) Δ r H m θ =2Δ f H m θ (Fe,s)+ Δ f H m θ (Al 2 O 3 ,s)- [Δ f H m θ (Fe 2 O 3 ,s)+ 2Δ f H m θ (Al,s)] =2×0+(-1670)-[(-822.2)+2×0] = -847.8 kJ·mol -1

　2-5. 已知 Δ c H m θ (C 3 H 8 ,g)=-2220.9kJ·mol -1 ，Δ f H m θ (H 2 O,l)=-285.8kJ·mol -1 ， Δ f H m θ (CO 2 ,g)=-393.5kJ·mol -1 ，求 C 3 H 8 (g)的 Δ f H m θ 。

　解：C 3 H 8 (g)+5O 2 (g)=3CO 2 (g)+4H 2 O(g)

　Δ c H m θ (C 3 H 8 ,g)=3Δ f H m θ (CO 2 ,g)+4Δ f H m θ (H 2 O,l)- Δ f H m θ (C 3 H 8 ，g)

　-2220.9 = 3×(-393.5)+4×(-285.8)-Δ f H m θ (C 3 H 8 ，g) Δ f H m θ (C 3 H 8 ，g) =3×(-393.5)+4×(-285.8)+2220.9 =-102.8(kJ·mol -1 ) 2-6. 1mol 丙二酸[CH 2 (COOH) 2 ]晶体在弹式量热计中完全燃烧，298K 时放出的热量为 866.5kJ，求 1mol 丙二酸在 298K 时的等压反应热。

　解：

　 CH 2 (COOH) 2 (s) + 2O 2 (g)

　=

　3CO 2 (g) + 2H 2 O(1) 因

　Q V ＝－866.5kJ·mol -1 ， 则

　Q p

　=

　Q V + RT·Δn g

　=-866.5 kJ·mol -1 +8.314×10 -3

　kJ·K -1 ·mol -1 ×298K×(3-2) =-864.02kJ·mol -1

　2-7.已知：(1) CH 3 COOH(l)+2O 2 (g)=2CO 2 (g) + 2H 2 O(l)

　Δ r H m θ (1) = - 870.3kJ·mol -1

　 (2) C(石墨) + O 2 (g) = CO 2 (g)

　 Δ r H m θ (2)= - 393.5kJ·mol -1

　(3) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) = H 2 O(l)

　 Δ r H m θ (3)= - 285.5kJ·mol -1

　计算

　2C (石墨) + 2H 2 (g) + O 2 (g) = CH 3 COOH(l)的 Δ r H m θ 。

　解：∵Δ r H m θ =Δ r H m θ (2)× 2 +Δ r H m θ (3)× 2 -Δ r H m θ (1) ∴Δ r H m θ =(-393.5)×2 + (-285.5)×2 -(-870.3)

　=-488.3 kJ.mol -1

　2-8.

　已知苯的熔化热为 10.67kJ·mol -1

　，苯的熔点为 5℃，求苯熔化过程的 ΔS m θ 。

　解：苯熔化过程是一等温可逆过程：

　2-9.核反应堆中的核燃料是235 U，它在铀矿中的质量分数仅占 0.7％，其余为 238 U，它们很难用化学方法分离。分离和富集235 U是通过下列反应生成UF 6 ，然后经气化(b.p.56.54℃)进行扩散，根据它们扩散速率的不同而达此目的。试根据下列已知条件和附录的数据计算反应的 Δ r H m θ 。

　U(s)+ O 2 (g)+ 4HF(g)+ F 2 (g)＝UF 6 (g)+2 H 2 O(g) 已知各步反应如下 U(s)+ O 2 (g)＝UO 2 (s)

　Δ r H m θ =-1084.9 kJ·mol -1

　UO 2 (s)+ 4 HF(g)＝UF 4 (s)+2 H 2 O(g)

　Δ r H m θ =-2398.3 kJ·mol -1

　UF 4 (s)+ F 2 (g)＝UF 6 (g)

　 Δ r H m θ =-233.2 kJ·mol -1

　 解：

　U(s)+ O 2 (g)＝UO 2 (s)

　Δ r H m θ (1)=-1084.9 kJ·mol -1

　UO 2 (s)+ 4 HF(g)＝UF 4 (s)+2 H 2 O(g)

　Δ r H m θ (2)= -2398.3 kJ·mol -1

　+)UF 4 (s)+ F 2 (g)＝UF 6 (g)

　 Δ r H m θ (3)=-233.2 kJ·mol -1

　 U(s)+ O 2 (g)+ 4HF(g)+ F 2 (g)＝UF 6 (g)+2 H 2 O(g)Δ r H m θ

　Δ r H m θ =Δ r H m θ (1)+ Δ r H m θ (2)+ Δ r H m θ (3)

　=(-1084.9)+( -2398.3)+( -233.2)

　=-3716.4 (kJ·mol -1 ) 2-10. 由铁矿石生产铁有两种途径，试计算它们的转向温度。

　(S m θ (Fe,s)

　= 27.28 J·K -1 ·mol -1 ，S m θ (Fe 2 O 3 ,s)

　= 90.0 J·K -1 ·mol -1 ，Δ f H m θ (Fe 2 O 3 , s)=-822.2 kJ·mol -1 ) (1)Fe 2 O 3 (s)

　+ 23 C(石墨)

　 =

　2Fe(s)

　 +

　23 CO 2 (g)

　 (2)Fe 2 O 3 (s)

　+ 3H 2 (g)

　 =

　2Fe(s)

　 +

　3H 2 O(g) 解：

　(1)θf m 2 f m f m f m 2 3r mθr mm 2 m m m 2 33 3(CO ,g) 2 (Fe,s) (C, ) (Fe O ,s)2 23 3(CO ,g) 2 (Fe,s) (C, ) (Fe O ,s)2 2H H H HHTSS S S S        θ θ θ θθ θ θ θ石墨石墨 =33 3( 393.5) 2 0 0 ( 822.2)2 2838.9(K)3 3( 213.7 2 27.28 5.74 90.0) 102 2             

　 (2) f m 2 f m f m 2 f m 2 3 r mr m m 2 m m 2 m 2 33 (H O,g) 2 (Fe,s) 3 (H ,g) (Fe O ,s)3 (H O,g) 2 (Fe,s) 3 (H ,g) (Fe O ,s)H H H H HTS S S S S          θ θ θ θ θθ θ θ θ θ 2-11.利用标准摩尔燃烧热的数据计算下列反应的 Δ r H m θ

　CH 3 COOH (l) +C 2 H 5 OH (l) = CH 3 COO C 2 H 5 (l) + H 2 O(l) 解：

　CH 3 COOH (l) +C 2 H 5 OH (l) = CH 3 COO C 2 H 5 (l) + H 2 O(l)

　Δ c H m θ

　-875

　-1368

　 -2231

　 0 Δ r H m θ =[Δ c H m θ (CH 3 COOH,l)+Δ c H m θ (C 2 H 5 OH,l)]-[Δ c H m θ (H 2 O,l)- Δ c H m θ (CH 3 COO C 2 H 5 , l) =[ (-875)+(-1368)]-[0+(-2231)] =-12.0 (kJ·mol -1 ) 2-12. 试计算下列合成甘氨酸的反应在 298K 及 p θ

　下的 Δ r G m θ

　，并判断此条件下反应的自发性。NH 3 (g) + 2CH 4 (g) + 5/2 O 2 (g)

　=

　C 2 H 5 O 2 N(s) + 3H 2 O(l) 解：查表得：各物质的 Δ f G m θ 为：

　NH 3 (g) + 2CH 4 (g) + 5/2 O 2 (g)

　=

　C 2 H 5 O 2 N(s) + 3H 2 O(l) kJ·mol -1

　-16.45

　 -50.72

　0

　-377.3

　 -237.129 Δ r G m θ =[Δ f G m θ (C 2 H 5 O 2 N,s)+3Δ f G m θ (H 2 O,l) ]- [Δ f G m θ (NH 3 ,g) +2Δ f G m θ (CH 4 , g)+0]

　=-377.3+3(-237.129)-( -16.45)-2(-50.72)

　 =-970.8

　（kJ·mol -1 ）

　2-13.糖在新陈代谢过程中所发生的总反应为 C 12 H 22 O 11 (s) + 12O 2 (g) = 12CO 2 (g) + 11H 2 O(l)

　 已知Δ f H m θ (C 12 H 22 O 11 ,s)=-2221kJ·mol -1 ，S m θ (C 12 H 22 O 11 ,s)=359.8 J·K -1 ·mol -1 。求：

　(1)如果实际只有 30%的自由能转变为非体积功，则 1g 糖在体温 37℃时进行新陈代谢，可以得到多少 kJ 的非体积功？[提示：根据热力学推导，在等温等压下自由能的减少(-ΔG)等于体系对外所作的最大非体积功 W f ]

　 (2) 一个质量为 75kg 的运动员需吃多少克糖才能获得登上高度为 2.0km 高山的能量。

　解：

　(1)Δ r H m θ =12Δ f H m θ (CO 2 ,g)+11Δ f H m θ (H 2 O,l)-[Δ f H m θ (C 12 H 22 O 11 ,s) +12Δ f H m θ (O 2 ,g)] =12×(-393.5)+11×(-285.8)-[12×0+(-2221)] =-5644.8(kJ·mol -1 ) Δ r S m θ =12S m θ (CO 2 ,g)+11S m θ (H 2 O,l)-[S m θ (C 12 H 22 O 11 ,s)+ 12S m θ (O 2 ,g)] =12×213.7+11×69.91-[359.8+12×205.1] =512.4(J·K -1 ·mol -1 ) Δ r G m θ =Δ r H m θ -Δ r S m θ

　=-5644.8-310×(512.4×10 -3 ) =-5803.6(kJ·mol -1 ) -Δ r G m θ =W f =5803.6kJ·mol -1

　根据题意每克糖能提供给运动员的能量为 Δ r G m θ /M(C 12 H 22 O 11 )=5803.6÷342 =16.97(kJ·g -1 ) 能转化为非体积功的能量为 16.97×30%=5.09(kJ·g -1 ) (2)运动员需吃糖的克数为

　3375 9.81 2 10=289 g5.09 5.09 10mghG   （ ）

　2-14．植物进行光合作用的反应为 6CO 2 (g)+6H 2 O(l)

　C 6 H 12 O 6 (aq)+6O 2 (g)

　Δ r G m θ ＝2870kJ·mol -1 ，深海中没有光线由细菌使 H 2 S 作为能源合成 C 6 H 12 O 6 ，反应式如下 24H 2 S(g)+12 O 2 (g)＝24 H 2 O(l)+24S(s)

　Δ r G m θ =-4885.7 kJ·mol -1

　求反应 24H 2 S(g)+6CO 2 (g)＝C 6 H 12 O 6 (aq)+18 H 2 O(l)+24 S(s)的 Δ r G m θ

　光 叶绿素 光 叶绿素

　解：6CO 2 (g)+6H 2 O(l)

　 C 6 H 12 O 6 (aq)+6O 2 (g)

　Δ r G m θ (1)＝2870kJ·mol -1

　+)24H 2 S(g)+12 O 2 (g)＝24 H 2 O(l)+24S(s)

　Δ r G m θ (2)=-4885.7 kJ·mol -1

　24H 2 S(g)+6CO 2 (g)＝C 6 H 12 O 6 (aq)+18 H 2 O(l)+24 S(s)

　Δ r G m θ

　Δ r G m θ =Δ r G m θ (1)+ Δ r G m θ (2)=2870-4885.7= -2016(kJ·mol -1 ) 2-15.甲醇是重要的能源和化工原料，用附录的数据计算它的人工合成反应的 Δ r H m θ 、Δ r S m θ 和 Δ r G m θ ，判断在标准状态下反应自发进行的方向并估算转向温度。

　CO(g) + 2H 2 (g)

　=

　CH 3 OH(l) 解：

　CO(g)

　+

　2H 2 (g)

　=

　CH 3 OH(l) S m θ /J·K -1 ·mol -1

　198.0

　130.7

　 126.8 Δ c H m θ / kJ·mol -1

　 -283.0

　-285.8

　-726.6 Δ r H m θ =(-283.0)+2× (-285.8)-(-726.6)=-128.0 kJ·mol -1

　Δ r S m θ =126.8-(2×130.7+198.0)=-332.6 J·K -1 ·mol -1

　Δ r G m θ =-128.0 kJ·mol -1 -(298.15K×-332.6 J·K -1 ·mol -1 ×10 -3 )=-28.83 kJ·mol -1

　Δ r G m θ <0，标准状态下正反应方向自发。

　转向温度 T=Δ r H m θ /Δ r S m θ =-128.0×10 3 /(-332.6)=384.8K 2-16.已知 2MnO 4 2- +10Cl - +16H + =2Mn 2+ +5Cl 2 +8H 2 O

　 Δ r G m θ (1)=-142.0 kJ·mol -1

　Cl 2 +2Fe 2+ =2Fe 3+ +2Cl -

　 Δ r G m θ (2)=-113.6 kJ·mol -1

　求下列反应的 Δ r G m θ

　MnO 4 2- +5Fe 2+ +8H + = Mn 2+ +5Fe 3+

　+4H 2 O 解：Δ r G m θ =[Δ r G m θ (1)+5×Δ r G m θ (2)]/2 =[-142.0 kJ·mol -1

　+5×(-113.6 kJ·mol -1 )]/2 =-710.0 kJ·mol -1 /2 =-355.0 kJ·mol -1

　第 第3 章 化学反应 速率 和化学平衡 3-1. 合成氨原料气中氢气和氮气的体积比是 3∶1，除这两种气体外，原料气中还含有其它杂质气体 4％(体积分数)。原料气总压力为 15195kPa，计算氮、氢的分压。

　解：x(H 2 ) = (1-0.04)× 43=0.72

　 x(N 2 ) = (1-0.04)× 41=0.24

　 p(H 2 ) = 15195 kPa×0.72= 10940kPa

　p(N 2 ) = 15195 kPa×0.24= 3647kPa 3-2. 660K 时的反应：2NO+ O 2 = 2NO 2 ，NO 和 O 2 的初始浓度 c(NO)和 c(O 2 )及反应初始速率 v 的实验数据如下：

　c(NO)/ mol·L -1

　c(O 2 )/ mol·L -1

　v / mol·L -1 ·s -1

　0.10 0.10 0.20 0.10 0.20 0.20 0.030 0.060 0.240 (1) 写出上述反应的速率方程，指出反应的级数； (2) 计算该反应的速率常数 k 值； (3) 计算 c(NO) = c(O 2 ) = 0.15 mol·L -1 时的反应速率。

　解：(1)  2(NO) (O )y xv kc c

　将第一、二组数据代入后相除，得到  2 2y

　 y = 1 同理，32vv-1 1 -1 -1-1 1 -1 -10.240mol L s (0.20mol L ) (0.20mol L )0.060mol L s (0.10mol L ) (0.20mol L )x yx ykk         2 4x

　 x = 2 22(NO) (O ) v kc c  

　 三级反应

　(2) 将第一组数代入速率方程：0.030 mol·L -1 ·s -1

　= k(0.10 mol·L -1 ) 2 (0.10 mol·L -1 )

　k =30 L 2 ?mol -2 ?s -1

　(3)  v

　30 L 2 ?mol -2 ?s -1 ×(0.15mol?L -1 ) 3

　= 0.101 mol·L -1 ·s -1

　3-3. 已知乙醛的催化分解与非催化分解反应分别为

　①

　 CH 3 CHO = CH 4

　+ CO

　 E a 催

　= 136 kJ·mol -1

　②

　 CH 3 CHO = CH 4

　+ CO

　 E a

　= 190 kJ·mol -1

　若反应①与②的指前因子近似相等，试计算 300K 时，反应① 的反应速率是反应②的多少倍。

　解：

　 催 催136190RTRTv kAev k Ae     3 -1 -1 154 10 J mol 8.314J K mol 300Ke = 2.5×10 9

　3-4. 已知反应 2NO 2 = 2NO+O 2

　在 592K 时速率常数 k 为 0.498 L?mol -1 ? s -1 ，在 656 时k 为 4.74 L ?mol -1 ?s -1 ，计算该反应的活化能。

　解：

　1 1a1 1 1 14.74L mol s 656K 592Kln ( )0.498L mol s 8.314J K mol 656K 592KE          

　E a

　= 113672J?mol -1

　= 113.7 kJ?mol -1

　3-5. 在 100kPa 和 298K 时，HCl(g)的生成热为-92.3 kJ?mol -1 ，生成反应的活化能为113kJ?mol -1 ，计算其逆反应的活化能。

　解：

　1/2H 2 (g) + 1/2Cl 2 (g) = HCl(g) △ f H m ?

　= △ r H m ?

　= - 92.3 kJ?mol -1 ，

　E a 正

　= 113 kJ?mol -1

　- 92.3 kJ?mol -1

　= 113 kJ?mol -1

　– E a 逆

　E a 逆

　= 205.3 kJ?mol -1

　3-6. 已知反应 C 2 H 5 Br = C 2 H 4

　+ HBr，在 650K 时，速率常数 k 为 2.0×10 -3 s -1 ，该反应的活化能 E a 为 225kJ?mol -1 ，计算 700K 时的 k 值。

　解：

　3 17003 1 1 1225 10 700 650ln ( )2.0 10 8.314 700 650k        J mol K Ks J K mol K K

　7003 12.0 10k  s19.57

　 k 700

　= 3.9×10 -2

　s -1

　3-7. 下列说法是否正确，简要说明理由。

　(1) 速率方程式中各物质浓度的指数等于反应方程式中各物质的计量数时，该反应即为基元反应。

　(2) 化学反应的活化能越大，在一定的条件下其反应速率越快。

　(3) 某可逆反应，若正反应的活化能大于逆反应的活化能，则正反应为吸热反应。

　(4) 已知某反应的速率常数单位为 L?mol

　-1 ?s -1 ，该反应为一级反应。

　(5) 某一反应在一定条件下的平衡转化率为 25.3%，当加入催化剂时，其转化率大于25.3%。

　(6) 升高温度，使吸热反应速率增大，放热反应速率降低。

　解：(1) 错，例：复杂反应 H 2 (g) + I 2 (g) = 2HI(g)

　 v kc(H 2 )c(I 2 )

　 (2) 错，活化能是决定反应速率的重要因素，E a 大，活化分子分数小，反应速率 v 慢。

　(3) 对，因为 ΔH =E a 正

　－ E a 逆

　(4) 错，一级反应的速率常数量纲为：s -1 或 min -1 ，h -1 。

　(5) 错，催化剂不改变平衡态，因而不改变转化率。

　(6) 错，升温，吸热反应和放热反应的反应速率都加快。

　3-8. 已知某反应的活化能为 40kJ?mol -1 ，反应由 300K 升至多高时，反应速率可增加 99倍？ 解：设温度升至x K x = 420.5K 3-9. 反应2NO(g) + Br 2 (g) = 2NOBr(g) ，其机理如下：

　(1) NO(g) + Br 2 (g) → NOBr 2 (g)

　 (慢) (2) NOBr 2 (g) + NO(g)→ 2NOBr(g)

　(快) 将容器体积缩小为原来的1/2 时，计算反应速率增加多少倍？ 解：1 2(NO) (Br ) kc c  

　体积缩小后浓度增大，2 2 22 (NO)2 (Br )=4 (NO) (Br ) k c c kc c  

　21vv＝ 4 (倍) 3-10. 人体中某种酶的催化反应的活化能为50kJ?mol -1 ，正常人的体温为37℃，问发烧到40℃的病人，该反应的速率增加了百分之几？

　解：设40℃时速率是37℃时速率的x 倍 lnx3 11 150 10 J mol 313K 310K( ) 0.1868.314J K mol 313K 310K       x = 1.20

　从37℃到40℃，该反应的速率增大20% 3-11. 判断题(对的记“√”，错的记“×”)：

　(1)质量作用定律只适用于基元反应，故对简单反应不适用。

　 (

　) (2) 零级反应的速率为零。

　 (

　) (3) 活化能随温度的升高而减小

　 (

　) (4)反应级数愈高，则反应速率受反应物浓度的影响愈大。

　(

　) (5)速率常数取决于反应物的本性，也与温度和催化剂有关。

　(

　)

　(6) 降低温度可降低反应的活化能。

　 (

　) 解：(1)错

　(2)错

　(3)错

　(4)对

　(5)对

　(6)错

　3-12. 写出下列反应的标准平衡常数 K θ 表示式 (1) BaSO 4 (s) Ba 2+ (aq) + SO 4 2- (aq)

　(2) Zn(s) + CO 2 (g) ZnO(s) + CO(g) (3) Ac - (aq) + H 2 O(l) HAc(aq) + OH - (aq)

　(4) Mg(s)+2H + (aq) Mg 2+ (aq) + H 2 (g) 解：(1) 2+ 2-r 4 r[Ba ] [SO ] K θ

　 (2) rr 2(CO)(CO )pKpθ

　(3) -r r-r[HAc] [OH ][Ac ]K θ

　 (4) 2+r 2 r+ 2r(H ) [Mg ][H ]pKθ 3-13. 已知下列反应：

　C(s) + H 2 O(g)

　CO(g) + H 2 (g)

　 △ r H m ? > 0 在反应达平衡后再进行如下操作时，平衡怎样移动？ (1) 升高反应温度

　(2) 增大总压力 (3) 增大反应器容积

　(4) 加入催化剂 解：(1) 正向移动

　 (2) 逆向移动

　 (3) 正向移动

　(4) 不移动 3-14. 已知下列反应的标准平衡常数：

　(1) HAc H + + Ac -

　 K 1 ?

　 = 1.76×10 -5

　(2) NH 3 + H 2 O NH 4 + +OH -

　K 2 ?

　 = 1.77×10 -5

　(3) H 2 O H + + OH -

　K 3 ?

　= 1.0×10 -14

　求反应(4)的标准平衡常数 K 4 ? ，(4)

　NH 3 + HAc NH 4 + + Ac -

　 解：反应(4) =反应(1)+反应(2) -反应(3) 5 51 241431.76 10 1.77 101.0 10K KKK     θ θθθ3.1×10 4

　3-15. 已知某反应△ r H m ? (298K)= 20kJ?mol -1 ，在 300K 的标准平衡常数 K ? 为 10 3 ，求反应的标准熵变量△ r S m ? (298K)

　。

　解：△ r G m ? (300K) = -RTlnK ?

　= -8.314×10 -3

　kJ?mol -1 ×300K×ln10 3 = -17.23 kJ?mol -1

　△ r G m ? ) (300K) ≈△ r H m ?

　- T△ r S m ?

　 -17.23 kJ?mol -1

　= 20kJ?mol -1

　- 298K×△ r S m ?

　 △ r S m ?

　= 0.125 kJ?K -1 ?mol -1

　= 125 J?K -1 ?mol -1

　3-16. HI 的分解反应为 2HI(g) H 2 (g) + I 2 (g) 开始时 HI(g)的浓度为 1.00mol?L -1 ，当达到平衡时有 24.4%HI 发生了分解，若将分解率降低到 10%，其它条件不变时，碘的浓度应增加多少？ 解：设分解率降低到 10%，碘的浓度应增加 x mol?L -1

　2HI(g)

　H 2 (g) + I 2 (g)

　 平衡时/mol?L -1

　 0.756

　 0.122

　 0.122

　 重建平衡/mol?L -1

　 0.900

　 0.050

　0.050+x

　 x = 0.371 mol?L -1 3-17. 在 25℃时蔗糖水解生成葡萄糖和果糖：

　C 12 H 22 O 11 +H 2 O C 6 H 12 O 6

　(葡萄糖) + C 6 H 12 O 6 (果糖)，体系中水的浓度视为常数。

　(1) 蔗糖的起始浓度为 2a mol?L -1 ，达平衡时蔗糖水解了 50%，K c 是多少？ (2) 蔗糖的起始浓度为 a mol?L -1 ,，则在同一温度下平衡时，水解产物的浓度是多少？

　解：设蔗糖的起始浓度为 a mol?L -1 ，同一温度下平衡时，水解产物的浓度是 x mol?L -1 .

　 C 12 H 22 O 11 +H 2 O C 6 H 12 O 6

　(葡萄糖) + C 6 H 12 O 6 (果糖) (1) 平衡时/mol?L -1

　 a

　a

　a (2) 重建平衡/mol?L -1

　a －

　x

　 x

　x

　 x = 0.618a mol?L -1

　3-18. 水的分解反应为 2H 2 O(g) 2H 2 (g) + O 2 (g)，在 1227℃和 727℃下反应的标准平衡常数 K ? 分别为 1.9×10 -11 和 3.9×10 -19 ，计算该反应的反应热△ r H m ? 。(441.6kJ?mol -1 ) 解：

　2 r m 2 11 1 2Δlg ( )2.303K H T TK R TTθ θθ

　△ r H m ?

　= 441.6kJ?mol -1 3-19. 已知下列反应各物质的△ f H m ? 和 S m ? ，计算反应在 298K 和 373K 时的 K ?

　NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH 4 + (aq) + OH - (aq) △ f H m ? /1kJ mol  

　-80.3

　 -285.8

　 -132.5

　 -230.0 S m ?

　/J?K -1 ?mol -1

　 111.3

　69.9

　113.4

　 -10.75 解：△ r H m ?

　= (-132.51kJ mol   -230.01kJ mol   ) - (-80.31kJ mol   -285.81kJ mol   ) = 3.61kJ mol  

　△ r S m ?

　= 113.4 J?K -1 ?mol -1 －10.75 J?K -1 ?mol -1 －111.3 J?K -1 ?mol -1 －69.9 J?K -1 ?mol -1 = －78.6 J?K -1 ?mol -1

　△ r G m ?

　= △ r H m ? －T△ r S m ? = 3.61kJ mol   －298K×(－78.6)×10 -3

　kJ?K -1 ?mol -1

　= 27.0kJ?mol -1 27.0kJ?mol -1 = －8.314×10 -3

　kJ?K -1 ?mol -1 ×298×lnK ? (298K) K ? (298K) = 1.85×10 -5

　5(373K)lg1.85 10Kθ0.127

　 5(373K)1.85 10Kθ1.34

　K ?

　(373) = 2.48×10 -5 3-20. 已知水在 373K 时气化焓为 40kJ?mol -1 ，若压力锅内压力最高可达 150kPa，求此时锅内的温度。

　解：

　反应

　H 2 O(l) H 2 O(g)

　Δ r H m ? = 40kJ?mol -1

　 x = 385K

　第 第 4 章

　物质结构 4-1.氮原子的价电子构型是 2s 2 2p 3 ，试用 4 个量子数分别表明每个电子的运动状态。

　解：n=2；l=0，1；m=0，±1；m s =12 ； 4-2.下列各组轨道中，哪些是简并轨道？简并度是多少？ (1)氢原子中 2s，2p x ，2p y ，2p z ，3p x 。

　(2)He + 离子中 4s，4p x ，4p z ，4d xy ，5s，5p x 。

　(3)Sc 原子中 2s，2p x ，2p z ，2p y ，3d xy ，4s。

　解：（1）2s，2p x ，2p y ，2p z 是简并轨道，简并度是 4； （2）4s，4p x ，4p z ，4d xy 是简并轨道，简并度是 4； （3）2p x ，2p z ，2p y 是简并轨道，简并度是 3； 4-3.下列各原子的电子层结构何者属于基态、激发态或不正确的？ (1)1s 2 2s 1 2p 2 ；

　 (2)1s 2 2s 1 2d 1 ； (3)1s 2 2s 2 2p 4 3s 1 ；

　(4)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ； (5)1s 2 2s 2 2p 8 3s 1 ；

　(6)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 。

　解：原子的电子层结构属于基态的是：（4），（6）

　原子的电子层结构属于激发态的是：（1），（3）

　原子的电子层结构属于不正确的是：（2），（5）

　4-4.在氢原子中，4s 和 3d 哪一个轨道能量高？19 号元素钾的 4s 和 3d 哪个能量高？并说明原因。

　解：氢原子中 4s 轨道的能量高，因为氢原子是单电子体系，其能量不受 l 的影响，只与 n 有关，n 越大其能量越高；19 号元素钾的 3d 比 4s 能量高，主要是因为多电子体系由于屏蔽效应和钻穿效应，发生能级交错。

　4-5.写出下列原子和离子的电子结构式。

　(1)Cu(z=29)和 Cu +

　 (2)Fe(z=26)和 Fe 3+

　(3)Ag(z=47)和 Ag +

　 (4)I (z=35)和 I -

　解：（1）Cu(z=29)：[Ar]3d 10 4s 1 和 Cu + ：[Ar]3d 10

　（2）Fe(z=26)：[Ar]3d 6 4s 2 和 Fe 3+ ：[Ar]3d 5

　（3）Ag(z=47)：[Kr]4d 10 4s 1 和 Ag + ：[Kr]4d 10

　（4）I (z=35) ：[Ar]3d 10 4s 2 4p 5 和 I - ：[Ar]3d 10 4s 2 4p 6

　4-6.某一元素的原子序数为 24，试问：

　(1)核外电子总数是多少？

　(2)它的电子排布式？ (3)价电子层结构；

　(4)元素所处的周期、族、区？ 解：(1)核外电子总数是 24 (2)它的电子排布式：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1

　(3)价电子层结构：3d 5 4s 1

　(4)元素所处的四周期、ⅥB 族、d 区 4-7.ⅠA 族和ⅠB 族最外层电子数虽然都为 1，但它们的金属性却不同，为什么？ 解：ⅠA 族其价层电子构型为 ns 1 ，属于活泼金属，容易失电子并形成稀有气体结构1s 2 或 ns 2 np 6 稳定结构，而ⅠB 族外层电子构型为(n-1)d 10 ns 1 ，原子半径比同周期的ⅠA 族小，有效核电荷数大，不易失去外层电子，故金属性比ⅠA 族差。

　4-8.不用查表，判断下列各组中原子或离子半径谁大？试解释之。

　(1)H 与 N

　 (2)Ba 与 Sr

　 (3)Cu 与 Ni

　 (4)Na 与 Al

　(5)Fe 2+ 与 Fe 3+

　解：(1)N 的原子半径大，H 的原子半径在元素周期表中的半径是最小的，N 的原子半径比 H 大； (2)Ba 的原子半径大，同一主族，从上到下，原子依次半径增大； (3)Cu 的原子半径大，因为 Cu 具有 d 10 电子构型，有较大的屏蔽作用，所以原子半径略有增加； (4)Na 的原子半径大，同一周期，随着核电荷数的增加，原子核对外层电子的吸引力也增加，使得原子半径逐渐减小。

　(5)Fe 2+ 的原子半径大，同一元素，失电子越多，核电荷对于外层的电子的吸引力越大，半径越小。

　4-9.某元素的最高正价为+6，最外层电子数为 1，原子半径是同族中最小的，试写出该元素的电子结构式、名称及元素符号。

　解：该元素的电子结构式[Ar]3d 5 4s 1 、名称铬及元素符号 Cr。

　4-10.某元素其原子最外层有 2 个电子，次外层有 13 个电子，问此元素在周期表中应属哪族？最高正价是多少？是金属还是非金属？ 解：应该属于ⅦB 簇，最高正价+7，金属。

　4-11.有第四周期的 A、B、C、D 四种元素，它们的价电子数依次为 1、2、2、7，且原子序数 A、B、C、D 依次增大，已知 A 与 B 的次外层电子数为８，C 与 D 次外层电子数为 18，试问：

　(1)那些是金属元素？ (2)A、B、C、D 的原子序数及电子结构式是什么？ (3)B、D 两元素，问能否形成化合物？写出分子式。

　解：(1) A、B、C 是金属元素。

　(2)A：原子序数 19，[Ar] 4s 1 ； B：原子序数 20，[Ar] 4s 2 ； C：原子序数 30，[Ar]3d 10 4s 2 ； D：原子序数 35，[Ar] 4s 2 4p 5

　。

　(3)B、D 两元素，能形成化合物，分子式为 CaBr 2 。

　4-12.指出下列各组化合物中，哪个化合物的价键极性最大？哪个的极性最小？ (1)NaCl

　MgCl 2

　 AlCl 3

　 SiCl 4

　 PCl 5

　(2) LiF

　NaF

　RbF

　CsF (3) HF

　HCl

　HBr

　HI

　(4) CH 3 F

　CH 3 Cl

　CH 3 Br

　CH 3 I 解：（1）NaCl 极性最大，PCl 5 极性最小； （2）CsF 极性最大，LiF 极性最小； （3）HF 极性最大，HI 极性最小；

　（4）CH 3 F 极性最大，CH 3 I 极性最小； 4-13.分析下列各分子的中心原子的杂化轨道类型和指出各化学键的键型(σ 键或 π键)。

　(1)HCN 中三个原子在一条直线上；

　(2)H 2 S 中三个原子不在一条直线上。

　解：（1）是 sp 杂化，σ 键和 π 键 （2）是 sp 3 杂化，σ 键 4-14.指出下列分子的中心原子可能采取的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。

　BBr 3 、SiCl 4 、PH 3

　解：BBr 3 ：sp 2 杂化，平面正三角形； SiCl 4 ：sp 3 等性杂化，正四面体； PH 3 ：sp 3 不等性杂化，三角锥形。

　4-15.根据键的极性和分子几何构型，推断下列分子哪些是极性分子？哪些是非极性分子？Ne

　Br 2

　 HF

　NO

　H 2 S (V 字型)

　CS 2 (直线型)

　CHCl 3 (四面体)

　CCl 4 (正四面体)

　BF 3 (平面三角形)

　NH 3 (三角锥形) 解：极性分子：

　HF

　NO

　H 2 S (V 字型)

　CHCl 3 (四面体)

　NH 3 (三角锥形) 非极性分子：

　Ne

　Br 2

　 CS 2 (直线型)

　CCl 4 (正四面体)

　BF 3 (平面三角形) 4-16.判断下列分子的偶极矩是否为零？ (1)Ne

　(2)Br 2

　 (3))HF

　(4)NO

　(5)H 2 S

　(6)SiH 4

　 (7)CH 3 Cl 解：(1)Ne

　(2)Br 2

　 (6)SiH 4

　的偶极矩为零，其余不为零。

　4-17.NO 2

　、CO 2 、SO 2 的键角分别为 130°、180°、120°，试判断其中心原子的杂化类型。

　解：

　sp 2 杂化，sp 杂化，sp 2 杂化， 4-18.说明下列每组分子之间存在着什么形式的分子间力。

　(1)乙烷和 CCl 4

　 (2)乙醇和水

　(3)苯和甲苯

　(4)CO 2 和水 解：（1）色散力，（2）取向力、诱导力、色散力、氢键（3）色散力（4）色散力，诱导力 4-19.稀有气体(氦、氩等)晶格结点上是原子，金刚石结点上也是原子，为什么它们的

　物理性质有很大的差别？ 解：因为他们一个是分子晶体，原子间作用力是分子间作用力；一个原子晶体，原子间作用力是共价键。

　4-20.试判断 NaCl、N 2 、NH 3 、Si(原子晶体)等晶体的熔点哪个高？哪个低？ 解：Si(原子晶体)晶体的熔点高，N 2 的熔点低。

　第 第 5 章

　分析化学概述 5-1.某试样中铁的质量分数四次平行测定结果为 25.61%，25.53%，25.54%和 25.82%，用 Q 检验法判断是否有可疑值应舍弃(置信度 90%)。

　解：

　将分析结果从小到大排序 25.53%

　25.54%

　 25.61%

　25.82% Q 计 =25.82% 25.61%0.7225.82% 25.51%-=- 查表 5-3,当 p=90％, n=4 时

　 0.76 Q =表 Q Q <表 计算

　25.82％应保留 5-2.测定某溶液物质的量浓度，得到如下数据(mol.L -1 )：0.2041，0.2049， 0.2039， 0.2046 ，0.2043， 0.2040 计算平均值、平均偏差、相对平均偏差和标准偏差。

　解：0.2041 0.2049 0.2039 0.2046 0.2043 0.20400.20436x+ + + + += =

　| | 0.0002 0.0006 0.0004 0.0003 0.0000 0.00030.00036ix xdn? + + + + += = =

　 rddx= ? 100％0.00030.2043= ? 100％ = 0.1％ 5-3.计算 0.001135mo·L -1 HCl 溶液对 CaCO 3 的滴定度。

　解：

　CaCO 3 + 2HCl ＝ CaCl 2 + CO 2 ↑+ H 2 O 当 (HCl) 1mL V = 时 5-4.已知浓硫酸的相对密度为1.84，其中H 2 SO 4 含量约为96%。如欲配制1L 0.20mo·L -1 H 2 SO 4 溶液，应取这种浓硫酸多少毫升？ 解：

　设应取浓 H 2 SO 4

　x mL 该浓硫酸溶液物质的量浓度为：

　5-5.取无水 Na 2 CO 3 2.6500g，溶解后定量转移到 500mL 容量瓶中定容，计算 Na 2 CO 3的物质的量浓度。

　解：

　2 32 3 2 32 3(Na CO )(Na CO ) (Na CO )(Na CO )mc VM? 5-6. 0.02500gNa 2 C 2 O 4 溶解后，在酸性溶液中需要 35.50mL KMnO 4 滴定至终点，求KMnO 4 的物质的量浓度。若用此 KMnO 4 溶液滴定 Fe 2+ ，求 KMnO 4 溶液对 Fe 2+ 的滴定度。

　解：- 2- + 2+4 2 4 2 22MnO +5C O +16H =2Mn +10CO +8H O

　5-7.滴定 0.1560g 草酸试样用去 0.1011 mol·L -1

　NaOH 22.60mL。求试样中 H 2 C 2 O 4 ·2H 2 O 的质量分数。

　解：2 2 4 2 2 4 22NaOH+H C O = Na C O +2H O

　5-8.分析不纯 CaCO 3 (其中不含干扰物质)时，称取试样 0.3000g，加入浓度为 0.2500 mol·L -1 的 HCl 标准溶液 25.00mL。煮沸除去 CO 2 ，用浓度为 0.2012 mol·L -1 的 NaOH 溶液返滴过量盐酸，消耗了 5.84mL。计算试样中 CaCO 3 的质量分数。

　解：与3CaCO 作用后剩余的 HCl 物质的量

　第 第 6 章

　酸碱平衡 6-1．计算 pH=5.00 时，0.10mol?L -1 的 HAc 溶液中各型体的分布系数及平衡浓度。

　 解：

　pH=5.00 时 或

　-( Ac ) 1 ( H Ac ) 1 0 . 3 6 0 . 6 4      δ δ

　6-2．计算 0.10 mol·L -1

　HCOONH 4 溶液的 pH。

　解：已知

　 K a θ (NH 4 + )=5.64×10 -10

　pK a θ (NH 4 + )=9.25 K a θ (HCOOH)=1.77×10 -4

　 pK a θ (HCOOH)=3.75 6-3．欲配制 pH=5.00 的缓冲溶液，现有 0.1mol?L -1 的 HAc 溶液 100mL，应加 0.1mol?L -1的 NaOH 溶液多少 mL? 解：设加入 0.1mol·L -1 的 NaOH 溶液 x mL，溶液总体积为(100+x)mL，有如下反应：

　HAc+NaOH=NaAc+H 2 O 反应后

　 c(HAc)=xx100) 100 ( 1 . 0

　 -0.1(Ac )100xcx 代入公式 x=65mL 即在 100mL 0.1 mol·L -1 的 HAc 溶液中加 65mL 0.1 mol· L -1

　的 NaOH 就可配制成165mL pH=5 缓冲溶液。

　6-4．取 50mL 0.10mol?L -1 某一元弱酸溶液，与 20mL 0.10mol?L -1

　NaOH 溶液混合，稀释到 100mL，测得此溶液的 pH=5.25，求此一元弱酸的aKθ。

　解：设此一元弱酸为 HA HA+NaOH=NaA+H 2 O 则平衡时溶液为 HA-A - 组成缓冲体系。由 6-5．称取 CCl 3 COOH 16.34g 和 NaOH 3.00g 溶于水并稀释至 1.00L。(1)此溶液的 pH是多少？(2)要配成 pH 为 0.64 的缓冲溶液，应在此溶液中加入多少量的强酸或强碱？已知aKθ(CCl 3 COOH)=0.23，M r (CCl 3 COOH)=163.4。

　解：

　(1)

　13 23 23 2(CCl CO H) 16.34(CCl CO H) 0.10(mol L )(CCl CO H) 163.4 1.0mcM V    (2)设加入强酸 n(HCl)mol 6-6．把 0.30 mol·L -1

　HCl 溶液和 0.40 mol?L -1 NH 3 溶液各 50mL 相混合，计算此溶液的pH。

　解：有如下的反应式和平衡表达式 混合后的总体积为 100.0mL 设

　c r (OH - )=x,

　 c r

　(NH 3 )=0.050-x≈0.050,

　 c r

　(NH 4 + )=0.150+x≈0.150

　 5b(0.150)( )1.8 100.050xK θ  

　 x=6.0×10 -6

　 pOH=5.22

　pH=14-5.22=8.78 6-7．把 75.0 mL 0.1mol?L -1

　NaOH 溶液和 50.0 moL 0.2mol?L -1

　NH 4 Cl 溶液相混合，计算此溶液的 pH。

　解：有如下的反应式 达到平衡前各物质的初始浓度分别为 并有如下平衡方程式且设 c (OH - )=x mol·L -1

　 平衡时

　0.060-x

　 0.020+x

　x 510 8 . 1) 060 . 0 () 020 . 0 ( xx x

　即

　510 8 . 1060 . 0020 . 0 x c r

　(OH - )=5.4×10 -5

　pOH=4.27

　pH=14-4.27=9.73 6-8. 写出下列各酸的共轭碱。

　共轭酸 HCN HCO3

　N 2 H5

　C 2 H 5 OH H 2 PO4

　Fe(H 2 O) 36 共轭碱 CN -

　CO23 N 2 H 4

　C 2 H 5 O -

　HPO24 [Fe(H 2 O) 5 (OH)] 2+

　6-9. 写...