普通化学第五版课后习题答案.pdf

普通化学 第一章 习题答案 1. 答案（1-）（2-）（3+）（4-） 2. 答案（1c）（2d）（3a）（4d）（5abd）（6ad）（7d）（8d） 3. 答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量 热计热容 4答案：根据已知条件列式 Cb=849J.mol-1 5.答案：获得的肌肉活动的能量= 6. 答案：设计一个循环 3 3 2 （-58.6）+2(38.1)+6=3(-27.6) 7.答案：由已知可知 H=39.2 kJ.mol-1 H=U+（PV）=U+PV w=-PV= -1RT = -8.314351J = -2.9kJ U=H-PV=39.2-2.9=36.3kJ 8.下列以应（或过程）的qp与qv有区别吗？ 简单说明。 （1）2.00mol NH4HS的分解 NH4HS(s) NH3(g)H2S(g) 25 （2）生成1.00mol的HCl H2(g)Cl2(g) 2HCl(g) 25 （3）5.00 mol CO2(s)（干冰）的升华 CO2(s) CO2(g) 78 （4）沉淀出2.00mol AgCl(s) 25 AgNO3(aq)NaCl(aq) AgCl(s)NaNO3(aq) 9.答案：U-H= -（PV）=-ngRT (ng为反应发生变化时气体物质 的量的变化) (1)U-H=-2(2-0)8.314298.15/1000= - 9.9kJ (2)U-H=-2(2-2)RT= 0 (3)U-H=-5(1-0)8.314(273.15-78)/1000= -8.11kJ (4)U-H=-2(0-0)RT= 0 10.（1）4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol-1 （2）C2H2(g) + H2(g) = C2H4(g) 答案 -174.47kJ.mol-1 （3）NH3(g) +稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol-1 写出离子反应式。产物 是NH4+(aq) （4）Fe(s) + CuSO4(aq) 答案 -153.87kJ.mol-1 -74.81 0 -135.44 -92.31 = (-135.44)+4(-92.31)-( -74.81)= -429.86kJ.mol-1 =-(4-5)RT =(-429.86+8.314298.15/1000 )kJ.mol-1= (-429.86+2.48 )kJ.mol-1 =-427.38kJ.mol-1 体积功w= -PV= -(4-5)RT = 2.48 kJ.mol-1 12.答案 正辛烷的M=114.224g.mol-1 qv.m=-47.79kJ.g-1 114.224g.mol-1=-5459kJ.mol-1. 正辛烷完全燃烧的反应式 C8H18(l) + 12.5O2(g) = 8CO2(g) +9H2O(l) (注意燃烧反应方程式的计量 系数,要求C8H18前是1,这样rHm与qv.m才能对应起来) rHm(298.15K) qp.m= qv.m + (8-12.5)RT = -5459+ (8-12.5)8.314 10-3 298.15 =-5470kJ .mol-1 13. 答案 CaCO3的煅烧反应为 CaCO3 (s) = CaO(s) + CO2(g) fHm(298.15K)/kJ.mol-1 -1206.92 -635.09 -393.51 估算1mol反应的H = -(-1206.92)+( -635.09)+( -393.51)=178.32 kJ.mol-1 煅烧1000kg石灰石H=178.32 kJ.mol-1/100g.mol-1 1000103g =178.32104 kJ 标准煤的热值为29.3MJ.kg-1 消耗标准煤 178.32104 kJ/29.3103kJ.kg-1=60.8kg 14.答案 燃烧反应 C2H2 + 5/2O2 = 2CO2 + H2O（l） fHm(298.15K)/kJ.mol-1 226.73 -393.51 -285.83 (1)kJ.mol-1 反应热Q= -1229.58 kJ.mol-1 (2) kJ.g-1反应热Q= -1229.58/26 kJ.g-1 C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O（l） fHm(298.15K)/kJ.mol-1 52.26 -393.51 -285.83 1410.94/28 (1)kJ.mol-1 反应热Q= -1410.94 kJ.mol-1 (2) kJ.g-1反应热Q= -1410.94/28 kJ.g-1 根据计算结果乙烯(C2H4)完全燃烧会放出热量更多 15. 答 = -2（-1490.3）-160 -3（-277.69）+4(-1999.1)+11(-285.83)+3(-484.5) =-8780.4 kJ.mol-1 (注意数据抄写要正确,符号不要丢) 16.答：1mol反应进度qp与qV之差别qp-qV=（1- 3）8.314298.15/1000 = -4.957 kJ.mol-1 qp= qV-4.957 kJ.mol-1 定压条件下放热更多些.原因是该反应是气体 分子数减小的反应,在温度一定时,定压条件下环境对反应系统做功,这 部分能量转化成反应系统的燃烧热. 17.答：(要明确已知燃烧热数据和要求的值各对应的是哪个反应的焓变, 再根据盖斯定律运算求解) C+O2=CO2 CH= -393.5 H2+1/2O2=H2 O CH= -285.8 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H20 CH= -890.4 根据反应焓变和标准生成焓的关系(或根据已知条件设计一个循环)存在 以下关系 (-890.4)=(-393.5)+2(-285.8)-fHm0(CH4) fHm0(CH4)=-74.7 kJ.mol-1 18.答：(有机化学中 一个定域C=C上的加氢反应焓变即氢化焓,离域焓是 指当分子中存在多个C=C其氢化焓的观测值与一个定域C=C氢化焓乘以 双键个数的差值. 共轭双键的离域作用是分子变的稳定) 苯的离域焓=(-120) 3 -(-208)=-152 kJ.mol-1 (苯中共轭作用使其能量比三个定域C=C降低了152 kJ.mol-1) 第2章 化学反应的基本原理与大气污染 1. 答案 （1-）（2-）（3-）（4-）（5-）（6+）（7+）（8+） 2. 答案1b 2b 3b 4c 5bcd 6a 3. （1）答案：基本不变，基本不变，增大 减小， 增大 增大 （2） k(正)k(逆)v(正)v(逆)平衡移动方向 增加总压力不变不变增大增大不变逆向移动 升高温度增大增大增大增大增大正向移动 加催化剂增大增大增大增大不变不移动 （3）答案：氟里昂，NOX、HCl；CO2；NOX和SO2 4. 答案：（d）（c）（e）（a）（b）原因是气体熵液体固体 分子量大的熵大 5. （1）溶解少量食盐于水中。 答案：正 （2）活性炭表面吸附氧气。 答案：负 （1） 碳与氧气反应生成一氧化碳。 答案：正 6. 答案：由定义可知Fe2O3的 =3-4 = (-77.7)+4(-742.2)=-1015.5kJ.mol-1 7.答案：查表 水的 过程的0 所以在298.15K的标准态时不能自发进行. 8. (查表时注意状态,计算时注意乘系数) （1） 307.7 -66.9 （2） -23.0 -147.06 （3） -184.3 -26.9 （4） -51.4 96.9 9.答案： (1) SnO2 =Sn +O2 (2) SnO2 +C =Sn + CO2 (3) SnO2 +2H2 =Sn +2H2O （g） 52.3 51.55 205.138 52.3 5.74 51.55 213.74 52.3 2130.684 51.55 2188.825 -580.7 0 0 -580.7 0 0 -393.509 -580.7 0 0 2(-241.818) (1)204.388 (2)207.25 (3)115.532 (1) 580.7 (2)187.191 (3)97.064 Tc (1)2841K 903K (3)840K(温度最低,合适) 10答案： C12H22O11(s)+12O2(g)=12CO2(g) +11H2O(l) =1169.91+12(213.74-205.138)-360.2=512.034 -2225.5 0 -393.509 -285.83 -5640.738 -5640.738-310.15(512.0341000)=-5799.54kJ.mol-1 (=-5796.127 kJ.mol-1 温度对反应的标准吉布斯函数变有影响,但由于 该反应的熵变相对于焓变小(绝对值),故变化不大) 做的非体积功= 5799.54kJ.mol-130%3.8/342=19.33 kJ 11.答案： 查表 197.674 130.684 186.264 188.825 =-214.637 -110.525 0 -74.81 -241.818-206.103 -523K =（-206.103）-523K（-206.1031000） = -93.85 kJ.mol-1 12. 答案：设平衡时有2Xmol的SO2转化 2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g） 起始 n/mol 8 4 0 n（始）=12mol 平衡时n/mol 8-2x 4-x 2x n（平衡） =（12-x）mol 根据PV=nRT T V一定时 2x=6.4mol SO2的转化率=6.4/8=80% (注意在计算时可不用先计算分压,列综合算式更方便计算) 13.答案：该反应是可逆反应，需要H2的量包括反应需要的量1mol和为 维持平衡需要xmol（最少量） =0.36 x=2.78mol 需要H2的量=1+2.78=3.78mol(注:该反应是反应前后气体分子数不变 的,在标准平衡常数表达式中系统的总压和标准压力在计算时可以在分 式中消去,否则在计算时必须知道平衡时总压才能根据平衡常数计算.) 14在不同温度时反应的标准平衡常数值如下： T/K 973 1.47 2.38 0.618 1073 1.81 2.00 0.905 1173 2.15 1.67 1.287 1273 2.48 1.49 1.664 答：反应3的标准平衡常数 （如上） (因为随温度的升高平衡常数增大,故是吸热反应) 15答案：利用公式求 代入数据=-15.03 =1.41010 16.答案：查数据计算 213.74 130.684 197.674 188.825 =42.075J.mol-1.K-1 -393.509 0 -110.525 -241.818 41.166kJ.mol-1 -873=41.166kJ.mol-1-873K0.042075kJ.mol-1.K-1 =4.434 kJ.mol-1 =-0.61 =0.358 (Q500时 酸的解离可忽略不计,可以直接利用公 式) c(H+)=3.8510-5 mol.dm-3 解离度=3.8510-5/0.050=0.077% 11.答案： NH3H2O = NH4+(aq) + OH-(aq) 已知 Kb=1.7710-5 (1)平衡浓度 0.20-x x x (xKa2Ka3 所以溶液中的H+主要来自第一步解 离. 设磷酸三步解离出的H+浓度分别是x y z 则xyz 平衡时溶液中各离子浓度 H3PO4= H+ + H2PO4- 其中x+y+zx 0.10-x x+y+z x-y x-yx H2PO4-= H+ + HPO42- y-zy x-y x+y+z y-z HPO42- = H+ + PO43- y-z x+y+z z Ka1=x2/(0.10-x) Ka2=xy/x=y Ka3=xz/y 代入相应数据解得 c(H+)=x=2.710-2 mol.dm-3 pH=1.6 c(HPO42-)=y=Ka2=6.2510-8 mol.dm-3 c(PO43-)=z=Ka3Ka2/ c(H+)=5.110-19 mol.dm-3 13.答案：pH由小到大的顺序为 （3） （1） （5） （6） （2） （4） 原因是 强酸 弱酸 弱酸 弱酸+弱减 弱减 弱碱 Ka(1)Ka(5) Kb(2) KfZn(NH3)42+ 配离子的转化反应的平衡常数(1)K= KfZn(NH3)42+/ KfCu(NH3)42+1 KQ(=1) 所以反应正向进行 19.答案：(1)设PbI2在水中的溶解度为s moldm-3 平衡时（饱和溶液 中）ceq(Pb2+)=s ceq(I-)=2s Ks= ceq(Pb2+)ceq(I-)2 =4s3 s=1.28510-3 moldm-3 (2) ceq（Pb2+）=s=1.28510-3 moldm-3 ceq(I-)=2s=2.5710-3 moldm-3 (3) 设PbI2在0.010 moldm-3KI 中溶解达到饱和时ceq(Pb2+)=s3 moldm-3 则ceq(I-)=2s3+0.010 Ks= ceq(Pb2+)ceq(I-)2=s32s3+0.0102s30.0102 ceq(Pb2+)=s3=8.4910-5 moldm-3 (4)设PbI2在0.010 moldm-3Pb(NO3)2溶液中的溶解度为s4 平衡时（饱和溶液中）ceq(Pb2+)=s4+0.010 ceq(I-)=2s4 Ks= ceq(Pb2+)ceq(I-)2=( s4+0.010)(2s4)20.010(2s4)2 s4=4.610-4 moldm-3 由计算结果可以发现,由于同离子效应使难溶电解质的溶解度减 小.AB2类型的电解质,B-离子影响更大. 20.答案：AgCl的溶解平衡 AgCl（s）=Ag+（aq）+Cl-（aq） fGm0（298.15K）/kJ.mol-1 -109.789 77.107 -131.26 rGm0（298.15K）=77.107+(-131.26)-( -109.789)=55.636 kJ.mol-1 lnK0=-rGm0/RT=-55.6361000/(8.314298.15)= -22.44 K0=Ks=e-22.44=10-22,44/2.303=10-9.74=1.8210-10 21.答案：(1) Q=c(Pb2+).c (Cl-)2=0.2(5.410-4)2 Ks(PbCl2)/0.2 c (Cl-)7.6410-3 moldm-3 (3)ceq (Pb2+)= Ks(PbCl2)/ .ceq (Cl-)2=1.1710-5(6.010-2)2=0.00325 moldm-3=3.2510-3 moldm-3 22.答案：c(F-)=1.010-419mol0.1dm3=5.2610-5 Q= c(Ca2+).c (F-)2=2.010-4. 5.2610-52=5.610-13 Na2SO4 NaCl 24.答案：略 25.答案：c(Cd2+)=0.0001/112=8.910-7mol.dm-3 欲使ceq(Cd2+)8.910- 7mol.dm-3 而ceq(Cd2+)ceq(OH-)2=5.2710-15 则 c (OH-) 7.6810-5 pH14-5+lg7.68=9.89 26.2CN-（aq）+5/2O2（g）+2H+（aq）2CO2（g）+N2（g） +H2O 求CN-在该段河水中的浓度 2mol 2.5mol 答案： xmol.dm-3 3.010-3/32 x=23.010-3/32 2.5=7.510-5 mol.dm-3 练习题 一、选择题 1、水、HAc、HCN的共轭碱的碱性强弱的顺序是： A. OH Ac CN B. CN OH Ac C. OH CN Ac D. CN Ac OH 2、下列离子能与I发生氧化还原反应的是： A. Zn2+ B. Hg2+ C. Cu2+ D. Cd2+ 3、摩尔浓度相同的弱酸HX及盐NaX所组成的混合溶液：(已知：X + H2O HX + OH的平衡常数为1.01010) A. pH = 2 B. pH = 4 C. pH =5 D. pH = 10 4、下列沉淀的溶解反应中，可以自发进行的是： A. AgI + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + I B. AgI + 2CN = Ag(CN)2 + I C. Ag2S + 4S2O32 = 2Ag(S2O3)23 + S2 D. Ag2S + 4NH3 = 2Ag(NH3)2+ + S2 5、醋酸的电离常数为Ka，则醋酸钠的水解常数为： A. B. Ka / Kw C. Kw / Ka D. 6、在氯化钠饱和溶液中通入HCl气体，下列现象最合理解释的是： A. 无任何现象出现，因为不能发生复分解反应； B. 有固体NaCl生成，因为通入HCl降低了NaCl的溶度积； C. 有固体NaCl生成，因为增加Cl使固体NaCl的溶解平衡向生成固 体NaCl的方向移动； D. 有固体NaCl生成，因为根据溶度积规则，增加Cl使得Na+ Cl Ksp(NaCl)，所以有固体NaCl生成。 7、等浓度、等体积的氨水与盐酸混合后，所得溶液中各离子浓度的高 低次序是： A. H+ Cl NH4+ OH B. Cl NH4+ H+ OH C. Cl NH4+ OH H+ D. Cl = NH4+ H+ OH 8、下列化合物中哪一个不溶于浓NH3H2O？ A. AgF B. AgCl C. AgBr D. AgI E. CuCl2 9、CaF2饱和溶液的浓度是2.0104 molL1，它的溶度积常数是： A. 2.6109 B. 4.0108 C. 3.21011 D. 8.01012 10、向c(Cl-)=0.01 molL-1、c(I-)=0.1 molL-1的溶液中，加入足量 AgNO3，使AgCl、AgI均有沉淀生成，此时溶液中离子浓度之比c(Cl- )/c(I-)为：（ （AgCl）1.810-10， (AgI)=8.910-17） A. 0.1 B. 10-6 C. 106 D. 与所加AgNO3量有关 二、简答题 1、把两块冰分别放入0的水和0的盐水中，各有什么现象发 生？为什么？ 2、在北方，冬天吃冻梨前，先把梨放在凉水中浸泡一段时间，发 现冻梨表面结了一层冰，而梨里面已经解冻了。这是为什么？ 3、为什么海水鱼不能生活在淡水中？ 4、 什么叫表面活性剂？其分子结构有何特点？ 5、试述乳浊液的形成、性质和应用。 6、有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18g，已知 在298.15K时，溶液的渗透压为413Pa，求此蛋白质的相对分子质量。 7、什么叫渗透压？什么叫做反渗透？盐碱土地上载种植物难以生 长，试以渗透现象解释之。 三、计算题 1、现有一瓶含有Fe3+杂质的0.10 molL-1MgCl2溶液，欲使Fe3+以 Fe(OH)3沉淀形式除去，溶液的pH应控制在什么范围？ 2、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。 3、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1gml-1） 4、 人体血液中有H2CO3HCO 平衡起缓冲作用。人血pH=7.40，已知pK (H2CO3)=6.37, pK =10.25。计算人血中H2CO3、HCO 各占CO2总量的百分数。 5、计算298K时，c(Na2S)=0.10 molL-1的Na2S水溶液的pH值及c(HS-)和 c(H2S)。 6、欲配制pH5.00 c(HAc)=0.10molL-1的缓冲溶液500ml，需要2.0 molL-1HAc多少毫升？固体NaAc多少克? 7、某一酸雨样品的pH=4.07，假设该样品的成分为HNO2，计算HNO2的浓 度。 8、50mL含Ba2+离子浓度为0.01molL1的溶液与30mL浓度 为0.02molL1的Na2SO4混合。(1)是否会产生BaSO4沉淀?(2)反应后溶 液中的Ba2+浓度为多少？ 9、欲配制pH为5的缓冲溶液，需称取多少克CH3COONaH2O的固体 溶解在300cm30.5moldm-3HAc溶液中？ 10、与P（吡啶，Pyridine）形成配离子的反应为： ，已知，若开 始时，求平衡时的、和。 11、做两个实验，一是用100cm3蒸馏水洗沉淀。如果洗后洗液对都是 饱和的，计算每一个试验中溶解的物质的量为多少？根据计算结果，说 明用水还是稀硫酸作洗液比较合适？ 12、.和氨水相混合时，是否有沉淀？ 13、用计算结果说明，在含有、和的混合溶液中，逐滴加入溶液，哪 种离子先沉淀？当最后一种离子开始沉淀时，其余两种离子是否已沉淀 空全？ 14、 在含有的和的的溶液中，加入0.10cm3浓度为的KBr溶液，能否产 生沉淀？ 15、废水中含离子浓度为，加使其生成沉淀（设加后溶液体积变化可省 略不计）。试计算： （1）开始生成沉淀时，溶液的最低离子浓度为多少（以表示）？ （2）若要使离子浓度小于以达到可以排放的要求，此时溶液的pH最 小应为多少？ 第4章 电化学与金属腐蚀 1答案：（1+）（2-）（3+）（4+）（5-） 2.答案：1b 、2b、3b、4a b 3（1）答案：（d） （2）答案：负极反应为Fe2+（1mol.dm-3）-e = Fe3+(0.01 mol.dm-3) 正极反应为Fe3+(1 mol.dm-3) +e = Fe2+（1mol.dm-3） 电池反应为 Fe3+(1 mol.dm-3) Fe3+(0.01 mol.dm-3) （浓差电 池） （3）答案：电解水溶液时Ag+和Zn2+可以还原为金属，其他离子都 不能还原为金属单质 原因Ag+的氧化性大于H+ 而Zn2+能析出的原因是由于氢的超电势造 成 其他离子的析出电势0(+ -)则能,否则不能. 反应 2MnO4-(aq)+16H+(aq)+10Cl-(aq)=5Cl2(g)+2Mn2+(aq)+8H2O(l) +=1.034V -=1.358 E=+-0的金属阳离子, -10的 Fe2+ Zn2+, H+ ,0 =0.7990+0.05917lgKs(AgI)=0.7990+0.05917lg8.5110-17= -0.152V0 25.答案：要使Zn析出时H2不析出 练习题 一、选择题 1、标准状态下，反应Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 正向进行， 则最强的氧化剂及还原剂分别为： A.Fe3+、Cr3+ B. Cr2O72-、Fe2+ C.Fe3+、Fe2+ D. Cr2O72-、Cr3+ 2、已知 Zn（NH3）42+=2.9109， Zn（CN）42-=5.01016则： A. （Zn2+/Zn） Zn（NH3）42+/Zn Zn（CN）42-/Zn B. （Zn2+/Zn） Zn（CN）42-/Zn Zn（NH3）42+/Zn C. Zn（NH3）42+/Zn Zn（CN）42-/Zn （Zn2+/Zn） D. Zn（CN）42-/Zn Zn（NH3）42+/Zn （Zn2+/Zn） 3、下列电对的 值不受介质pH值影响的为： A.MnO2/Mn2+ B.H2O2/H2O C.S/H2S D. Br2/Br- 4、已知 (A/B) (C/D)在标准状态下自发进行的反应为： A.A+BC+D B.A+DB+C C.B+CA+D D.B+DA+C 5、根据 (Ag+/Ag）=0.7996V， (Cu2+/Cu）=0.3419V，在标准态下，能还原Ag+但不能还原Cu2+的还原 剂，与其对应氧化态组成电极的 值所在范围为： A. 0.7996V， 0.3419V B. 0.7996V C. 0.3419V D.0.7996V 0.3419V 6、298K，对于电极反应O2+4H+4e-=2H2O来说，当 (O2)=100KPa，酸度与电极电势的关系式是： A. = +0.059pH B. = -0.059pH C. = +0.0148pH D. = -0.0148pH 7、将反应Zn+2Ag+=2Ag+Zn2+组成原电池，在标态下，该电池的电动势 为： A. =2 (Ag+/Ag）- (Zn2+/Zn） B. = (Ag+/Ag)2- (Zn2+/Zn） C. = (Ag+/Ag）- (Zn2+/Zn） D. = (Zn2+/Zn）- (Ag+/Ag） 二、填空题 1、已知 （NO3-/NO）=0.957V， （O2/H2O2）=0.695V， （MnO4-/Mn2+）=1.507V， 则最强的氧化剂为； ，最强的还原剂为 。 2、已知 （Zn2+/Zn）=-0.7618V， （Cu2+/Cu）=0.3419V，原电池： Zn|Zn2+(110-6molL1)|Cu2+(1.0 molL1)|Cu的电动势为 。 3、在碱性溶液中，碘元素标准电势图为IO3 - 0.14 IO- 0.45 I2 0.54 I-， I2在碱性溶液中歧化最终产物为 ，其反应方程式为 。 4、已知 （ClO3-/Cl-）=1.451V， （Cl2/Cl-）=1.358V，则 （ClO3-/Cl2）= 。 5、 （Cu2+/Cu）=0.3419V， （Ag+/Ag）=0.7996V，则反应Cu+2Ag+=Cu2+2Ag，在298K时的平衡常数 = 。 6、原电池中，得到电子的电极为 极，该电极上发生 反 应。原电池可将 化学 能转化为 能。 7、298K时，将反应 H2（g）+ Cl2（g）=HCl（g）（ =-95.27KJ mol-1）设计成原电池，则原电池的标准电动势 = （F=9.65104Cmol-1）。 10、已知 （MnO4-/Mn2+）=1.507V， （SO42-/H2SO3）=0.172V，酸性介质中。MnO4-和H2SO3反应的方程式 为 ，反应的标准平衡常数 = 。若将此反应组成原电池，当 （H+）=0.1 molL-1时（假定其余各物质均为标准态），电池的电动势 = 。 11、H2O2作为氧化剂，其产物是H2O，反应过程不会引入杂质。油画的白 色颜料中含铅，年久会因H2S作用而变黑，故可用H2O2来修复古油画，其