《基础化学》习题答案(第3版).doc

教材习题答案第一章 习题答案1答：能量单位J、质量单位g、长度单位nm、温度单位、属于SI单位；其他不是。2答：SI基本单位：m、kg、s、A、K、mol、cd。3答：一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。根据我国的实际情况，在法定计量单位中还明确规定采用了若干可与国际单位制并用的非国际单位制单位。 第二章习题答案1. 解： 根据 2解： 3解：4解：Tf = -1.855. 解：6. 解：用两种方法计算该物质的相对分子质量基本相同。7. 答： 若把一小块冰放到0的水中，因为0是水的凝固点，此时固液相处于平衡状态，可以共存，所以冰不会融化。若将另一小块冰放到0的盐水中，盐根据稀溶液依数性，水的凝固点降低而低于0，此时水的蒸气压小于冰的蒸气压，所以冰会融化。8.解：9解：（1）对0.2molL-1KCl的c os=i c=20.2molL-1=0.4molL-1 对0.2molL-1蔗糖的c os=i c=10.2molL-1=0.2molL-1 c os（KCl） c os（蔗糖）, 水分子的渗透方向为从右至左。（2）对0.1molL-1葡萄糖的c os=i c=10.1molL-1=0.1molL-1 对0.1molL-1蔗糖的c os=i c=10.1molL-1=0.1molL-1 c os（葡萄糖）= c os（蔗糖）, 水分子的渗透方向为不渗透。（3） c os（蔗糖） c os（葡萄糖）, 水分子的渗透方向为从左到右。10答： 农田施肥太浓使土地的渗透浓度对于植物来说是高渗溶液，植物细胞中的水会渗透出来而烧死。盐碱地对农作物来说也是高渗溶液，同样的道理会造成农作物长势不好甚至枯萎。11解：12解：设应加入x g NaCl，血浆渗透浓度为0.28molL-1至0.32 molL-1，则应加入3.3g3.9g NaCl才能与血浆渗透压相等。13答： 晶体渗透压由小分子晶体物质所产生；胶体渗透压由高分子胶体物质产生。血浆的渗透压主要决定于晶体渗透压（约占99.5%），而胶体渗透压只占极少一部分。晶体渗透压决定细胞内外水分子的渗透方向；胶体渗透压虽然小，但在调节血容量及维持血浆和组织间液之间的水平衡方面却有重要的作用。第三章 习题答案1解：（1）错误。原因：氨水为一元弱碱，其OH-= （2）错误。原因：nHCl=nHAc 故所需NaOH的摩尔数应相同，体积相同。2解：I=1/2CiZi2=1/20.050(+3)2+30.050(-1)2+20.020(+1)2+0.020(-2)2=0.36 (molL-1)3. 4. 解： 应加入碱。原因：H2SHS-+H+ HS-S2- + H+ 要使S2-增加，应减小H+，使平衡右移，故应加碱。5解：稀氨水中加入少量晶体NH4Ac，会产生同离子效应，氨水解离度减小，颜色变浅（或消退）。6. 7解：NH4+-NH3, Ac-HAc, H2O-H3O+, H2O-OH-, HSO4-SO42-, HNO3-NO3-, H2SO4-HSO4-, CO32-HCO3-, HCO3-H2CO38. 解：质子酸：HCl 质子碱：NH3, SO42-, NO3-, Ac-, OH- 两性物质：Al(H2O)43+, HSO4-, HS-, HCO3-, H2PO4-, H2O9. 解：否。原因：pH=-lgH+10. 解： pH=5.0 H+=1.010-5 =CHCl pH=11.0 OH-=1.010-3 =CNaOH 两者混合后，OH-1.010-3 故 pH11.011 解：pH=1.4 H+=3.9810-2 pH=5.0 H+=1.0010-5 故成人胃液是婴儿胃液H+的3980倍。12. 第四章 习题答案1. 答：能抵抗少量外来强酸、强碱，而保持其pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。在血液中，溶解的二氧化碳生成碳酸,与血液中贮存的碳酸氢根离子组成缓冲系。正常人体中，HCO3-与CO2溶解的比率为20/1时，血液的正常pH为7.40。若血液的pH低于7.35，则发生酸中毒，高于7.45则发生碱中毒。当H3O+增加时，血液中大量存在的抗酸成分HCO3-与H3O+结合，使HCO3-与CO2溶解的比率不发生明显地改变；当OH-增加时，H3O+将质子传给OH-生成H2O，促使抗碱成分H2CO3(CO2溶解)离解，以补充消耗了的H3O+， HCO3-与CO2溶解的比率也不发生明显地改变；因此血液可对抗少量外来强酸强碱而保持pH在7.357.45的狭小范围内。H2CO3HCO3-缓冲系在血液中浓度最大，其与血液中其他缓冲系一起，在维持血液pH的正常范围中发挥了重要的作用。2. 答：缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。通常用使单位体积缓冲溶液的pH改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量表示缓冲容量。影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比；缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲容量越大；总浓度一定时，缓冲比越接近于1，缓冲容量越大。缓冲容量与缓冲系中共轭酸的pKa无关。所以总浓度相同的HAc-NaAc和H2CO3-HCO3-缓冲系的缓冲容量相同。3. 解：HCl + NH3H2O可组成NH4+-NH3缓冲溶液 Na2HPO4 + Na3PO4 可组成缓冲溶液 H3PO4 + NaOH 可组成 或缓冲溶液。4. 解：欲配制pH=3的缓冲溶液，应选取值与之接近的。 3.75故：选择HCOOH-HCOO-共轭酸碱对5. 解：溶液为缓冲溶液。 ， 解得：6. 解： 配制pH = 4.19的缓冲溶液，故为缓冲体系设H2C2O4溶液体积为V1；NaOH溶液的体积为V2解得：7. 解：依题意=100 mL，=50 mL，则混合溶液 =150 mL =10010-30.1=0.010 mol，=5010-30.1=0.005 mol反应后剩余 =0.01-0.005=0.005 mol生成 =0.005 mol反应后为缓冲体系，则8. 解：混合液为NH4+-NH3缓冲体系 查得，由式计算缓冲溶液pH 设加入=V L，反应后：；故 解得：V= 75.5 mL设加入固体NH4Cl为m克，混合液为NH4+-NH3缓冲体系解得： m= 0.48 g9. 解：，混合液为HB-B-缓冲体系 与加入NaOH反应后：； 开始缓冲溶液中 开始缓冲溶液10. 解：阿司匹林以HAsp表示，解离后以Asp-表示。n(HAsp) + n(Asp-) =0.65g180.2gmol-1=0.0036mol设可以从胃中吸收的HAsp有xmol，则已解离为Asp-的有(0.0036-x)moln(HAsp)=xmol=0.0028mol可吸收的阿司匹林的质量=0.0028mol180.2gmol-1=0.50g11. 解：依题意设：=3V L，=V L，则混合溶液 =4V L=3V0.1=0.3V mol，=V0.1=0.1V mol反应后剩余 =0.3V-0.1V=0.2V mol生成 =0.1V mol反应后为缓冲体系，则-0.301 = 4.43912. 解：设需加入HCl的体积为x mol根据，有解得：x=47.6(ml)13. 解：解：设需HCl溶液xml(1) HCl + NaOH = NaCl + H2OHCl与NaOH完全反应生成NaCl，pH=7.00 0.1molL-1xml=0.1molL-150ml V(HCl)=xml=50ml （2） HCl + NH3H2O = NH4Cl + H2OHCl与NH3H2O的反应产物NH4Cl为质子酸，必须x Cr2O72- Hg2+ Fe2+ Zn2+； 还原剂的还原能力：Sn Fe2+ Ag Cl-。9解：o (Ag+/Ag) 0.7996（V） o (Zn2+/Zn) 0.7618（V）Eo o+o- o (Zn2+/Zn) o (Ag+/Ag) 0.7618V0.7996V 1.5614VEo 0，反应正向进行。10解：o(Br2/Br-)1.065（V）, o(I2/I-)0.5355（V）, o(Fe3+/Fe2+)0.771（V）, o(Cr2O72/Cr3+)1.232（V）因o(Cr2O72/Cr3+) o(Br2/Br-)，o(Cr2O72/Cr3+) o(I2/I-)，Cr2O72既能氧化Br又能氧化I，故K2Cr2O7不能选用。而o(Br2/Br-) o(Fe3+/Fe2+) o(I2/I-)，Fe3+不能氧化Br但能氧化I，故应选择FeCl3作氧化剂。11解：2Fe3+ 2I- 2Fe2+ I2Eo o+o- o (Fe3+ / Fe2+) o (I2/ I-) 0.771V0.5355V 0.2355VEo 0，反应正向自发进行，故KI与FeCl3溶液不能共存。12解：第九章 习题解答1.答：相界面上的微粒与处于内部的微粒受力状况不同是产生表面现象主要原因。小液滴和小气泡总是呈球形是为了缩小表面积，以减低表面能。恒温下，纯液体的是一个常数，因此表面能的减小只能通过减小表面积的办法进行。这是热力学自发过程。2.答：不对。表面张力的作用方向与表面相切。 3.答：溶胶是高度分散的热力学不稳定系统，而实际上又常能相对稳定存在。主要原因：胶体粒子带电，决定溶胶稳定性的主要因素是胶粒表面的双电层结构。溶胶表面水化膜的保护作用Brown运动。4.答：其胶体结构为：mAgClnAg+(nx)Cl-x+xCl-胶体粒子带正电，电泳时向负极移动。5. 答：能显著降低水的表面张力的物质称为表面活性剂。从结构上分析，表面活性剂分子中一般都含有亲脂性的非极性基团，和亲水性极性基团。以脂肪酸钠盐(肥皂)为例，当它进入水中，亲水的羧基端有进入水中的倾向，而亲油的长碳链端则力图离开水相，如若进入水中的肥皂量不大，它主要集中在水的表面定向排列起来。从而减小了水的表面张力，降低了表面能。6.答：见表9-67.答：A溶胶带有负电荷，B溶胶带有正电荷8.答：电势就是当固液两相发生相对运动时, 滑动面所包围的带电体与均匀液相之间的电势差。电势的正负取决于胶粒所带电荷的符号，胶粒带正电时, 0; 胶粒带负电时 0。9.答：Tyndall效应的本质是分散相粒子对光的散射作用。一束光照射到某物体后，光可能被吸收、反射或散射。光的吸收主要由物体的化学组成和结构所决定。反射及散射与该物体的分散相粒子的大小有关，如果粒子大于波长，则光波以一定的角度从粒子表面反射出来；如果粒子远小于光波的波长，则光波绕过粒子前进不受阻碍。只有当粒子的大小和光波波长接近或稍小时，光波才产生散射。10.答：江河中含有大量带负电的SiO2溶胶，而海水中含有的电解质NaCl，河水与海水相遇时，使其中胶粒聚沉，聚沉物逐渐累积便形成了三角洲。11.答：c1=c2=0.1 molL-1， 膜平衡时 c(Na+)外c(Cl-)外=c(Na+)内c(Cl-)内即 解得0.3x=0.01 x0.03( molL-1)c(Na+)外=c(Cl-)外=01.-0.03=0.07( molL-1)c(Na+)内=0.1+0.03=0.13( molL-1)c(Cl-)内=0.03( molL-1)12.答：先加明胶溶液，明胶对金溶胶起保护作用，再加KCl溶液时金溶胶不会聚沉。若先加KCl溶液，金溶胶发生聚沉，再加明胶溶液时，沉淀也不会溶解。13.答：开始形成胶束时表面活性剂的最低浓度称为临界胶束浓度。第十章 习题答案1答： 原子核外电子运动遵守量子力学规律，具有波粒二象性，不能同时准确测定电子的位置和动量，在核外空间出现的概率遵从统计规律。2答：波函数是人为定义的一个用来描述电子在原子核外空间运动的波动性质的直角坐标系函数（x,y,z）或球极坐标系函数（r,）。为了表述方便，习惯上把波函数称为原子轨道，二者含义相同。“原子轨道”只是借用了经典力学描述宏观物体运动状态时所用的“轨道”的说法，并无电子沿固定路径运动的含义。3答：概率密度|2指波函数（r,）表示的特定核外电子在核外空间（r,）这一点周围单位体积内电子出现的概率，电子在核外空间某一区域出现的概率等于概率密度与该区域体积的乘积。电子云是用统计的方法对电子出现的概率密度2的形象化表示，可认为是电子运动行为的统计结果，就是用小黑点分布的疏密程度形象化地表现电子在核外空间出现的概率密度相对大小的图形。4.答：主量子数n表示电子在核外空间出现概率最大的区域离核的远近，是决定电子能量的主要因素。n可取任意正整数，即n1、2、3、；角量子数l决定原子轨道（或电子云）的形状，并在多电子原子中，配合主量子数n一起决定电子的能量，l的每一个取值对应一个亚层。l取值受主量子数n的限制，可取小于n的正整数和零，即l0、1、2、3(n-1) ，共n个数值；磁量子数m决定原子轨道和电子云在空间的伸展方向，其取值受角量子数l的限制，可取包括0、1、2、3直至l，每一个l对应有2l+1个不同的m取值；自旋量子数ms描述核外电子“自旋”运动的方向，自旋量子数取值只有+1/2和1/2。5答：(1) n3；(2) l=1；(3) ms=+1/2；(4)m=0。6.答：2s: n=2，l=0，1；4p：n=4, l=1，3；3d：n=3, l=2，5。7. 答：能量最低原理：基态时，电子在原子中所处的状态总是尽可能使整个体系的能量为最低，体系能量越低越稳定。因此多电子原子核外电子总是尽可能的先占据能量最低的允许轨道，然后依次填入能量较高的轨道。例如随着原子序数的增加，基态原子核外电子依次填入能量较高的轨道，随之出现了元素性质的周期性变化。泡利不相容原理：在同一原子中不能存在运动状态完全相同的电子，或者说同一原子中不能存在四个量子数完全相同的2个电子，也就是说每个原子轨道最多只能容纳二个自旋方向相反的电子。由于每个电子层中原子轨道的总数是n2个，因此各电子层中电子的最大容量是2n2个。例如第一、第二周期中的元素个数分别为2、8个。洪特规则：电子在能级相同的原子轨道（称为等价轨道或简并轨道）上分布时，总是尽可能以自旋平行的方式分占不同的轨道，使体系的能量最低。例如核电荷为6的C原子核外电子排布式为1s22s22px12py1，电荷为7的N原子核外电子排布式为1s22s22px12py12pz1。洪特规则特例：等价轨道处于全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）或全空（p0、d0、f0）的状态是能量较低的稳定状态。例如，24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2；29Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，而不是1s22s22p63s23p63d94s2。8. 答：(1)5B写为1s22s3，违背了泡利不相容原理，更正为：1s22s22p1；(2) N 写为1s22s22px22py1，违背了洪特规则，更正为：1s22s22px12py12pz1；(3) 4Be写为1s22p2，违背了能量最低原理，更正为：1s22s2。9答：(1)n=3, l=1, m=0, ms= +1/2；(2)n=3, l=1, m=0, ms= -1/2；(3)n=3, l=1, m= +1, ms= +1/2；(4)n=3, l=1, m= -1, ms= +1/2。10. 答：(1)3s1：第三周期，A族，s区；(2)4s24p3：第四周期，A族，p区；(3)3d24s2：第四周期，B族，d区；(4)3d54s1：第四周期，B族，d区；(5)4d105s1：第五周期，B族，ds区；(6)4s24p6：第四周期，0族，p区。11答：（1）A族元素；（2）是Mn元素，外层电子排布为3d54s2；（3）是Cu元素，外层电子排布为3d104s1。12答：原子半径：通常情况下，同一主族元素从上到下原子半径随该原子电子层数的增加而依次增大。同一副族元素从上到下原子半径总的趋势也增大，但幅度较小。由于镧系、锕系元素的原子半径十分接近且从左到右逐渐减小的镧系收缩现象，第5和第6周期同族元素的原子半径很接近。同一周期从左到右元素的原子半径逐渐减小。同一周期主族元素的原子半径减小幅度较大。第十一章 习题解答1. 解: (1) 键是ss，spx，pxpx原子轨道以头碰头方式重叠形成的共价键，成键电子云分布在两核之间，稳定性比较大。键是由pypy，pzpz以肩并肩方式重叠形成的，成键电子云分布在x轴所在平面的上下两侧，键不能单独存在，只能存在于共价双键或共价叁键中，比键的稳定性小，容易发生反应。(2) 同种元素原子间形成的共价键，正、负电荷重心重合，这样的共价键为非极性共价键；电负性不同的两元素原子间形成的共价键，正、负电荷重心不能完全重合，一端带部分正电荷，另一端带部分负电荷，这样的共价键为极性键。以共价键形成的分子，如果分子的正、负电荷重心重合，则为非极性分子；如果分子的正、负电荷重心不能重合，这样的分子就是极性分子，分子的偶极矩大于零。分子的极性和键的极性以及分子的空间构型有关。(3) 氢原子与电负性很大(如N、O、F)半径很小的原子结合以后，几乎成为裸露的质子，正电荷密度很大，可以与另一个电负性很大半径很小的原子产生强烈的相互吸引作用，这种作用力就叫做氢键。氢键有方向性和饱和性。分子间存在一种只有化学键键能的1/101/100的弱的作用力，最早由荷兰物理学家van der Waals提出，故称作范德华力。包括取向力、诱导力、色散力三种。(4) 原子轨道杂化后所形成的杂化轨道的成分和能量完全等同，这样的杂化就叫做等性杂化。如果原子轨道杂化以后所形成的杂化轨道的能量和成分不完全相同，这样的杂化叫做不等性杂化。如水分子、氨分子在形成时中心原子采用的就是不等性sp3杂化。(5) 原子轨道线性组合形成分子轨道时，在形成的分子轨道中一半的分子轨道能量降低，叫做成键轨道。另一半的分子轨道能量升高叫做反键轨道。参加线性组合的原子轨道数和形成的分子轨道数相等。2. 解：Cl的价电子组态为3s23p5 ，有一个未成对电子，若该电子处于3px轨道，在形成氯分子时，两个氯原子的3px单电子轨道相互重叠，形成一个键。当这两个原子轨道相互重叠时，必须按一定的空间取向，沿x轴的方向才能实现最大重叠成键，在其它方向上不能有效重叠成键，所以说共价键有方向性。形成一个共价键后，电子全部配对，没有了单电子，就不能再形成其它的共价键，这就是共价键的饱和性。3. 解：HBr为双原子分子，极性共价键，是极性分子； CS2的空间构型为直线形，结构对称，为非极性分子； CHCl3 的空间构型为四面体，结构不对称，为极性分子； PCl3的空间构型为三角锥形，结构不对称，为极性分子； H2S的空间构型为V形，结构不对称，为极性分子。 CCl4的空间构型为正四面体，结构对称，为非极性分子。4.解：在SiF4的形成过程中，Si的价电子组态为3s23p2，成键之前Si的一个3s电子跃迁到3p能级，然后发生sp3杂化。形成四个sp3杂化轨道，每个杂化轨道再与F的2px轨道重叠形成一个键。分子为正四面体。杂化过程表示如下：3p3psp33s3s 激发杂化（电子占据四个原子轨道）（四个sp3杂化轨道）（Si原子价层电子组态）在NF3分子形成过程中，N的价电子组态为2s22p3，中心原子N发生不等性sp3杂化。四个杂化轨道成分和能量都不完全相同，其中有一个杂化轨道被孤对电子占据。另外的三个杂化轨道与三个F的2px轨道重叠形成三个键。所以分子的空间构型为三角锥形。中心原子的杂化过程表示如下：3psp33s杂化（四个sp3不等性杂化轨道）（N原子价层电子组态）5.解：NH3，中心原子N的价层电子对数为4，价层电子对的空间构型为四面体。由于N的1对孤对电子占据了四面体的1个顶点，因此NH3分子的空间构型为三角锥形。BF3，中心原子B的价层电子对数为3，价层电子对的空间构型为平面三角形。由于3对价层电子全部是成键电子，因此BF3分子的空间构型为平面正三角形。NF3，中心原子N的价层电子对数为4，价层电子对的空间构型为四面体。分子中有3个键，1对孤对电子， 因此NF3分子的空间构型为三角锥形。SO2，中心原子S的价层电子对数为3，价层电子对的空间构型为平面三角形。由于分子中有2对成键电子和1对孤对电子，因此SO2分子的空间构型为V形。XeF4，中心原子Xe的价层电子对数为6，价层电子对的空间构型为八面体。由于分子中有4对成键电子和2对孤对电子，由于孤对电子的排斥力强，孤对电子的夹角应为最大的180，4个F原子则位于八面体的其他顶点上，因此XeF4分子的空间构型为平面四方形。 CO32，中心原子C的价层电子对数为3，价层电子对的空间构型为平面三角形。由于3对电子均为成键电子，因此CO32的空间构型为平面正三角形。NO3，中心原子N的价层电子对数为3，价层电子对的空间构型为平面三角形。由于分子中含1个单键和2个双键，