大学化学普通化学习课后题答案

普通化学 马家举 第一章第一章 物质结构基础习题物质结构基础习题 4 假定有下列电子的各套量子数 指出哪几套不可能存在 并说明原因 假定有下列电子的各套量子数 指出哪几套不可能存在 并说明原因 1 3 2 2 1 2 2 3 0 1 1 2 3 2 2 2 2 2 当角量子数 l 取 0 时 磁量子数 m 不能取 1 3 当主量字数取 2 时 角量子数不能取 2 自旋量子数不能取 2 只能取 1 2 或 1 2 5 写出原子序数为写出原子序数为 47 的银原子的电子分布式 并用四个量子数表示最外层电子的运动状态 的银原子的电子分布式 并用四个量子数表示最外层电子的运动状态 Ag 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 5 0 0 1 2 试用杂化轨道理论解释 试用杂化轨道理论解释 1 H2S 分子的键角为分子的键角为 920 而 而 PCl3的键角为的键角为 1020 2 NF3分子为三角锥形构型 而分子为三角锥形构型 而 BF3分子为平面三角形构型 分子为平面三角形构型 1 H2S 分子与 H2O 分子一样 中心原子采取 sp3不等性杂化 在两个孤电子对的作用下 两个 H S 键键角减小 之所以键角小于 H2O 分子中两个 H O 键的键角 104045 是因为 H S 键的成键电子 对更靠近 H 原子 两个 H S 键之间的斥力小 被压缩的程度更大 PCl3分子与 NH3分子一样 也是中心原子采取 sp3不等性杂化 同理 Cl P 键的成键电子对更靠近 Cl 原子 所以两个 P Cl 键 的键角小于 NH3分子中两个 N H 键的键角 2 NF3 分子与 NH3分子一样中心原子采取 sp3不等性杂化 使分子产生三角锥形构型 BF3分子中 心原子 B 采用 sp2等性杂化 使分子产生平面三角形构型 7 为什么 1 室温下 CH4为气体 CCl4为液体 而 CI4为其固体 2 水的沸点高于 H2S 而 CH4的沸 点低于 SiH4 1 从 CH4 CCl4 CI4分子量增加 分子间色散力增大 而色散力在范德华力中占较大比例 即分 子间力是增大的 而分子间力越大 熔沸点越高 2 H2O 分子与 H2S 分子相比 水中 H2O 分子之间存在氢键 虽然 H2O 分子间的色散力较小 氢键的存 在却使沸点更高一些 CH4分子之间没有氢键 只能比较色散力大小 故分子量小的 CH4的沸点 低于分子量大的 SiH4的沸点 第二章第二章 热力学基础热力学基础 习题习题 6 6 计算下列反应的计算下列反应的和和 298 15 rm HK 298 15 rm SK 1 1 3222 4NH g 3O g 2N g 6H O l 2 2 22224 C H g H g C H g 1 2232 111 298 15 2 N g 6 H O l 4 NH g 3 O g 2 06 285 83kJ mol 4 46 11kJ mol 3 01530 54kJ mol rmfmfmfmfm HKHHHH 2232 111111 1111 298 15 2 N g 6 H O l 4 NH g 3 O g 2 191 6J molK6 69 91J molK4 192 4J molK 3 205 14J molK582 36J molK rmmmmm SKSSSS 2 24242 111 298 15 C H g C H g H g 52 26kJ mol 226 7kJ mol 0174 44kJ mol rmfmfmfm HKHHH 24242 111111 11 298 15 C H g C H g H g 219 6J molK 200 9J molK 130 68J molK 111 98J molK rmmmm SKSSS 7 7 利用下列反应的利用下列反应的值 计算值 计算 Fe3O4Fe3O4 s s 在和 在和时的标准摩尔生成吉布斯函时的标准摩尔生成吉布斯函 298 15 rm GK 298 15K 数 数 1 1 223r 2Fe s 3 2O g Fe O s 298 15 742 2kJ mol m GK 2 1 2334r 4Fe O s Fe s 3Fe O s 298 15 77 7kJ mol m GK 111 298 15 4 3 1 1 3 2 4 3 742 2kJ mol 1 3 77 7kJ mol 1015 5kJ mol rmrmrm GKGG 8 估算反应估算反应在在 873K 时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数 时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数 222 CO g H g CO g H O g 若系统中个组分气体的分压为若系统中个组分气体的分压为 22 CO H 76kPapp 2 CO H O pp 注意此时系统不一定处于平衡状态 注意此时系统不一定处于平衡状态 计算此条件下反应的摩尔吉布斯函数变 并判断反应 计算此条件下反应的摩尔吉布斯函数变 并判断反应127kPa 进行的方向 进行的方向 222 1111 298 15 CO g H O g CO g H g 110 52kJ mol 241 82kJ mol 393 51kJ mol 041 17kJ mol rmfmfmfmfm HKHHHH 222 111111 1111 298 15 CO g H O g CO g H g 197 67J molK 188 83J molK 213 7J molK 130 68J molK42 12J molK rmmmmm SKSSSS 2 1111 873K CO g H O g 41 17kJ mol873K0 04212kJ molK4 41kJ mol rmrmrm GHTS 1 11 4 41 1000J mol 0 54 8 314J molK873K rm G KExpExp RT 2 22 111 1 ln 127 127 4 41kJ mol0 008314kJ molK873Kln 76 76 11 86kJ mol0 COH O rmrm COH pppp GGRT pppp 逆向自发 1010 已知反应已知反应在在 298 15K298 15K 时的时的 22 H g Cl g 2HCl g 16 4 9 10K 求在 求在 500K500K 时的时的值 值 1 298 15 92 31kJ mol rm HK K 2 112 21 12 1 1610 11 11 ln 11 Exp 92 31kJ mol11 4 9 10 Exp 1 45 10 0 008314kJ mol K298 15K500K rm rm HK KRTT H KK RTT 1212 在在 298 2K298 2K 的标态下 下列反应的标态下 下列反应 33 CaO s SO g CaSO s 的的 试求 试求 111 402kJ mol 189 6J molK rmrm HS 1 1 上述反应是否能自发进行 逆反应的上述反应是否能自发进行 逆反应的是多少 是多少 rm G 2 升温是有利于上述反应正向进行还是降温有利 升温是有利于上述反应正向进行还是降温有利 3 计算上述逆反应进行所需要的最低温度 计算上述逆反应进行所需要的最低温度 1 1111 298 2 402kJ mol298 2 0 1896kJ molK 345 46kJ mol rmrmrm GKHTS 能自发进行 逆反应的 1 298 2 345 46kJ mol rm GK 2 由于反应正向放热 降温有利于正向移动 3 1 11 402kJ mol 2120K 0 1896kJ molK rm rm H T S 第三章第三章 溶液与离子平衡溶液与离子平衡 习题习题 3 3 将将 1kg1kg 乙二醇与乙二醇与 2kg2kg 水相混合 可制得汽车用的防冻剂 试计算水相混合 可制得汽车用的防冻剂 试计算 1 1 25250 0C C 时该防冻剂的蒸气压 时该防冻剂的蒸气压 2 2 该防冻剂的沸点 该防冻剂的沸点 3 3 该防冻剂的凝固点 该防冻剂的凝固点 1 M 乙二醇 M H2O 1 0 062kg mol 1 0 01801kg mol n 乙二醇 1 1kg 16 13mol 0 062kg mol n H2O 1 2kg 111 11mol 0 018kg mol 22 111 298 15 H O g H O l 241 82kJ mol 285 83kJ mol 44 01kJ mol rmfmfm HKHH 22 1112 21 12 1 11 11 lnln 11 Exp 44 01kJ mol11 101 325kPaExp 2 86kPa 0 008314kJ mol K373 15K298 15K rm rm HKp KpRTT H pp RTT 111 1 2 86kPa2 50kPa 111 1 16 13 A pp x 2 1 16 13mol 8 07mol kg 2kg B B A n b W 11 373 15K0 512K kg mol8 07mol kg 377 28 bbbbbB TTTTk b K 104 130C 3 11 273 15K1 86K kg mol8 07mol kg 258 14K fffbfB TTTTk b 15 010C 7 7 在在 100kPa100kPa 20 20 时 时 H H2 2S S气体在水中的溶解度是气体在水中的溶解度是 2 612 61 体积体积 H H2 2S 1S 1 体积体积 H H2 2O O 求饱和 求饱和 H H2 2S S 水溶液的物质的水溶液的物质的 量浓度及量浓度及和和 S S2 2 离子的平衡浓度 如用 离子的平衡浓度 如用 HClHCl 溶液调节酸度到溶液调节酸度到 pH 2 00pH 2 00 时 溶液中的时 溶液中的 S S2 2 离子浓度又是 离子浓度又是 3 H O 多少 计算结果说明什么问题 多少 计算结果说明什么问题 将 H2S 看成是理想气体 11 31 8 314J molK293 15K 24 37dmmol 100kPa m RT V p 2 331 3 3 2 61dm 24 37dm mol 0 107mol dm 1dm H S c 2 8353 1 0 107 9 1 10 mol dm9 87 10 mol dm H S a H c cK c c 2 123 2 1 1 10mol dm a S cK c pH 2 00 2 2 12 2 812 3163 22 9 1 101 1 100 107 mol dm1 07 10mol dm 1 0 10 aaH S S H K Kcc cc cc 计算 H 浓度时 可以将多元弱酸当成一元弱酸来处理 二元弱酸的酸根离子浓度数值上近似等于二级酸解 离常数 弱酸的浓度一定 酸根离子浓度与 H 浓度平方成反比 9 9 正常情况下 人体动脉血液中正常情况下 人体动脉血液中 此时人此时人 3 3 HCO 24mmol dmc 3 2 CO 1 2mmol dmc 体血液的体血液的 pHpH 值为多少 在某些情况下 如糖尿病患者体内能快速产生酸性物质 假设因此有值为多少 在某些情况下 如糖尿病患者体内能快速产生酸性物质 假设因此有 的的 H H 流入血液 而因此产生的过多的流入血液 而因此产生的过多的 COCO2 2通过呼吸排出 仍维持通过呼吸排出 仍维持 3 10mmol dm 的话 血液的的话 血液的 pHpH 值又为多少 值又为多少 3 2 CO 1 2mmol dmc 1 24 lg6 37lg7 67 1 2 b a a c pHpK c 1 14 lg6 37lg7 44 1 2 b a a c pHpK c 1212 已知已知 25 25 时 时 PbIPbI2 2的容度积是的容度积是 8 4 108 4 10 9 9 试求 试求 1 1 PbIPbI2 2在纯水中的溶解度 在纯水中的溶解度 3 mol dm 2 2 饱和溶液中饱和溶液中 PbPb2 2 和 和 I I 离子浓度 离子浓度 3 3 在在 0 010 01KIKI 溶液中溶液中 PbPb2 2 离子浓度 离子浓度 3 mol dm 1 2 9 33 33 8 4 10 mol dm0 00128mol dm 44 sp PbI K sc 2 2 2 2 3 3 0 00128mol dm 20 00256mol dm PbI Pb PbI I cs cs 3 2 2 2 32 9 3353 22 53 s 0 01mol dm 2s 8 4 10 mol dmmol dm8 4 10 mol dm 0 010 01 8 4 10 mol dm sp PbI sp sp Pb ccccK ccK K s cs 1414 25 25 时 溶液中含有时 溶液中含有 FeFe3 3 FeFe2 2 离子 它们浓度都是 离子 它们浓度都是 0 050 05 如果要求 如果要求 Fe OH Fe OH 3 3沉淀完全 沉淀完全 3 mol dm 而而 FeFe2 2 离子不生成 离子不生成