第三版无机化学教材课后习题答案

第二章 1 某气体在 293K 与 9 97 104Pa 时占有体积 1 910 1dm3其质量为 0 132g 试求这种气体的 相对分子质量 它可能是何种气体 解 2 一敝口烧瓶在 280K 时所盛的气体 需加热到什么温度时 才能使其三分之一逸出 解 3 温度下 将 1 013105Pa 的 N2 2dm3和 0 5065Pa 的 O23 dm3放入 6 dm3的真空容器中 求 O2和 N2的分压及混合气体的总压 解 4 容器中有 4 4 g CO2 14 g N2 12 8g O2 总压为 2 026105Pa 求各组分的分压 解 5 在 300K 1 013105Pa 时 加热一敝口细颈瓶到 500K 然后封闭其细颈口 并冷却至原 来的温度 求这时瓶内的压强 解 6 在 273K 和 1 013 105Pa 下 将 1 0 dm3洁净干燥的空气缓慢通过 H3C O CH3液体 在此过程中 液体损失 0 0335 g 求此种液体 273K 时的饱和蒸汽压 解 7 有一混合气体 总压为 150Pa 其中 N2和 H2的体积分数为 0 25 和 0 75 求 H2和 N2 的分压 解 8 在 291K 和总压为 1 013 105Pa 时 2 70 dm3含饱和水蒸汽的空气 通过 CaCl2干燥管 完全吸水后 干燥空气为 3 21 g 求 291K 时水的饱和蒸汽压 解 9 有一高压气瓶 容积为 30 dm3 能承受 2 6 107Pa 问在 293K 时可装入多少千克 O2 而不致发生危险 解 10 在 273K 时 将同一初压的 4 0 dm3 N2和 1 0dm3 O2压缩到一个容积为 2 dm3的真空容 器中 混合气体的总压为 3 26 105 Pa 试求 1 两种气体的初压 2 混合气体中各组分气体的分压 3 各气体的物质的量 解 11 273K 时测得一氯甲烷在不同压强下的密度如下表 P 1051 0130 6750 5070 3380 253 g dm 3 2 30741 52631 14010 757130 56660 用作图外推法 p 对 p 得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量 解 0 00 20 40 60 81 01 2 2 0 2 2 2 4 P g dm 3 10 5 pa 1 P 105pa 可得出一氯甲烷的相对分子质量是 50 495 12 1 用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律 2 用表示摩尔分数 证明 xi 总 V i 3 证明 2 M kT3 证明 1 PV nRT 当 p 和 T 一定时 气体的 V 和 n 成正比 可以表示为 V n 2 在压强一定的条件下 V总 V1 V2 V3 根据分体积的定义 应有关系式 P总Vi nRT 混合气体的状态方程可写成 P总V总 nRT 总V Vi n ni 又 xi 所以 xi n ni 总 V i 3 B A A B M M 又 pV N0m 2 3 1 2 2 m pV 0 N 3 M RT3 所以 2 M kT3 13 已知乙醚的蒸汽热为 25900J mol 1 它在 293K 的饱和蒸汽压为 7 58 104Pa 试求在 308K 时的饱和蒸汽压 解 14 水的气化热为 40 kJ mol 1 求 298K 时水的饱和蒸汽压 解 15 如图所示是 NaCl 的一个晶胞 属于这个晶胞的 Cl 用表示 和 Na 用表示 各多少个 解 第三章 1 原子中电子的运动有何特点 几率与几率密度有何区别与联系 答 2 什么是屏蔽效应和钻穿效应 怎样解释同一主层中的能级分裂及不同主层中的能级交 错现象 答 3 写出原子序数为 24 的元素的名称 符号及其基态原子的电子结构式 并用四个量子数 分别表示每个价电子的运动状态 答 4 已知 M2 离子 3d 轨道中有 5 个电子 试推出 1 M 原子的核外电子排布 2 M 原子的最外层和最高能级组中电子数 3 M 元素在周期表中的位置 答 5 按斯莱脱规则计算 K Cu I 的最外层电子感受到的有效核电荷及相应能级的能量 答 6 根据原子结构的知识 写出第 17 号 23 号 80 号元素的基态原子的电子结构式 答 7 画出 s p d 各原子轨道的角度分布图和径向分布图 并说明这些图形的含意 答 见课本 65 页 s 电子云 它是球形对称的 p 电子云 它是呈无柄的桠铃形 d 电子云 形状似花瓣 8 描述原子中电子运动状态的四个量子数的物理意义各是什么 它们的可能取值是什么 答 9 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 0 4 n 3 l 1 m 1 5 n 2 l 0 m 1 6 n 2 l 3 m 2 答 10 下列说法是否正确 不正确的应如何改正 1 s 电子绕核运动 其轨道为一圆周 而电子是走 S 形的 2 主量子数 n 为 1 时 有自旋相反的两条轨道 3 主量子数 n 为 4 时 其轨道总数为 16 电子层电子最大容量为 32 4 主量子数 n 为 3 时 有 3s 3p 3d 三条轨道 答 11 将氢原子核外电子从基态激发到 2s 或 2p 所需能量是否相等 若是氦原子情况又会怎 样 答 12 通过近似计算说明 12 号 16 号 25 号元素的原子中 4s 和 3d 哪一能级的能量高 13 根据原子轨道近似能级图 指出下表中各电子层中的电子有无错误 并说明理由 元 素 K L M N O P 19 22 30 33 60 2 2 2 2 2 8 10 8 8 8 9 8 18 20 18 2 2 3 18122 答 14 说明在同周期和同族中原子半径的变化规律 并讨论其原因 答 15 说明下列各对原子中哪一种原子的第一电离能高 为什么 S 与 P Al 与 Mg Sr 与 Rb Cu 与 Zn Cs 与 An Rn 与 At 答 16 电子亲合能与原子半径之间有何规律性的关系 为什么有些非金属元素 如 F O 等 却显得反常 答 17 什么是元素的电负性 电负性在同周期 同族元素中各有怎样变化规律 答 18 若磁量子数 m 的取值有所变化 即 m 可取 0 1 2 l 共 l 1 个值 其余不变 那么 周期表将排成什么样 按新周期表写出前 20 号元素中最活泼的碱金属元素 第一个稀 有气体元素 第一个过度元素的原子序数 元素符号及名称 答 前 20 号元素中最活泼的碱金属元素 Rb 第一个稀有气体元素是 He 第一个过度元素的原子序数是 21 元素符号是 Sc 名称钪 第四章 第四章 1 试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应 形成氯化钾的过程 如何理解离子键没 有方向性和饱和性 答 原子所得 二者因静电引力而吸引 之间得作用力成为离子键 离子键没有方向性可以这样理解 阴离子与阳离子并非只有再某一方向才具有吸引力 而是在任何方向都有力的作用 只不过当距离远时其作用力小一点而已 2 用下列数据求氢原子的电子亲和能 K s K g H1 83 kJ mol 1 K g K g H2 419 kJ mol 1 H2 g H g H3 218kJ mol 2 1 1 K g H g KH s H4 742kJ mol 1 K s H2 g KH s H5 59kJ mol 2 1 1 解 3 ClF 的解离能为 246kJ mol 1 ClF 的生成热为 56 kJ mol 1 Cl2的解离能为 238 kJ mol 1 试计算 F2 g 解离能 解 4 试根据晶体的构型与半径比的关系 判断下列 AB 型离子化合物的晶体构型 BeO NaBr CaS RbI BeS CsBr AgCl 答 5 试从电负性数据 计算下列化合物中单键的离子性百分数各为多少 并判断哪些是离 子型化合物 哪些是共价型化合物 NaF AgBr RbF HI CuI HBr CrCl 答 6 如何理解共价键具有方向性和饱和性 答 7 BF3是平面三角形的几何构型 但 NF3却是三角 的几何构型 试用杂化轨道理论加以 说明 答 8 指出下列化合物合理的结构是哪一种 不合理结构的错误在哪里 a b c 答 N2O 存在 9 在下列各组中 哪一种化合物的键角大 说明其原因 a CH4和 NH3 b OF2和 Cl2O c NH3和 NF3 d PH3和NH3 答 10 试用价层电子互斥理论判断下列分子或离子的空间构型 说明原因 HgCl2 BCl3 SnCl2 NH3 H2O PCl5 TeCl4 ClF3 ICl SF6 IF5 FCl4 CO2 COCl2 SO2 NOCl 2 SO2Cl2 POCl3 SO ClO IO2F 2 3 2 2 答 11 试用价键法和分子轨道法说明 O2和 F2分子的结构 这两种方法有何区别 答 见书 177 页 价键理论认为形成共价键的电子只局限于两个相邻原子间的小区域内运动 缺反对分 子作为一个整体的全面考虑 因此它对有些多原子分子 特别是有机化合物分子的结构不 能说明 同时它对氢分子离子中的单电子键 氧分子中的三电子键以及分子的磁性等也无 法解释 分子轨道理论 着重于分子的整体性 它把分子作为一个整体来处理 比较全面地反 映了分子内部电子的各种运动状态 它不仅能解释分子中存在的电子对键 单电子键 三 电子键的形成 而且对多原子分子的结构也能给以比较好的说明 12 今有下列双原子分子或离子 Li2 Be2 B2 N2 HF F2 CO 写出它们的分子轨道式 计算它们的键级 判断其中哪个最稳定 哪个最不稳定 判断哪些分子或离子是顺磁性 哪些是反磁性 答 13 写出 O O2 O O 分子或离子的分子轨道式 并比较它们的稳定性 2 2 2 2 答 14 已知 NO2 CO2 SO2分子其键角分别为 132 180 120 判断它们的中心原子 轨道的杂化类型 答 15 写出 NO NO NO 分子或离子的分子轨道式 指出它们的键级 其中哪一个有磁性 答 16 举例说明金属导体 半导体和绝缘体的能带结构有何区别 答 17 简单说明键和 键的主要特征是什么 答 18 试比较如下两列化合物中正离子的极化能力的大小 ZnCl2 Fe Cl2 CaCl2 KCl SiCl4 AlCl3 PCl5 MgCl2 NaCl 答 19 试用离子极化的观点 解释下列现象 AgF 易溶于水 AgCl AgF AgI 难溶于水 溶解度由 AgF 到 AgI 依次减小 AgCl AgBr AgI 的颜色依次加深 答 20 试比较下列物质中键的级性的大小 NaF HF HCl HI I2 答 21 何谓氢键 氢键对化合物性质有何影响 答 22 下列化合物中哪些存在氢键 并指出它们是分子间氢键还是分子内氢键 C6H6 NH3 C2H6 OH CHO NO2 OH H3BO3 固 NO2 OH 答 23 判断下列各组分子之间存在着什么形式的分子间作用力 苯和 CCl4 氦和水 CO2气体 HBr 气体 甲醇和水 答 24 试判断 Si 和 I2晶体哪种熔点较高 为什么 答 第五章 1 说出 BaH2 SiH4 NH3 AsH3 PdH0 9和 HI 的名称和分类 室温下各呈何种状态 哪 种氢化物是电的良导体 答 2 如何利用路易斯结构和价层电子对互斥理论判断 H2Se P2H4 H3O 的结构 答 3 写出工业制氢的三个主要化学方程式和实验室中制备氢气最简便的方法 答 4 He 在宇宙中丰度居第二位 为什么在大气中 He 含量却很低 答 5 哪种稀有气体可用作低温制冷剂 哪种稀有气体离子势低 可做放电光源需要的安全 气 哪种稀有气体最便宜 答 6 何为盐型氢化物 什么样的元素能形成盐型氢化物 怎样证明盐型氢化物内存在 H 负离子 答 7 为什么合成金属氢化物时总是要用干法 38kg 的氢化铝同水作用可以产生多少 dm3的 氢气 298K 1 03 105Pa 解 8 怎样纯化由锌同酸反应所制得的氢气 写出反应方程式 答 LaNi5 3H2 LaNi5H6 压强在 2 3 105Pa 温度是温热 9 试用反应方程式表示氙的氟化物 XeF6和氧化物 XeO3的合成方法和条件 答 10 写出 XeO3在酸性介质中被 I 离子还原得到 Xe 的反应方程式 答 11 巴特列脱用 Xe 气和 PtF6作用 制得 Xe 的第一种化合物 在某次实验中 PtF6的起始压 力为 9 1 10Pa 加入 Xe 直至压力为 1 98 10 Pa 反应后剩余 Xe 的压力为 4 3 1 68 10Pa 计算产物的化学式 4 解 12 XeO3水溶液与 Ba OH 2溶液作用生成一种白色固体 此白色固体中各成分的质量分数 分别为 71 75 的 BaO 20 60 的 Xe 和 7 05 的 O 求此化合物的化学式 解 3 1 3 153 75 71 131 6 20 16 05 7 BaO Xe O 3 1 3 此化合物的化学式是 Ba3XeO4 13 比较 VB 法和 MO 法对 XeF2分子结构的处理 答 VB 法见书 232 页 MO 法见书 234 页 14 完成并配平下列反应方程式 1 XeF4 ClO 3 2 XeF4 Xe 3 Na4XeO6 MnSO4 H2SO4 4 XeF4 H2O 5 XeO3 Ba OH 2 6 XeF6 SiO2 答 XeF4 2 ClO 2 H2O Xe 2ClO 4HF 3 4 5Na4XeO6 2MnSO4 7 H2SO4 5XeO3 2 NaMnO4 7 H2O 9Na2SO4 2XeO3 2 Ba OH 2 Ba2XeO6 Xe O2 2H2O 第六章 1 理想气体恒温膨胀过程热力学能不变 是否意味着理想气体恒温膨胀过程不做功 答 2 计算体系的热力学能变化 已知 1 体系吸热 1000J 对环境做 540J 的功 2 体系吸热 250J 环境对体系做 635J 的功 解 3 在 298K 和 100kPa 恒压下 mol 的 OF2同水反应 放出 161 5kJ 热量 求 2 1 反应 OF2 g H2O g O2 g 2HF g 的 rH和 rU m m 解 4 反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 在恒容没量热器内进行 生成 2molNH3时放出能量 82 7kJ 求反应的 rU和 298K 时反应的 rH m m 解 5 查表求 298K 时下列反应的反应热 1 3NO2 g H2O l 2HNO3 l NO g 2 CuO s H2 g Cu s H2O g 解 1 2 6 N2O4在反应器中受热分解 当产物中有 1molNO2生成时 分别按下列反应方程式计算 反应进度各是多少 1 N2O4 2NO2 2 N2O4 NO2 2 1 解 1 0 5mol 2 1mol 7 在一知弹式量热计中燃烧 0 20molH2 g 生成 H2O l 使量热计温度升高 0 88K 当 0 010mol 甲苯在此量热计中燃烧时 量热计温度升高 0 615K 甲苯的燃烧反应为 C7H8 l 9 O2 g 7 CO2 g 4H2O l 求该反应的 rH 已知 H H2O l 285 8 kJ mol mf m 1 解 rV rH RT 285 8 1 5 RT 282 1kJ mol m m 8 已知下列热化学反应 Fe2O3 s 3CO g 2Fe s 3CO2 g rH 27 61 kJ mol m 1 3Fe2O3 s 3CO g 2 Fe3O4 s CO2 g rH 27 61 kJ mol m 1 Fe3O4 s CO g 3FeO s CO2 g rH 38 07 kJ mol m 1 解 9 为什么在标准状态下稳定单质的熵不为零 答 10 分析下列反应自发进行的温度条件 1 2N2 g O2 g 2N2O g rH 38 07 kJ mol m 1 2 Ag s Cl2 g AgCl s rH 127 kJ mol 2 1 m 1 3 HgO s Hg l O2 g rH 91kJ mol 2 1 m 1 4 H2O2 l H2O l O2 g rH 98kJ mol 2 1 m 1 解 自发进行 11 通常采用的制高纯镍的方法是将粗镍在 323K 与 CO 反应 生成的 Ni CO 4经提纯后在 约 473K 分解得到纯镍 Ni s CO g Ni CO 4 l 已知反应的 rH 161 kJ mol rS 420J k mol 试由热力学数据分 1 m 1 1 析讨论该方法提纯镍的合理性 解 12 已知下列键能数据 键 NN N F N Cl F F Cl Cl 键能 kJ mol 942 272 201 155 243 1 试由键能数据求出标准生成热来说明 NF3在室温下较稳定而 NCl3却易爆炸 解 13 已知下列数据 H CO2 g 393 5 kJ mol f m 1 H Fe2O3 s 822 2 kJ mol f m 1 G CO2 g 394 4kJ mol f m 1 G Fe2O3 s 741 0kJ mol f m 1 求反应 Fe2O3 s C s 2Fe s CO2 g 在什么温度下能自发进行 2 3 2 3 解 14 查表求反应 CaCO3 s CaO s CO2 g 能够自发进行的最低温度 解 15 已知下列数据 H Sn 白 0 f m H Sn 灰 2 1kJ mol f m 1 S Sn 白 51 5J k mol m 1 1 S Sn 灰 44 3J k mol m 1 1 求 Sn 白 与 Sn 灰 的相变温度 解 第七章 1 什么是化学反应的平均速率 瞬时速率 两种反应速率之间有何区别与联系 答 2 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率 并表 示出用不同物质浓度变化所示的反应速率之间的关系 这种关系对平均速率和瞬时速 率是否均适用 1 N2 3H2 2NH3 2 2SO2 O2 2SO3 3 aA Bb gG hH 解 1 V t N 2 t H 2 t NH 3 V 瞬 0 lim t t N 2 0 lim t t H 2 0 lim t t NH 3 V V V 2 N 3 1 2 H 2 1 3 NH 两种速率均适用 2 3 同 1 3 简述反应速率的碰撞理论的理论要点 答 4 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点 答 5 反应 C2H6 C2H4 H2 开始阶段反应级数近似为 级 910K 时速率常数为 2 3 1 13dm1 5 mol s 试计算 C2H6 g 压强为 1 33 104Pa 时的起始分解速率 5 0 1 以 C2H6 的变化表示 0 解 6 295K 时 反应 2NO Cl2 2 NOCl 其反应物浓度与反应速率关系的数据如下 NO mol dm 3 Cl2 mol dm 3 Cl2 mol dm s 3 1 0 100 0 500 0 100 0 100 0 100 0 500 8 0 10 3 2 0 10 1 4 0 10 2 问 1 对不同反应物反应级数各为多少 2 写出反应的速率方程 3 反应的速率常数为多少 解 7 反应 2 NO g 2 H2 g N2 g 2 H2O 其速率方程式对 NO g 是二 次 对 H2 g 是一次方程 1 写出 N2生成的速率方程式 2 如果浓度以 mol dm 3表示 反应速率常数 k 的单位是多少 3 写出 NO 浓度减小的速率方程式 这里的速率常数 k 和 1 中的 k 的值是否 相同 两个 k 值之间的关系是怎样的 解 8 设想有一反应 Aa bB cC 产物 如果实验表明 A B 和 C 的浓度分别增加 1 倍后 整个反应速率增为原反应速率的 64 倍 而若 A 与 B 保持不变 仅 C 增加 1 倍 则反 应速率增为原来的 4 倍 而 A B 各单独增大到 4 倍时 其对速率的影响相同 求 a b c 的数值 这个反应是否可能是基元反应 解 9 一氧化碳与氯气在高温下作用得到光气 COCl2 实验测得反应的速率方程为 k CO Cl2 dt COCld 223 有人建议其反应机理为 Cl2 2Cl Cl CO COCl COCl Cl2 COCl2 Cl 1 试说明这一机理与速率方程相符合 2 指出反应速率方程式中的 k 与反应机理中的速率常数 k1 k k2 k 间的关 1 2 系 答 10 如何正确理解各种反应速率理论中活化能的意义 答 11 高温时 NO2分解为 NO 和 O2 其反应速率方程式为 NO2 k NO2 2 在 592K 速率常数是 4 98 10dm3 mols 在 656K 其值变为 1 1 1 4 74dm3 mols 计算该反应的活化能 1 1 解 12 如果一反应的活化能为 117 15kJ mol 问在什么温度时反应的速率常数 k 的值是 1 400K 速率常数的值的 2 倍 解 13 反应 N2O5 2NO2 O2 其温度与速率常数的数据列于下表 求反应的活化能 2 1 T K K s 1 T K K s 1 3 38 3 28 3 18 4 87 10 3 1 50 10 3 4 98 10 4 308 298 273 1 35 10 4 3 46 10 5 7 87 10 7 解 14 CO CH2COOH 2在水溶液中分解丙酮和二氧化碳 分解反应的速率常数在 283K 时 为 1 08 10 4mol dm 3 s 1 333K 时为 5 48 10 2 mol dm 3 s 1 试计算在 303K 时 分解反应的速率常数 解 15 已知 HCl g 在 1 013 105Pa 和 298K 时的生成热为 92 3kJ mol 1 生成反应的活 化能为 1135kJ mol 1 试计算其逆反应的活化能 16 下面说法你认为正确与否 说明理由 1 反应的级数与反应的分子数是同义词 2 在反应历程中 定速步骤是反应速率最慢的一步 3 反应速率常数的大小就是反应速率的大小 4 从反应速率常数的单位可以判断该反应的级数 答 17 反应 2 NO g 2 H2 g N2 g 2 H2O g 的反应速率表达式为 k NO2 2 H2 试讨论下列各种条件变化时对初速率有何影响 1 NO 的浓度增加一倍 2 有催化剂参加 3 将反应器的容积增大一倍 4 将反应器的容积增大一倍 5 向反应体系中加入一定量的 N2 答 第八章 1 怎样正确理解化学反应的平衡状态 答 2 如何正确书写经验平衡常数和标准平衡常数的表达式 答 3 写出下列可逆反应的平衡常数 Kc Kp或 K 的表达式 1 2NOCl g 2NO g Cl2 g 2 Zn s CO2 g ZnO s CO g 3 MgSO4 s MgO s SO3 g 4 Zn s 2H aq Zn2 aq H2 g 5 NH4Cl s NH3 g HCl g 答 4 已知下列反应的平衡常数 HCNH CN NH3 H2ONH OH 4 H2O H OH 试计算下面反应的平衡常数 NH3 HCN NH CN 4 答 5 平衡常数能否代表转化率 如何正确认识两者之间的关系 答 6 在 699K 时 反应 H2 g I2 g 2HI g 的平衡常数 Kp 55 3 如果将 2 00molH2 和 2 00molI2作用于 4 00dm3的容器内 问在该温度下达到平衡时有多少 HI 生成 解 7 反应 H2 CO2 H2O CO 在 1259K 达平衡 平衡时 H2 CO2 0 44mol dm H2O CO 0 56mol dm 3 3 求此温度下反应的经验的平衡常数及开始时 H2和 CO2的浓度 解 8 可逆反应 H2O CO H2 CO2在密闭容器中 建立平衡 在 749K 时该反应的 平衡常数 Kc 2 6 1 求 n H2O n CO 物质的量比 为 1 时 CO 的平衡转化率 2 求 n H2O n CO 物质的量比 为 3 时 CO 的平衡转化率 3 从计算结果说明浓度对平衡移动的影响 解 1 H2O CO H2 CO2 a x b x x x x2 2 6 a x 2 0 617 a x 所以 CO 的平衡转化率是 61 7 2 H2O CO H2 CO2 n 3n 0 0 n x 3n x x x 2 6 0 865 3 2 xnxn x n x 所以 CO 的平衡转化率是 86 5 9 HI 分解反应为 2HI H2 I2 开始时有 1molHI 平衡时有 24 4 的 HI 发生了分 解 今欲将分解百分数降低到 10 试计算应往此平衡系统中加若干摩 I2 解 2HI H2 I2 起始 1 0 0 转化 0 244 0 122 0 122 x 0 37mol 2 2 756 0 122 0 92 0 05 0 05 0 x 10 在 900K 和 1 013 105Pa 时 SO3部分离解为 SO2和 O2 SO3 g SO2 g O2 g 2 1 若平衡混合物的密度为 0 925g dm 3 求 SO3的离解度 解 PV nRT P nRT PM RT m M 68 33 P RT 5 3 10013 1 900314 8 10925 0 SO3 g SO2 g O2 g 2 1 x 0 0 a x x x 2 1 68 33 xxxa xxxa 2 1 2 1 3264 80 0 34 所以 SO3的离解度是 34 a x 11 在 308K 和总压 1 013 105Pa N2O4有 27 2 分解为 NO2 1 计算 N2O4 g 2 NO2 g 反应的 K 2 计算 308K 时总压为 2 026 105Pa 时 N2O4的离解百分率 3 从计算结果说明压强对平衡移动的影响 解 1 N2O4 g 2 NO2 g 0 272 0 544 K 0 32 272 0 1 544 0 2 2 PV nRT 同理得出 N2O4的离解百分率是 19 6 V n RT P 3 增大压强 平衡向体积减小的方向移动 减小压强 平衡向体积增大的方向移动 12 PCl5 g 在 523K 达分解平衡 PCl5 PCl3 g Cl2 g 平衡浓度 PCl5 1 mol dm PCl3 Cl2 0 204 mol dm 3 3 若温度不变而压强减小一半 在新的平衡体系中各物质的浓度为多少 解 K 0 041616 1 204 0 2 PCl5 PCl3 g Cl2 g 1 x 0 204 x 0 204 x 0 2042 0 041616 x x 1 204 0 2 得出 x 0 135mol dm 3 13 对于下列化学平衡 2HI g H2 g I2 g 在 698K 时 Kc 1 82 10 如果将 HI g 放入反应瓶内 问 2 1 在 HI 为 0 0100mol dm时 H2 和 I2 各是多少 3 2 HI g 的初始浓度是多少 3 在平衡时 HI 的转化率是多少 解 1 2HI g H2 g I2 g 2x x x 1 82 10 x 1 35 10mol dm x x 201 0 2 2 3 3 H2 和 I2 各是 1 35 10mol dm 1 35 10mol dm 3 3 3 3 2 HI 0 01 2 1 35 10 0 0127mol dm 3 3 3 100 21 3 0127 0 1035 1 2 3 14 反应 SO2Cl2 g SO2 g Cl2 g 在 375K 时 平衡常数 K 2 4 以 7 6 克 SO2Cl2和 1 013 105Pa 的 Cl2作用于 1 0 dm 3的烧瓶中 试计算平衡时 SO2Cl2 SO2和 Cl2的分压 解 K K P p n P 1 RT 22cL so 135 6 7 得出 P 6 8 104Pa P 8 8 104Pa P 1 90 105Pa 22cL so 2 SO 2 Cl 15 某温度下 反应 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 的平衡常数 K 2 25 把一定 量的 PCl5引入一真空瓶内 当达平衡后 PCl5的分压是 2 533 104Pa 问 1 平衡时 PCl3和 Cl2的分压各是多少 2 离解前 PCl5的压强是多少 3 平衡时 PCl5的离解百分率是多少 解 1 2 25 2 23 P PP ClPCl P PPCl 5 P P 7 60 104Pa 3 PCl 2 Cl 2 P 2 533 7 6 105Pa 5 PCl 3 P 100 75 25 5 PCl 4 4 10 1 10 106 7 16 如何表述化学反应等温式 化学反应的标准平衡常数与其 rG之间的关系怎样 m 答 rG rG RTlnQ m m rG 0 rG RTlnk m m 17 G rG rG 之间的关系如何 f 答 rG G 生成物 G 反应物 f f 18 在 523K 时 将 0 110 mol 的 PCl5 g 引入 1 dm 3容器中 建立下列平衡 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 平衡时 PCl3 g 的浓度是 0 050 mol dm 问 3 1 平衡时 PCl5和 Cl2的浓度各是多少 2 在 523K 时的 Kc和 K 各是多少 解 1 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 起始 0 11 0 0 平衡 0 06 0 05 0 05 平衡时 PCl5是 0 06mol dm Cl2是 0 05mol dm 3 3 2 K 0 042 C 06 0 05 0 2 由 K K P 得出 K 1 80 p n 19 查化学热力学数据表 计算 298K 时下列反应的 K H2 g I2 g 2HI g 解 由公式 rG RTln K m 得出 K 627 20 从下列数据 NiSO4 6H2O s G 2221 7kJ mol f m 1 NiSO4 s G 773 6kJ mol f m 1 H2O g G 228 4kJ mol f m 1 1 计算反应 NiSO4 6H2O s NiSO4 s 6H2O g 的 K 2 H2O 在固体 NiSO4 6H2O 上的平衡蒸气压为多少 解 1 rG 773 6 6 228 4 2221 7 m 77 7kJ mol 1 由公式 rG RTln K m 得出 K 2 4 10 14 2 由 K P pOH2 rG RTln K m K K P p n 得出 H2O 在固体 NiSO4 6H2O 上的平衡蒸气压为 544Pa 21 什么是化学反应的反应商 如何应用反应商和平衡常数的关系判断反应进行的方向并 判断化学平衡的移动方向 答 rG rG RTlnQ m m rG RTln K m 当 Q K 时 rG 0 正反应自发进行 m 当 Q K 时 rG 0 反应达到平衡 以可逆方式进行 m 当 Q K 时 rG 0 逆反应自发进行 m 22 反应 H2O g CO g H2 g CO2 g 在某温度下平衡常数 Kp 1 在此温度下 于 6dm3的容器中加入 2 dm3 3 04 104Pa 的 CO 3dm3 2 02 105Pa 的 CO2 6dm3 2 02 105Pa 的 H2O g 和 1dm3 2 02 105Pa 的 H2 问净反应向哪个方向进行 解 通过计算 反应向逆方向进行 23 在一定温度和压强下 某一定量的 PCl5和 Cl2 试判断在下列情况下 PCl5的离解度是 增大还是减小 1 减压使 PCl5的体积变为 2 dm 3 2 保持压强不变 加入氮气 使体积增至 2dm3 3 保持体积不变 加入氮气 使压强增加 1 倍 4 保持压强不变 加入氮气 使体积变为 2dm3 5 保持压强不变 加入氮气 使压强增加 1 倍 解 1 增大 2 增大 3 不变 4 减小 5 减小 24 反应 CO2 g H2 g CO g H2O g 在 973K 时平衡常数 K 0 64 试确定在 该温度下上述反应的标准自由能变化 rG m 当体系中各种气体的分压具有下列七组数值时 确定每一组分压下的吉布斯自由能变 化 rG m p p COOH2 p p 2 CO 2 H 0 2 53 1 7 73 0 507 1 520 0 760 1 266 1 013 1 013 1 266 0 760 1 520 0 507 1 773 0 253 表中单位为 105Pa 将 G 对反应混合物的组成作图 标出图中哪个区域里正向反应可能发生 哪个区域里逆向反应可能发生 解 K 0 194 2 2 733 1 253 0 rG rG RTln K kJ mol m m 1 K 0 111 2 2 52 1 507 0 rG rG RTln K 3610 249 17782 590 14 2kJ mol m m 1 K 0 360 2 2 266 1 76 0 rG rG RTln K 3610 249 8264 670 4 7kJ mol m m 1 K 1 rG rG RTln K 3610 249 3 6kJ mol m m 1 K 2 775 2 2 76 0 266 1 rG rG RTln K 11 9kJ mol m m 1 K 8 988 2 2 507 0 52 1 rG rG RTln K 21 4kJ mol m m 1 K 49 111 2 2 253 0 773 1 rG rG RTln K 35 1kJ mol m m 1 第九章 1 什么叫稀溶液的依数性 试用分子运动论说明分子的几种依数性 答 2 利用溶液的依数性设计一个测定溶质分子量的方法 答 3 溶液与化合物有什么不同 溶液与普通混合物又有什么不同 答 4 试述溶质 溶剂 溶液 稀溶液 浓溶液 不饱和溶液 饱和溶液 过饱和溶液的含 意 答 为溶质 体 系叫溶液 5 什么叫做溶液的浓度 浓度和溶解度有什么区别和联系 固体溶解在液体中的浓度有 哪些表示方法 比较各种浓度表示方法在实际使用中的优缺点 答 6 如何绘制溶解度曲线 比较 KNO3 NaCl 和 NaSO4的溶解度曲线 说明为什么着三条 曲线的变化趋势 及斜率 不一样 答 以溶解度为纵坐标 以温度为横坐标所做出的溶解度随温度变化的曲线叫做溶解度曲线 KNO3溶解度随温度升高而增大 NaCl 溶解度随温度升高几乎不变 NaSO4溶解度随温度升高而减小 7 为什么 NaOH 溶解于水时 所得的碱液是热的 而 NH4NO3溶解与水时 所得溶液是 冷的 答 8 把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于 100g 水中 问所得溶液的沸点 凝固点 蒸汽压 和渗透压相同否 为什么 如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油溶于 100g 水中 结果 又怎样 说明之 答 9 回答下列问题 a 提高水的沸点可采用什么方法 b 为什么海水鱼不能生活在淡水中 c 气体压强 和溶液渗透压 有何差别 d 为什么临床常用质量分数为 0 9 生理食盐水和用质量分数为 5 葡萄糖溶液作输 液 e 为什么浮在海面上的冰山其中含盐极少 f 试述亨利 Henry 定律和拉乌尔 Raoult 定律的适用范围是 答 a 增大水的蒸气压 b 因为渗透压不同 c CRT 稀溶液的渗透压与溶液的浓度和温度的关系同理想气体方程式一致 d 在一定条件下 难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓度成正比 而与溶质的本性无关 e 非极性或弱极性的固态物质溶于弱极性溶剂而难溶于强极性溶剂 f 亨利 Henry 定律的适用范围是中等强度 拉乌尔 Raoult 定律的适用范围是任何强度 10 采用何种简便的办法可得到 223K 的低温 答 11 10 00cm3NaCl 饱和溶液重 12 003g 将其蒸干后得 NaCl3 173g 试计算 a NaCl 的溶解度 b 溶液的质量分数 c 溶液物质的量的浓度 d 溶液的质量摩尔浓度 e 盐的摩尔分数 f 水的摩尔分数 解 12 在 288K 时 将 NH3气通入一盛有水的玻璃球内 至 NH3不再溶解为止 已知空玻璃 球重 3 926g 盛有饱和溶液共重 6 944g 将此盛液的玻璃球放在 50 0cm 0 55mol dm的 H2SO4溶液中 将球击破 剩余的酸需用 10 4 cm 1 0 3 3 3 mol dmNaOH 中和 试计算 288K 时 NH3在水中的溶解度 3 解 13 计算下列各溶液的物质的量浓度 1 把 15 6gCsOH 溶解在 1 50dm3水中 2 在 1 0dm3水溶液中含有 20gHNO3 3 在 100cm3四氯化碳 CCl4 溶液中含有 7 0mmolI2 4 在 100mL 水溶液中含 1 00gK2Cr2O7 解 14 制备 5 00dm3 0 5mol dm的氢溴酸 问需要在标准情况下的 HBr 气体多少 dm3 3 解 15 现有一甲酸溶液 它的密度是 1 051g cm 含有质量分数为 20 0 的 HCOOH 已 3 知此溶液中含有 25 00g 纯甲酸 求此溶液的体积 解 16 现拟制备一种质量分数为 20 的氨水溶液 它的密度为 0 925g cm 问制备 250 3 dm3此溶液需用多少体积的氨气 在标准情况下 解 17 现有一 K2HPO4溶液 它的体积为 300 dm3 其中含有 5 369gK2HPO4 3H2O 计算这 种溶液 K2HPO4的物质的量浓度 解 18 为防止 1 dm3水在 10 时凝固 需要向其中加入多少克甲醛 HCHO 解 19 在 26 6g 氯仿 CHCl3 中溶解 0 402g 萘 C10H8 其沸点比氯仿的沸点高 0 455K 求氯 仿的沸点升高常数 解 20 与人体血液具有相等渗透压的葡萄糖溶液 其凝固点降低值为 0 543K 求氯仿的沸点 升高常数 解 21 323K 时 200g 乙醇中含有 23g 非挥发性溶质的溶液 其蒸汽压等于 2 76 104Pa 已知 323K 乙醇的蒸汽压为 2 93 104Pa 求溶质的相对分子质量 解 22 有某化合物的苯溶液 溶质和溶剂的质量比是 15 100 在 293K 1 013 105Pa 下以 4dm3空气缓慢地通过该溶液时 测知损失了 1 185g 的苯 假设失去苯以后 溶液的浓 度不变 试求 1 该溶质的相对分子质量 2 该溶液的沸点和凝固点 已知 293K 时 苯的蒸汽压为 1 104Pa 1 013 105Pa 下 苯的沸点为 353 10K 苯的凝固点为 278 4K 解 第十章 1 把下列氢离子浓度 氢氧根离子浓度换算成 pH 和 pOH 1 H 3 2 10mol dm 2 H 6 7 10mol dm 5 3 9 3 3 OH 2 0 10mol dm 4 OH 4 0 10mol dm 6 3 12 3 解 2 把下列 pH pOH 换算成氢离子浓度 氢氧根离子浓度 1 pH 0 24 2 pH 7 5 2 pOH 4 6 4 pOH 10 2 解 3 已知 298K 时某一弱酸的浓度为 0 010 mol dm 测得其 pH 为 4 0 求 K 和及稀 3 a 释至体积变成 2 倍后的 K 和 pH a 解 4 将 1 0dm30 20 mol dm的 HAc 溶液稀释导多大体积时才能使 Hac 的解离度比原溶 3 液增大 1 倍 解 5 求 0 10 mol dm盐酸和 0 10 mol dmH2C2O4混合溶液中的 C2O和 HC2O 的浓 3 3 2 4 4 度 解 6 计算 0 010 mol dm的 H2SO4溶液中各离子的浓度 已知 H2SO4的 K 为 3 2 1 2 10 2 解 7 有一混合酸溶液 其中 HF 的浓度为 1 0 mol dm HAc 的浓度为 0 10 3 mol dm 求溶液中 H F Ac HF 和 HAc 的浓度 3 解 8 计算下列各缓冲溶液的有效 pH 范围 1 HCO CO 2 HC2O C2O 3 2 3 4 2 4 3 H2PO HPO 4 HPO PO 4 2 4 2 4 3 4 5 H3PO4 H2PO 4 解 9 将 0 10 dm30 20 mol dmHAc 和 0 050 dm30 20 mol dmNaOH 溶液混合 求混合 3 3 溶液的 pH 值 解 10 欲配制 0 50dm3pH 值为 9 其中 NH 1 0 mol dm的缓冲溶液 需密度为 4 3 0 904g cm 含氨质量分数为 26 0 的浓氨水的体积 固体氯化铵多少克 3 解 11 将 1 0 mol dmNa3PO4和 2 0 mol dm盐酸等体积混合 求溶液的 pH 值 3 3 解 12 取 0 10mol dm某一元弱酸溶液 0 050 dm31 10 mol dmKOH 溶液混合 将混合 3 3 液稀释至 0 10 dm3后 测得 pH 5 25 求此一元弱酸得 K a 解 13 求下列浓度均为 0 10 mol dm的溶液的 pH 3 1 NaHCO3 2 Na2S 3 NH4Cl 4 NaH2PO4 解 14 写出下列分子或离子的共轭酸 SO S H2PO NH3 HNO3 H2O 2 4 2 4 答 15 写出下列分子或离子的共轭碱 HAc H2O NH3 HPO HS 2 4 答 16 举列说明酸碱电子理论中有哪几类常见反应 答 17 已知 Zn OH 2的溶度积为 1 2 10 求其溶解度 17 解 18 已知室温时下列各盐的溶解度 以 mol dm表示 试求各盐的 K 3 sp 1 AgBr 8 8 10 mol dm 2 Mg NH4 PO4 6 3 10 mol dm 7 3 5 3 3 Pb IO3 2 3 1 10 mol dm 5 3 解 19 在 0 10 dm3含有 2 0 10mol dm的 Pb2 溶液中加入 0 10 dm3含 I 0 040 3 3 mol dm 的溶液后 能否产生 PbI2沉淀 3 解 Q 20 将 5 0 10dm0 20mol dm的 MgCl2溶液与 5 0 10dm0 10mol dm的 3 3 3 3 3 3 NH3 H2O 溶液混合时 有无 Mg OH 2沉淀产生 为了使溶液中不析出 Mg OH 2沉淀 在溶液中至少要加入多少克固体 NH4Cl 忽略加入固体 NH4Cl 后溶液的体积的变化 解 21 将 0 010mol 的 CuS 溶于 1 0 dm盐酸中 计算所需的盐酸的浓度 从计算结果说明 3 盐酸能否溶解 CuS 解 22 现有 0 10 dm溶液 其中含有 0 0010mol 的 NaCl 和 0 0010mol K2CrO4 逐滴 AgNO3 3 溶液时 何者先沉淀 解 23 用 Na2CO3溶液处理 AgI 使之转化为 Ag2CO3 转化进行到底的条件是什么 根据计 算结果预测转化反应能否进行到底 解 24 如果 BaCO3沉淀中尚有 0 010mol BaSO4 在 1 0dm此沉淀的饱和溶液中应加入多少 3 mol 的 Na2CO3才能使 BaSO4完全转化为 BaCO3 解 25 某一元弱酸强碱形成的难溶盐 MA 在纯水中的溶解度 不考虑水解 为 1 0 10 3 mol dm 弱酸的 K 为 10 试求该盐在 H 保持为 2 4 10 mol dm的溶液