《普通化学》赵士铎第二版课后习题答案.doc 22页

'海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377普通化学（第二版）习题答案中国农业大学无机及分析化学教研组编22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377第一章气体和溶液1.1（1）溶液的凝固点下降（2）土壤溶液浓度过大，渗透压大于植物根细胞液的渗透压（3）溶液的凝固点下降1.2沸点不断上升，至溶液达到饱和后，沸点恒定；蒸气凝结温度恒定，等于溶剂的沸点。1.31.4凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液1.5b=1.17mol×kg-1DTb=Kbb=0.52K×kg×mol-1´1.17mol×kg-1=0.61KTb=373.76K=100.61℃DTf=Kfb=1.86K×kg×mol-1´1.17mol×kg-1=2.18KTf=270.87K=-2.181.6p=cRT=1.7化合物中C、H、O原子数比为21：30：2故该化合物的化学式为C21H30O21.8第二章化学热力学基础2.1(1)错误；(2)正确；(3)错误；（4）错误；(5)正确；(6)正确；(7)错误；（8）错误2.2（1/4）[反应式（1）-反应式(2)]得：(1/2)N2(g)+(1/2)O2(g)=NO(g)DfHmq(NO,g)=(1/4){DrHmq(1)-DrHmq(2)}=(1/4)[-1107kJ×mol-1-(-1150kJ×mol-1)]=90kJ×mol-122海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-824873772.3（1/4）[反应式（3）-反应式(4)+3´反应式(2)-反应式(1)]得：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)LLLLL(5)DfHmq(N2H4,,g)=(1/4){DrHmq(3)-DrHmq(4)+3´DrHmq(2)-DrHmq(1)}=(1/4){-143kJ×mol-1-(-286kJ×mol-1+3´(-317kJ×mol-1)-(-1010kJ×mol-1))=50.5kJ×mol-12´反应式（4）-反应式（5）得：N2H4(l)+)O2(g)=N2(g)+2H2O(l)DrHmq=2´DrHmq(4)-DrHmq(5)=2´(-286kJ×mol-1)-50.5kJ×mol-1=-622.5kJ×mol-12.4DrHmq=2DfHmq(CO2,g)+3DfHmq(H2O,l)+(-1)´DfHmq(CH3OCH3,l)+(-3)DfHmq(O2,g)DfHmq(CH3OCH3,l)=2DfHmq(CO2,g)+3DfHmq(H2O,l)-DrHmq=-183kJ×mol-12.5C(s)+O2(g)DrHmq(1)CO2(g)DrHmq(2)DrHmq(3)CO(g)+(1/2)O2(g)由题意知，DrHmq(1)<0,DrHmq(2)<0,DrHmq(3)<0QDrHmq(1)=DrHmq(2)+DrHmq(3)DrHmq(1)-DrHmq(3)=DrHmq(2)<0即：以碳直接作燃料时放热较多2.6C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)DrHmq=DfHmq(CO,g)+(-1)DfHmq(H2O,g)=-110.5kJ×mol-1-(-)241.8kJ×mol-1=131.3kJ×mol-1C(s)+O2(g)+H2O(g)DrHmq(1)CO2(g)+H2O(g)DrHmq(2)DrHmq(3)CO(g)+H2(g)+O2(g)QDrHmq(1)=DrHmq(2)+DrHmq(3)DrHmq(1)-DrHmq(3)=DrHmq(2)>0由题意知，DrHmq(1)<0,DrHmq(3)<0故：以水煤气作燃料时放热较多2.7均为熵增过程。2.8标准状态下：DrHmqDrSmq<0<0低温自发<0>0任意温度均自发>0>0高温自发>0<0任意温度均不可能自发2.9（2）（反应为气体物质的量增加的过程，DrSmq>0）2.10不可以。因为物质的Smq,不是指由参考状态的元素生成该物质（nB=+1）反应的标准摩尔熵。2.11DHq:-40kJ-40kJDGq:-38kJ-38kJ22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377DSq:-6.7J×K-1-6.7J×K-12.12Sn(白锡)=Sn(灰锡)DrHmq(298K)=DfHmq(灰锡)+（-1）´DfHmq(白锡)=-2.1kJ×mol-1<0DrSmq(298K)=Smq(灰锡)-Smq(白锡)=-7.41J×mol-1K-1<0反应在标准状态，低温自发。在转变温度，DrGmq(T)=0QDrGmq(T)»DrHmq(298K)-TDrSmq(298K)T»[DrHmq(298K)/DrSmq(298K)]»283K2.132Fe2O3(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO2(g)DrHmq(298K)=3DfHmq(CO2,g)+(-2)´DfHmq(Fe2O3,s)=467.87kJ×mol-1DrSmq(298K)=4´Smq(Fe,s)+3Smq(CO2,g)+(-2)´Smq(Fe2O3,s)+(-3)´Smq(C,s)=557.98J×mol-1×K-1反应在标准状态下自发进行：DrGmq(T)»DrHmq(298K)-TDrSmq(298K)T>[DrHmq(298K)/DrSmq(298K)],即T>839K故以木炭为燃料时，因最高温度低于839K，反应不可能自发。2CuO(s)+C(s)=2Cu(s)+CO2(g)DrHmq(298K)=-79.51kJ×mol-1>0DrSmq(298K)=189J×mol-1×K-1>0反应在标准状态,任意温度均自发2.14(略)2.152AsH3(g)=2As(s)+3H2(g)DrHmq(298K)=-132.8kJ×mol-1<0DrSmq(298K)=15.71J×mol-1×K-1<0标准状态,任意温度下AsH3的分解反应均自发。加热的目的是加快反应速率。第三章化学平衡3.1（1）正确，（2）错误，（3）错误。3.2Ky=403.33.44×(3)-2×(1)-2×(2)得所求反应式故：ΔrGmy=4ΔrGmy(3)-2ΔrGmy(1)-2ΔrGmy(2)3.5pV=nRT22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377故对于反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)3.6(1)O2(g)=O2(aq)P(O2)=21.0kPa时：故：c(O2,aq)=2.88×10-4mol·L-1(2)Ky=85.5/1.37×10-3=6.24×1043.7Q=4逆向自发Q=0.1逆向自发3.8Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)ΔrGmy(383K)=14.8kJ·mol-1lnKy(383K)=-ΔrGmy(383K)/RT=-4.65Ky(383K)=9.56×10-3Ky=p(CO2)/py为防止反应正向自发，应保证Q>Ky故：p(CO2)>9.56×10-1kPa3.9CCl4(g)CCl4(l)ΔfHmy/kJ·mol-1-102.93-135.4Smy/J·K-1·mol-1309.74216.4CCl4(g)=CCl4(l)ΔrHmy=32.47kJ·mol-1ΔrSmy=0.09334kJ·mol-1·K-1所以CCl4的正常沸点为T1=348K根据克拉贝龙——克劳休斯方程计算，可得在20kPa时，其沸点为304K。22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377第四章化学反应速率4.1不能4.2A的物理意义为PZ0，f的物理意义为相对平均动能超过Ec的A、B分子间的碰撞频率与A、B分子间碰撞频率的比值。4.3Z0基本不变，P不变，f大，k大，v大。4.4直线4.54.6略4.7解：4.84.9解：22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-824873774.10解：第五章酸碱反应5.1（略）5.2H3O+,OH-5.3(2)5.4(2)5.5H++OH-=H2O,1/KwyH++B=HB(略去电荷)，Kby/KwyHB+OH-=B-+H2O,Kay/KwyHA+B=A+HB(略去电荷)KayKby/Kwy5.6(1)Ky(正)=1.9×105>Ky(逆)，易于正向反应（2）Ky(正)=2×10-11Ky(逆)，易于正向反应（4）Ky(正)=6.2×10-8101.622海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377所以可忽略第二步离解，按最简式计算：c(C10H14N2)=0.050mol·L-1-1.9×10-4mol·L-1=0.050mol·L-1c(C10H14N2H+)=c(OH-)=1.9×10-4mol·L-1c(C10H14N2H22+)=cyKb2y=1.4×10-11mol·L-15.12Kb1y(S2-)=Kwy/Ka2y(H2S)=1.4Kb2y(S2-)=Kwy/Ka1y(H2S)=7.7×10-8经判断，可忽略第二步离解，依近似式计算S2-+H2O=HS-+OH-Ceq/mol·L-10.10-xxxx=0.094即：c(OH-)=0.094mol·L-1pH=12.97c(S2-)=0.10mol·L-1-0.094mol·L-1=0.01mol·L-1c(HS-)=c(OH-)=0.094mol·L-1c(H2S)=cyKb2y=7.7×10-8mol·L-15.13pH=1.30故：c(S2-)=3.7×10-20mol·L-15.1422海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-824873775.15pOH=5.00c(NH4+)=0.10mol/L/0.56=0.18mol/LM{(NH4)2SO4}=0.5c(NH4+)V(NH4+)M{(NH4)2SO4}=11.9g5.16因系统中含有2缓冲对，且酸与碱的浓度比均在缓冲范围内，所以此溶液具有酸碱缓冲能力。若两级酸常数相差较大，则酸碱浓度比将超出缓冲范围，失去缓冲性质。5.17甘氨酸：不移动；谷氨酸：向正极运动；赖氨酸：向负极运动第六章沉淀—溶解反应6.1Kspy(AgBr)={c(Ag+)/cy}{c(Br-)/cy}Kspy(Ag2S)={c(Ag+)/cy}2{c(S2-)/cy}Kspy{Ca3(PO4)2}={c(Ca2+)/cy}3{c(PO43-)/cy}Kspy(MgNH4AsO4)={c(Ca2+)/cy}{c(NH4+)/cy}{c(AsO43-)/cy}22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-824873776.2(1)(2)(3)6.3PbCO3计算结果偏低6.4因氢氧化铁在水中溶解度极小，溶液pH约等于7.06.5（2）6.6CaF2=Ca2++2F-F－+H+=HF根据：2c(Ca2+)=c(HF)+c(F-)=2s，得：c(F-)=2s/1.028Kspy(CaF2)=(s/cy)(2s/1.028cy)2S=3.38×10-4mol/L6.7CaF2、CaCO3和MnS,KClO46.8此系统为多重平衡系统，所以：6.9c(NH3)=0.050mol/L故有氢氧化镁沉淀生成。为防止沉淀生成，c(OH-)/cy的最大值为：22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-824873776.10故不被沉淀的离子M2+的硫化物的溶度积最小为：Kspy={c(M2+)/cy}{c(S2-)/cy}=0.01×1.0×10-21=1×10-23,所以，Mn2+,Ni2+不被沉淀。离子被完全定性沉淀时，c(M2+)≤10-5mol/L,g故可被沉淀完全的硫化物溶度积的最大值为：Kspy=10-5×1×10-21=10-26所以可被沉淀完全的离子为：Pb2+,Cd2+,Hg2+,Cu2+。6.11欲使Fe(OH)3沉淀完全：欲使Fe(OH)2不发生沉淀：所以应控制pH约在2.8~6.5范围。6.12（略）6.13CuCO3(计算得CuCO3的溶解度为1.2×10-5mol/L,即CuCO3饱和水溶液的体积浓度为0.76mg/L)6.14c(CO32-)/cy=Ka2y(H2CO3)=5.61×10-11{c(Ca)/cy}{c(CO32-)/cy}=5.61×10-12Kspy{Fe(OH)3}所以生成Fe(OH)36.16(4)6.17溶度积，离子浓度，沉淀类型。6.18Kspy（CaSO4）=7.10×10-5Kspy（CaSO4）=(s/cy)2得：s=8.4×10-3mol/Ls=c(SO42-)M(SO42-)=8.4×10-3mol/L×9.6×104mg/mol=806mg/L所以不可饮用。第七章原子结构7.1原子发射光谱,电子衍射7.2确定,动量,不确定,轨道7.3(2),(4)正确7.4波函数,电子的几率密度7.5(1)7.6nlmms1200+1/22200-1/23210+1/2421+1+1/2521-1+1/27.7(3)7.8He+E(3s)=E(3p)=E(3d)H,Ba>Sr,Ca>Sc,Cu>Ni,La>Y,Zr>Ti,Zr>Hf7.14(3),(2)7.15Mg失去2个最外层s电子后成稳定的电子构型，故I3明显大于I2，常见氧化数为+2；Al失去3个最外层电子后成稳定的电子构型，故I4明显大于I3，常见氧化数为+3。Mg元素第一、第二电离能之和小于Al元素第一、第二、第三电离能之和，所以气态Mg原子的金属性强于Al。第八章分子结构8.1(1)错,(2)错,(3)错,(4)错,(5)对,(6)错8.2离子,BeO>MgO>CaO>SrO>BaO,BaCO3>SrCO3>CaCO3>MgCO3>BeCO38.3Fe2+:[Ar]3d6,9~17,Fe3+:[Ar]3d5,9~17,Pb2+:[Xe]5d106s218+2,Sn4+:[Kr]4d10,18,Al3+:[He]2s22p6,8,S2-:[Ne]3s23p6,8,Hg2+:[Xe]5d10,18.8.4OF2:非等性sp3杂化,V型,极性;NF3:非等性sp3杂化,三角锥,极性;BH3:等性sp2杂化,正三角型,非极性;SiCl4:等性sp3杂化,正四面体,非极性;NH3:非等性sp3杂化,三角锥,极性;HCN:等性sp杂化，直线型，极性；PCl3:非等性sp3杂化，三角锥，极性；PCl5:sp3d杂化，三角双锥，非极性；CS2:sp杂化，直线型，非极性；SnCl2:非等性sp3杂化，V型，极性。8.5C2H6:sp3;C2H4:sp2;CH3CCH:sp3spsp;CH3CH2OH:sp3;H2CO:sp2;COCl2:sp2.8.6正丁烷：否；22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-824873771，3-丁二烯：否；2-丁炔：是8.7HFHClHBrHI;HFHClHBrHI;HIHBrHClHF;HFHIHBrHCl8.8(1)~c;(2)~d;(3)~a;(4)~b8.9(1)Fe3+电荷高、半径小，极化力大于Fe2+;(2)Zn2+18电子构型，极化力、变形性大于Ca2+;(3)Cd2+18电子够型，极化力、变形性大于Mn2+。8.10ClO-,ClO2-,ClO3-,ClO4-。8.11HClO酸性强于HBrO。成酸元素原子电负性大，含氧酸酸性强。第九章氧化还原反应9.3还原，氧化9.4不变，不变，变为{Ky}n9.5(1)9.6(2)9.7(4)9.8(3)9.9(1)2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+(2)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(3)2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2+8H2O(4)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O(5)PbO2+2Cl-+4H2O=Pb2++Cl2+2H2O(6)Hg2Cl2+Sn2+=2Hg+Sn4++2Cl-(7)2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+9.10(1)Zn|Zn2+(0.020mol/L)||Ni2+(0.080mol/L)|Ni(2)Cl-(1.0mol/L)|Cl2(100kPa)||Fe3+(0.10mol/L),Fe2+(1.0mol/L)22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377ε=1.36V–0.71V=-0.65V(3)Cl-(1.0mol/L)|Cl2(100kPa)||Cr2O42-(1.0mol/L),H+(10mol/L),Cr3+(1.0mol/L)（结果说明，在强酸性介质中，重铬酸根亦可以氧化氯离子）9.11（1）ΔrGmy=-2F{-0.138V-(-0.126V)}=2.32×103J/molΔrGm=-2F{-0.176V-(-0.135V)}=7.91×103J/molKy=0.39因为：j(Sn2+/Sn)0或因：Q=10>Ky所以反应逆向自发进行。（2）jy(NO3-/NO)=0.957Vjy(Fe3+/Fe2+)=0.771VΔrGmy=-3F{jy(NO3-/NO)-jy(Fe3+/Fe2+)}=-3×96500C/mol×{0.957V-0.771V)}=-5.38×104J/mol22海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377ΔrGm=-3F{j(NO3-/NO)-j(Fe3+/Fe2+)}=-3×96500C/mol×{0.721V-0.771V)}=1.45×104J/mol因为：j(NO3-/NO)0或因：Q=1.0×1012>Ky所以反应逆向自发进行结果说明，定性分析中利用棕色环法检验NO3-，若在pH约等于3的醋酸介质中，反应不能进行。该反应应在浓硫酸介质中进行。（3）jy(HNO2/NO)=0.983Vjy(Fe3+/Fe2+)=0.771VΔrGmy=-F{jy(HNO2/NO)-jy(Fe3+/Fe2+)}=-96500C/mol×{0.983V-0.771V)}=-2.05×104J/molΔrGm=-F{j(HNO2/NO)-j(Fe3+/Fe2+)}=-96500C/mol×{0.806V-0.771V)}=-3.38×103J/mol因为：j(HNO2/NO)>j(Fe3+/Fe2+)或因：ΔrGm<022海文农学专业课辅导班简介：http://www.vipkaoyan.com/cour_729.html 海文专业课咨询电话：13701202290、010-82487377或因：Q=1.0×103