无机及分析化学习题解答1.doc

1、1第一章 分散体系1-1 3%Na2CO3 溶液的密度为 1.03gml-1,配制此溶液 200ml，需用 Na2CO310H2O 多少 g?溶液的物质的量浓度是多少？解：设所需 Na2CO3m 克，则mV31.03 gml -1200 ml36.18gm(Na2CO310H2O) = 6.18 286 / 106 = 16.7 (g)c(Na2CO3)m/M(Na 2CO3)V6.18（1060.200）0.292（molL -1）1-2 为了防止 500ml 水在 268K 结冰，需向水中加入甘油（C 3H8O3）多少克？解：设需加入甘油 x 克，根据题意 T f273-2685（K）T

2、fK fb（B）5K 1.86Kkgmol-1xM（C 3H8O3）0.5x（92gmol -15K0.50kg）1.86Kkgmol -1x123g1-3 某水溶液，在 200g 水中含有 12.0g 蔗糖(M=342), 其密度为 1.022gml-1,试计算蔗糖的摩尔分数，质量摩尔浓度和物质的量浓度。解：x(蔗糖) n( 蔗糖)/n( 蔗糖 )+n(水)(12.0342) (12.0342)+(20018.0)0.0350.035+11.10.035 11.150.00314b(蔗糖)= n( 蔗糖)/m( 水)0.035(20010 -3)0.175molkg -1c(蔗糖)= n(蔗

3、糖)/V(溶液) 0.035(200+12.0)/1.022=0.169 molL -11-4 101mg 胰岛素溶于 10.0ml 水中，该溶液在 298K 时的渗透压为 4.34kPa，求胰岛素的摩尔质量。解：=c 胰 RT=n 胰 RT/V n 胰 =m 胰 /M 胰 115760.34. 298180. molgLkPaKmolgVRTmM 胰胰 1-5 实验测定未知物水溶液在 298K 时的渗透压为 750kPa，求溶液的沸点和凝固点。解：溶液的浓度为：c= / RT750kPa /(8.314kPaLK -1mol-1298K)0.303molL -10.303molkg -1T

4、b=Kbb 未 0.512Kkgmol -10.303 molkg-10.155KTb = 373.15 + 0.155 = 373.31 (K)T f=Kfb 未 1.86Kkgmol -10.303 molkg-10.564KTf = 273.15 0.564 = 272.59 (K)1-6 某一学生测得 CS2(l)的沸点是 319.1K，1.00molkg -1S 溶液的沸点是 321.5K，当1.5gS 溶解在 12.5g CS2 中时，这溶液的沸点是 320.2K，试确定 S 的分子式。解：CS 2 的 Kb 可由下式求出：KbT b/b(S)=(321.5K-319.1K)/1.

5、00 molkg-1=2.4Kkgmol-118.265.1).392.0(0412 molgmMCSbSMs 261.8328 则硫的分子式为 S81-7 人体血浆的凝固点为 272.5K，求 310K 时渗透压。2解：人体血浆的浓度为 cT f/Kf = (273.15-272.5)/1.86=0.349molL-1=c RT=0.349 molL-18.314kPaLK-1mol-1310K899.5kPa1-8 今有两种溶液，一种为 3.6g 葡萄糖(C 6H12O6)溶于 200g 水中，另一种为 20.0 未知物溶于 500g 水中，这两种溶液在同一温度下结冰，计算未知物的摩尔质量

6、。解：这两种溶液在同一温度下结冰，说明它们的 bB 相等。)(M)( 水未 知 物未 知 物水葡 萄 糖葡 萄 糖 mmM(未知物) 400g mol-150.)(.20.1863未 知 物1-9 293K 时，葡萄糖(C 6H12O6)15g 溶于 200g 水中，试计算该溶液的蒸气压、沸点、凝固点和渗透压。(已知 293K 时的 p*=2333.14kPa)解：K 蒸 p *MA2333.14kPa0.018kgmol -142.0 kPakgmol -1p= K 蒸 b(葡萄糖)=42.0(15 180)/0.200=42.00.41717.5kPap = 2333.14 17.5 =

7、2315.6 (kPa)T bK bb(葡萄糖) 0.5120.4170.21KTb 373.15 + 0.21 = 373.36 (K)T fK fb(葡萄糖)1.860.4170.78KTf = 273.15 0.78 = 272.37 (K)= cRT bRT = 0.4178.314293 = 1015.8 (kPa) 1-10 试比较 MgSO4，K 3Fe(CN)6,和 AlCl3 三种电解质在下列两种情况中凝结值大小的顺序。 （1）0.01molL -1 AgNO3 溶液和 0.03molL K2CrO4（1）0.001molL -1 AgNO3 溶液和 0.01molL KBr

8、 溶液等体积混合制成的 AgBr 溶胶（2）0. 01molL -1AgNO3 溶液和 0.001molL KBr 溶液等体积混合制成的 AgBr 溶胶解：（1）因为 KBr 过量所得 AgBr 溶胶为负溶胶，决定 AgBr 负溶胶凝结值大小的因素为电解质中阳离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为，K 3Fe(CN)6 MgSO4AlCl3。（2）因为 AgNO3 过量所得 AgBr 溶胶为正溶胶，决定 AgBr 负溶胶凝结值大小的因素为电解质中阴离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为，K3Fe(CN)6H 298/S 298= 274.

9、68/ 0.1736 = 1582 (K)2-13 和 数据，计算下列反应在 298K 时的 ， 和 。mf mrGrSmrH（1） Ca(OH)2(s) + CO2(g) CaCO3(s) + H2O(l)（2） N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)（3） 2H2S(g) + 3O2(g) 2SO2(g) + 2H2O(l)解：（1）G 298= (-1128.8-237.19)-(-898.56-394.36)=-73.07(kJ/mol)S 298= (92.88+69.94)-(83.39+213.64) =-134.21(J/molK)H 298=G 298+ TS 298=

10、 -73.07+298(-134.21)10-3 = -113.06(kJ/mol)（2）G 298= 2(-16.5)-0 =-33.0(kJ/mol)S 298=2 192.3-(191.5+3130.57) =-198.61(J/molK)H 298=G 298+ TS 298= -33.0+298(-198.61)10-3 = -92.19(kJ/mol)6（3）G 298= 2(-300.19)+ 2(-237.19)- 2(-33.6) =-1007.56(kJ/mol)S 298=2248.1+269.94-(2205.7+3205.03) =-390.41(J/molK)H 2

11、98=G 298+ TS 298= -1007.56+298(-390.41)10-3 = -1123.9(kJ/mol)第三章 物质结构3-1 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= +1（4） n=2 l=3 m= +2解：（2） （3） 、 （4）不合理。因为 l 的取值为 0，1，2，（n-1） ， （2）中 l 的值只能是 0 或 1；（3）中 m 的取值范围只能是 0，l ；（4）中 l 的取值范围只能是 0 或 1，当 l为 0 时，m 只能为 0，当 l 为 1 时，m 的取值可为 0

12、 或l 。3-2 用原子轨道符号表示下列各套量子数；并按其轨道能量高低次序排列。编号 n l m n 编号 n l m n 5 2 1 3 2 1 4 0 0 3 2 2 3 1 0 3 0 0 解：为 5dxz 为 4s 为 3pz 为 3dyz 为 3dxy 为 3s多电子体系能量高低顺序为 3s Al3 由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径越小；（2） Br K 由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径越小；（4） Cu Cu2+ 同一元素，价态不同，失电子越多，离子半径越小。3-9 指出下列分子中有几个 键和 键。N2、CO 2、BBr 3、C 2H2、SiH 4解：N 2

13、 有 1 个 键和 2 个 键CO2 有 2 个 键和 2 个 键BBr3 有 3 个 键；C2H2 有 3 个 键和 2 个 键；SiH4 有 4 个 键。3-10 根据杂化轨道理论，预测下列分子的空间构型，并判断分子的极性。HgCl2 BF3 CHCl3 PH3 H2S解：HgCl 2 直线型，含有极性键的非极性分子；BF3 平面正三角形，含有极性键的非极性分子；CHCl3 四面体形，极性分子；PH3 三角锥形，极性分子；H2S 角形结构，极性分子。3-11 下列分子间存在什么形式的分子间作用力（取向力、诱导力、色散力、氢键）？（1）CH 4 （2）He 和 H2O （3）HCl 气体 （

14、4） H2S （5）甲醇和水解：（1） CH4 色散力；（2） He 和 H2O 诱导力、色散力（3） HCl 气体 存在取向力、诱导力、色散力；（4） H2S 存在取向力、诱导力、色散力；（5） 甲醇和水 存在取向力、诱导力、色散力、氢键。83-12 判断下列化合物中有无氢键存在，如果存在氢键，是分子间氢键还是分子内氢键？（1） C6H6 （2） C2H6 （3） NH3 （4 ） H3BO3 （5）邻硝基苯酚解：（1） C6H6 无氢键存在；（2） C2H6 无氢键存在；（3） NH3 存在氢键，是分子间氢键；（4） H3BO3 存在氢键，是分子间氢键；（5） 邻硝基苯酚 存在氢键，是分子

15、内氢键。3-13 比较下列各组物质的熔点高低，并说明理由。（1） KI、SiC、HF 、H 2（2） MgO、KCl、FeCl 2、CCl 4解：（1）SiC KI HF H2 理由：SiC 是原子晶体，KI 是离子晶体，HF 、H 2 是分子晶体，但 HF 存在氢键。（2）MgO FeCl2 KCl CCl4 理由：MgO 、KCl、FeCl 2 是离子晶体，正负离子带的电荷越多，离子半径越短，离子键强度越高，其离子化合物熔点越高。MgO 中正负离子均带两个电荷，且离子半径最短，离子键最强；KCl 和 FeCl2 中 Fe2 所带电荷多且离子半径较 K 小，在负离子相同的情况下， FeCl2

16、 的熔点要高一些；而 CCl4 是分子晶体。3-14 由下列焓变数据计算 RbF 的晶格能。（1） Rb（s ） =Rb（g） 178)1( molkJHmr（2） Rb（g）=Rb （g） e 402r（3） F2（g）2F （g） 16)3( lkJmr（4） F（g） e F （g） 5oHr（5） F2（g）2Rb （g）2RbF（s） 104)( lkJmr解：求算 RbF 的晶格能就是求反应 F （g）Rb （g）RbF（s）的焓变值，即：由于该反应（5）（3）（ 4）2（2）2/2该反应的焓变也应= 2)( 2)( )3( )5( mrmrmrr HH1 6844050olkJ第

17、四章 化学反应速率4-1 什么是化学反应的速率？什么是反应的速率方程？解：化学反应的速率是指在给定的条件下反应物通过化学反应转化为产物的速率。通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。速率方程表示的是反应速率与反应物浓度之间的关系，对于基元反应，速率方程可根据质量作用定律写出，复杂反应的速率方程可通过实验或复杂反应中最慢的基元反应求得。4-2 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？9解：速率方程中的常数 k 称为速率常数。它与反应物的浓度无关，而与温度、催化剂有关，改变温度或加入催化剂，速率常数的数值会变化。4-3 什么是活化能？解：活化分子的最低

18、能量与体系中分子平均能量之差称为反应的活化能。4-4 什么是催化剂？其特点有哪些？解：加入反应体中能改变反应的速率，而本身的数量和化学性质保持不变的物质称为催化剂。催化剂具有高效性和选择性，催化剂参与反应，改变反应的历程，降低反应的活化能，催化剂不影响化学平衡。4-5 NOCl 分解反应为 2NOCl 2NO + Cl 2 实验测得 NOCl 的浓度与时间的关系如下：t/s 0 10 20 30 40 50C(NOCl)/molL-1 2.00 1.42 0.99 0.71 0.56 0.48求各时间段内反应的平均速率；用作图法求 t =25s 时的瞬时速率。解：010 s v 平 （1.42

19、 2.00）/ (102) = 0.029 (molL-1s-1) 1020 s v 平 （0.99 1.42）/ (102) = 0.0215(molL-1s-1) 2030 s v 平 （0.71 0.99）/ (102) = 0.014(molL-1s-1) 3040 s v 平 （0.56 0.71）/ (102) = 0.0075(molL-1s-1) 4050 s v 平 （0.48 0.56）/ (102) = 0.004(molL-1s-1) 4-6 660K 时的反应 2 NO + O2 2NO2 NO 和 O2 的初始浓度 c(NO)和 c（O 2）及反应折初始速率 v 的

20、实验数据为：c(NO) molL-1 c(O2) molL-1 v / molL-1s-10.100.100.100.100.200.200.0300.0600.240（1） 写出反应的速率方程；（2） 求反应的级数和速率常数；（3） 求 c(NO) = c(O2) = 0.15 molL-1时的反应速率。解：（1）因为 )O(cNkv2yxy = 1)10.(.03.6yx12 ,x = 2, 42).(.k2.4vxyx2 )O(cNkv2210(2) 将第一组数据代入速率方程， 0.030 = k (0.10) 2(0.10)三级反应， k = 30 (L 2 mol-2s-1 ) (3

21、) v = 30 (0.15)20.15 = 0.101( molL-1s-1).4-7 某反应 25时速率常数为 1.310-3s-1，35时速率常数为 3.610-3s-1。根据vanHoff 规则，估算该反应 55时的速率常数。解：根据 vanHoff 规则， , 7.2103.6k25k55 = 3.610-3(2.77)2 = 2.7610-2 s-1。4-8 求反应 C2H5Br C2H4 + HBr 700K 时的速率常数。已知该反应活化能为225kJmol-1，650K 时 k = 2.010-3s-1.解： , , 974.2)0657(31.80.ln7 57.190.2k

22、37k700 = 3.9 10-2 s-1.4-9 反应 C2H4 + H2 C2H6 在 300K 时 k1 = 1.310-3 molL-1s-1，400K 时 k2 = 4.510-3 molL-1s-1，求该反应的活化能 Ea。解： )30(1.8E03.15lna(EaEa = 12371(Jmol-1 ) = 12.37 (kJmol-1 )4-10 某反应的活化能为 180kJmol-1，800K 时反应速率常数为 k1，求 k2 = 2k1 时的反应温度。解： )T80(314.2lnkl 214610T2 180000T2 = -144000000 T2 = 821 K第五章

23、 化学平衡5-1 写出下列反应的标准平衡常数表达式（1） N2 (g) + 3H2(g) = 2NH3(g) (2)CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)(3) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)解：（1） （2） ,3HNp)P/()/(K223 2OCHp)P/()/P(K24（3） P2CO5-2 已知在某温度时，（1）2CO 2(g) = 2CO(g) + O2(g) K1= A（2）SnO 2(s) + 2CO(g) = Sn(s) + 2CO2(g) K2= B，则在同一温度下的反应（3）SnO 2(s) = Sn(s) + O2(g) 的 K3应为多少？解： 因为（1）+（2）= （3） 所以 K3= K1K2 = AB5-3 在 1273K 时反应 FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) 的 K= 0.5 ，若 CO 和 CO2 的初