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无机及分析化学普通化学习题选解无机及分析化学普通化学习题选解第1章 水溶液 1-1. 排出下列稀溶液在310 K时，渗透压由大到小的顺序 -1(1) c(CHO) = 0.10 mol?L 6126-1(2) c(NaCl) = 0.10 mol?L -1(3) c(NaCO) = 0.10 mol?L 23-1-1解:Cos(CHO)=c=0.10mol?L Cos(NaCl)=2c=0.20mol?L 6126-1Cos(NaCO)=3c=0.30mol?L ?Cos(1)<Cos(2)<Cos(3) 23又:=CosRT 所以(1)<(2)<(3) -1-11-2. 某一元弱酸HA100mL，其浓度为0.10mol?L , 当加入0.10mol?L的NaOH溶液50mL-5后，溶液的pH为多少,此时该弱酸的解离度为多少,(已知HA的K=1.0×10) a解: HA + NaOH = NaA + HO 代入数据 20.10×100 0.10×50 =10mmol =5mmol 可知HA过量5mmol，产生NaA 5mmol,构成一个缓冲溶液。 n共轭碱由公式=5+lg(5/5)=5 pHplg,，Kan共轭酸+5,H110，解离度 ,，,，,100%100%0.03%5c(HA)150-11-3. 欲配制pH=5.00的缓冲溶液500mL，现有6 mol?L的HAc34.0mL， 问需要加入-1NaAc?3HO(M=136.1g?mol)多少克,如何配制, 2-nn(A)NaAc解:根据公式 代入计算， 5.004.75lg,，,，KpHplga,3634.010，n(HA)得到:n=0.363mol, m(NaAc?3HO)=0.363×136.1=49.4克 NaAc2配制方法:称取49.4克NaAc?3HO，溶解于100mL烧杯中，转移到500mL容量瓶中，稀2释，定容，酸度计校正。 -3-1-91-4. 已知298K时PbI在纯水中的溶解度为1.35，10 mol L，求其溶度积。(9.8，10) 22+2-解:PbI2(s) PbI2(aq) Pb + S S S 2S 2+-223又: K,，,PbI(2)4SSSsp-33-9 = 4×(1.35×10) = 9.84×10 Ksp-12+3+1-5. 现有0.1 mol L的Fe和Fe溶液，控制溶液的pH值只使一种离子沉淀而另一种离子留在溶液中, 解:Fe(OH)开始沉淀时: 2,14K1.6410，sp-71, OH4.0510,，,molL2+Fe0.1-7,OH4.0510， pOHlglg6.39,pH=14-pOH7.61,Fe(OH)开始沉淀时: 3,36K1.1010，sp-121,33 OH3.3210,，,molL3+Fe0.13+所以，Fe先沉淀 3+当Fe沉淀完全时: ,36K1.1010，sp-101,33 OH1.0410,，,molL3+6,Fe10-10,OH1.0410， pOHlglg9.98,pH14pOH4.02,所以pH范围是:4.02，pH，7.61 第2章 化学反应的基本原理 2-1. 估计下列各变化过程是熵增还是熵减。 (1) NHNO爆炸 2NHNO(s)?2N(g)十4HO(g)十O(g) 4343222(2)臭氧生成 3O(g) ?2O(g) 23解:(1)NHNO爆炸后，气体体积急剧增大，是熵值增大的过程; 43(2)生成臭氧后，气体体积减小，是熵减过程。 2-2. CO是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之: 1 COgCsOg()()()，22试从热力学角度判断该想法能否实现, 解:受热分解反应一般为吸热反应，所以反应 1 COgCsOg()()()，22其H为正值。另从反应式可知，反应前后的气体摩尔数减少，所以S为负值。根据公式 ,GHTS当H为正值、S为负值时，在任何温度下G总是正值，所以此反应在任何温度都不能发生。以加热分解方法来消除汽车尾气中的CO气在热力学上不能实现所以就不必徒劳去寻找催化剂了。 2-3. 判断下列反应 CHOHgCHgHOg()()(),，25242 )在25?下能否自发进行, (1(2)在360?下能否自发进行, (3)求该反应能自发进行的最低温度。 解:查表得: CHg()HOg()CHOHg()24225-1 /kJ?mol -168.6 68.12 -228.6 ,Gfm-1 /kJ?mol -235.3 52.28 -241.9 ,Hfm-1-1/J?K?mol 282 219.5 188.7 Sm(1) CHOHgCHgHOg()()(),，25242,，,GGCHgGHOgGCHOHg(298)()()()rmfmfmfm24225,，,(228.6)68.12(168.6) ,1,8.12kJmol因为>0，反应在25?下不能自发进行。 ,G(298)rm(2) ,，,HHCHgHHOgHCHOHg(298)()()()rmfmfmfm24225,，,52.28(241.9)(235.3) ,1,45.68kJmol,，,SSCHgSHOgSCHOHg(298)()()()rmmmm24225,，,219.5188.7282 ,11,126.2JKmol根据公式 ,GHTS由于,H和随温度变化很小，可以看成基本不变。 ,S126.2 ,，G45.68633633K1000,1 < 0 ,34.2kJmol因此反应在360?下能自发进行。 (3)求反应能自发进行的最低温度 根据公式 ,GHTS, G< 0 时反应自发进行，故 ,0,HTS,，H45.681000 TK,362,S126.2故该反应能自发进行的最低温度是89?。 2-4. 反应在760K时的标准平衡常数为33.3。若将KPClgPClgClg()()()，53250.0g的注入容积为3.00L的密闭容器中，求760K下反应达平衡时的分解率，此PClPCl53时容器中的压力是多少, mPCl()505解: nPClmol()0.240,5MPCl()2085的初始分压为 PCl5nPClRT()0.248.314760，5 pPClkPa()505,5V3.00505 pPClp()/5.05,5100该反应在恒温恒容下进行，以为基准计算。 pp/BPClgPClgClg()()(),，532开始时 5.05 0 0 pp/B平衡时 5.05-x x x pp/B2()/()/pPClppClp,x32 K,33.3()/5.05pPClpx,5解得 x = 4.45 mol 在恒容恒温下转化的的分压为 PCl5pPClkPa()4.45100445转，,，,5的分解率为 PCl5转，转，nPClpPCl()()55 ,，,，100%100%初，初，nPClpPCl()()55445 = ，,100%88.1%505平衡时 pPCl()5.05-4.4510060,，,()kPa5pPClpCl()()445,kPa32总压力为: ppPClpPClpClkPa,，,，,()()()60445445950532-12-5(设某一化学反应的活化能为100kJ?mol(1)当温度从300K升高到400K时速率加快了多少倍? (2)温度从400K升高到500K时速率加快了多少倍,说明在不同温度区域，温度同样升高100K，反应速率加快倍数有什么不同, EkTT,a221解:根据公式求解 lg,2.303kRTT1213k10010400300，,2(1) lg4.35,k2.3038.314400300，1k2 ,22340k13k10010500400，,2(2) lg2.609,k2.3038.314500400，1k 2,407k1(3)以上计算说明，温度越高，升高同样温度使反应速率加快倍数减少。这是由于温度高时本身反应速率快，升温反应加快的倍数相应地较小。 范特荷夫规则:温度升高10?，反应3倍。它仅是一个近似规则，实际上与基础温度及活化能有关。 速率增加222-6. 反应2NO(g) + H(g) ? N(g) + HO(g)的反应速率表达式为v=kNOH，试讨论下列2222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) 降低温度 (4) 将反应容器的容积增大一倍 (5)向反应体系中加入一定量的N2 解:(1)NO的浓度增加一倍，初速率增大到原来的4倍; (2)有催化剂参加，初速率增大; (3)降低温度，初速率减小; (4)将反应器的容积增大一倍，初速率减小到原来的1/8; (5)向反应体系中加入一定量的N，初速率不变。 2第3章 电化学原理与应用 3-1. 用氧化数法或离子电子法配平下列各方程式: 解;(1)3 AsO+4HNO+7HO=6HAsO+4NO 233234(2)KCrO+3HS+4HSO=KSO+Cr(SO)+3S+7HO 227224242432(3)6KOH+3Br=KBrO+5KBr+3HO 232(4)3KMnO+2HO=2KMnO+MnO+4KOH 24242(5)4Zn+10HNO=4Zn(NO)+NHNO+3HO 332432(6)I+5Cl+6HO=10HCl+2HIO 2223+2+-(7)2MnO+5HO+6H=2Mn+5O+8HO 42222-2-2-2-(8)2MnO+SO+2OH=2MnO+SO+HO 434423-2.配平下列各反应方程式，并将它们设计组成原电池，写出电池组成式: -+ 2+-(1)MnO+Cl+HMn+Cl+HO ,422+- ,(2)Ag+IAgI(s) -2+-解:(1)(-)Pt,Cl|Cl|MnO,Mn,H|Pt(+) 24-+(2)(-)Ag,AgI|I|Ag|Ag(+) 3-3.如果下列原电池的电动势为0.500V(298K) +-12+-1Pt,H(100kPa)|H(?mol?L)|Cu(1.0mol?L)|Cu 2+则溶液的H浓度应是多少? 0.0592,2+解: ,EEEEclg(H)，,SHE2+Cu/Cu2+-3-1c(H)=1.8×10mol?L 3-4.已知 -2-PbSO+2ePb+SO =-0.359V E,442+-Pb+2ePb =-0.126V E,求PbSO的溶度积。 4n,2(0.3590.126),，解: lg7.9K,sp0.05920.0592-8Ksp=1.3×10 第4章 物质结构 4-1.下列各组量子数的组合是否合理,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 (不合理的有:(,)、(5)、(6) 不符合量子化条件) 4-2.写出Cl，K，Cr，Cu，Fe，Zn，Ga，Br，Pr和Pb的电子结构式(电子17192429263031355982排布)和价电子层结构。 原子 电子排布 价电子层结构 2525Cl Ne3s3p 3s3p 1711K Ar4s 4s 195151Cr Ar3d4s 3d4s 246262Fe Ar3d4s 3d4s 26101101Cu Ar3d4s 3d4s 29102102Zn Ar3d4s 3d4s 30102121Ga Ar3d4s4p 4s2p 31102424Se Ar3d4s4p 4s2p 34102525Br Ar3d4s4p 4s4p 353232Pr Xe4f 6s 4f 6s 5914102222Pb Xe 4f5d6s6p 6s6p 824-3.指出具有下列性质的元素(不查表，且稀有气体除外) (1)原子半径最大和最小。 (2)电离能最大和最小。 (3)电负性最大和最小。 (4)电子亲合能最大。 答:(1)原子半径最大和最小: Cs, H (2)电离能最大和最小:F, Cs (3)电负性最大和最小: :F, Cs (4)电子亲合能最大:Cl 4-4.指出下列分子中心原子的杂化轨道类型: BCl PH CS HCN OF HO NH AsCl SeF 332222 24562333答: BCl(sp) PH(sp不等性) CS (sp) HCN(sp) OF (sp不等性) HO(sp不等性) 332222 3332NH (sp不等性) AsCl(spd) SeF(spd) 24564-5.试问下列分子中哪些是极性的?哪些是非极性的? CH CHCl BCl NCl HS CS 433322答: 极性分子: HS NCl CHCl 233非极性分子:CH BCl CS 4324-6.指出下列各对分子之间存在的分子间作用力的具体类型(包括氢键) (1)苯和四氯化碳 (2)甲醇和水 (3)二氧化碳和水 (4)溴化氢和碘化氢 答: (1)色散力 (2)色散力,诱导力,取向力,氢键 (3) 色散力,诱导力 (4) 色散力,诱导力,取向力 第5章 配位化合物 5-1(指出下列配合物的中心离子、配体、配位数、配离子电荷数和配合物名称。 KHgI CrCl(HO)Cl Co(NH)(en)(NO) 2422432232FeFe(CN) KCo(NO)(NH) Fe(CO) 362 24325解: 配合物 中心离配体 配位配离子电荷名称 子 数 数 2+ -KHgI HgI4 -2 四碘合汞(?)酸钾 24 3+ -CrCl(HO)Cl CrCl, HO 6 +1 氯化二氯?四水和铬(?) 22422+ Co(NH)(en)(NONH, en 6 +2 Co硝酸二氨?二乙二胺和32233) 钴(?) 23+- FeFe(CN) Fe CN6 -3 六氰合铁(?)酸亚铁 3623+-KCo(NO)(NH) Co NO, NH 6 -1 四硝基?二氨和钴(?)243223酸钾 Fe(CO) Fe CO 5 0 五羰合铁 5-1-1 +5-2(在100 mL 0.05 mol?LAg(NH)溶液中加入1 mL 1 mol?LNaCl溶液，溶液中NH的323-1浓度至少需多大才能阻止AgCl沉淀生成,(0.5 mol?L) +-Ag(NH)+ClAgCl + 2NH3232c1NH,3,K,ccKK，,+sp,AgClClfAg(NH),Ag(NH)32321 ,710，1.62101.5610,396,1要使不沉淀，根据平衡，设氨的平衡浓度为则xmolLAgCl.,+- Ag(NH)+ClAgCl + 2NH3231、在现实的情境中理解数学内容，利用学到的数学知识解决自己身边的实际问题，获得成功的体验，增强学好数学的信心。1 x平衡时， 0.05 0.033.123.18加与减（一）3 P13-172x,12,396,0.198(.)xmolLx,1，0.050.01 ,396,x,0.445(mol,L)0.05，0.01-1答:至少要0.445mol.L, 才能阻止AgCl沉淀生成. 1、熟练计算20以内的退位减法。-1-1-1+2+5-3(将含有0.2 mol?L NH和1 mol?L NH的缓冲溶液与0.2 mol?L Cu(NH)溶液等体3434-20积混合，有无Cu(OH)沉淀生成,已知Cu(OH)的K=2.2×10( 无Cu(OH)沉淀生成) 22sp2八、教学进度表解: 根据碱的解离平衡，,56-1ccc1.76100.1/11.7610(mol L),，,，,，K/,+bNHOHNH34推论2 经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.应用题2213，,CuNHCuNHK，,，4()2.110334f起始:00.1 0.1平衡:xxx0.14 0.1-,0.10.1,x13,K,，,2.110f44xxx(0.14)(0.1),111xmolL,，4.7610(.),111,，4.7610(.)molLc2，Cu,26211-20,Q,，,cc(1.7610)4.7610Ksp =2.2 10,2，,CuOH无沉淀生成CuOH()2（1）理解确定一个圆必备两个条件:圆心和半径,圆心决定圆的位置,半径决定圆的大小. 经过一点可以作无数个圆,经过两点也可以作无数个圆,其圆心在这个两点线段的垂直平分线上.1-1+-0.2 mol.LNH1mol.LNHOH和的缓冲溶液中，离子的浓度为:343. 圆的对称性:,56-1,，,，,，K/ccc1.76100.1/11.7610(mol.L),+bNHOHNH34，2213,CuNHCuNHK，,，4()2.110f334起始:00.1 0.1平衡:xxx,0.14 0.1-0.1,x0.113,K,，,2.110f44x(0.1)xx,(0.14),111xmolL,，4.7610(.),111molLc4.7610(.),，2，Cu1. 仰角:当从低处观测高处的目标时，视线与水平线所成的锐角称为仰角,26211-20Q,，,cc(1.7610)4.7610Ksp =2.2 10,2，,CuOH1、20以内退位减法。CuOH无沉淀生成()2