无机化学课后题答案1.docx
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1、无机化学课后题答案1 第一章 习题答案 1-1答:假设有一种气体,它的分子只是一个具有质量的、不占有体积的几何点,并且分子间没有相互吸引力,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。这种气体称之为志向气体。 实际气体只有在高温、低压下才接近于志向气体, 1-2解:依题意V = 250 mL =2.5 10-4m3 T= 273.15 + 25 = 298.15 K p= 101300 Pa m =0.164 g 依据 PV = nRT M =m /n =0.164/0.0102= 16.08 该气体的相对分子质量为16.08。1-3解:M = 已知Xe的相对原子质量为131,F的相对原
2、子质量为19,则131+19n=207,n=4。该氟化氙的分子式XeF4。1-4解:(1) 各组分的物质的量为 n(H2)mol n(N2)mol n(NH3)mol 混合气体的物质的量为 n 总 0.075 mol + 0.025 mol + 0.02 mol0.12 mol 由 pixi p总 知各组分的分压为 p(H2) kPa p(N2)= kPa P(NH3) kPa 1-5解:(1)用排水取气法得到的是氧气和水蒸气的混合气体,水的分压与该温度下水的饱和蒸气压相等,查附录,298 K时水的饱和蒸气压为3.167kPa 依据分压定律 p总 = p (O2) + p(H2O) 故 p(O
3、2) = p总p(H2O) = 98.283.167 = 95.11kPa。(2)依据 V2 = mL 1-6解:二甲醚 (CH3OCH3) 的摩尔质量为46 gmol1, n1=mol n2=mol p二甲醚=p总kPa 1-7解:物质的量浓度:c乙醇= molL 质量摩尔浓度:m乙醇=molkg 物质的量分数:x乙醇= x水= 质量分数:乙醇= 水=1乙醇=10.044=0.956 1-8解:依据公式 Tb Kb b(B) 和b(B) = 可得 0.156 K = 0.52 Kmol-1 M = 179 gmol-1 1-9解:已知=35+273=308K Tb=37.65+273=310
4、.65K 依据 Tb= Kbb(B) Tb=Tb = Kb = 2.65 解得 Kb=2.12Kkgmol1 1-10解: bCO(NH2)20.867molkg TbKbbB0.5120.8670.44K Tb373.150.44373.59K Tf KfbB1.860.8671.61K Tf 273.151.61271.54K 1-11解: 5.514.86=5.12 MB=49.2 gmol-1 该物质的摩尔质量为49.2 gmol-1。1-12解:M甘油=92gmol-1 Kf=1.86 依据 T f =Tf= K fb(B) =0(-2)=2 设加入甘油x克,b(B) = x=T f
5、 = 1-13解:T f (葡萄糖)= T f (未知物)= 依据题意 = 解得 M=400gmol-1 1-14答:依据溶液的沸点、凝固点和渗透压的计算公式,由于葡萄糖(C6H12O6)和甘油(C3H8O3)的摩尔质量不同,所以把相同质量的葡萄糖(C6H12O6)和甘油(C3H8O3)分别溶于100 g水中,所得溶液的沸点、凝固点和渗透压不相同。假如把物质的量相同的葡萄糖和甘油溶于100 g水中,由于葡萄糖(C6H12O6)和甘油(C3H8O3)的质量摩尔浓度相同,所得溶液的沸点、凝固点和渗透压相同。1-15解:T f 0.563 K K f1.86 依据: T f K f b(B) b(B
6、)=0.303 molkg1 近似有: c(B) = 0.303 molL 依据公式: = c(B)RT 有: 0.303 molL-18.314 kPa Lmol -1K -1298 K750.7kPa 1-16答:确定溶胶稳定性的因素主要是:布朗运动,胶体粒子较小,布朗运动激烈,能克服重力场的影响而不易沉降,这种性质称为动力学稳定性;胶粒带有相同电荷,使胶粒间具有排斥作用,从而阻挡粒子间的充分接近,不易聚沉;吸附层与扩散层中离子的水化作用形成水化层,阻挡了胶粒间的相互接近。加入电解质后,中和了胶粒的电势离子,使胶粒电荷削减以至消逝,电动电势降低、水化层变薄、胶核袒露、产生聚沉。1-17答:
7、胶团结构为:(AgCl)m nAg+ (nx)NO3x+ xNO3 胶粒带正电,溶胶在电场中向负极运动。A1Cl3,Na2SO4,K3Fe(CN)6三种电解质对溶胶的聚沉实力依次增加。 1-18答:(1) 无稳定剂存在,不能形成AgI溶胶。 (2)能形成AgI溶胶。 (3)(AgI)m nAg+ (nx)NO3x+ xNO3 (AgNO3过量) ,胶粒带正电。 (4)(AgI)m n I (nx) K+x x K+ (KI过量) ,胶粒带负电。1-19答:(1)海水鱼体细胞中的细胞液盐的浓度高于淡水浓度,若将海水鱼放置在淡水中,则由于渗透作用,水进入鱼体细胞,以至于鱼的体细胞液内液体过多,细胞
8、壁胀破而死亡。(2)盐碱地上栽种植物时,由于渗透作用,植物体内水份将会渗入土壤,使植物枯萎。(3)凝固点降低,使雪熔化。(4)海水中的盐对江河中的溶胶的聚沉作用。(5)明胶属高分子化合物,先加明胶后对金溶胶起爱护作用,再加NaCl溶液时不发生聚沉,先加NaCl溶液后,金溶胶遇电解质发生聚沉,再加明胶不能复得溶胶。1-20答:苯和水混合后加入钾肥皂摇动,得到水包油型的乳浊液;加入镁肥皂得到油包水型的乳浊液。 其次章 习题解答 210解:(1);(2);(3);(4);(5);(6); (7);(8);(9);(10);(11) 211解:(1)放开体系;(2)孤立体系;(3)放开体系; 212解
9、:(1) Q =100kJ W=-500 kJ U = Q + W=-400 kJ (2)Q =-100kJ W=500 kJ U = Q + W=400 k 213解:因为此过程为可逆相变过程,所以 Qp =H= 40.6kJmol-1 W=-p外V-nRT =-8.314373.15=-3.10 kJmol-1 U = Q + W= 40.6+(-3.10)=37.5 kJmol-1 214解:(1) (2) (3) 215解:乙醇的反应为: (4) 2C(s,石墨)+3H2(g)+1/2O2(g)= C2H5OH(l),所以: 反应(4)=反应(2)2+反应(3)3-反应(1) 对反应2
10、C(s,石墨)+ 2H2(g)+ H2O(l)= C2H5OH(l) 虽然,该反应的0(能量下降有利),但不能由单一确定反应的方向,实际反应中还须考虑其他因素,如:混乱度、反应速率等。 216解:由反应可知,每消耗1mol的蔗糖,人体可得热量为: 217解:由反应可知: N2H4(l)+1/2N2O4(g)=3/2N2(g)+2H2O(l) 218解:(1)S0;(2)S0;(3)S0;(4)S0; (5)S0;(6)S0;(7)S0;(8)S0; 219解:由反应可知: 220解:由反应可知: (1) (2) (3) 221解: 222解:由反应可知: 223解:由反应可知: (1) (2)
11、 (3) (4) (5) 224解:由题意可知: 反应(4)=反应(3)4-反应(2)2-反应(1)2 225解:由题意可知: 226解:设容器体积为1升,则平衡时: C2H5OH(l)+ CH3COOH(l)= CH3COOC2H5(l)+ H2O(l) 起始物质的量浓度/ molL1 1.0 1.0 0 0 平衡物质的量浓度/ molL1 1.02/3 1.02/3 2/3 2/3 设混合后重新平衡时生成xmol的CH3COOC2H5,则 C2H5OH(l)+ CH3COOH(l)= CH3COOC2H5(l)+ H2O(l) 平衡物质的量浓度/molL1(138/46.0)x (120/
12、60.05)x x x 227解:M(PCl5)=208g/mol, n总= 设平衡时有xmol的PCl5(g)转化为PCl3(g): PCl5(g) = PCl3(g)+ Cl2(g) 起始物质的mol数 10.4/208 0 0 平衡物质的mol数 (10.4/208)x x x n总=(10.4/208)x+x+x=0.055mol x=0.005mol 平衡时各物质的mol数和平衡分压分别为: 228解:若将Ag2S(s)还原为Ag(s),即 229解:设起先时N2O4的物质的量为n, 反应的分解率a则: N2O4 (g) = 2NO2(g) 起始时物质的量 /mol n 0 平衡时物
13、质的量 /mol n na 2na 平衡时物质的分压/kPa x (N2O4) p总 x (NO2) p总 = (n na)/(n + na) p总 = 2na /(n + na) p总 =(1 a )/(1 + a ) p总 =2a /(1 + a ) p总 230解:查表得 NH4Cl(s)= NH3(g)HCl(g) (kJ/mol) -203.0 -16.5 -95.30 (kJ/mol) -314.4 46.11 -92.31 (J/molK) 94.56 192.3 186.80 231解:查表得 C(s,石墨)CO2(g)= 2CO(g) (kJ/mol) 0 -393.51 -
14、110.52 (J/molK) 5.74 213.6 197.56 232解: 第三章 习题答案 3-1答:化学反应速率是指在定容反应器中,单位时间内反应物或生成物浓度改变的程度。以反应 2N2O5 4NO2 + O2 为例 平均速率表示为: = = = 瞬时速率表示为:= - = = 3-2答:速率常数为速率方程中的比例常数,数值上等于反应物浓度均为1molL时的反应速率,其单位随反应级数的不同而不同。速率常数与浓度无关。对于活化能大于零的反应,温度越高,速率常数越大;活化能越大,速率常数越小。3-3答:速率方程中反应物浓度的幂指数称为该反应物的反应级数,其大小代表了浓度对反应速率影响的程度
15、。反应级数大小可用试验来确定,或由试验机理推定。3-4答:依据碰撞理论,活化能可以看作活化分子所具有的最低能量。在过渡态理论里,活化能为反应物的平均能量和活化复合物的能量差。3-5答: 某反应的速率常数很高,所以反应速率肯定很高。答:不正确,反应速率也受浓度大小及反应级数的影响; 某催化剂用于合成氨,N2的转化率为0.20,现有一新催化剂使反应速率常数提高一倍,所以转化率将提高0.40。答:不正确,催化剂不能变更平衡状态; 从反应速率常数的单位可以知道该反应是几级反应。答:正确。 在反应历程中,定速步骤是反应最慢的一步。答:正确。3-6答: A和B都用掉一半时 解:速率方程为:v=kA2B 则
16、v/v(初始)=1:8 A和B都用掉2/3时 解:速率方程为:v=kA2B 则v/v(初始)=1:27 3-7解:(1)v=k c(NO)xc(O2)y (2) 则y=1; 则 x=2; 所以 v=k c(NO)2c(O2) 反应级数为3级; 将c(NO)c(O2)0.10 molL及v= 0.030 molLs 代入速率方程 得 k = 30 mol-2L2s (3)当c(NO)c(O2)0.15 molL时 v=k c(NO)2c(O2)= 30 mol-2L2s(0.15)2(0.15)=0.101 molLs 3-8解: 因 则 T2= 821 K 3-9解: 因 则 k1= 3.98
17、107 s 3-10解: 因 则 Ea= 12.39 kJmol 第四章 习题解答 4-1答: (1) 提出稳定轨道的概念,并将量子化条件引入原子轨道的概念中。(2) 阐述了基态和激发态的概念及相互关系。(3) 说明白电子跃迁与能量的关系,并初步说明了原子光谱 波尔理论首次将量子化条件引入原子轨道的概念中,并推算出氢原子半径和电离能,较好地说明了氢原子光谱。局限性: 波尔理论不能说明多电子原子光谱; 波尔理论不能说明氢原子光谱精细结构; 4-2答:1. 主量子数(n)用来描述电子出现几率最大区域离核的远近,同时也是确定原子内电子能量凹凸的主要因素。角量子数(l)是确定电子能量的次要因素,并表示
18、原子轨道或电子云的形态,角量子数的取值确定于主量子数。磁量子数(m)表示原子轨道在核外空间不同的伸展方向,其取值确定于角量子数。自旋量子数(ms)代表着电子不同的自旋方向,ms是不依靠于其他量子数而存在的独立量。4-3答: l值有3个,即3s、3p、3d。4-4答:(1) n2 l1 m0 合理 (2) n2 l2 m 不合理 l最大取值为n-1 (3) n3 l0 m1 不合理 m最大取值为l (4) n2 l3 m2 不合理 l最大取值为n-1 4-5答:(2,0,0,1/2);(2,1,0,+1/2)(2,1,1,+1/2)(2,1,-1,+1/2)或为-1/2 4-6答: 5d 4s
19、3p 3d 3d 3s 能量由高到低次序为:= 4-7答:(1)2s2; 铍 Be (2)2s22p1; 硼 B (3)2s22p3; 氮N (4)2s22p4; 氧O (5)5s25p66s1;铯Cs (6)3d104s1; 铜Cu 4-8答:E3s = E 3p= E 3dE 4s E3s E 3pE 4sE 3d 4-9答:(1) 29Cu:Ar 3d104s1; Cu2:Ar 3s23p63d9; (2) 26Fe:Ar 3d64s2; Fe2:Ar 3s23p63d6; (3) 47Ag:Kr 4d105s1; Ag:Kr 4s24p64d10; (4) 53I :Kr 5s25p5
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