無機(jī)化學(xué)教材課后習(xí)題答案-謝吉民第三版

1、 PAGE 43習(xí)題參考答案第一章 溶液和膠體1求 0. 10kgNaOH、0.10kg(2Ca2+)、0.10kg( 2 Na2CO3)的物質(zhì)的量。解 ： M（NaOH）= 40g/ molM（2Ca2+）= 80g/ molM（ 1 Na CO ）= 53g/ mol223則各物質(zhì)物質(zhì)的量分別為n(NaOH) m(NaOH) 0.10 1000 2.50molM (NaOH)40m(2Ca2+ )0.10 1000n(2Ca2+ ) 1.25M (2Ca2+ )80moln( 1 Na CO ) m( 1 Na CO ) 223 0.101000 1.89 mol223M ( 1 Na C

2、O )532231溶液中KI 與 KMnO4 反應(yīng)，假如最終有0.508gI2 析出，以(KI + 5 KMnO4)為基本單元，所消耗的反應(yīng)物的物質(zhì)的量是多少？ 解： 題中的反應(yīng)方程式為10KI + 2KMnO4 +8H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O將上述反應(yīng)方程式按題意變換為141134KI + 5 KMnO4 + 5 H2SO4 =1mol2 I2 + 5 MnSO4 + 5 K2SO4 + 5 H2O12 mol10.508n（KI +KMnO ）mol54則所消耗的反應(yīng)物的物質(zhì)的量為254mol10.508n（KI +KMnO ）= 254254

3、= 0.004（mol）1將 5.0g CaCl2 溶于水，配制成 500ml 溶液，試求該溶液的 (CaCl2)、( 2 CaCl2)、c(CaCl2)1和 c( 2 CaCl2)。1解 ： M（CaCl2）= 111g/ molM（ 2 CaCl2）= 55.5 g/ mol (CaCl) m(CaCl) 5.0 10.0g / L22V0.51m 1(CaCl ) (CaCl )22 5.0 10.0g/L22V0.5c(CaCl ) (CaCl )2 10.0 0.09mol/L 2M (CaCl )211111 (CaCl )c2210.0(CaCl ) 0.18mol/L22M1(

4、CaCl ) 2255.5靜脈注射用KCl 溶液的極限質(zhì)量濃度為 2.7g/L，如果在 250 ml 葡萄糖溶液中加入 1安瓿(10 ml)100 g/LKCl 溶液，所得混合溶液中KCl 的質(zhì)量濃度是否超過了極限值?解： 混合溶液中KCl 的質(zhì)量濃度 (KCl) m(KCl) 100 0.010 3.85 g / LV0.250 0.010所得混合溶液中KCl 的質(zhì)量濃度超過了極限值。某患者需補(bǔ)充Na+ 0.050mol，應(yīng)補(bǔ)充NaCl 的質(zhì)量是多少？若用生理鹽水補(bǔ)充(NaCl)=9.0g/L，需生理鹽水的體積是多少？解： 應(yīng)補(bǔ)充NaCl 的質(zhì)量m(NaCl)=n(NaCl)M(NaCl)=

5、0.05058.5=2.925（g）需生理鹽水的體積V (生理鹽水) m(NaCl) 0.050 58.5 0.325L 325ml (NaCl)9.0已知冰醋酸的密度為 1.05kg/L，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 91，試求該溶液的 c(HAc)、b(HAc)和 x(HAc)。解：M(HAc) = 60 g/ mol冰醋酸的 c(HAc)、b(HAc)和 x(HAc)分別為c(HAc) (1.051000) 0.91 16 (mol / L) 60b(HAc) 91/ 609 /1000 168.5mol / kgx(HAc) 91/ 60(91/ 60) (9 /18) 0.752什么叫稀溶液的依數(shù)性？

6、難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的四種依數(shù)性之間有什么關(guān)系？ 答：溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓力等性質(zhì)只與溶質(zhì)、溶劑微粒數(shù)的比值有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)，因?yàn)檫@類性質(zhì)的變化規(guī)律只適用于稀溶液，所以統(tǒng)稱為稀溶液的依數(shù)性。難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的四種依數(shù)性之間關(guān)系密切，可以根據(jù)下列公式進(jìn)行換算pTTb f bKKKRTBbf8293K 時(shí)水的飽和蒸氣壓為 2.338kPa，將18g 葡萄糖(C6H12O6)溶于 100g 水中，求此葡萄糖溶液的蒸氣壓。解 ： M (C6H12O6)= 180 g/ mol葡萄糖溶液中水的摩爾分?jǐn)?shù)為x (H100 /18O) 0.982218 /180 10

7、0 /18 則葡萄糖溶液的蒸氣壓為p = p0 x (H2O) = 2.3380.982 = 2.30 (kPa)9實(shí)驗(yàn)測得賴氨酸中 (C)=49.29%、(N)=19.16%、(H)=9.59%、(O)=21.89%。將 3.0g 賴氨酸溶于 120g 聯(lián)苯中，測得溶液的凝固點(diǎn)降低值為 1.37K，試求賴氨酸的相對分子質(zhì)量和分子式。（已知聯(lián)苯的 K f =8.0Kkg/mol）解： 賴氨酸的摩爾質(zhì)量為M 賴氨酸 Km 賴氨酸 8.0 3.0 146 g / mol f Tf m 聯(lián)苯1.37 0.120即賴氨酸的相對分子質(zhì)量為 146。一個(gè)賴氨酸分子中所含碳原子、氮原子、氫原子和氧原子的數(shù)目

8、分別為N C 146 0.4929 612N N 146 0.191614N H 146 0.09591N O 146 0.218916 2 14 2因此賴氨酸的分子式為C6H14N2O2。測得人體血液的凝固點(diǎn)降低值T f = 0.56K，求在 310 K 時(shí)人體血液的滲透壓。解 ： K f（H2O）= 1.86 Kkg/ mol由于TK f RTf0.56 1.868.314 310解得= 776（kPa）即 310 K 時(shí)人體血液的滲透壓為 776kPa。排出下列溶液在 310 K 時(shí)，滲透壓力由大到小的順序。（1） c(C6H12O6) = 0.20 mol/Lc(NaCl) = 0.2

9、0 mol/L（3）c(Na2CO3) = 0.20 mol/L解： 在相同溫度下，溶液的滲透壓力與滲透濃度成正比，因此，可以通過比較溶液滲透濃度的大小，確定溶液滲透壓力的大小。三種溶液的滲透濃度分別為os61266126c (C HO ) = c(C HO ) = 0.20 (mol/L)osc(NaCl) = 2c(NaCl) = 20.20= 0.40 (mol/L)os2323c(Na CO ) = 3c(Na CO ) = 30.20= 0.60 (mol/L)所以溶液的滲透壓力由大到小的順序?yàn)?3)(2)(1)。生理鹽水、50g/L 的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5g/L

10、的碳酸氫鈉(NaHCO3)溶液和18.7 g/L 的乳酸鈉(NaC3H5O3)溶液均為臨床上常用的等滲溶液。現(xiàn)將上述溶液，按下列體積配方配成三種混合液：11（1） 2 (50 g/L C6H12O6) + 2 (生理鹽水)12（2） 3 (18.7 g/L NaC3H5O3) + 3 (生理鹽水)12（3） 3 (12.5 g/L NaHCO3) + 3 (生理鹽水)試通過計(jì)算回答上述三種混合液是等滲、低滲還是高滲溶液？11解： （1） 2 (50 g/L C6H12O6) + 2 (生理鹽水)混合溶液的滲透濃度為c 1 50 1 2 9.0 0.293mol/L 293mmol/Los218

11、0258.5所以該混合溶液為等滲溶液。12（2） 3 (18.7 g/L NaC3H5O3) + 3 (生理鹽水)混合溶液的滲透濃度為c 1 2 18.7 2 2 9.0 0.316 mol/L 316 mmol/Los3112358.5所以該混合溶液為等滲溶液。123 (12.5g/L NaHCO3) + 3 (生理鹽水)混合溶液的滲透濃度為c 1 2 12.5 2 2 9.0 0.304os384358.5mol L-1 304mmol / L 所以該混合溶液為等滲溶液。假設(shè)某一動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液的滲透濃度為220 mmol/L，若將該動(dòng)物細(xì)胞分別置于質(zhì)量濃度為 12.5 g/L、9.25 g/

12、L、5.0 g/L 的 NaHCO3 溶液中，試問該動(dòng)物細(xì)胞將各呈什么形態(tài)？解：各NaHCO3 溶液的滲透濃度分別為cos1cos2cos3NaHCO3NaHCO3NaHCO3 2 12.5 1000 298mmol / L 84 2 9.25 1000 220mmol / L 84 2 5.0 1000 119mmol/ L 84與題目所給動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液比較，12.5 g/L、9.25 g/L、5.0 g/L 的 NaHCO3 溶液分別為高滲溶液、等滲溶液和低滲溶液，因此，該動(dòng)物細(xì)胞在其中呈現(xiàn)的形態(tài)分別為皺縮、正常和膨脹。將 1.01g 胰島素溶于適量水中配制成 100ml 溶液，測得 298

13、K 時(shí)該溶液的滲透壓力為4.34kPa，試問該胰島素的相對分子質(zhì)量為多少？m1.01解： M胰島素 VRT 8.314 298 5.77 1034.34 0.1g / mol所以胰島素的相對分子質(zhì)量為 5.77103。將 KBr 溶液和 AgNO3 溶液混合以制備AgBr 溶膠，假設(shè)讓 KBr 溶液過量，或者讓AgNO3 溶液過量，試寫出這兩種情況下所制得的 AgBr 溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式，并指出膠粒的電泳方向。解：用KBr 溶液和AgNO3 溶液制備AgBr 溶膠的反應(yīng)式為KBr AgNO3= AgBr溶膠 KNO3若 KBr 溶液過量，則膠核優(yōu)先吸附Br，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為AgBr m nBr- n

14、 xK+ x xK+由于 KBr 過量，因此生成的AgBr 溶膠為負(fù)溶膠，膠粒帶負(fù)電，電泳時(shí)膠粒向正極移動(dòng)。若 AgNO3 溶液過量，則膠核優(yōu)先吸附Ag+，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為AgBr m nAg+ n x NO- x xNO-33由于 AgNO3 過量，因此生成的 AgBr 溶膠為正溶膠，膠粒帶正電，電泳時(shí)膠粒向負(fù)極移動(dòng)。用等體積 0.0008 mol/L KI 溶液與 0.0010 mol/L AgNO3 溶液混合以制備AgI 溶膠。若在制得的 AgI 溶膠中，分別加入同濃度等體積的AlCl3 溶液、Na3PO4 溶液、MgSO4 溶液， 試寫出三種電解質(zhì)對上述AgI 溶膠聚沉能力的大小順序。解：

15、用KI 溶液和AgNO3 溶液制備AgI 溶膠的反應(yīng)式為KI AgNO3= AgI溶膠 KNO3用等體積 0.0008 mol/L KI 溶液與 0.0010 mol/L AgNO3 溶液混合制備AgI 溶膠時(shí)，AgNO3溶液過量，膠核優(yōu)先吸附Ag+，膠粒帶正電荷，制得的AgI 溶膠為正溶膠。對于AgI 正溶膠， 起聚沉作用的主要是電解質(zhì)的陰離子，陰離子所帶電荷數(shù)的絕對值越大，電解質(zhì)的聚沉能力就越強(qiáng)。因此，三種電解質(zhì)對AgI 正溶膠聚沉能力的大小順序?yàn)镹a3PO4 MgSO4 AlCl3 。溶膠具有穩(wěn)定性的原因有哪些？用什么方法可破壞其穩(wěn)定性。答：溶膠具有相對穩(wěn)定性的原因有：膠團(tuán)雙電層中的吸附

16、離子和反離子都是溶劑化的，膠粒被溶劑化離子所包圍，形 成了一層溶劑化保護(hù)膜。溶劑化膜既可以降低膠粒的表面能，又可以阻止膠粒之間的接觸， 從而提高了溶膠的穩(wěn)定性。同種溶膠中的膠粒帶有相同電荷，相互間的靜電斥力使膠粒不易聚集成大顆粒， 保持了溶膠的穩(wěn)定。由于溶膠的分散程度很大，膠粒很小，布朗運(yùn)動(dòng)劇烈，能反抗重力作用而不下沉。在溶膠中加入電解質(zhì)或者加入與膠粒帶相反電荷的溶膠或者將溶膠加熱等都可以破壞溶膠的相對穩(wěn)定性，使溶膠發(fā)生聚沉。高分子溶液具有穩(wěn)定性的原因有哪些？用什么方法可破壞其穩(wěn)定性。答：高分子溶液具有穩(wěn)定性的原因是由于分散相粒子帶有電荷和分散相粒子的高度水化作用，其中高分子的水化作用是高分子

17、溶液穩(wěn)定的主要因素。加入大量的電解質(zhì)或與水作用強(qiáng)烈的有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等可以破壞高分子溶液的穩(wěn)定性，使高分子化合物沉淀析出。第二章 電解質(zhì)溶液計(jì)算 0.10 mol/L K3Fe(CN)6溶液的離子強(qiáng)度。1解：I=（0.3012+0.1032）=0.6(mol/L)2I0.1應(yīng)用德拜-休克爾極限公式計(jì)算 0.10 mol/L KCl 溶液中的離子平均活度因子。解：對于KClI=0.1lg =0.509z z +=0.5091=0.16=0.69計(jì)算 0.005 mol/L KCl 溶液在 398K 時(shí)的滲透壓：(1)用濃度計(jì)算；(2)用活度計(jì)算（=0.92）。解：（1）=icRT=20.00

18、58.314398=33.09(kPa)（2）=i cRT=20.920.0058.314398=30.44(kPa)寫出下列酸的共軛堿的化學(xué)式：NH 、HS、HSO 、HPO-、HSO-4224244444解：NH3,HS, HSO , HPO , SO 2寫出下列堿的共軛酸的化學(xué)式：SO2- 、S2、HPO-、HSO- 、NH42443解：HSO, HS, H PO , H SO , NH +434244根據(jù)質(zhì)子理論判斷下列各分子或離子在水溶液中哪些是酸？哪些是堿？哪些是兩性物質(zhì)?HS-、CO2- 、H32解：酸：H2S,HAcPO-4、NH3、H2S、HAc、OH-、H2O、 NO-23

19、32堿：CO 2, NH , OH, NO 42兩性物質(zhì)：HS, H2PO , H O根據(jù)有關(guān) K 、K 大小，給下列各種酸的強(qiáng)度排序：abHAc、HCO- 、H O、HCN、HSO-3244aaa3解 ：Ka(HSO )K (HAc)K (HCN) K (HCO) K (H O)a2已知HCOOH 在 298K 時(shí)，Ka=1.8104，求其共軛堿的 Kb 是多少？ 解：Kb=KW/Ka=1014/(1.8104)= 5.61011將 0.4 mol/L 丙酸(HPr)溶液 125 ml 加水稀釋至 400 ml；求稀釋后溶液的pH（HPr 的Ka=1.3105）。解：稀釋后丙酸濃度為 0.4

20、125/400=0.125(mol/L)K ca1.3105 0.125c/Ka500H+= pH=2.89 1.3103 ( mol/L計(jì)算下列溶液的pH：0.20 mol/L NH3 水與 0.20 mol/L HCl 等體積混合后的溶液。0.20 mol/L NH3 水與 0.20 mol/LHAc 等體積混合后的溶液。0.20 mol/L NaOH 與 0.20 mol/L HAc 等體積混合后的溶液。解：（1）混合后，全部生成濃度為 0.1 mol/L 的 NH4Cl:4WbKa(NH +)= K / K =1014/(1.8105)=5.561010K ca5.561010 0.1

21、c/Ka500H+= pH=5.13 7.46106 ( mol/L)5.561010 1.8105（2） 混合后，全部生成濃度為 0.1 mol/L 的 NH4Ac:4cKa(NH +)20KWK (NH ) K (HAc)a4aH+= pH=7.00, c20Ka(HAc)= 1.00107 ( mol/L)（3）混合后，全部生成濃度為 0.1 mol/L 的 NaAc:WaKb(Ac)= K / K (HAc)= 1014/(1.8105)=5.561010K cb5.561010 0.1c/Kb500OH= pOH =5.13pH=8.87 7.46106 ( mol/L)在 0.10

22、 mol/L NH3 溶液中，加入 NH4Cl 晶體，使其溶解后濃度為 0.20 mol/L，求加入 NH4Cl 前后，NH3 水中的OH及解離度。解：加入NH4Cl 前K cb1.8105 0.1c/Kb500OH= 1.34103 ( mol/L)=OH/ c=(1.34103/0.1) 100%=1.34%4加入NH Cl 后,有NH4ClNH4 +Cl-設(shè)平衡時(shí)溶液中OH為 x mol/L，則NH3H2ONH4 +OH-0.1x0.10.2+ x0.2x0.2x/0.1= Kb=1.8105OH=x=9.0106(mol/L)OH=c100% =9.0103 %近似計(jì)算 0.10 mo

23、l/L H PO溶液中的H+、 HPO- 、 HPO2- 及 PO3- ，由計(jì)算347.5103 0.1結(jié)果可得出什么結(jié)論?2444/解：c Ka1500H+= 2.74102 ( mol/L)K ca14H+=H2PO =2.74102(mol/L)K H HPO2 4 HPO2a 2HPO 4244a2HPO 2=K =6.2108(mol/L)K H PO3 4a 3HPO2 44PO3=Ka3HPO42/H+=(2.210136.2108)/(2.74102)=4.981019(mol/L)13. 欲使H2S 飽和溶液(濃度為 0.10 mol/L)中S2=1.01013大？解： Ka

24、1Ka2=H+2S2/H2Smol/L，應(yīng)控制溶液的pH 為多K KH S/S2 a1a225.1108 1.21015 0.10 /(1.01013 )H+=7.82106(mol/L)pH=5.1114. 在氨水中加入下列物質(zhì)，對氨水的解離度、解離常數(shù)、溶液的pH 有何影響？（1）NH4Cl； （2）NaCl； （3）H2O； （4）NaOH 解：對解離常數(shù)均無影響（1）NH4ClpH（2）NaClpH（3）H2OpH（4）NaOHpH第三章 緩沖溶液下列混合溶液是否具有緩沖作用?為什么?1 mol/L 的H2PO4 溶液 50 ml 與 0.1 mol/L Na2HPO4 溶液 50 m

25、l 混合。0.2 mol/L 的 HAc 溶液 100 ml 與 0.2 mol/L 的 NaOH 溶液 5 ml 混合。0.1 mol/L 的 NH3H2O 溶液 50 ml 與 0.2 mol/L 的 HCl 溶液 25 ml 混合。110mol/L 的 HAc 溶液 50 ml 與 110mol/L 的 NaAc 溶液 50 ml 混合。解：（1）具有緩沖作用，（2）、（3）、（4）無緩沖作用。因?yàn)椋?）中存在著足夠濃度的緩沖對；（2）中盡管有緩沖對，但緩沖對的緩沖比為 19，故其幾乎沒有緩沖作用；（3）中無緩沖對；（4）中緩沖對濃度太低。今需配制 pH 為 7.40 的緩沖液 100

26、ml，問應(yīng)取 0.067 mol/L 的 Na2HPO4 溶液和 0.067 mol/L的 KH PO 溶液各多少 ml（已知 H PO的 pK 2.16，pK 7.21，pK12.32）？2434V (HPO2 )a1a2a3V (HPO2 )解： pH pKlg4即 7.4 7.21 lg4a 2V (HPO )V (H242PO )4解得：V( HPO 2 )=60.78 ml，則 V( H4PO )=39.22 ml24a將 50 ml 0.10 mol/LHAc 溶液與 25 ml 0.10 mol/LNaOH 溶液相混合，該混合液是否具有緩沖作用？試計(jì)算該溶液的pH（已知HAc K

27、 =1.74 105）。解；HAc+NaOHNaAc + H2O反應(yīng)前/mmol0.10500.10250反應(yīng)后/mmol0.10(5025)0.1025 溶液由HAc- Ac緩沖對組成，故具有緩沖作用。H K n(Ac- ) 1.74 105 0.10 25an(HAc)0.10 25= 1.74105 （mol/L）pH = 4.76a已知TrisHCl 在 37時(shí)的pK 為 7.85，今欲配制pH 為 7.40 的緩沖液，問在含有Tris 和TrisHCl 各為 0.05 mol/L 的溶液 100 ml 中，需加入 0.05 mol/L 的 HCl 溶液多少ml？解：設(shè)需加入HCl 的

28、體積為 x mol 根據(jù)pH p Kalgn(Tris)，有n(Tris H )7.4 7.85 lg 100 0.05 0.05x100 0.05 0.05x解得：x = 47.6 (ml)用 0.025 mol/L 的 H3PO4 溶液配成pH 為 7.4 的緩沖溶液 100 ml，需加入 0.025 mol/L 的NaOH 溶液與之中和，試計(jì)算所需H3PO4 溶液與NaOH 溶液的體積。解：根據(jù)題意，應(yīng)用HPO 24HPO 2 緩沖對。4設(shè)需H3PO4 x ml，與H3PO4 反應(yīng)的NaOH 為 y1 ml，與HPO2 反應(yīng)的NaOH 為 y ml。24H3PO4+OH =HPO24+H

29、2Ommol0.025x0.025y10.025y1H PO24+OH =HPO 2 4+H2O0.025x0.025y10.025y20.025y2 x=y1 x+y1+y2=100，x=y1 y2=1002x7.4 7.21 lg0.025 y20.025x 0.025 y2解得：x=38.34(ml)，即需要H3PO4 38.34 ml。NaOH 需要：10038.34=61.66 (ml)今有 0.20 mol/L 的 NH3H2O 和 2.00 L 0.100 mol/L 的 HCl 溶液，若配制pH=9.60 的緩沖4溶液，在不加水的情況下，最多可配制多少ml 緩沖溶液？其中 NH

30、3H2O 和 NH +的濃度各為多少?321解： 設(shè)配制前NH H O 體積 VL。則NH H O + HCl = NH Cl + H O3242起始0.20V10.2001平衡0.20V 0.2000.20pH pKlgn(NH3 H O)2an(NH )4即 9.60 9.25 lg 0.20V 1 0.200.20V1=3.24(L)緩沖溶液總體積 V=3.24+2.00=5.24(L)NH HO=0.20V 0.20 0.085(mol/ L)132VNH+= 0.20 0.038(mol/L )4V試計(jì)算總濃度為 0.100 mol/L 的巴比妥緩沖溶液的最大緩沖容量和pH 為 8.

31、00 時(shí)的緩沖容量。解 ： =0.576c=0.5760.100=0.0576（mmol/(mlpH)）最大總根 據(jù) pH p Ka lgc(B) ，有：c(HB)8.00 7.40 lgc(B)，解得： c(B) c(HB)c(HB)又 c(B)+c(HB)=0.100c(B)=0.08 mol/Lc(HB)=0.02 mol/L3.98 2.303 0.080 0.020 =0.037（mmol/(mlpH)）0.100第四章 沉淀溶解平衡溶度積常數(shù)的意義是什么？離子積和溶度積有何區(qū)別？溶度積與前述幾個(gè)平衡常數(shù)（Ka、Kb、KW） 比較有何異同？答：溶度積常數(shù)是指在一定溫度下，難溶電解質(zhì)的

32、飽和溶液中各離子濃度冪的乘積，用Ksp 表示；而難溶電解質(zhì)的離子積是指在任意情況下離子濃度冪的乘積，用IP = cm(An+) cn(B)表示。溶度積是達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)的離子積，在一定溫度下，溶度積是個(gè)常數(shù)，而離子積不是常數(shù)。Ksp 僅是 IP 的一個(gè)特例?？梢愿鶕?jù)離子積與溶度積的相對大小，判斷溶液中是否有沉淀生成（即溶度積規(guī)則）。Ka 為弱酸的解離平衡常數(shù)；Kb 為弱堿的解離平衡常數(shù)；KW 為水的離子積常數(shù)；Ksp 為難溶鹽的溶度積常數(shù)。Ka、Kb、KW 和 Ksp 都是常數(shù)，其中 Ka、Kb 和 KW 所對應(yīng)的平衡體系為單相離子平衡體系，而 Ksp 對應(yīng)的是一個(gè)多相離子平衡體系。已知 M

33、g(OH)2 的 Ksp 是 5.611012，若溶液中 Mg2+濃度為 1.0104 mol/L，OH濃度為 2.0104 mol/L，下列哪種判斷沉淀生成的方式是正確的？(1)(1.0104) (2.0104)2 = 4.01012Ksp 不沉淀 ；(2)(1.0104) (22.0104)2 =1.61011Ksp 生成沉淀。答（1）正確。已知室溫下PbI2 的溶解度為 S mol/L，則其 Ksp 為 S3 還是 4S3？答 Ksp=4S3判斷下列說法是否正確？兩種難溶電解質(zhì)，Ksp 大者，溶解度必也大；4AgCl 的 Ksp=1.771010，Ag3PO4 的 Ksp=1.05101

34、0，在Cl和PO 3濃度相同的溶液中，滴加AgNO3 溶液，先析出 Ag3PO4 沉淀；在一定溫度下，AgCl 飽和溶液中Ag+及Cl濃度的乘積是常數(shù)；sp沉淀轉(zhuǎn)化的方向是由 Ksp 大的轉(zhuǎn)化為 K小的。33答 (1)不正確；（2）不正確；（3）正確；（4）不正確。 5在下列難溶物中，哪些不能通過Ksp 計(jì)算得到可靠的溶解度數(shù)值：BaCO 、Fe(OH) 、2 344Fe S 、BaSO 、AgCl、BaCrO 。答 BaCO 、Fe(OH) 、Fe S332 3溶度積規(guī)則的內(nèi)容是什么？使用時(shí)應(yīng)注意什么問題？什么叫沉淀溶解平衡中的同離子效應(yīng)？鹽效應(yīng)？答 溶度積規(guī)則= IPK飽和溶液，無沉淀析出

35、，處于沉淀平衡狀態(tài)。若有沉淀，沉淀亦不溶解。sp IPK過飽和溶液，可析出沉淀，直至建立平衡為止。sp IPK未飽和溶液，無沉淀生成。若向溶液中加入固體，固體會(huì)溶解，直至建立sp平衡。溶度積規(guī)則只適用于難溶或微溶電解質(zhì)，對溶解度較大的物質(zhì)如氯化鈉，溶度積規(guī)則是不適用的。因加入含有共同離子的易溶性強(qiáng)電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)溶解度降低的效應(yīng)，稱為同離子效應(yīng)。在難溶電解質(zhì)飽和溶液中，加入不含共同離子的易溶性強(qiáng)電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)的溶解度增大的作用稱為鹽效應(yīng)。PbCl2 在 0.130 mol/L 的Pb(NO3)2 溶液中的溶解度是 5.7103 mol/L，計(jì)算在同溫度下PbCl2 的 Ksp(不考慮

36、鹽效應(yīng)的影響)。解 沉淀平衡時(shí)Pb2+PbCl22Cl-S0.130+S2S即 Pb2+=0.1357 (mol/L )Cl=2S = 25.7103 (mol/L)sp則K(PbCl2)= Pb2+Cl2= 0.1357(25.7103)2 = 1.76105在 0.0015 mol/L的MnSO4 溶液10 ml中，加入0.15 mol/L氨水5 ml，能否生成Mn(OH)2沉淀？如在上述MnSO4 溶液中先加 0.49 g 固體(NH4)2SO4，然后再加 0.15 mol/L 氨水 5 ml， 是否有沉淀生成？解 查表K Mn(OH) = 2.061014K (NH ) = 1.810

37、5sp2b3 在混合溶液中c(Mn2+) = 0.001510/15 = 0.001 (mol/L)c(NH3) = 0.155/15 = 0.05 (mol/L)bWb cK =0.101.810520Kc/K = 0.10/1.8105500 NH3 解離產(chǎn)生的OH為K cb1.8105 0.05OH- 9.5104 mol / LIP Mn(OH)2= c(Mn2+)c2(OH) = 0.001(9.5104)2 = 9.01010 IPMn(OH)2KspMn(OH)2= 2.061014 有Mn(OH)2 析出4 由(NH4)2SO4 解離產(chǎn)生的NH 為2 0.49NH+ 41320

38、.015 0.49 mol / L NH 的存在對氨的解離產(chǎn)生同離子效應(yīng)，設(shè)溶液中的OH為 x mol/LNH+44NH+H O32OH-0.05x0.49+xx0.050.49KNH+ OH- 4bNH3 0.49 x0.05 1.810-5解方程得OH = x =1.84106 (mol/L)IPMn(OH)2 = c(Mn2+)c2(OH) = 0.001(1.84106)2 = 3.391015 IPMn(OH)2 KspMn(OH)2 = 2.061014 沒有Mn(OH)2 沉淀析出在 0.10 mol/L 的 FeCl2 溶液中，通入H2S 氣體，制成飽和溶液（H2S 飽和溶液的

39、濃度為 0.10 mol/L），欲使 Fe2+不生成FeS 沉淀，溶液的pH 最大為多少？解 查 表 Ksp(FeS) = 1.591019H2S 的 Ka1 = 5.1108，Ka2 = 1.21015要使 Fe2+不形成沉淀，S2需小于K （FeS）1.59 10-19S2 =sp=1.591018 (mol/L)Fe2 0.10在 H2S 飽和溶液中，H2S = 0.10 mol/LH S 2H O222H O+S2- 3K =K K=S2- HO 23=5.110-8 1.210-15aa1a2H S5.110-8 1.210-15 0.101.5910-182H O 1.9610-3

40、 mol / L3pH= lg(1.96103) = 2.71即溶液最大pH 值應(yīng)為 2.71。若溶液中 Mg2+和Fe3+濃度皆為 0.10 mol/L，計(jì)算說明能否利用氫氧化物的分步沉淀使二者分離？解 查 表 KspFe(OH)3 = 2.641039KspMg(OH)2 = 5.611012根據(jù)溶度積原理，使Fe3+完全沉淀所需OH的最低濃度為K Fe(OH) 3spFe3332.6410-39110-6OH- 1.3810-11(mol / L)pH=14.00+ lg(1.381011)=3.14Mg2+不沉淀，溶液中OH的最高濃度為OH- KMg(OH) sp2Mg2 5.6110

41、-12 7.49 10-6 (mol / L) 0.10pH=14.00+ lg(7.49106)=8.87根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，只要將 OH濃度控制在 1.381011mol/L7.49106mol/L 之間， 即 pH 控制在 3.148.87 之間，即可使Fe3+和 Mg2+分離。若用NaOH 來控制這樣的條件是困3難的，NH NH 緩沖液可滿足這個(gè)要求。4解釋下列現(xiàn)象CaC2O4 溶于鹽酸而不溶于醋酸；將 H2S 通入ZnSO4 溶液中，ZnS 沉淀不完全；但如在 ZnSO4 溶液中先加入NaAc，再通入H2S，則ZnS 沉淀相當(dāng)完全。答 （1）H2C2O4 的酸性比鹽酸弱而比醋酸強(qiáng)；（2

42、）因?yàn)?H2S 兩步解離只能解離出極少的 S2，因此 ZnS 沉淀不完全。加入 NaAc后，發(fā)生中和反應(yīng)，生成大量S2，與Zn2+反應(yīng)生成大量ZnS 沉淀。第五章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)指出在 W、Q、U、H、S、G、p、T、和 V 中，哪些是狀態(tài)函數(shù)? 哪些的改變量只由始態(tài)、終態(tài)決定? 哪些數(shù)值與變化途徑有關(guān)?答： U、H、S、G、P、T、V 是狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)的改變量只由始態(tài)、終態(tài)決定，而W、Q 的數(shù)值與變化途徑有關(guān)。試說明 H、 H 、H 、 S 、G 、G 和 G各物理量的意義?rmfmcmrmfmrmrm答：略下列說法是否正確？放熱反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)。生成物的分子數(shù)比反應(yīng)物多，則反應(yīng)的rS必

43、為正值。穩(wěn)定單質(zhì)的H 、 G 和 S 皆為零。fmfmm若反應(yīng)的 G0，則該反應(yīng)在任何條件下均不能自發(fā)進(jìn)行。rm,298凡是自發(fā)反應(yīng)都是快速反應(yīng)。答： (1) (2) (3) (4) (5) 4已知298K，100kPa時(shí)：H2(g)+1/2O2(g) H2O(g)rH m,1241.8 kJ/molH2(g)+ O2(g) H2O2(g)rH m,2136.3 kJ/mol試求反應(yīng) HO(g)1/2O (g) H O (g)的 H 值。2222rm解 ： H # rm H #rm,2 H #rm,1= 136.3 ( 241.8) = 105.5 kJ/mol已知下列熱化學(xué)方程式：Fe2O3

44、(s)3CO(g) 2Fe(s)3CO2(g)3 Fe2O3(s)CO(g) 2 Fe3O4(s)CO2(g)H rm,1H 26.7 kJ/mol50.8 kJ/molrrFe3O4(s)CO(g) 3 FeO(s)CO2(g)m,2H m,336.5 kJ/mol不用查表，計(jì)算反應(yīng) FeO(s)CO(g) Fe(s)CO2(g)的rH 。m利用的結(jié)果和附錄的數(shù)據(jù)計(jì)算FeO(s)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。解：（1） H #rm rH #m,3 1/ 2r3H #m,2 1 2rH #m,1 36.5 1/ 2 (50.8) 1 (26.7) = 7.28 (kJ/mol)32（2） H #rm H #f

45、m,CO2 ( g ) (fH #m,FeO(s) H #)fm,CO( g )即 7.28 = 393.51 fHm,FeO(s) ( 110.52) Hfm,FeO(s)= 290.27 (kJ/mol)用標(biāo)準(zhǔn)生成焓( fH )計(jì)算下列反應(yīng)在 298K 和 100kPa 下的反應(yīng)熱。mNH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s)解： （1） H #rm H #fm,NH Cl(s)4 (fH #m,NH (g)3 H #)fm,HCl( g )= 314.4 ( 46.11)+ (92.307) = 175.98 (kJ/mol)（2） H #r

46、m H #fm,CaCO3(s) (fH #m,CaO(s) H #fm,CO2)( g )= 1206.9 ( 635.09)+ (393.51) = 178.3 (kJ/mol)用標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱( cH )計(jì)算下列反應(yīng)在 298K 和 100kPa 下的反應(yīng)熱。m（1）2C2H2(g) + 5O2(g) 4CO2(g) + 2H2O(l)C2H5OH(l) CH3CHO(l) + H2(g)解： （1） H #rm 2 CH #m,C H2 2(g) 5 CH #m,O2(g) (4 cH #m,CO2(g) 2 cH #)m,H O(l)2= 2 ( 1299.6) + 5 0 (4 0 +

47、 2 0) = 2599.2 (kJ/mol)（1） H #rm H #cm,C H OH(l) (cH #m,CH CHO(l) H #cm,H)(g)2 532 H #cm,C H OH(l) (cH #m,CH CHO(l) H #)fm,H O(l)2 532 H # rm 1366.8 ( 1166.4) ( 285.83) = 85.43 (kJ/mol)CO 是汽車尾氣的主要污染源，有人設(shè)想以加熱分解的方法來消除之：CO(g) C(s) +1/2 O2(g)試從熱力學(xué)角度判斷該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？解 ： G#rm fG#m,CO(g)= 137.15 (kJ/mol) 0 該設(shè)想無法實(shí)

48、現(xiàn)計(jì)算下列反應(yīng)在298K 時(shí)的G ，并指出反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下自發(fā)進(jìn)行的方向。rm（1） 2NH3(g) 2N2(g)+3H2(g)（2） CO(g)+NO(g) CO2(g)+1/2 N2(g)解 ： （1） G#rm G#fm,N (g)2 3fG#m,H (g)2 2fG#m,NH3 ( g )= 0 +3 0 2 ( 16.5) = 33.0 (kJ/mol) 0 標(biāo)態(tài)下自發(fā)向左進(jìn)行1（2） G #rm (fG #m,CO (g)2 G #2fm,N (g)2) (fG #m,CO( g ) G#)fm,NO( g )= 394.36 + 0 (137.15 + 86.57) = 343.7

49、8 (kJ/mol) 0rm 該條件下分解反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 G # H # T S # 0 時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)rmrmrm（3） H #rm H #fm,CH (g)4 1 2fH #m,O (g)2 H #fm,CH OH(l)3= 74.81+ 0 (238.7) =163.9 (kJ/mol) T H #rm 163.9 1000 =1014 K S #161.67rm計(jì)算反應(yīng) CO(g) + HO(g)CO (g) + H(g) 在 773K 時(shí)的G 及 K 。（設(shè) 273222rmp773K 范圍內(nèi)的rH 和mrS 保持不變。）m解： H #rm (fH #m,CO2(g) H #fm,

50、H2(g) (fH #m,CO( g ) H #)fm,H O( g )2= ( 393.51) + 0 (110.52) + ( 241.82) = 41.17(kJ/mol) S #rm (S #m,CO (g)2S #m,H (g)2) (S #m,CO(g) S #)m,H2O( g )= (213.6 + 130.58) (197.56 + 188.72) = 42.1(J/Kmol ) G #rm H #rmT S #rm= 41.171000 773 ( 42.1) = 8626.7(J/mol) G#rm 2.303RT lg K #plg K # G #rm8626.7 0.

51、583 K # pp= 3.832.303RT2.303 8.314 773反應(yīng) 2 SO2(g) + O(g)22SO(g)在 727K 時(shí) K 3p=3.45，計(jì)算在 827K 時(shí)的 K p值（ H rm=189 kJ/mol 可視為常數(shù)）。解： lgK #p,2 H #rmT T( 21 )K #2.303RT Tp,11 2K #lgp,2 189 1000(827 727 ) = 1.642K #p,2= 0.07873.452.303 8.314727 827第六章 化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)解釋下列名詞：化學(xué)反應(yīng)速率；化學(xué)反應(yīng)機(jī)制；基元反應(yīng)；定速步驟；有效碰撞；活化 分子；活化能；活化絡(luò)合物

52、；速率常數(shù)；反應(yīng)分子數(shù)；反應(yīng)級數(shù)；半衰期；催化劑；均相催化；多相催化；酶。答；化學(xué)反應(yīng)速率：用來表示化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量，它與反應(yīng)體系中某物質(zhì)的濃度變化和發(fā)生此變化所用的時(shí)間有關(guān)?；瘜W(xué)反應(yīng)機(jī)制：用來描述某一化學(xué)變化所經(jīng)由的全部基元反應(yīng)?；磻?yīng)：在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)稱為簡單反應(yīng)，又稱基元反應(yīng)。定速步驟：復(fù)雜反應(yīng)的速率取決于組成該反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)中速率最慢的一步。有效碰撞：化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物分子億萬次碰撞中，只有極少數(shù)碰撞發(fā)生反應(yīng)，這種能發(fā)生反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞?；罨肿樱耗軌虬l(fā)生有效碰撞的分子?；罨埽夯罨肿泳哂械钠骄芰颗c反應(yīng)物分子的平均能量之差?；罨j(luò)合物：在反應(yīng)物變成產(chǎn)物的

53、過程中，經(jīng)過一個(gè)舊鍵即將斷裂，新鍵馬上生成的中間過渡狀態(tài)。速率常數(shù)：反應(yīng)速率方程式中比例常數(shù) k 稱為反應(yīng)速率常數(shù)。反應(yīng)分子數(shù)：基元反應(yīng)中參與完成反應(yīng)的分子數(shù)。反應(yīng)級數(shù)：反應(yīng)速率方程式中各反應(yīng)物濃度冪的指數(shù)之和。半衰期：是指反應(yīng)物濃度消耗一半所需要的時(shí)間，用t 表示。催化劑：是加入少量就能夠顯著改變反應(yīng)速率，而其本身的質(zhì)量和化學(xué)組成在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)。均相催化：催化劑與反應(yīng)物處于同一相中的反應(yīng)稱為均相催化反應(yīng)。多相催化：催化劑與反應(yīng)物處于不同相的反應(yīng)稱為多相催化反應(yīng)。 酶：是一種特殊的、具有催化活性的生物催化劑。試用各組分濃度隨時(shí)間的變化率表示下列反應(yīng)的瞬時(shí)速率，并寫出各速率之間的相互關(guān)

54、系。（1）2 N2O5 4 NO2 + O2（2）4 HBr + O2 2 B2r+ 2 H2O51 dc(N O2)1 dc(NO)dc(O )22解：（1） 22dt 4dtdt41 dc(HBr)dc(O)1 dc(Br)1 dc(H O)2（2） dt dt 2 2dt 2dt什么是質(zhì)量作用定律？應(yīng)用時(shí)有什么限制？答：在恒溫條件下，基元反應(yīng)的反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度冪的乘積成正比，濃度冪的指數(shù)即基元反應(yīng)中反應(yīng)物前面的系數(shù)。這一定量關(guān)系稱為質(zhì)量作用定律。在應(yīng)用時(shí)必須確定反 應(yīng)是基元反應(yīng)時(shí)才可以應(yīng)用。試比較碰撞理論和過渡狀態(tài)理論的異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：都提出了活化能的概念。不同點(diǎn)：碰撞理論是從

55、分子運(yùn)動(dòng)論中總結(jié)得出的，而碰撞理論是從量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)中得出的，所以兩者對活化能的解釋不同。 5溫度升高，化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都加快，為什么化學(xué)平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)？答：因?yàn)檎娣磻?yīng)速率加快的程度不同，當(dāng)正反應(yīng)速率加快程度大于逆反應(yīng)速率加快的程度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；當(dāng)正反應(yīng)速率加快程度小于逆反應(yīng)速率加快的程度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。判斷下列說法是否正確：復(fù)雜反應(yīng)是由多個(gè)基元反應(yīng)組成；在某反應(yīng)的速率方程式中，若反應(yīng)物濃度冪的次方值反應(yīng)方程式中的計(jì)量系數(shù)相等，則反應(yīng)一定是基元反應(yīng)；復(fù)雜反應(yīng)中，反應(yīng)速率由最慢的反應(yīng)步驟控制。答：（1）正確錯(cuò)誤，反應(yīng)是否是基元反應(yīng)需要通過實(shí)驗(yàn)測定。符合質(zhì)量

56、作用定律的未必是基元反應(yīng)。正確。7對于化學(xué)反應(yīng)：NO(g) + O (g) NO(g) + O (g)，于 25時(shí)測得的數(shù)據(jù)如下：32起始濃度(mol/L)序號2NOO315.01051.01050.02225.01052.01050.04432.51052.01050.022最初生成O2 的速率mol/(Ls)求該反應(yīng)的級數(shù)；求該反應(yīng)的速率常數(shù)；試寫出該反應(yīng)的速率方程式。解：（1）設(shè)該反應(yīng)的速率方程式為 k c (NO) c (O )3從實(shí)驗(yàn)編號 12 可見，當(dāng) c(NO)保持不變，c(O3)增加到原來的 2 倍時(shí)，反應(yīng)速率 增加到原來的 2 倍，即 c(B) = 1同理分析編號 23 的實(shí)

57、驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得： c(A) = 1合并兩式得該反應(yīng)的速率方程式為： k c(NO) c(O )3故該反應(yīng)的速率方程式可知該反應(yīng)為二級反應(yīng)。根據(jù)該反應(yīng)的速率方程式： k c(NO) c(O )3將標(biāo)號 13 中的任一組數(shù)據(jù)代入上述方程式中，如0.022 = k5.01051.0105得 k = 4.4107mol/（LS）根據(jù)前面結(jié)果可知，該反應(yīng)的速率方程式為： 4.4 107 c(NO) c(O )3已知某藥物分解 30%即為失效。藥物溶液的質(zhì)量濃度為5 g/L，一年后質(zhì)量濃度降為 4.2 g/L。若此藥物分解反應(yīng)為一級反應(yīng)，計(jì)算此藥物的半衰期和有效期。解：因?yàn)樵撍幬锓纸鉃橐患壏磻?yīng)，故2.303

58、 lg c2.3035.0k t0 lg 0.0145月-1半衰期t 0.693 0.693c124.2 47.8月12k0.01450分解 30%時(shí)藥物含量為 c=c (130%)，故有效期為2.303c2.3035.0t klg0 lg 24.6月c0.01455.0 1 30%所以，此藥物的有效期為 24.6 月，約為兩年。某一同位素試樣質(zhì)量為 3.50 mg，經(jīng)過 6.3 h 后，分析該同位素只有 2.73 mg，求該試樣的半衰期。解：因?yàn)橥凰厮プ優(yōu)橐患壏磻?yīng)，故2.303c2.3033.50k tlg 0 lg 0.039h-1半衰期t 0.693 0.693c6.32.73 17.

59、8h12k0.03910已知反應(yīng) HI(g) + CH3I(g) C4H(g) + I2(g)，在 650K 時(shí)，其速率常數(shù)是 2.0105，在 670K時(shí)速率常數(shù)是 7.0105，求該反應(yīng)的活化能 Ea。解：由式（6-13）得E 2.303R(TTk1 2)lg2aT Tk211 2.3038.314( 650 670 ) lg 7.0 10-5670 6502.0 10-5 2.268105J / mol 226.8kJ / mol 11300K 時(shí)，反應(yīng)H2O2(aq) 2HO(l) + 1/2O2(g) 的活化能為 75.3 kJ/mol。若用I催化，活化能降為 56.5 kJ/mol

60、。若用酶催化，活化能降為25.1 kJ/mol。試計(jì)算在相同溫度下，該反應(yīng)用 I催化及酶催化時(shí)，其反應(yīng)速率分別是無催化時(shí)的多少倍？k Ae Ea解：根據(jù)公式可得無催化時(shí)為：RTk Ae 75.3103 8.314300I催化時(shí)：酶催化時(shí)： 56.5103 8.314300k Aek Ae 25.1103 8.314300將上面三公式相比較可得，I催化及酶催化時(shí)，其反應(yīng)速率分別是無催化時(shí)的 1.9103和 5.5108 倍。在301K 時(shí)，鮮牛奶大約4 小時(shí)變酸，但在278K 冰箱內(nèi)可保持 48 小時(shí)。假定反應(yīng)速率與變酸時(shí)間成反比，試估算牛奶變酸反應(yīng)的活化能。解：根據(jù)公式E 2.303R(TTk