基础化学(第3版) 思考题和练习题解析第一章 绪 论1. 为什么说化学和医学的关系密切,医学专业学生必须学好化学? 答:(略)2. “1 mol 硫酸的质量是98.0g ”,对吗?答:错误!未指明基本单元,正确说法是1 mol H 2SO 4的质量是98.0g 或1 mol [(1/2) (H 2SO 4)]的质量是49.0g 。
3. 0.4 mol H 2SO 4溶解于水,配成500 m L 溶液,其浓度表示正确的是 A. c (H 2SO 4) = 0.8 mol ·L -1B. c [21(H 2SO 4)] = 0.8 mol ·L -1C. c [21(H 2SO 4) ]= 0.4 mol ·L -1 D. 硫酸的浓度为0.8 mol ·L -1 答;正确的是A 。
根据定义,1L 溶液中含有0.8 mol H 2SO 4,c (H 2SO 4) = 0.8 mol ·L -1。
4. 下列说法正确的是A. “1 mol O ”可以说成“1 mol 原子O ”B. 1摩尔碳C 原子等于12gC. 1 L 溶液中含有H 2SO 4 98 g ,该溶液的摩尔浓度是1 mol ·L -1D. 基本单元不仅可以是构成物质的任何自然存在的粒子或粒子的组合,也可以是想象的或根据需要假设的种种粒子或其分割与组合答:正确的是D 。
A 应说成“1 mol 氧原子”;B 应为“1摩尔碳C 原子的质量等于12g ”; C 不应该使用“摩尔浓度”,此术语已被废除。
5. 求0.100kg (21Ca 2+)的物质的量。
解:M (21Ca 2+) =(40.08 / 2)= 20.04 (g · mol -1), n (21Ca 2+) = [ m / M (21Ca 2+) ] = (0.100×103)/20.04 = 4.99 (mol) 6. 每100m L 血浆含K +为20mg ,计算K +的物质的量浓度,单位用mmol ·L -1表示。
解:M (K +)= 39.10 g · mol -1,n (K +)= [ m / M (K +) ] = 20 / 39.10 = 0.51 (mmol)c (K +)= [n (K +)/V ] = 0.51 mmol / 0.100L = 5.1 mmol ·L -1 。
7. 计算下列常用试剂的物质的量浓度(1) 浓硝酸,含HNO 3的质量分数为0.700,密度为1.42g · mL -1(2) 浓氨水,含NH 3的质量分数为0.280,密度为0.900 g · mL -1 解:(1) )(13L mol 8.1500.163.010.7001.421000)HNO (-⋅=⨯⨯⨯=c (2) )(13L mol 8.1400.103.17280.0900.01000)NH (-⋅=⨯⨯⨯=c 8. 某患者需补充Na +5.0×10-2mol ,应补充NaCl 的质量是多少?若用生理盐水 [ρ(NaCl) = 9.0 g ·L -1] 补充,应需生理盐水的体积是多少? 解:m = 5.0×10-2×58.5 = 2.9 (g)设补充生理盐水x L ,则 x · 9.0 = 2.9x = 0.32 L9. 实验室现有剩余的0.100 mol ·L -1H 2SO 4 500 mL 和0.050 0 mol ·L -1H 2SO 4 300 mL ,如何利用上述溶液加入一定体积的ωB = 0.960的H 2SO 4(相对密度d = 1.84 kg ·L -1)配制成1 000 mL 浓度为0.250 mol ·L -1的H 2SO 4溶液?解:500 mL 0.100 mol · L -1H 2SO 4中,n (H 2SO 4) = c 1V 1 = 500×0.100 = 50.0 (mmol) 300 mL 0.050 0mol · L -1H 2SO 4中,n (H 2SO 4) = c 2V 2 = 300×0.050 0 = 15.0 (mmol) ω= 0.960 H 2SO 4的浓度为)(13L mol 0.1800.10.98960.084.11000-⋅=⨯⨯⨯=c , 这里M r (H 2SO 4)=98.0 g ·mol -1设取该酸体积为V 3 mL ,则有(50.0+15.0+18.0V 3)= 1000 ×0.250 V 3 = 10.3 (m L)10. 溶液中KI 与KMnO 4反应,假如最终有0.508g I 2析出,以(KI+51KMnO 4)为基本单元,所消耗的反应物的物质的量是多少?解:5KI + KMnO 4 + 4H 2SO 4 = MnSO 4 + 3K 2SO 4 +25I 2 + 4H 2OKI +51KMnO 4 + 54H 2SO 4 = 51MnSO 4 +53K 2SO 4 + 21 I 2 + 54H 2O n [KI+51KMnO 4] ]= n [21I 2 ]= 9.1261000508.0⨯ = 4.00 (mmol) 11. 用质量摩尔浓度来表示溶液的组成标度有何优点?答:质量摩尔浓度不会因为温度的变化而变化,在物理化学应用较多.12. 100 g 浓硫酸中含纯H 2SO 4 95 g ,将此100 g 浓硫酸加入400 g 水中,混合后溶液的密度为1.13 kg ·L -1,计算此溶液的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。
解: )(1-3B kg m ol 4.210)5400(98/95⋅=⨯+=-b )(13B L mol 2.21.13/1050098/95--⋅=⨯=c 041.0)18 / 405()98 / 95(98/95)SO H (42=+=x13. What is the mole fraction of the solute in a 1.00 mol ·kg -1aqueous solution? 解: 018.018100011B =+=x 14. A solution contains 20.0 g acetic acid ,CH 3COOH, in 250 g water . What is the concentration of the solution expressed as (1) mole fraction of CH 3COOH and H 2O (2) molality?解:(1) 023.0182506020/6020)COOH CH (3=+=xx (H 2O) = 1 – 0.023 = 0.977 (2 ) )(1B kg mol 33.1250.000.600.20-⋅==b第二章 稀溶液的依数性1. 一杯白糖水和一杯等量的纯水同时放置,哪个蒸发得快?为什么?答:纯水蒸发得快。
在相同温度下,糖水溶液的蒸气压低于纯水,即纯水易于挥发,所以蒸发得快。
2. 冬天,室外水池结冰时,腌菜缸里的水为什么不结冰?答:腌菜缸里是盐的水溶液,溶液的凝固点比纯水低,冬天室外水池结冰时温度为0℃,此时的温度还不到溶液的凝固点,所以腌菜缸里的水不结冰。
3. 0.01mol ·kg -1葡萄糖(C 6H 12O 6)、盐(NaCl)及蔗糖(C 12H 22O 11)水溶液的沸点相同吗? 答:C 6H 12O 6 、C 12H 22O 11都为非电解质,同为0.01mol ·kg -1溶液的沸点比100℃高,且沸点相同。
但是NaCl 是强电解质,1mol NaCl 近似产生1mol 的Na +和1mol 的Cl -,总的质量摩尔浓度变为0.02 mol ·kg -1,它的沸点升高是那两份溶液的2倍,沸点最高。
4. 在20℃时水的饱和蒸气压为2.34 kPa ,若于100g 水中溶有10.0 g 蔗糖(C 12H 22O 11 ,相对分子质量M r = 342),求此溶液的蒸气压。
解;先求溶液中溶剂的摩尔分数:995.0mol g 342g0.10mol 18.02g g 100mol 18.02g g1001-1-1-A =⋅+⋅⋅=x根据拉乌尔定律可求出溶液的蒸气压2.33kPa 0.995kPa 34.2A =⨯==*x p p5. 甲溶液由1.68 g 蔗糖(C 12H 22O 11 ,M r =342)和20.00 g 水组成,乙溶液由2.45 g M r = 690的某非电解质和20.00 g 水组成。
(1) 在相同温度下,哪个溶液的蒸气压高?(2) 将两份溶液放入同一个恒温密闭的容器中,经过足够长时间,两份溶液浓度会不会发生变化,为什么?(3) 当达到系统蒸气压平衡时,转移的水的质量是多少? 答:(1) 先比较两份溶液中的水的摩尔分数甲溶液 996.0mol 342g g68.1mol 18.02g g 0.20mol 18.02g g0.201-1-1-A =⋅+⋅⋅=x乙溶液 997.0mol 690g g45.2mol 18.02g g 0.20mol 18.02g g0.201-1-1-A =⋅+⋅⋅=x乙溶液溶剂的摩尔分数大,所以乙溶液的蒸气压大。
(2) 在同一个恒温密闭的钟罩里,乙溶液的蒸气压大,乙溶液的水会向甲溶液转移,甲溶液变稀,乙溶液变浓,直到二者蒸气压相等,两溶液的浓度不再变化。
(3) 设当达到系统蒸气压平衡时,从乙溶液转移到甲溶液的水的质量为y g ,平衡时两溶液中水的摩尔分数相等1-1-1-1-1-1-mol 690g g45.2mol 18.02g g )0.20(mol 18.02g g)0.20(mol 342g g 68.1mol 18.02g g )0.20(mol 18.02g g)0.20(⋅+⋅-⋅-=⋅+⋅+⋅+y y y yy = 3.22 g6. 现有碳的质量分数ω(C )= 0.944的某种难挥发碳氢化合物2.00 g 。
在20 ℃ 时将它溶解在100 g 苯中,使苯的蒸气压从9.953 8 kPa 降低到9.867 2 kPa ,试求此碳氢化合物的化学式。
解:根据拉乌尔定律有p = p *x A ,设该碳氢化合物的摩尔质量为M B g ·mol -1,1-B 1-1-mol g g00.2mol 78g 100g mol 78g 100g8kPa 9.953kPa 2867.9⋅+⋅⋅⨯=M M B = 178 g ·mol -1,ω(C )= 0.944,设碳原子(C )数为x 个,氢原子(H )数为y个,x = 178×0.944÷12 = 14,y = 178×(1-0.944)÷1.00 = 9.97≈10此碳氢化合物的化学式为C 14H 10。