普通化学(第三版)习题答案中国农业大学无机及分析化学教研组编第一章 分散系(1) 溶液的凝固点下降(2) 土壤溶液浓度过大,渗透压大于植物根细胞液的渗透压 (3) 溶液的凝固点下降1.2 沸点不断上升,至溶液达到饱和后,沸点恒定;蒸气凝结温度恒定,等于溶剂的沸点。
%6.1)O H (/1)O H ()O H ()O H ()O H ()O H ()O H (kg mol 91.097.0%mol kg 034.0/%0.3)O H (1)O H (/)O H ()O H (Lmol 88.0mol 34g L g 1000%0.3)O H ()O H ()O H (2222222222221-1-222222221-1--1222222=+=+=⋅=⋅=-=⋅=⋅⋅⨯==M b b n n n x w M w b M w c ρ凝固点自高至低顺序:葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液b = mol kg -1T b = K b b = kg mol -1 mol kg -1 = T b = = 100.61℃T f = K f b = kg mol -1 mol kg -1 = T f = = - = cRT =RT VMm / 1-4-1-1m ol g 100.2kPa499.0L 10.0K 300K m ol L 8.31kPa g 40.0⋅⨯=⨯⨯⋅⋅⋅⨯==πV mRT M21:2: 30 1280.3 : 1610.2 : 15.9= 化合物中C 、H 、O 原子数比为21:30:21--1A b B f mol g 3105.00g0.33K g 100.0mol kg K 12.5⋅=⨯⨯⋅⋅=∆=m T m K M故该化合物的化学式为C 21H 30O 21-B 2BB 22222mol g 4.342)O H (/)O H (}CO )NH {(/}CO )NH {(⋅=∴=M m M m m M m第二章化学热力学基础(1)错误;(2)正确;(3) 错误;(4)错误;(5)正确;(6)正确;(7) 错误;(8)错误(1/4)[反应式(1)-反应式(2)]得:(1/2)N2(g)+(1/2)O2(g)=NO(g)f H m(NO,g)=(1/4){ r H m(1) - r H m(2)}=(1/4)[-1107kJ mol-1-(-1150 kJ mol-1)]=90 kJ mol-1(1/4)[反应式(3)-反应式(4)+3反应式(2)- 反应式(1)]得:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)(5)f H m(N2H4,,g)=(1/4){ r H m(3) - r H m(4)+ 3r H m(2) - r H m(1)} =(1/4){-143kJ mol-1-(-286kJ mol-1+3(-317kJ mol-1)-(-1010kJ mol-1)) =kJ mol-12反应式(4)-反应式(5)得:N2H4(l)+ )O2(g)= N2(g)+2H2O(l)-1)- mol-1= kJ mol-1 r H m=2r H m(4)- r H m(5)=2(-286 kJ molr H m=2f H m(CO2,g)+3f H m(H2O,l)+(-1)f H m(CH3OCH3,l)+(- 3)f H m(O2,g)-1f H m(CH3OCH3,l) =2f H m(CO2,g) +3f H m(H2O,l)- r H m= -183 kJ molC(s)+O2(g) r H m(1) CO2(g)r H m(2) r H m(3)CO(g)+(1/2)O2(g)由题意知,r H m(1)<0, r H m(2)<0, r H m(3)<0r H m(1)= r H m(2)+ r H m(3)r H m(1)-r H m(3)= r H m(2)<0即:以碳直接作燃料时放热较多2.6 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)r H m= f H m(CO,g)+ (-1)f H m(H2O,g)=kJ mol-1 -(-) kJ mol-1= kJ mol-1C(s)+O2(g)+H2O(g) r H m(1) CO2(g) +H2O(g)r H m(2) r H m(3)CO(g)+H2(g)+O2(g)r H m(1)= r H m(2)+ r H m(3) r H m(1) - r H m(3) =r H m(2)>0由题意知,r H m(1)<0,r H m(3)<0 故:以水煤气作燃料时放热较多均为熵增过程。
标准状态下: r H mr S m<0 <0 低温自发 <0 >0 任意温度均自发 >0 >0 高温自发 >0<0任意温度均不可能自发(2)(反应为气体物质的量增加的过程,r S m >0)不可以。
因为物质的S m,不是指由参考状态的元素生成该物质(B =+1)反应的标准摩尔熵。
H : -40 kJ -40 kJ G : -38kJ -38 kJS : K -1 J K -1S n (白锡)= S n (灰锡)r H m (298K)= f H m (灰锡)+(-1)f H m (白锡)=mol -1<0 r S m (298K)= S m (灰锡)-S m (白锡)=mol -1K -1<0 反应在标准状态,低温自发。
在转变温度,r G m (T)=0 r G m (T)r H m (298K)-T r S m (298K) T [r H m (298K)/ r S m (298K)] 283K2Fe 2O 3(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO 2(g)r H m (298K)=3f H m (CO 2,g)+(-2)f H m ( Fe 2O 3,s)=mol -1r S m (298K)=4 S m (Fe,s)+3 S m (CO 2,g)+(-2) S m ( Fe 2O 3,s)+(-3) S m (C,s)=mol -1K -1反应在标准状态下自发进行: r G m (T)r H m (298K)-T r S m (298K)T>[r H m (298K)/ r S m (298K)] , 即T>839K故以木炭为燃料时,因最高温度低于839K ,反应不可能自发。
2CuO(s)+C(s)=2Cu(s)+CO 2(g)r H m (298K)= kJmol -1>0 r S m (298K)=189 Jmol -1K -1>0 反应在标准状态, 任意温度均自发 (略)2AsH 3(g)=2As(s)+3H 2(g)r H m (298K)=mol -1<0r S m (298K)=mol -1K -1<0标准状态, 任意温度下AsH 3的分解反应均自发。
加热的目的是加快反应速率。
第三章 化学平衡原理(1) 正确, (2) 错误, (3) 错误。
K = 404×(3) - 2×(1) - 2×(2) 得所求反应式故:Δr G m = 4Δr G m (3) - 2Δr G m (1) - 2Δr G m (2)pV = nRT故对于反应 H 2(g) + I 2(g) = 2HI(g)(1) O 2(g) = O 2(aq)P (O 2) = 时:222}/)H ({}/)H (}{/)Fe ({Θ+ΘΘ+Θ=c c p p c c K 224)}2({)}1({)}3({ΘΘΘΘ=K K K K kPa 6.91)H ()I (HI)(kPa2.12mol20.0116kPamol 021.0)I ()H ()I (0.021mol L 10L mol 0021.0)I ()H ()I (kPa116L10K 698K mol L 8.31kPa mol 20.0222221-2221-1=--==⨯=⋅===⨯⋅====⨯⋅⋅⋅⨯==-p p p p p x p p V c n n V nRT p 56}/)I (}{/)H ({}HI)/({222==ΘΘΘΘp p p p p p K 31-1-3-221037.1kPa/100kPa101L mol 1/L mol 101.38K)293(/)O (/)O (-ΘΘΘΘ⨯=⋅⋅⨯==K p p c c K故: c (O 2,aq) = ×10-4 mol ·L -1(2) K = ×10-3 = ×104Q = 4 逆向自发 Q = 逆向自发3.8 Ag 2CO 3(s) = Ag 2O(s) + CO 2(g) Δr G m (383K) = ·mol -1ln K (383K) = -Δr G m (383K)/RT = K (383K) = ×10-3K = p (CO 2)/p为防止反应正向自发,应保证 Q > K 故: p (CO 2) > ×10-1 kPaCCl 4(g) CCl 4(l)Δf H m /kJ ·mol -1S m /J ·K -1·mol -1CCl 4(g) = CCl 4(l)Δr H m = ·mol -1Δr S m = kJ ·mol -1·K -1所以CCl 4 的正常沸点为 T 1 = 348K根据克拉贝龙——克劳休斯方程计算,可得在20kPa 时,其沸点为304K 。
321037.121.0/)O (K)293(-ΘΘ⨯==c c K第四章 化学反应速率不能4.2 A 的物理意义为 P Z 0 , f 的物理意义为 相对平均动能超过E c 的A 、B 分子间的碰撞频率与A 、B 分子间碰撞频率的比值。
Z 0 基本不变, P 不变, f 大 , k 大, v 大。
直线,s L mol 0.4)N (,s L mol 0.6)H (112112----⋅⋅=-⋅⋅=-dtdc dtdc 略 解:1142111-4311-421115211411511114-1211511s L mol 105.1)L mol 500.0(s L mol 100.6s L mol 100.6)L mol 200.0(2/s L mol 108.4)NOCl (2s L mol 1092.1s L mol 108.4L mol 400.0L mol 200.0)2/()1(s L mol 21092.1)L mol 400.0()2(s L mol 2108.4)L mol 200.0()1()NOCl (---------------------------⋅⋅⨯=⋅⨯⋅⋅⨯=⋅⋅⨯=⋅⋅⋅⨯==≈⋅⋅⨯⋅⋅⨯=⋅⋅⋅⋅⨯=⋅=⋅⋅⨯=⋅==υυυυυc k m k k kc m mmm )(得:速率方程为112121122-3122-12111222111131121121121112s L mol 100.5)L mol 15.0()L mol 15.0(s L mol 15)3(s L mol 15)L mol 10.0()L mol 10.0(2/s L mol 100.3)O ()NO (29131)/()(29131)/()(12121)/()(s L mol 254.0)L mol 20.0()L mol 30.0()(s L mol 2100.6)L mol 20.0()L mol 10.0()( s L mol 2100.3)L mol 10.0()L mol 10.0()()2()O ()NO (1--------------------------⋅⋅⨯=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⨯========⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅⨯=⋅⋅=⋅⋅⨯=⋅⋅==υυυυυυc c k m c b m c b n b a k c k b k a c kc n n n n m nm n m n m )(得:)(得:)(得::将表中数据代入上式得)反应的速率方程为( 解:16315320503201032011-51-15203010s 106.2)7.2(s 103.1 7.2s L mol 103.1s L mol 105.3 ----⨯+----⨯+⨯=⨯⨯=⨯====⋅⋅⨯⋅⋅⨯==r k k r k k r rrk kr k kntn t解:171113115121212s 101.6 )K600K 650K 600K 650(K mol J 314.8mol J 10226s 100.2ln )(ln ------⨯=⨯-⋅⋅⋅⨯=⨯-=k k T T T T R E k ka第五章 原子结构原子发射光谱, 电子衍射 确定, 动量, 不确定, 轨道 (2), (4)正确波函数, 电子的几率密度 (1)(3)He +E (3s) = E (3p) = E (3d) < E (4s)K E (3s) < E (3p) < E (4s) < E (3d) Mn E (3s) < E (3p) < E (3d) < E (4s) (略)4s, 3d, 4p能级组, 外层电子结构, 主族元素基态原子内层轨道,或全满,或全空(稳定构型)一,二,三主族元素,镧系元素, 第六周期镧后元素He > H, Ba > Sr, Ca > Sc, Cu > Ni, La > Y, Zr > Ti, Zr > Hf(3), (2)Mg 失去2个最外层s 电子后成稳定的电子构型,故I 3明显大于I 2,常见氧化数为+2; Al 失去3个最外层电子后成稳定的电子构型,故I 4明显大于I 3,常见氧化数为+3。