1 物质的状态、溶液和胶体思考题与习题1． 在相同温度下，几种压力相同、体积不同的气体混合，混合后保持总压力不变，总体积与组分体积是什么关系？2． 什么是临界温度？它与液体的正常沸点有何区别？ 3． 最常用的表示浓度的方法有几种？4． 什么是分散系？分散系是如何分类的？5． 如何理解溶胶的稳定性？破坏溶胶稳定性的办法有哪些？ 6． 试述明矾能净水的原理7． 什么叫表面活性剂？其分子结构有何特点？8． 试述乳浊液的形成、性质和应用。

9． 某容器中含有14.0g N 2 、16.0g O 2、、、4.40gCO 2, 20 ε 时容器的压力为200kPa,计算各气体的分压和该容器得体积。

解：该容器中各气体的物质的量分别为：各气体的摩尔分数为：各气体的分压为：根据气体状态方程pV = nRT 得：mol mol g gCO n mol molg gO n mol mol g gN n 1.00.4440.4)(5.00.320.16)(5.00.280.14)(121212=⋅==⋅==⋅=---090.0)1.05.05.0(1.0)(455.0)1.05.05.0(5.0)(455.0)1.05.05.0(5.0)(222=++==++==++=molmolCO molmolO molmolN χχχkPa kPa CO P kPa kPa O P kPakPa N P 1820090.0)(91200455.0)(91200455.0)(222=⨯==⨯==⨯=L nRT V 4.13)2015.273(31.8)1.05.05.0(=+⨯⨯++==10.人体注射用生理盐水中，含有NaCl 0.900%，密度为1.01g.cm -3，若配置此溶液300×103g,需NaCl 多少克？该溶液物质的量浓度是多少？ 解：配制该溶液需NaCl 的质量为：该溶液的物质的量浓度为：11.从某种植物中分离出的一种未知结构的有特殊功能的生物碱，为了测定其相对分子量，将19g 该物质溶于100g 水中，测得溶液的沸点升高了0.060K ，凝固点降低了0.220K 。

计算该生物碱的相对分子质量。

解：所以，该生物碱的相对分子质量为；12.溶解0.324g 的 于4.00gC 6H 6中，使C 6H 6 的沸点上升了0.81K 。

问此溶液中的硫分子是由几个原子组成的？解：设此溶液中的硫分子由 x 个硫原子组成，则其摩尔质量为32x g ∙mol -1 .由于B b b b k T =∆，K b (C 6H 6)=2.53 K ∙kg ∙mol -1所以gg NaCl m 270010300%900.0)(3=⨯⨯=13331155.010)01.1/10300(5.58/2700)(----⋅=⨯⋅⨯⋅=Lmol cm g g mol g g NaCl c 131062.1060.0100100019512.0-⋅⨯==⨯⨯⨯==∆mol g M M b k T B b b 131061.1220.010010001986.1-⋅⨯==⨯⨯⨯==∆mol g M M b k Tf B f 13131062.1210)62.161.1(--⋅⨯=⋅⨯+mol g mol g 1353.210432324.0--⋅=⨯==kg mol xx m n b A B B853.253.281.0≈⨯==∆x x T b故溶液中的1个硫分子是由8个硫原子组成的。

13. 101 mg 胰岛素溶于 10.0ml 水，该溶液在25.0ε 时的渗透压是 4.34kPa ，计算胰岛素的摩尔质量和该溶液的蒸气压下降Δp(已知25.0ε 水的饱和蒸气压为3.17kPa)。

解：设胰岛素的摩尔质量为M, 由于渗透压可由下式计算 П=c B RT 所以1311331078.515.298314.810101010134.4-----⋅⨯=⨯⋅⋅⋅⨯⨯⨯⨯=mol g M K K mol L kPa L M gkPa 该溶液的蒸气压下降为：14.今有两种溶液，其一为1.50g 尿素(NH 2)2CO 溶于200g 水中；另一为42.8g 未知物溶于1000g 水中，这两种溶液在同一温度开始沸腾，计算这个未知物的摩尔质量。

解：由于两种溶液的沸点相同，故其沸点升高值相同，则它们的质量摩尔浓度相同。

设未知物的摩尔质量为M ，可得如下关系：14.3428.422006010005.1-⋅==⨯⨯mol g M M 所以，该未知物的摩尔质量为342.4g ∙mol -1。

15. 人体血浆的凝固点为272.59K ，计算再正常体温(36.5ε )下血浆的渗透压。

（设血浆密度为1g ∙ml -1）K f =1.86 K ∙kg ∙mol -1130.086.159.27215.273-⋅=-=∆=kg mol K T b ff B为计算方便，设有血浆1kg.。

则其在36.5ε 下的渗透压为：PaRT kg b RT V n BB 531072.7)5.3615.273(314.810/130.0/1⨯=+⨯⨯===∏ρ kPa mol mol kPa p p B 43333101)0.180.1101078.510101(1078.51010117.3*---⨯=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==∆χ16.硫化砷溶胶是由H3AsO3和H2S 溶液作用而制得的2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 + 6H2OAlCl3三种电试写出硫化砷胶体的胶团结构式（电位离子为HS-）。

试比较NaCl、MgCl2、解质对该溶胶的聚沉能力，并说明原因。

2 原子结构思考题1、玻尔氢原子结构理论的要点及其主要贡献是什么？答：玻尔氢原子结构理论主要有是（1）原子核外电子只能在符合玻尔量子化条件的、具有确定的半径和能量的稳定轨道上运动，电子在稳定轨道上运动时，既不吸收能量也不放出能量。

（2）不同的原子轨道能量不同，轨道离核越远，能量越高；（3）电子在不同的轨道间跃迁时，才能发生能量的辐射或吸收；发射光谱的能量决定于两个轨道间的能量差。

玻尔氢原子结构理论的主要贡献是将量子化概念引入到了原子结构中，提出了电子运动的轨道和能量都是量子化的。

该理论较好的解释了氢原子和类氢离子的发射光谱，使人们开始了对原子结构的系统、科学的认识。

2、微观体系中的电子运动与宏观物质比较，有什么不同？现代原子结构理论是如何来描述电子的运动状态的？答：微观体系中的电子运动与宏观物质比较，最大的特点是其表现出来的波粒二象性，并且电子波是一种不同于机械波和电磁波的一种概率波。

现代原子结构理论是根据量子力学建立薛定谔方程，通过对薛定谔方程求解所得的波函数来描述电子的运动状态的，而波函数又是由量子数决定的，因此，通常可用四个量子数的一组取值来描述电子的一种运动状态。

3、量子力学的原子轨道概念与玻尔理论的原子轨道概念有什么不同？答：量子力学的原子轨道是具有确定量子数取值的一个波函数，也叫原子轨函，它没有固定轨迹的含义；而玻尔理论的原子轨道则是指一个具有固定轨迹的、绕核的圆形轨道。

4、原子轨道和电子云的角度分布图有哪些异同？答：两者相同之处在于：首先在于两者在空间出现了极大值的位置和大小是相同的，其次，两者在空间各个方面上的伸展趋势是相似的，即形状上有相似性。

两者的不同之处在于：p,态电子云的①原子轨道的角度分布图有正负之分，而电子云的角度分布只有正值；②d角度分布图比原子轨道的角度分布要瘦小些。

5、4个量子数的取值和物理意义分别是什么？答：主量子数n的取值为正整数，即n=1，2，3，4，5，6，7……，主量子数表明了原子轨道离核的远近，同时说明了原子轨道能量的高低。

角量子数l的取值规定为l=0，1，2，3……（n-1）。

角量子数表明了原子轨道角动量的大小，它体现的是原子轨道在空间各个方向上的伸展，即决定了原子轨道的形状，同时，还要影响多电子原子体系原子轨道的能量。

磁量子数的取值为m=0，±1，±2，……±（l-1）。

磁量子数说明的是原子轨道在空间的伸展方向。

自旋磁量子数mS 的取值只有+21和-21两种。

它描述的是电子的自旋运动状态。

6、什么是屏蔽效应和钻穿效应？他们对原子轨道能量有何影响？答：在多电子原子体系中，电子与电子间有相互排斥作用，特别是内层和同层电子对外层电子的排斥力削弱了原子核对外层电子的吸引力，这就叫做屏蔽效应，屏蔽效应使原子轨道的能量升高。

主量子数较大而角量子数较小的原子轨道的电子云径向分布图有多个小峰，除其最高峰外，其余小峰伸入到了内层轨道的主峰内，这种现象叫钻穿效应，钻穿效应由于避免了内层电子的屏蔽效应，所以使原子轨道的能量降低。

7、多电子原子体系核外电子的排布遵循哪些规律？答：多电子原子体系核外电子的排布遵循保利不相容原理、能量最低原理和洪特规则三规律。

8、元素原子第一电离能的周期性变化规律及其原因是什么？原子的各原子参数之间相互有何区别和联系？答：同一周期的元素，从左到右，第一电离能的总体变化趋势是逐渐减小，到每周期的最后一个元素稀有气体时，第一电离能的数值达到最大。

这是由于同一周期元素，从左到右，电子层没有变化，核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小，核对外层电子的吸引力增强的结果。

同一族的元素，自上而下，第一电离能的总体变化趋势是逐渐减小的，这是因为从上到下，电子层数增加，原子半径变大，有效核电荷减小，核对外层电子的吸引力减弱的原因。

原子参数常包含原子半径、有效核电荷、电离能、电子亲和能和电负性等，它们分别表示了原子性质的各个方面，但各原子参数在周期表中都呈现出一定的周期性变化规律，并且这些周期性变化规律都是由于原子内电子有规律性排布的结果。

9、什么叫镧系收缩？什么叫镧系收缩效应？答：对镧系和锕系元素，从左自右，由于增加的电子填充进入了倒数第三层的（n－2)f 轨道，其对外层电子的屏蔽作用较大，因此，随着原子序数的增加，镧系元素原子半径缓慢的减小，这种现象叫着镧系收缩。

由于屏蔽效应,使镧系元素原子半径减小缓慢,但镧系中14种元素原子半径减小的累计值还是不少的,因此到镧系后的几个第六周期副族元素的原子半径与相应的第五周期同族元素的原子半径十分接近,导致其性质也十分相似,这种现象叫做镧系收缩效应。

习 题1、有无下列各组电子运动状态,为什么?（1）n =2,l =1,m =0 ； （2）n =2,l =2, m =-1； （3）n =2,l =0,m =-1； （4）n =2,l =3, m =2； （5）n =3,l =2,m =-2； （6）n =4,l =-1,m =0； （7）n =4,l =1,m =-2； （8）n =3,l =3, m =-3。