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 (L mol 88.0mol34g 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)N 2(g)+(1/2)O 2(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:N 2(g)+2H 2(g)=N 2H 4(l)(5)f H m(N 2H 4,,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: N 2H 4(l)+ )O 2(g)= N 2(g)+2H 2O(l) r H m=2r H m(4)-r H m(5)=2(-286 kJ mol -1)- mol -1= kJ mol -1r H m=2f H m(CO 2,g)+3f H m(H 2O,l)+(-1)f H m(CH 3OCH 3,l)+(- 3)f H m(O 2,g)f H m(CH 3OCH 3,l) =2f H m(CO 2,g) +3f H m(H 2O,l)-r H m= -183 kJ mol -1C(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 m r 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 kJG: -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<0r 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)=0r G m(T)r H m(298K)-T r S m(298K)T[r H m(298K)/ r S m(298K)] 283K2Fe2O3(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO2(g)r H m(298K)=3f H m(CO2,g)+(-2)f H m( Fe2O3,s)=mol-1r S m(298K)=4 S m (Fe,s)+3 Sm(CO2,g)+(-2)S m( Fe2O3,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)= kJ mol -1>0 r S m(298K)=189 J mol -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)222}/)H ({}/)H (}{/)Fe ({Θ+ΘΘ+Θ=c c p p c c K 224)}2({)}1({)}3({ΘΘΘΘ=K K K KpV = 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: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 > KkPa 6.91)H ()I (HI)(kPa2.12mol20.0116kPamol 021.0)I ()H ()I (0.021mol L 10L mol 0021.0)I ()H ()I (kPa 116L10K 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 321037.121.0/)O (K)293(-ΘΘ⨯==c c K故:p(CO2) > ×10-1 kPaCCl4(g) CCl4(l)Δf H m/kJ·mol-1S m/J·K-1·mol-1CCl4(g) = CCl4(l)Δr H m = ·mol-1Δr S m = kJ·mol-1·K-1所以CCl4的正常沸点为T1 = 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。
第四章化学反应速率不能4.2 A的物理意义为P Z0,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 k a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I3明显大于I2,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I4明显大于I3,常见氧化数为+3。