《无机及分析化学》《普通化学》习题选解第1章 水溶液1-1. 排出下列稀溶液在310 K 时，渗透压由大到小的顺序(1) c (C 6H 12O 6) = 0.10 mol ·L -1(2) c (NaCl) = 0.10 mol ·L -1 (3) c (Na 2CO 3) = 0.10 mol ·L -1解：Cos(C 6H 12O 6)=c=0.10mol ·L -1Cos(NaCl)=2c=0.20mol ·L -1Cos(Na 2CO 3)=3c=0.30mol ·L -1 ∴Cos(1)<Cos(2)<Cos(3) 又：π=CosRT 所以π(1)<π(2)<π(3) 1-2.某一元弱酸HA100mL ，其浓度为0.10mol·L -1, 当加入0.10mol·L -1的NaOH 溶液50mL 后，溶液的pH 为多少？此时该弱酸的解离度为多少？(已知HA 的K a =1.0×10-5) 解： HA + NaOH = NaA + H 2O 代入数据 0.10×100 0.10×50 =10mmol =5mmol可知HA 过量5mmol ，产生NaA 5mmol,构成一个缓冲溶液。

由公式pH p lga n K n =+共轭碱共轭酸=5+lg(5/5)=5解离度+5(HA)[H ]110100%100%0.03%5150c α-⨯=⨯=⨯= 1-3. 欲配制pH=5.00的缓冲溶液500mL ，现有 6 mol·L -1的HAc34.0mL ， 问需要加入NaAc·3H 2O(M=136.1g·mol -1)多少克？如何配制？解：根据公式-n(A )pH p lg (HA)a K n =+ 代入计算，NaAc 35.00 4.75lg 634.010n -=+⨯⨯ 得到：n NaAc =0.363mol , m(NaAc·3H 2O)=0.363×136.1=49.4克配制方法：称取49.4克NaAc·3H 2O ，溶解于100mL 烧杯中，转移到500mL 容量瓶中，稀释，定容，酸度计校正。

1-4. 已知298K 时PbI 2在纯水中的溶解度为1.3510-3mol • L -1，求其溶度积。

（9.810-9） 解：2++ S 2-S S 2S又：sp K Θ2+-223[Pb ][I ](2)4S S S ==⨯=sp K Θ = 4×(1.35×10-3)3 = 9.84×10-91-5. 现有0.1 mol • L -1的Fe 2+和Fe 3+溶液，控制溶液的pH 值只使一种离子沉淀而另一种离子留在溶液中？解：Fe(OH)2开始沉淀时：-71[OH ] 4.0510mol L --===⨯⋅ -7[OH ] 4.0510pOH lg lg 6.39-⨯=-=-=pH=14-pOH 7.61=Fe(OH)3开始沉淀时：-121[OH ] 3.3210mol L --===⨯⋅ 所以，Fe 3+先沉淀 当Fe 3+沉淀完全时：-101[OH ] 1.0410mol L --===⨯⋅ -10[OH ]1.0410pOH lglg9.98-⨯=-=-=pH 14pOH 4.02=-=所以pH 范围是：4.02﹤pH ﹤7.61第2章 化学反应的基本原理2-1. 估计下列各变化过程是熵增还是熵减。

(1) NH 4NO 3爆炸 2NH 4NO 3(s)→2N 2(g)十4H 2O(g)十O 2(g) (2)臭氧生成 3O 2(g) →2O 3(g)解：(1)NH 4NO 3爆炸后，气体体积急剧增大，是熵值增大的过程；(2)生成臭氧后，气体体积减小，是熵减过程。

2-2. CO 是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之： 21()()()2CO g C s O g +试从热力学角度判断该想法能否实现？ 解：受热分解反应一般为吸热反应，所以反应21()()()2CO g C s O g +其ΔH 为正值。

另从反应式可知，反应前后的气体摩尔数减少，所以ΔS 为负值。

根据公式G H T S ∆=∆-∆当ΔH 为正值、ΔS 为负值时，在任何温度下ΔG 总是正值，所以此反应在任何温度都不能发生。

以加热分解方法来消除汽车尾气中的CO 气在热力学上不能实现所以就不必徒劳去寻找催化剂了。

2-3. 判断下列反应25242()()()C H OH g C H g H O g =+（1）在25℃下能否自发进行？ （2）在360℃下能否自发进行？ （3）求该反应能自发进行的最低温度。

解：查表得：25()C H OH g 24()C H g 2()H O gf m G ∆/kJ·mol -1-168.6 68.12 -228.6f m H ∆/kJ·mol-1-235.3 52.28 -241.9m S /J·K -1·mol -1282 219.5 188.7（1）25242()()()C H OH g C H g H O g =+24225(298)[()][()][()]r m f m f m f m G G C H g G H O g G C H OH g ∆=∆+∆-∆1(228.6)68.12(168.6)8.12kJ mol -=-+--=⋅因为(298)r m G ∆>0，反应在25℃下不能自发进行。

（2）24225(298)[()][()][()]r m f m f m f m H H C H g H H O g H C H OH g ∆=∆+∆-∆152.28(241.9)(235.3)45.68kJ mol-=+---=⋅24225(298)[()][()][()]r m m m m S S C H g S H O g S C H OH g ∆=+- 11219.5188.7282126.2J K mol --=+-=⋅⋅根据公式G H T S ∆=∆-∆由于H ∆和S ∆随温度变化很小，可以看成基本不变。

633126.245.686331000K G ∆=-⨯134.2kJ mol -=-⋅< 0因此反应在360℃下能自发进行。

（3）求反应能自发进行的最低温度根据公式G H T S ∆=∆-∆ΔG < 0 时反应自发进行，故H T S ∆-∆0≤45.681000362126.2H T K S∆⨯≥==∆故该反应能自发进行的最低温度是89℃。

2-4. 反应532()()()PCl g PCl g Cl g +在760K 时的标准平衡常数K 为33.3。

若将50.0g 的5PCl 注入容积为3.00L 的密闭容器中，求760K 下反应达平衡时3PCl 的分解率，此时容器中的压力是多少？解：555()50()0.240()208m PCl n PCl mol M PCl ===5PCl 的初始分压为55()0.248.314760()5053.00n PCl RT p PCl kPa V ⨯⨯=== 5505()/ 5.05100p PCl p == 该反应在恒温恒容下进行，以/B p p 为基准计算。

532()()()PCl g PCl g Cl g →+ 开始时/B p p 5.05 0 0 平衡时/B p p 5.05-x x x2325[()/][()/]33.3[()/] 5.05p PCl p p Cl p x K p PCl p x⋅===-解得 x = 4.45 mol在恒容恒温下转化的5PCl 的分压为5() 4.45100445p PCl kPa =⨯=转， 5PCl 的分解率为5555()()100%100%()()n PCl p PCl n PCl p PCl α=⨯=⨯转，转，初，初，=445100%88.1%505⨯=平衡时 5() 5.05-4.4510060p PCl =⨯=（）kPa 32()()445p PCl p Cl ==kPa总压力为：532()()()60445445950p p PCl p PCl p Cl kPa=++=++=2-5．设某一化学反应的活化能为100kJ·mol -1(1)当温度从300K 升高到400K 时速率加快了多少倍? (2)温度从400K 升高到500K 时速率加快了多少倍？说明在不同温度区域，温度同样升高100K ，反应速率加快倍数有什么不同？ 解：根据公式221121lg2.303a E k T T k R T T -=求解 （1）32110010400300lg 4.352.3038.314400300k k ⨯-==⨯⨯2122340k k = （2）32110010500400lg 2.6092.3038.314500400k k ⨯-==⨯⨯21407k k = (3)以上计算说明，温度越高，升高同样温度使反应速率加快倍数减少。

这是由于温度高时本身反应速率快，升温反应加快的倍数相应地较小。

范特荷夫规则：温度升高10℃，反应速率增加2—3倍。

它仅是一个近似规则，实际上与基础温度及活化能有关。

2-6. 反应2NO(g) + H 2(g) → N 2(g) + H 2O(g)的反应速率表达式为v=k[NO]2[H 2]，试讨论下列各种条件变化时对初速率有何影响。

（1） NO 的浓度增加一倍 （2） 有催化剂参加 （3） 降低温度（4） 将反应容器的容积增大一倍 （5）向反应体系中加入一定量的N 2解：（1）NO 的浓度增加一倍，初速率增大到原来的4倍； （2）有催化剂参加，初速率增大； （3）降低温度，初速率减小；（4）将反应器的容积增大一倍，初速率减小到原来的1/8； （5）向反应体系中加入一定量的N 2，初速率不变。

第3章 电化学原理与应用3-1. 用氧化数法或离子电子法配平下列各方程式：解；(1)3 As 2O 3+4HNO 3+7H 2O=6H 3AsO 4+4NO (2)K 2Cr 2O 7+3H 2S+4H 2SO 4=K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+3S+7H 2O (3)6KOH+3Br 2=KBrO 3+5KBr+3H 2O (4)3K 2MnO 4+2H 2O=2KMnO 4+MnO 2+4KOH (5)4Zn+10HNO 3=4Zn(NO 3)2+NH 4NO 3+3H 2O (6)I 2+5Cl 2+6H 2O=10HCl+2HIO 3 (7)2MnO 4-+5H 2O 2+6H +=2Mn 2++5O 2+8H 2O(8)2MnO 4-+SO 32-+2OH -=2MnO 42-+SO 42-+H 2O3-2.配平下列各反应方程式，并将它们设计组成原电池，写出电池组成式： (1)MnO 4-+Cl -+H +−−→Mn 2++Cl 2+H 2O(2)Ag ++I - −−→AgI(s) 解：(1)(-)Pt,Cl 2|Cl -||MnO 4-,Mn 2+,H +|Pt(+) (2)(-)Ag,AgI|I -||Ag +|Ag(+)3-3.如果下列原电池的电动势为0.500V(298K)Pt,H 2(100kPa)|H +(?mol·L -1)||Cu 2+(1.0mol·L -1)|Cu则溶液的H +浓度应是多少? 解：2+Cu /Cu2+0.0592lg (H )2SHE E E EE c θε+-=-=--c(H +)=1.8×10-3mol·L -13-4.已知PbSO 4+2e -⇔Pb+SO 42-E Θ=-0.359VPb 2++2e -⇔Pb E Θ=-0.126V求PbSO 4的溶度积。