1、无机化学习题选解第一章 化学热力学基础（部分习题及答案）1计算下列体系热力学能的变化（U）（1）体系吸收了60kJ的热，并对环境做了40kJ的功。（2）体系放出50kJ的热和环境对体系做了70kJ的功。解：（1）Q=60kJ，W= -40kJ，根据热力学第一定律U = Q + WU = 60kJ+（-40kJ）= + 20kJ（2）Q=-50kJ，W=+70kJ，同理U = -50kJ+ 70kJ = +20kJ2298K时，在恒容量热计中测得1.00molC6H6（1）完全燃烧生成H2O（l）和CO2（g）时，放热3263.9kJ。计算恒压下1.00molC6H6（l）完全燃烧时的反应热效应
2、。C6H6(l)+O2(g)H2O(l)+ CO2(g)恒T、V解：C6H6(l) + O2 (g)3H2O(l)+ 6CO2(g)Qv=-3263.9kJ，且QP=QV+nRTQP/ kJ=-3263.9 +（6-）8.31429810-3 = -3267.6QP= -3267.6 kJ/mol3在弹式量热计里燃烧氮化铌反应为：NbN（s）+O2（g） = Nb2O5（s） + N2（g）在298K下测得热力学能的变化为-712.97kJ/mol，求此反应的焓变。解： 已知 U= -712.97kJ/mol，且H=U+nRTH / kJmol -1=-712.97 +（-）8.31410-3
3、298= -714.83H= -714.83 kJmol -14已知：（1）MnO2（s）= MnO（s）+ O2（g） rH1 = + 134.7 kJmol-1 （2）Mn（s） + MnO2（s）= 2MnO（s） rH2 = -250.1 kJmol-1 计算MnO2（s）的fHm 解：（2）-（1）2得Mn（s） - MnO2（s）= - O2（g） 整理，得 Mn（s）+ O2（g）= MnO2（s）fHm = rH2 - rH1 2将数据代入，得 fHm / kJmol -1 =-250.1-134.82 = -519.7 fHm = -519.7 kJmol -15已知：Na2
4、O（s）和Na2O2（s）在298K时的标准生成热分别为-415.9kJ/mol和-504.6kJ/mol，求下列反应的rHm 。2Na2O2（s） = 2 Na2O（s）+ O2（g） 解：rHm = ifHm （生成物）-ifHm （反应物），将数据代入，得 rHm / kJ/mol = 2（-415.9kJ/mol）-2（-504.6kJ/mol）= + 177.4 rHm /= + 177.4 kJ/mol6在298K和1.00105Pa下，苯甲酸C6H5COOH（s）的标准燃烧热为-3226.87kJ/mol，C（石墨）和H2（g）的标准燃烧热分别为-393.51kJ/mol和-28
5、5.83kJ/mol，求苯甲酸的标准生成热。fHmC6H5COOH（s）C6H5COOH（s）C(石墨)和H2(g)+O2(g)解：cH1cH2H2O(l)+ CO2(g)7C（石墨）+ 3H2（g）+O2（g） = C6H5COOH（s）分析：cH1 = fHm +cH2 ， fHm= cH1-cH2，将数据代入，得fHm =7cHm（C，石墨）+ 3cHm（H2，g）-cHm（苯甲酸，s）=7（-393.51kJ/mol）+ 3 （-285.83kJ/mol）-（-3226.87kJ/mol）= -385.19kJ/mol7在298K及1.00105Pa下，反应：C（石墨）+ O2（g）=
6、 CO2（g）恒压热效应（rHm ）为-395.5kJ/mol，它的另外两层含义是什么？ 答：根据定义可知，该恒压热效应的另外两层含义是：其一，表示CO2（g）的标准生成热；其二，表示C（石墨）的标准燃烧热。8试判断下列过程的S是正还是负？（1）冰熔化成水，S0（2）炸药爆炸，S0（3）甲烷的燃烧反应 CH4（g） + 2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g）查表，S （JK-1mol-1） 186.15 205.03 213.64 188.715计算过程的S /(JK-1mol-1) =（213.64+2188.715）-（186.15+2205.03）= -5.140 CH4（g）
7、+ 2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（l）查表，S （JK-1mol-1） 186.15 205.03 213.64 69.71计算过程的S /(JK-1mol-1) =（213.64+269.71）-（186.15+2205.03）= -243.170（4）合成氨反应 N2（g）+ 3 H2 （g） = 2NH3（g）查表，S （JK-1mol-1） 191.50 130.57 192.34计算过程的S /(JK-1mol-1) = 2192.34-（191.50 +3130.57）= -198.530（5）从溶液中析出晶体。以NaCl为例 Na+ （aq） + Cl-（aq）= N
8、aCl（s）查表，S （JK-1mol-1） 58.41 56.73 72.38计算过程的S /(JK-1mol-1) =72.38-（58.41+56.73）= - 42.760第二章 化学反应的速率（部分习题及答案）1. 什么是化学反应的平均速率、瞬时速率？两种反应速率之间有何区别与联系？答：化学反应的平均速率：用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。化学反应的瞬时速率：当时间间隔趋于无限小的时候，反应物或生成物浓度的变化与反应时间的比值。两种反应速率之间的区别：化学反应的平均速率表示该段时间内的化学反应速率。化学反应的瞬时速率表示某一时刻的化学反应速率。两种反应速率之间的联系：时间间
9、隔越短，平均速率就越接近于瞬时速率。2. 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率，并表示出不同物质浓度变化表示的反应速率之间的关系。这种关系对平均速率和瞬时速率是否适用？(1) N2+3H2 2NH3(2) 2SO2+O2 2SO3(3) aA + bB gG + hH解：(1) (2)和 (3)略不同物质浓度变化表示的反应速率之间的关系对平均速率和瞬时速率均适用。3. 简述反应速率的碰撞理论的理论要点。答：主要有三点：（1）反应物分子具备足够的能量（2）反应物分子之间相互碰撞（3）碰撞时采用合适的取向。第一点说明发生反应的分子是活化分子，后两点说明发生反应的碰撞
10、是有效碰撞。该理论主要适用于气体双分子反应。4. 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。答：主要有三点：（1）反应物分子之间相互碰撞（2）在由反应物转变为生成物的过程中，要形成一个叫做活化配合物的过渡状态。（3）反应物与活化配合物之间处于平衡状态，活化配合物转变成生成物的速率较慢。5. 反应 C2H6 C2H4 + H2，开始阶段反应级数近似为3/2级，910K时的速率常数为1.13L0.5mol-0.5s-1。试计算C2H6(g)的压强为1.33104Pa时起始分解速率v0（以C2H6的变化表示）。解：依题意，速率方程为：6. 295K时，反应2NO + Cl2 2NOCl，其反应物浓度与反
11、应速率关系的数据如下：NO/molL-1Cl2/molL-1 / molL-1s-10.1000.1008.010-30.5000.1002.010-10.1000.5004.010-2问：（1）对不同反应物反应级数各为多少？ （2）写出反应的速率方程。 （3）反应的速率常数为多少？解： 依题意可知：正比于Cl2, 对于Cl2来说，反应级数是1。 正比于NO2, 对于NO来说，反应级数是2。 该速率方程为： =kCl2NO2 当NO=0.100molL-1, Cl2 =0.100 molL-1时， =8.010-3 molL-1s-1 7. 反应2NO(g) + 2H2 (g) N2 (g)
12、2H2O (g)，其速率方程式对NO(g)是二次，对H2 (g)是一次方程。（1） 写出N2生成的速率方程式。（2） 如果浓度以molL-1表示，反应速率常数k的单位是什么？（3） 写出NO浓度减小的速率方程式，这里的速率常数k和（1）中的k值是否相同，两个k之间的关系是怎样的？解： vN2=kN2NO2H2 k的单位是 L2mol-2s-1 NO=kNONO2H2, kN2与kNO数值不同，关系为kNOkN228. 设想有一反应aA + bB + cC 产物，如果实验表明A、B和C的浓度分别增加1倍后，整个反应速率增为原反应速率的64倍；而若A与B保持不变，仅C增加1倍，则反应速率增为原来的
13、4倍；而A、B各单独增大到4倍时，其对速率的影响相同。问反应级数是多少？这个反应是否可能是基元反应？解：依题意可知： A和B物质的级数相同，设为x。那么v正比于C2 v正比于Ax v正比于Bx222x2x=64 得 x =2所以A、B和C物质的级数都是2。若该反应是基元反应，则反应级数是6，这是不可能的，故该反应不可能是基元反应，而是非基元反应。9. 一氧化碳与氯气在高温下作用得到光气（COCl2），实验测得反应的速率方程为： 有人建议反应机理如下：Cl2 2Cl （快平衡）（正逆反应速率常数分别为k1和k -1） Cl CO COCl （快平衡）（正逆反应速率常数分别为k2和k -2） CO
14、Cl Cl2 COCl2 Cl （慢反应）（速率常数为k3）（1） 试说明这一机理与速率方程相符合。（2） 指出反应速率方程式中的k与反应机理中的速率常数间的关系。解：慢反应的速率方程为： v3COClCl2而根据 Cl2 2Cl （快平衡） Cl CO COCl （快平衡）可知： k1Cl2=k -1Cl2k2COCl=k -2COCl 说明这一机理与速率方程相符合。 10. 如何正确理解各种反应速率理论中活化能的意义？答：碰撞理论认为活化能是能发生有效碰撞的活化分子组所具有的能量，活化能的本质是克服分子碰撞时的相对平动能的阈值。过渡状态理论认为活化能是活化配合物的平均势能与反应物分子的平均
15、势能的差值，活化能的本质是克服一个能垒。11. 高温时NO2分解为NO和O2，其反应速率方程式为： v（NO2）kNO22在592K，速率常数是4.9810-1L mol-1 s-1，在656K，其值变为4.74L mol-1s-1，计算该反应的活化能。解： 得：12. 如果一反应的活化能为117.15kJmol-1，问在什么温度时反应的速率常数k的值是400K时速率常数的值的2倍。解：设温度为T时，速率常数k的值是400K时速率常数的2倍。13. 反应N2O5 NO2 + 1/2O2，其温度与速率常数关系的数据列于下表，求反应的活化能。T/Kk/s-13384.8710-33281.5010
16、-33184.9810-43081.3510-42983.4610-52737.8710-7解：用表中数据，可以计算出lgk和1/T，它们的值列于下表。 表 lgk和1/Tlgk1/T-2.3122.9610-3-2.8243.0510-3-3.3033.1410-3-3.8703.2510-3-4.4613.3610-3-6.1043.6610-3将lgk对1/T作图，得到一条直线，直线的斜率为-5.4103 。Ea/(kJmol-1) =-2.303R斜率=-2.3038.314(-5.4103)=103.39 14. CO(CH2COOH)2在水溶液中分解成丙酮和二氧化碳，分解反应的速率
17、常数283K时为1.0810-4molLs-1，333K时为5.4810-2molLs-1，试计算在303K时，分解反应的速率常数。解：设303K时分解速率为k则： 15. 已知HCl(g)在1.0135Pa和298K时的生成热为-92.3kgmol-1，生成反应活化能为113 kgmol-1，试计算逆反应的活化能。解：H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) rHm=Ea-Ea Ea/ (kgmol-1)= Ea- rHm = 113-（-92.3）=205.316. 下面说法你认为正确与否？ （1） 反应级数与反应分子数是同义词。（2） 在反应历程中，定速步骤是反应最慢的一步。（3）
18、反应速率常数的大小就是反应速率的大小。（4） 从反应速率常数的单位可以判断反应级数。答： (1)不对；(2)对；(3)不对；(4)对17反应2NO(g) + H2(g) N2(g) + H2O(g)的反应速率表达式为v=kNO2H2，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N2答：(1) 速率是原来速率的4倍。(2) 正催化剂加快反应速率，负催化剂减慢反应速率。(3) 减慢反应速率。 (4) 速率是原来速率的1/8。 (5) 速率不受影响。第三章 化学平衡（部分习题及答
19、案）1写出下列可逆反应的平衡常数Kc、Kp或K的表达式（1）2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g)（2）Zn(s)+ 2H+(g) Zn2+ (aq)+ H2(g)（3）NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g) 解：（1） 或 （2） （3） 2在699K时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数Kp=55.3,如果将2.00mol的H2和2.00mol的I2作用于4.00L的容器内，问在该温度下达到平衡时有多少HI生成？解：n=0, Kc = Kp = 55.3将该反应中各物质的起始浓度和平衡浓度列于下表 表 物质的起始浓度和平衡浓度 反应式H2 + I2 2HI起始浓
20、度/molL-10.5000.5000平衡浓度/molL-10.500-x0.500-xxx /(molL-1) = 0.787 3可逆反应H2O + CO H2 + CO2 在密闭容器中建立平衡，在749K时该反应的平衡常数Kc=2.6。(1)求n水/n一氧化碳为1时，CO的平衡转化率；(2)求n水/n一氧化碳为3时，CO的平衡转化率；(3)从计算结果说明浓度对化学平衡移动的影响。解：(1) 将各物质的起始浓度和平衡浓度列于下表 表 物质的起始浓度和平衡浓度 反应式H2O + CO H2 + CO2起始浓度/molL-1aa00平衡浓度/molL-1a-xa-xxx x = 0.62a(2)
21、 将各物质的起始浓度和平衡浓度列于下表 表 物质的起始浓度和平衡浓度 反应式H2O + CO H2 + CO2起始浓度/molL-13aa00平衡浓度/molL-13a-xa-xxx x = 0.87a(3)当增大反应物H2O的浓度时，反应物CO的转化率增大，平衡向右移动。4在900K和1.00105Pa时SO3部分离解为SO2和O2SO3 SO2 + 1/2O2若平衡混合物的密度为0.925gL-1，求SO3的离解度。解：根据理想气体状态方程式 表 平衡时物质的量 反应式SO3 SO2 + 1/2O2平衡时物质的量/moln(1-a)na a = 34%5对于下列化学平衡2 HI(g) H2
22、 (g) + I2(g)在698K时，Kc=1.8210-2，如果将HI(g)放入反应瓶中，问(1)当HI的平衡浓度为0.0100molL-1时，H2和I2各是多少？(2)HI的初始浓度是多少？(3)在平衡时HI的转化率是多少？ 解：(1) 各物质的起始浓度和平衡浓度列于下表 表 物质的起始浓度和平衡浓度 反应式2HI H2 + I2起始浓度/molL-10.0100+2x00平衡浓度/molL-10.0100xxx /(molL-1)= H2 = I2 = 1.3510-3 (2) 0.0100 + 21.3510-3 =0.0127(molL-1)(3) 6某温度下，反应PCl5 PCl3
23、 + Cl2的标准压力平衡常数为2.25。把一定量的PCl5引人一真空瓶内，当达平衡后PCl5的分压是2.533104Pa,问(1)平衡时PCl3和Cl2的分压各是多少？(2)离解前PCl5的压力是多少？(3)平衡时PCl5的离解百分率是多少？解：各物质平衡时相对分压列于下表 表 平衡时相对分压 反应式PCl5 PCl3 + Cl2平衡时相对分压 xxx=0.750 7在523K时，将0.110mol的PCl5(g)引入1.00升容器中，建立下列平衡： PCl5 (g) PCl3(g) + Cl2(g)平衡时PCl5 (g)的浓度是0.050molL-1。问(1)平衡时PCl5和Cl2的浓度各
24、是多少？(2)在523K时的Kc和Kp(标准)各是多少？解：各物质的起始浓度和平衡浓度列于下表 表 物质的起始浓度和平衡浓度 反应式PCl5 PCl3 + Cl2起始浓度/molL-10.11000平衡浓度/molL-10.0600.0500050相对分压 0.060RT/P0.050RT/P0.050RT/P 8反应CO (g)+ H2O(g) CO2 (g)+ H2 (g) 在某温度下平衡常数 Kp1，在此温度下，于6L的容器中加入2L 3.04104Pa的CO；3L 2.02105Pa的CO2；6L 2.02105Pa的H2O(g)和1L 2.02105Pa的H2。问反应向哪个方向进行？
25、解：该反应的n0，故 QKP ，故反应向左进行。第四章 溶液（部分习题及答案）1浓度均为0.01 molkg-1 蔗糖、葡萄糖、HAc、NaCl、 BaCl2，其水溶液凝固点哪一个最高，哪一个最低？解： NaCl， BaCl2是强电解质，HAc是弱电解质，蔗糖，葡萄糖是非电解质。同浓度的化合物，其质点数大小依次为：BaCl2NaClHAc葡萄糖=蔗糖根据依数性原则，凝固点最低的BaCl2是水溶液，凝固点最高的是蔗糖和葡萄糖水溶液。2溶解3.24克硫于40克苯中，苯的沸点升高0.81K，已知苯的Kb =2.53，问硫在此溶液中的分子是由几个硫原子组成的？解：设“硫分子”的摩尔质量为M gmol-
26、1 Tb=Kbm 0.81=2.53mm=0.32 (molkg-1)又m=0.32=M=253 (gmol-1)硫在苯溶液中的摩尔质量是253 gmol-1，因硫的原子量是32.06,因此硫分子是由8个硫原子组成的。3为了防止水在仪器中结冰，可以加入甘油以降低其凝固点，如需要冰点降至271K，则在100克水中 应加入甘油多少克？解：甘油C3H8O3的摩尔质量为92.0 gmol-1 根据Tf=Kfm m=Tf / Kf =(273271)/1.86=1.075 (molkg-1) 在100克水中 应加入甘油的克数为： 1.07592.0100/1000=9.9 (g)4相同质量的葡萄糖和甘油
27、分别溶于100克水中，试比较溶液的凝固点，沸点及渗透压。解： 二者均为非电解质，葡萄糖（C6H12O6）的摩尔质量大于甘油（C3H8O3）的摩尔质量 。因此，相同质量的葡萄糖和甘油溶于相同质量的水中时，葡萄糖溶液的质量摩尔浓度小于甘油溶液的质量摩尔浓度。稀溶液的凝固点降低，沸点升高及渗透压这三项依数性近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比。因此葡萄糖溶液的凝固点降低、沸点升高及渗透压均低于甘油溶液。所以，凝固点：葡萄糖溶液甘油溶液； 沸点：葡萄糖溶液甘油溶液； 渗透压：葡萄糖溶液甘油溶液。5 四氢呋喃（C4H8O）曾被建议用作防冻剂, 应往水中加多少克四氢呋喃才能使它的凝固点下降值与加1克乙二醇（C
28、2H6O2）作用相当？ 解：要是冰点下降值相当，则其物质的量必须相同。 四氢呋喃 C4H8O 摩尔质量为72 gmol-1 乙二醇 C2H6O2摩尔质量为62 gmol-1 设需四氢呋喃为x克，则：1/62 = x/72 x=1.16(g)6 尼古丁的实验式为C5H7N，今有0.60 克尼古丁溶于12.0 克水中，所得溶液在101.3Kpa压力下的沸点是373.16K，求尼古丁的分子式。解：Tb = Kb/m m=Tb/ Kb =(373.16-373.00)/0.52=0.31(molkg-1)又m= (M为尼古丁的摩尔质量)M=161.3(gmol-1)尼古丁C5H7N摩尔质量为81 (g
29、mol-1)161.8/812故尼古丁的分子式为C10H14N27临床上输液时要求输入的液体和血液渗透压相等（即等渗液）。临床上用的葡萄糖等渗液的凝固点降低为0.534 K，试求此葡萄糖溶液的质量分数和血液渗透压（水的Kf =1.86，葡萄糖的摩尔质量为180 gmol-1，血液的温度为310 K）解：先求此葡萄糖溶液的质量百分数根据Tf=Kfm m=Tf/Kf=0.543/1.86=0.3 (molkg-1)则其质量百分浓度=100%=5%求血液的渗透压根据=mRT/ kPa =0.38.314310=773=773 kPa8孕酮是一种雌性激素，经分析得知其中含9.5%H，10.2%O，和8
30、0.3%C。今有1.50克孕酮试样溶于10.0克苯，所得溶液的凝固点为276.06K，求孕酮的分子式解：先求孕酮的摩尔质量根据拉乌尔定律Tf=Kfmm / (molkg-1)=Tf/ Kf =(278.5276.30)/5.1=2.44/5.1=0.478 1.5/M1000/10=0.478摩尔质量 M=314 gmol-1则：H 原子数为 (3149.5%)/130 O 原子数为 (31410.2%)/162 C 原子数为 (31480.3%)/1221因此，孕酮的分子式为 C21H30O291.0升溶液中含5.0克牛的血红素，在298K时测得溶液的渗透压为0.182KPa，求牛的血红素的
31、摩尔质量。解：根据=CRT C / (mol.L-1)=/RT=7.3510-5 因此牛的血红素的摩尔质量为=6.80104 (gmol-1) 所以牛的血红素的摩尔质量为6.8104 gmol-110计算下列溶液中各种离子的活度。（1）0.1 molL-1HNO3 （2）0.5mol.L-1NaOH解：(1) a=fC I=0.1*12 +0.1*12=0.1 lgf i = lg f i =f i =0.756a =0.7560.1=0.0756 (mol.L-1)(2) I =0.5 lgf i =0.211f i =0.615a = f iC=0.6150.5=0.307 (molL-1
32、)110.10 mol.L-1NaSO4溶液与0.20 mol.L-1KNO3溶液等体积混合后，求溶液的离子强度。解：混合后Na+=0.10 molL-1, SO42-=0.05 molL-1 K+=0.10 molL-1, NO3-=0.10 molL-1 据 I =CiZi2 , 得I=10.1+40.05+10.1+10.1=0.25 12试计算溶液在298K时的渗透压。（1）用浓度计算（2）用活度计算解：（1）用浓度计算 / (kPa) =CRT=25.0010-3 8.314298 =24.77 （2）用活度计算 I=CiZi2=5.0010-312+5.0010-312=5.001
33、0-3 lg f I = 0.509|Z+Z-|=0.509|11|=0.03599f I =0.9205a=f C=0.92055.0010-3=4.6010-3 (molL-1)2=aRT=24.6010-38.314298=22.79 (KPa)13把273K的冰分别放在273K的水中和273K的盐水中各有什么现象？ 答：把273K的冰分别放在273K的水中无变化，而放在273K的盐水中溶解，这是因为食盐溶解在冰表面的水中成为溶液，溶液的蒸气压低于冰的蒸气压，使冰溶化 。14试比较下列溶液的凝固点的高低；苯的凝固点为5.5，Kf =5.12KKgmol-1，水的Kf=1.86 KKgmo
34、l-1(1)0.1 molL-1蔗糖的水溶液（2）0.1 molL-1甲醇的水溶液（3）0.1 molL-1甲醇的苯溶液（4）0.1 molL-1氯化钠的水溶液解Tf =Kfm (1)Tf=1.860.1=0.186 Tf=2730.186=272.814 (K)(2)Tf=1.860.1=0.186 Tf=2730.186=272.814 (K)(3)Tf=5.120.1=0.512 Tf=278.50.512=277.988 (K)(4) Tf =1.860.12=0.372 Tf=2730.372=272.628 (K)故下列溶液的凝固点的高低为 (3)(1)(2)(4)第五章 溶液的酸
35、碱性（部分习题及答案）1根据酸碱质子理论，写出下列分子或离子的共轭酸的化学式。SO42-; S2-; H2PO4-; NH3; H2O; Cr(H2O)5(OH)2- 答：共轭酸 H+ 共轭碱HSO4- ; HS- ; H3PO4 ; NH4+ ; H3O+ ; Cr(H2O)63+2根据酸碱质子理论，写出下列分子或离子的共轭碱的化学式。NH4+; H2PO4-; H2S; HCO3-; H2SO4; H2O; Fe(H2O)63+答：NH3 ; H2PO4- ; H2S ; HCO3- ;H2SO4 ; H2O ; Fe(H2O)63+3根据酸碱质子理论，下列分子或离子，哪些是酸？哪些是碱？
36、哪些是两性物质？HS-; CO32-; H2PO4-; NH3; H2S; NO2-; HCl; Ac-; OH-; H2O答： 酸 H2S ; HCl 碱 CO32- ; NO2- ; Ac- 两性物质 HS- ; H2PO4- ; NH3 ; OH- ; H2O4以酸碱质子理论来比较下列酸的强弱。HAc ; HCN ; H3PO4 ; H2S ; NH4+ ; H2PO4- ; HS-答：酸的强弱顺序为：H3PO4HAcH2SH2PO4-NH4+HCNHS-5以酸碱质子理论来比较下列碱的强弱。Ac- ; CN- ; PO43- ; CO32- ; HCO3- ; NH3 ; HS-答：碱的
37、强弱顺序为：PO43-CO32-CN-NH3HS-HCO3-Ac-6某二元弱酸（用H2A表示），其Ka11.0010-4，Ka21.0010-10，求下列情况溶液的pH值。（1）1.00 molL-1H2A溶液 （2）1.00 molL-1Na2A溶液 （2）1.00 molL-1NaHA溶液（4）1.00升溶液含H2A和NaHA均为1.00mol （5）1.00升溶液含NaHA和Na2A均为1.00mol 解：(1) H2A是二元弱酸 (2) Na2A是二元弱碱(3)HA-为两性物质 (4)H2A与HA-组成缓冲溶液 (5)HA -与A2-组成缓冲溶液 7某一元弱碱（MOH）的分子量为125
38、，在298K时取0.500g溶于50.0ml水中，测得溶液的pH=11.30，试计算MOH的Kb值。解：8计算0.10 molL-1NH4CN溶液的pH值。解：9计算下列混合溶液的pH值。（1）20ml 0.1molL-1HCl与20ml 0.1molL-1NaOH（2）20ml 0.10molL-1HCl加20ml 0.10molL-1NH3H2O（3）20ml 0.10molL-1HAc加20ml 0.10molL-1NaOH解：(1)完全反应，pH=7.0 (2)产物为NH4Cl(3) 产物为NaAc10配制pH为5.00的缓冲溶液，需称取多少克结晶乙酸钠（NaAc3H2O，摩尔质量为1
39、36gmol-1）溶于300ml0.50 molL-1HAc中（忽略体积变化）？解： 11维持人体血液、细胞液pH的稳定，H2PO4-HPO42- 缓冲体系起了重要作用。（1）解释为什么该缓冲体系能起到缓冲作用？（2）溶液的缓冲范围是多少？（3）当时缓冲溶液的pH是多少？解：(1) 存在平衡H2PO4- HPO42- + H+，抗酸成分为HPO42-，抗碱成分为H2PO4-。(2)pH=7.211(3)第六章 沉淀溶解平衡（部分习题和答案）1写出难溶电解质PbCl2、AgBr、Ba3(PO4)2 、Ag2S溶度积表达式。解：PbCl2 Ksp=Pb2+Cl-2AgBr Ksp=Ag+Br- B
40、a3(PO4)2 Ksp=Ba2+3PO43-2Ag2S Ksp=Ag+2S2-2在室温下，BaSO4的溶度积为1.0710-10，计算每升饱和溶液中所溶解BaSO4为多少克？解：BaSO4 Ba2+ + SO42=S SS2 = Ksp S=1.0310-5 (molL-1)MBaSO4=233g/mol，每升饱和溶液中所溶解BaSO4为1.0310-5233=2.4010-3（克）3通过计算说明下列情况有无沉淀生成？(1)0.010 molL-1SrCl2溶液2ml和0.10 molL-1K2SO4溶液3ml混合。（已知Ksp,K2SO4=3.8110-7）(2)1滴0.001 molL-
41、1AgNO3溶液与2滴0.0006 molL-1K2CrO4溶液混合。（1滴按0.05ml计算，已知Ksp,Ag2CrO4=1.1210-12)(3)在0.010 molL-1Pb（NO3）2溶液100ml中，加入固体NaCl。（忽略体积改变，Ksp,PbCl2=1.1710-5）解：(1) 混合后CSr2+=0.004 (molL-1) CSO42-=0.06 ( molL-1)则QC= CSr2+ CSO42-=0.0040.06=2.410-4 Ksp,SrSO4因此有SrSO4沉淀生成(2) 混合后CAg+=3.3310-4 ( molL-1) CCrO42-=4.010-4 (mol
42、L-1)QC=C2Ag+CCrO42-=(3.3310-4)24.010-4=4.410-11 Ksp,Ag2CrO4因此有Ag2CrO4沉淀生成(3) 混合后CPb2+= 0.01 (molL-1) CPb2+=0.1 (molL-1) QC= CPb2+CCl- = 0.01(0.1)2=1.010-4 Ksp,PbCl2因此有PbCl2沉淀生成4在含AgCl固体的饱和溶液中，分别加入下列物质，对AgCl的溶解度有什么影响，并解释之。1)盐酸 (2) AgNO3 (3)KNO3 (4) 氨水解：(1) 加入盐酸，产生同离子效应，AgCl的溶解度减小。(2) 加入AgNO3，产生同离子效应，
43、AgCl的溶解度减小。(3) 加入KNO3， 产生盐效应，AgCl的溶解度增大。 (4) 加入氨水，形成Ag(NH3)2Cl配合物，AgCl的溶解度增大5在Cl-和CrO42-离子浓度都是0.100 molL-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液（忽略体积改变）时，问AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀？当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl-离子浓度是多少？。解：查表可知，Ksp,AgCl=1.5610-10Ksp,Ag2CrO4=9.010-12AgCl开始沉淀所需Ag+为Ag+=1.5610-9 (molL-1)Ag2CrO4开始沉淀所需Ag+为Ag+=9.510-6 (molL-1)因
44、此，首先满足溶度积的AgCl先沉淀。当Ag2CrO4开始沉淀时，:Ag+=9.510-6 (molL-1)此时，Cl-=1.6410-5 (molL-1)6AgI沉淀用(NH4)2S溶液处理使之转化为Ag2S沉淀，该转化反应的平衡常数是多少？若在1.0L(NH4)2S溶液中转化0.010molAgI，(NH4)2S溶液的最初浓度是多少？（Ksp,AgI=8.5110-17；Ksp,Ag2S=6.6910-50）解：转化反应如下 ： 2AgI + S2- Ag2S + 2I-转化0.10 mol AgI后，溶液I-浓度为：I-=0.010/1=0.010 (molL-1)K=1.081017根据
45、平衡常数K值可求出S2-平衡浓度:K=1.081017S2-=9.210-20 molL-1S2-最初浓度为：1/20.010 + 9.210-20=5.010-3 (molL-1)7计算下列反应的平衡常数，并估计反应的方向。（1） PbS + 2HAcPb2+ + H2S + 2Ac-（已知Ksp,PbS=9.0410-29，Ka,HAc=1.7610-5）（2） Cu2+ + H2S CuS（S） + 2H+（已知Ksp,CuS=1.2710-36，H2S的K1=9.110-8，K2=1.110-12）解：(1)反应 PbS + 2HAcPb2+H2S+2Ac- K= =2.810-19因
46、为K很小，所以反应逆向进行的程度较大。(2) 反应 Cu2+ + H2S CuS + 2H+K=7.881014因为K很大，所以反应正向进行的程度较大。第七章 氧化还原（部分习题及答案）1用氧化数法配平下列各反应方程式 （1）MnO4- + H+ + C2O42- Mn2+ + CO2 + H2O（2）Cl2 + I2 + H2O IO3- + Cl- + H+（3）PbO2 + Mn2+ + H+ MnO4- + Pb2+ + H2O（4）MnO4- + H2O2 + H+ Mn2+ + O2 + H2O（5）NO2- + H+ + I- NO + I2 + H2O（6）BrO3- + H+
47、 + I- Br- + I2 + H2O（7）*MnO4- + Mn2+ + H+ MnO2 + H+（8）*CrO2- + H2O2 + OH- CrO42- + H2O（9）*MnO4- + SO32- + OH- MnO42- + SO42- + H2O *为碱性物质，*为中性或弱酸性物质，其余为酸性物质，（4）有多套配平系数解（1）2MnO4- + 16H+ + 5C2O42- 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O（2）5Cl2 + I2 + 6H2O 2IO3- + 10Cl- + 12H+（3）5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+ 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O（
48、4）2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O2MnO4- + 7H2O2 + 6H+ 2Mn2+ + 6O2 + 10H2O（5）2NO2- + 4H+ + 2I- 2NO + I2 + 2H2O（6）BrO3- + 6H+ + 6I- Br- + 3I2 + 3H2O（7）*2MnO4- + 3Mn2+ + 2H+ 5MnO2 + 4H+（8）*2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- 2CrO42- + 4H2O（9）*2MnO4- + SO32- + 2OH- 2MnO42- + SO42- + H2O2用离子电子法配平下列各反应式（1）NaBiO
49、3 + Mn2+ + H+ Na+ + Bi3+ + MnO4- + H2O（2）S2O82- + Mn2+ + H2O MnO4- + SO32- + H+（3）MnO4- + H2S + H+ Mn2+ + S + H2O（4）S2O32- + I2 S2O62- + I-（5）Cr3+ + MnO4- + H2O Cr2O72- + Mn2+ + H+（6）H2O2 + H+ + I- I2 + H2O（7）Mn3+ + H2O MnO2 + Mn2+ + H+（8）*MnO42- + H2O MnO4- + MnO2 + OH-（9）*I2 + OH- I- + IO3- + H2O（
50、10）*HCOO- + MnO4- + OH- CO32- + MnO42- + H2O*为碱性物质，其余为酸性物质。解：（1）5NaBiO3 + 2Mn2+ + 14H+ 5Na+ + 5Bi3+ + 2MnO4- + 7H2O（2）S2O82- + Mn2+ + H2O MnO4- + SO32- + H+（3）MnO4- + H2S + H+ Mn2+ + S + H2O（4）S2O32- + I2 S2O62- + I-（5）Cr3+ + MnO4- + H2O Cr2O72- + Mn2+ + H+（6）H2O2 + H+ + I- I2 + H2O（7）Mn3+ + H2O MnO
51、2 + Mn2+ + H+（8）*MnO42- + H2O MnO4- + MnO2 + OH-（9）*I2 + OH- I- + IO3- + H2O（10）*HCOO- + MnO4- + OH- CO32- + MnO42- + H2O3298.15K及标准状态下，利用值判断下列反应能否自发进行（1）Ag + Cu2+ Cu + Ag+（2）Sn4+ + I- Sn2+ + I2（3）Fe2+ + H+ + O2 Fe3+ + H2O（4）S + OH- S2- + SO32- + H2O解（1）=0.7991V，=0.337V反应不能自发进行（2）=0.5355V，=0.15V，反应不
52、能自发进行（3）=1.229V，=0.771V反应能自发进行（4）=-0.447V，=-0.66V反应能自发进行4计算在298.15K时，下列反应的平衡常数（1）Ag+ + Fe2+ Ag + Fe3+（2）5Br- + BrO3- + 6H+ 3Br2 + 3H2O解（1）lgK= K=2.98（2）lgK= K=3.7210365在含有Cl-，Br-，I-的混合溶液中，欲使I-氧化为I2，而Br-和Cl-不被氧化，在常用的氧化剂Fe2(SO4)3和KMnO4中应选哪一种（酸性介质）？解:查附录知=0.771V =1.3595V =1.087V=0.535V =1.51V选择Fe2(SO4)
53、3，酸性介质，（在碱性介质中歧化）。6下述电池中的溶液当pH=9.18时，测得的电动势为0.418V；若被换另一个未知溶液测得电动势为0.312V，计算298.15K时未知溶液的pH值。(-)Pt|H2(100KPa)|H+(x molL-1)|饱和甘汞电极(+)解：氢电极：2H+ + 2e- H2 =0.0000+ lgP=100KPa ， C=1.00 molL-1时=-0.0592pH，令饱和甘汞电极的电极电势为甘，则甘+0.05929.18=0.418甘+0.0592pH=0.312pH=7.397下述自发电池；(-)A|A2+|B2+|B(+)；已知298.15k时当CA2+=CB2
54、+时的电动势为0.360V，问当CA2+=0.100 molL-1，CB2+=1.0010-4 molL-1时电池电动势为多少？解；E= E+lg,当 CA2+= CB2+时，E= 0.360VE= 0.360 + lg=0.271(V)8电池反应Zn2+ + 2H+ (? molL-1) Zn2+ (1.00 molL-1) + H2 (100kPa) 298.15k为测其电动势为+0.046V，求氢电极溶液中的pH值是多少？=-0.0592pH （ P=100KPa ， C=1.00 molL-1）E=-0.0592pH-(-0.763)=0.460(V)pH=5.12第八章 原子结构（部
55、分习题及答案）1符号3，2，0代表n，l，m各为何值的原子轨道？答：代表n=3，l=2，m=0的3d原子轨道。2氮的价电子构型是2s22p3，试用四个量子数分别表示每个电子的运动状态。答：2s22p3nlmms2s2200+1/2200-1/22s22p3211+1/2（或-1/2）21-1+1/2（或-1/2）210+1/2（或-1/2）3下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？（1）n=2，l=1，m=0； （2）n=2，l=2，m=1； （3）n=3，l=0，m=0；（4）n=3，l=1，m=1；（5）n=2，l=0，m=-1；（6）n=2，l=3，m=2；答：（1）合理。（2）不合理。因
56、为l受n的约束，最大只能取到n-1，且m的取值受l的限制。当n=2，m=1时，l只能取1。（3）合理。（4）合理。（5）不合理。m的取值受l的限制，m最大取到l，因此，当m=-1时，l只能取1。或当l=0时，m只能为0。（6）不合理。因为l受n的约束，最大只能为n-1，且m的取值受l的限制。当l=3，m=2时，n4。4在下列各组中填入合适的量子数，并指出电子所处的能级和电子所处的原子轨道。（1）n=？，l=2，m=2，ms =+1/2；（2）n=2，l=？，m=1，ms =-1/2；（3）n=3，l=1，m=？，ms =+1/2；（4）n=4，l=0，m=0，ms =？。答：（1）n=3（或大
57、于3的正整数），第三能级组中的一个3d轨道；（2）l=1，第二能级组中的一个2p轨道；（3）m=-1，0，+1。第三能级组中的一个3p轨道；（4）ms =-1/2，+1/2。第四能级组中的4s轨道。5试用s，p，d，f符号来表示下列各元素原子的电子结构：（1）18Ar （2）26Fe （3）53I （4）47Ag并指出它们各属于第几周期？第几族？答：电子结构周期与族18Ar1s22s22p63s23p6 第三周期，第A族（或零族）26Fe1s22s22p63s23p63d64s2 第四周期，第B族53I1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5第五周期，第A族47A
58、g1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1第五周期，第B族6已知四种元素的原子的外层电子层结构分别为：（1）4s2 （2）3s23p5 （3）3d24s2 （4）5d106s2试指出它们在周期系中各处于哪一周期？哪一族？哪一区？答：周期族区（1）四第A族s（2）三第A族p（3）四第B族d（4）六第B族ds7第四周期某元素，其原子失去3个电子后，在l=2的轨道内电子半充满，试推断该元素的原子序数，并指出该元素的名称。 答：由已知条件知，该原子失去3个电子后，电子构型是3d5，因而该元素的价电子是3d64s2。该元素的原子序数是26，铁元素。第九章 分子结构（部分习题及答案
59、）1比较下列离子对的半径大小Mg2+和Ca2+ Mg2+和Al3+ S2-和Se2- Fe2+和Fe3+答：同族元素，电荷相同的离子从上到下，离子半径越来越大；同一周期元素，正离子半径随离子电荷增大，离子半径减小；同一元素的离子，电荷越高，离子半径越小。半径大小原因Mg2+Al3+S2-Fe3+2分别写出下列离子的核外电子排布，并指出各属何种电子构型Be2+ 、Na+ 、Zn2+ 、Cu2+ 、Ag+ 、Pb2+ 、Mn2+ 、Fe3+ 、I-答：离子电子排布电子构型4Be2+1s22电子构型11Na+1s22s22p68电子构型30Zn2+1s22s22p63s23p63d1018电子构型2
60、9Cu+1s22s22p63s23p63d1018电子构型47Ag+1s22s22p63s23p63d104s24p64d1018电子构型82Pb2+1s22s22p63s23p63d104s24p64f144d105s25p65d106s218+2电子构型25Mn2+1s22s22p63s23p63d5不规则电子构型26Fe3+1s22s22p63s23p63d5不规则电子构型53I-1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p68电子构型3下列各对离子化合物中，哪一个具有较高的晶格能？试解释。（1）BaO和CaO； （2）CaO和KCl； （3）Na2S和K2Se；
61、答：对于相同类型的离子晶体来说，正、负离子的核间距越小（离子半径越小），离子电荷越高，晶格能越大。晶格能原因BaOCaO离子电荷相同，rCa2+KClrCa2+ r K+ ，rO2-K2SerNa+ r K+ ，rS2- r Se2- ；各正负离子电荷相同。4根据杂化轨道理论回答下列问题分子CH4H2ONH3CO2C2H4键角109.5104.5107.3180120（1）上表中各种物质的中心原子以何种类型杂化轨道成键？（2）NH3、H2O的键角为什么比CH4小？CO2键角为何是180？乙烯为何是120的键角？答：（1）分子中心原子中心原子采取的类型杂化轨道成键CH4Csp3等性杂化H2OHs
62、p3不等性杂化NH3Nsp3不等性杂化CO2Csp杂化C2H4Csp2杂化 （2） NH3分子中，N原子采取sp3不等性杂化，在杂化轨道中，有一条杂化轨道被孤对电子所占据，由于孤对电子不参与成键，孤对电子对成键电子对所占据的杂化轨道的排斥作用，使NH键之间的夹角由109.5被压缩到107.3。同理，H2O分子中有两对孤电子对，这个排斥作用使得键角被压缩得更严重，仅为104.3。对于CO2分子，由于中心原子C采取的是sp杂化，所形成的分子空间构型为直线形，因此，键角为180。对于C2H4分子，由于C原子采取sp2杂化，所形成的分子化学键之间的夹角为120。5某一化合物的分子式为AB2，A属于第A
63、元素，B属于第A元素，A和B在同一周期，它们的电负性分别为3.44和3.98，试回答下列问题：（1）已知AB2分子键角为103.3，试推测AB2分子中心原子A成键时采取的杂化轨道类型及AB2的空间构型。（2）AB键的极性如何？AB2的极性如何？（3）AB2分子间的作用力是什么？（4）AB2和H2O分子相比，哪一个熔、沸点高些？答：（1）根据元素的电负性和它们所处于同一周期可知，A为O元素，B为F元素，则AB2分子式为OF2。根据键角，知道该分子中O原子以sp3不等性杂化轨道与F原子成键，所以OF2分子的空间构型为角形（V）。（2）不同种元素成键，所以OF键为极性键，OF2分子呈角形，所以OF2
64、分子是极性分子。（3）OF2分子为极性分子，分子间存在取向力、诱导力、色散力，其中色散力是主要作用力。（4）由于OF2分子间不能形成氢键，所以OF2的熔、沸点比H2O的熔沸点要低些。6说明下列每组分子之间存在何种分子间作用力？（1）苯和CCl4 （2）甲醇和水 （3）HBr气体（4）He的水 （5）CO2气体答：（1）苯和CCl4 均为非极性分子，所以分子间只有色散力；（2）甲醇和水都是极性分子，分子间存在取向力、诱导力、色散力。另外，甲醇和水分子间还可以形成氢键；（3）HBr气体HBr分子为极性分子，因此，分子间存在取向力、诱导力、色散力。（4）He的水。He为非极性单原子分子、水是极性分子
65、，所以分子间存在诱导力、色散；（5）CO2气体。CO2为非极性分子，所以，分子间仅有色散力。第十章 配位化合物（部分习题及解答）1无水CrCl3和氨作用能形成两种配合物，组成相当于CrCl36NH3及CrCl35NH3。加入AgNO3溶液能从第一种配合物水溶液中将几乎所有的氯沉淀为AgCl，而从第二种配合物水溶液中仅能沉淀出相当于组成中含氯量2/3的AgCl，加入NaOH并加热时两种溶液都无味。试从配合物的形式推算出它们的内界和外界，并指出配离子的电荷数、中心离子的氧化数和配合物的名称。解：根据已知条件分析第一种配合物中的氯都存在于外界，第二种配合物中的氯只有2/3在外界；加入NaOH加热时两
66、种溶液都没有NH3味，因此两种配合物中NH3的都在内界。判断出两种配合物及其配离子的电荷数，中心离子的氧化数如下表。配合物配离子的电荷数中心离子的氧化数命名第一种Cr(NH3)6Cl3+3+3三氯化六氨合铬（）第二种Cr(NH3)5ClCl2+2+3二氯化一氯五氨合铬（）2.命名下列配合物，并指出中心离子及氧化数，配位体及配位数。（1）Co(NH3)6Cl2 （2）K2PtCl6 （3）Na2SiF6 （4）CoCl(NH3)5Cl2（5）Co(en)3Cl3 （6）CoCl(NO2)(NH3)4+解:题中给出的六个配合物的命名，中心离子及氧化数，配位体及配位数见下表。配合物中心离子配位体配位
67、数命名Co(NH3)6Cl2K2PtCl6Na2SiF6CoCl(NH3)5Cl2Co(en)3Cl3CoCl(NO2)(NH3)4+Co2+Pt4+Si4+Co3+Co3+Co3+NH3Cl-F-Cl-, NH3EnCl-,NO2,NH3666666二氯化六氨合钴（）六氯合铂（）酸钾六氟合硅（）酸钠二氯化一氯五氨合钴（）三氯化三乙二胺合钴（）一氯一硝基四氨合钴（）离子3.写出下列配合物的化学式 （1）二硫代硫酸合银（）酸钠（2）三硝基三氨合钴（）（3）氯化二氯三氨一水合钴（）（4）二氯二羟基二氨合铂（）（5）硫酸一氯一氨二（乙二胺）合铬（）（6）二氯一草酸根一（乙二胺）合铁（）离子解:题中给
68、出的六个配合物的化学式为（1） Na3Ag(S2O3)2,（2） Co(NO2)3(NH3)3, （3） CoCl2(NH3)3(H2O)Cl,（4） Pt(OH)2(NH3)2Cl2,（5） CrCl(NH3)(en)2SO4,（6） FeCl2(C2O4)(en)-4.根据价键理论指出下列配离子的成键情况和空间构型 （1）Fe(CN)63- （2）FeF63-（3）CrCl(H2O)52+（4）Ni(CN)42-解：题中给出的四个配离子的成键情况和空间构型见下表配合物中心离子杂化情况空间构型Fe(CN)63-FeF63-CrCl(H2O)52+Ni(CN)42-Fe3+,3d5Fe3+,3
69、d5Cr3+,3d3Ni2+,3d8d2sp3内轨杂化sp3d2外轨杂化d2sp3内轨杂化dsp2内轨杂化正八面体正八面体正八面体平面正方形5已知AlF63-的逐级稳定常数的对数值分别为6.13、5.02、3.85、2.74、1.63、0.74，试求它们的K稳和K不稳解:配离子各逐级稳定常数的乘积就是配离子的稳定常数，即：K=106.13105.02103.85102.74101.63100.47=1019.84K不稳=1.4510-206. 0.1molL-1 AgNO3溶液50ml，加入相对密度为0.932含氨18.24%的氨水30 ml后，加水稀释至100 ml，求此溶液中Ag+、Ag(
70、NH3)2+和NH3？（已知Ag(NH3)2+K稳=1.7107）解：CAg+=0.05 (molL-1)CNH3=3 (molL-1)在混合溶液中，由于配体浓度过量，而K稳很大，可以先假定0.05 molL-1的Ag+全部生成了配离子Ag(NH3)2+,再用Ag(NH3)2+的离解平衡来计算溶液中残留的Ag+。设：达平衡时离解出为x molL-1Ag+ 2NH3 Ag(NH3)2+初始浓度 (molL-1) 0 2.9 0.05平衡浓度 (molL-1) x 2.9+2x 0.05-xK稳=1.7107因为K稳值很大，x很小,所以0.05-x0.052.9+2x2.9解出 x=3.510-10Ag+=x=3.510-10 (molL-1)NH3= 2.9+2x2.9 (molL-1)Ag(NH3)2+=0.05-x0.05 (molL-1)7计算Ag(NH3)2+ +e Ag+ + 2NH3 体系的标准电极电势(已知Ag(NH3)2+K稳=1.7107,Ag+/Ag=0.80V)解：Ag(NH3)2+/Ag=Ag+/Ag +=0.80+=0.37 (V)