普通化学赵士铎第三版习题答案

普通化学赵士铎第三版

习题答案

文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

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。

凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液

b = molkg-1

T b = K b b = kgmol-1 molkg-1 =

T b = = 100.61℃

T f = K f b = kgmol -1 molkg -1 = T f = = -

= cRT = RT V

M

m /

化合物中C 、H 、O 原子数比为21：30：2 故该化合物的化学式为C 21H 30O 2

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)[-1107kJmol -1-(-1150 kJmol -1)] =90 kJmol -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){-143kJmol -1-(-286kJmol -1+3(-317kJmol -1)-(-1010kJmol -1)) =

kJmol -1

2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 kJmol -1)- mol -1= kJmol -1 r 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 kJmol -1

C(s)+O 2(g) r H m (1) CO 2(g) r H m (2) r H m (3) CO(g)+(1/2)O 2(g) 由题意知，r H m (1)<0, r H m (2)<0, r H m (3)<0 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

即：以碳直接作燃料时放热较多 2.6 C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) r H m = f H m (CO,g)+ (-1)f H m (H 2O,g)= kJmol

-1

-(-) kJmol -1

= kJmol

-1

C(s)+O 2(g)+H 2O(g) r H m (1) CO 2(g) +H 2O(g) r H m (2) r H m (3) CO(g)+H 2(g)+O 2(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：

（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 kJ

S: K-1 JK-1

S 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)] 283K

2Fe

2O

3

(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO

2

(g)

r H m(298K)=3f

H m(CO2,g)+(-2)f H m( Fe2O3,s)=mol-1

r S m(298K)=4

S m(Fe,s)+3 S m(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)= 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<0 r 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 = 40

4×(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)

2

22}/)H ({}/)H (}{/)Fe ({Θ+ΘΘ+Θ

=

c c p p c c K 2

24

)}2({)}1({)}3({ΘΘΘΘ

=

K K K K

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：

故： c (O 2,aq) = ×10-4 mol ·L -1 (2) K = ×10-3 = ×104

Q = 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 -1

ln K (383K) = -Δr G m (383K)/RT =

kPa 6.91)H ()I (HI)(kPa

2.12mol

20.0116kPa

mol 021.0)I ()H ()I (0.021mol L 10L mol 0021.0)I ()H ()I (kPa

116L

10K 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 3

21037.121

.0/)O (K)293(-Θ

Θ

?==c c K

K(383K) = ×10-3

K = p (CO2)/p

为防止反应正向自发，应保证 Q > K 故：p(CO2) > ×10-1 kPa

CCl

4(g) CCl

4

(l)

Δ

f H m/kJ·mol

-1 S m/J·K-1·mol-1

CCl

4(g) = CCl

4

(l)

Δ

r H m = ·mol

-1

Δ

r S m = kJ·mol

-1·K-1

所以CCl

4

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----??=-

??=-dt

dc dt

dc 略 解：

1

142111-431

1-42

111521

141

15111

14-1211511s 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 2

1092.1)L mol 400.0()2(s L mol 2108.4)L mol 200.0()1()

NOCl (---------------------------???=?????=???=????==≈??????=?????=?=???=?==υυυυυc k m k k kc m m

m

m ）（得：速率方程为

解：1

631532050320

10

3201

1-51

-1520

3010

s 106.2)7.2(s 103.1 7

.2s

L mol 103.1s L mol 105.3 ----?+----?+?=??=?====??????==r k k r k k r r r

k k

r k k

n

t

n t

解：

171

1131151

21212s 101.6 )K

600K 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。Mg 元素第一、第二电离能之和小于Al 元素第一、第二、第三电离能之和，所以气态Mg 原子的金属性强于Al 。

第六章 化学键与分子结构

(1) 错, (2) 错, (3) 错, (4) 错, (5) 对, (6) 错 离子, BeO>MgO>CaO>SrO>BaO,

BaCO 3>SrCO 3>CaCO 3>MgCO 3>BeCO 3

Fe2+ : [Ar]3d6, 9~17,

Fe3+ : [Ar]3d5, 9~17,

Pb2+ : [Xe]5d106s2 18+2,

Sn4+ : [Kr]4d10, 18,

Al3+ : [He]2s22p6, 8,

S2- : [Ne]3s23p6, 8,

Hg2+ : [Xe]5d10, 18.

: 非等性sp3杂化, V型, 极性;

OF

2

NF

: 非等性sp3杂化, 三角锥, 极性;

3

: 等性sp2杂化, 正三角型, 非极性;

BH

3

SiCl

: 等性sp3杂化, 正四面体, 非极性;

4

: 非等性sp3杂化, 三角锥, 极性;

NH

3

HCN : 等性sp杂化，直线型，极性；

PCl

: 非等性sp3杂化，三角锥，极性；

3

: sp3d杂化，三角双锥，非极性；

PCl

5

CS 2 : sp 杂化， 直线型， 非极性； SnCl 2: 非等性sp 3

杂化，V 型，极性。 6.5 C 2H 6 : sp 3; C 2H 4 : sp 2;

CH 3CCH : sp 3 sp sp;

CH 3CH 2OH : sp 3

; H 2CO: sp 2

; COCl 2: sp 2

. 正丁烷： 否；

1，3-丁二烯： 否； 2-丁炔： 是

HF HCl HBr HI; HF HCl HBr HI; HI HBr HCl HF; HF HI HBr HCl (1) ~ c; (2) ~ d; (3) ~ a; (4) ~ b (1) Fe 3+ 电荷高、半径小，极化力大于Fe 2+;

(2) Zn 2+

18电子构型，极化力、变形性大于Ca 2+

;

(3) Cd 2+ 18电子够型，极化力、变形性大于Mn 2+

。

ClO - ,ClO 2- ,ClO 3- ,ClO 4- 。

HClO 酸性强于HBrO 。成酸元素原子电负性大，含氧酸酸性强。

第七章酸碱反应

1（略）

O+ , OH-

2 H

3

3 (2)

4 (2)

O, 1/K w

5 H+ + OH- = H

2

H+ + B = HB(略去电荷)，K b/ K w

O, K a/ K w

HB + OH- = B- + H

2

HA + B = A + HB(略去电荷) K a K b/ K w

6 (1) K(正) = ×105 > K(逆)，易于正向反应

（2）K(正) = 2×10-11 < K(逆)，易于逆向反应（3）K(正) = ×102 > K(逆)，易于正向反应

（4）K(正) = ×10-8 < K(逆)，易于逆向反应

7 ×10-5 , ×10-13 , 小于

C 6H 5NH 2 + H + = C 6H 5NH 3+

c (C 6H 5NH 3+) = ·L -1

K a ( C 6H 5NH 3+) = K w / K b ( C 6H 5NH 2) = ×10-5

应用最简式计算溶液酸度： c (H +) = ×10-4mol/L pH =

10.57

pH 1074.3)/(/)OH (10/4

-81.2=?==>-ΘΘΘΘΘ

c c K c c K c c b b

1

-4-1-51-5205

225

L mol 101.0 L mol 105.8L mol 106.1)HNO ( 106.1/}/)H ({/)HNO (105.8/)H (??=??+??=∴?==?=---ΘΘ+Θ-Θ+c K c c c c c c a eq 81.210/>

a

K c c

K b1/ K b2 >

所以可忽略第二步离解，按最简式计算：

c (C 10H 14N 2) = ·L -1 - ×10-4 mol·L -1 = mol·L -1 c (C 10H 14N 2H +) = c (OH -) = ×10-4 mol·L -1 c (C 10H 14N 2H 22+) = cK b2 = ×10-11 mol·L -1

K b1(S 2-) = K w / K a2(H 2S) = K b2(S 2-) = K w / K a1(H 2S) = ×10-8

经判断，可忽略第二步离解，依近似式计算 S 2- + H 2O = HS - + OH -

C eq / mol·L -1 x x

81.241

10107/>?=ΘΘ

b K

c c 10.27

pH 109.1050.0100.7//)OH (471-=?=??=?=--Θ

ΘΘc

c K c c b 4.110.02

1

=-=Θ

x

x K

b

x=

即：c (OH -) = mol·L -1

pH =

c (S 2-) = mol·L -1 - mol·L -1 = mol·L -1 c (HS -) = c (OH -) = mol·L -1

c (H 2S) = cK b2 = ×10-8 mol·L -1

pH =

故：c (S 2-) = ×10-20 mol·L -1

20

-2

222221-2103.7 050

.010

.0102.9}/)H ({}S)/H ({/)S (?=??==-Θ+ΘΘΘΘ

c c c c K K c c a a

pOH =

c (NH 4+) = L / = L

M {(NH 4)2SO 4} = 0.5c(NH 4+)V (NH 4+)M {(NH 4)2SO 4}=11.9g

17)

Cit H (Cit)

H (23

.192.115.3)Cit H (Cit)

H (lg )

Cit H (Cit)

H (lg

p pH -23-23-231

=∴

=-=-=Θc c c c c c K a 2-2-2-2-2-2-22

100.7)

Cit H ()Cit H ( 85.292.177.4)Cit H ()Cit H (lg )

HCit ()Cit H (lg

p pH ?=∴=-=-=Θ

c c c c c c K

a 56.0)

NH ()

NH ( 25.000.575.4)NH ()NH (lg

)

NH ()

NH (lg

)NH (p pOH 4343433=∴-=-=-=+

++

Θc c c c c c K b