普通化学 赵士铎 (第三版)习题答案之欧阳数创编

普通化学

时间：2021.03.02 创作：欧阳数

（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

1.1 （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。

1.3

1.4 凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液

1.5

b = 1.17 mol kg-1

T b= K b b= 0.52K kg mol-1 1.17 mol kg-1= 0.61K

T b = 373.76K = 100.61℃

T f= K f b= 1.86K kg mol-1 1.17 mol kg-1= 2.18K

T f = 270.87K = - 2.18

1.6 = cRT =

RT V

M

m/

1.7

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C21H30O2

1.8

第二章化学热力学基础

2.1 (1)错误；(2)正确；(3) 错误；（4）错误；(5)正确；(6)正确；(7) 错误；（8）错误

2.2 （1/4）[反应式（1）-反应式(2)]得：(1/2)N2(g)+(1/2)O2(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

2.3 （1/4）[反应式（3）-反应式(4)+3反应式(2)- 反应式(1)]得：

N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)(5)

f H m(N2H4,,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)) =

50.5 kJ mol-1

2反应式（4）-反应式（5）得：

N2H4(l)+ )O2(g)= N2(g)+2H2O(l)

H m(4)- r H m(5)=2(-286 kJ mol-1)- r H m=2r

50.5kJ mol-1= -622.5 kJ mol-1

2.4 r H m=2f H m(CO2,g)+3f H m(H2O,l)+(-

1)f H m(CH3OCH3,l)+(- 3)f H m(O2,g)

H m(CO2,g) +3f H m(H2O,l)-

f H m(CH3OCH3,l) =2f

-1

r H m=-183 kJ mol

2.5

C(s)+O2(g) H m(1) CO2(g)

H m(3)

r H m(2) r

CO(g)+(1/2)O2(g)

由题意知，r H m(1)<0, r H m(2)<0, r H m(3)<0

H m(2)+ r H m(3)

r H m(1)= r

H m(3)= r H m(2)<0

r H m(1)-r

即：以碳直接作燃料时放热较多

2.6 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

H m(CO,g)+ (-1)f H m(H2O,g)=

r H m= f

-110.5 kJ mol-1-(-)241.8 kJ mol-1=131.3 kJ mol-1

C(s)+O2(g)+H2O(g) r H m(1) CO2(g) +H2O(g)

H m(3)

r H m(2) r

CO(g)+H2(g)+O2(g)

H m(2)+ r H m(3)r H m(1) - r H m(3)

r H m(1)= r

= 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

2.7 均为熵增过程。

2.8 标准状态下：

?r H mθ?r S mθ

<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2.9 （2）（反应为气体物质的量增加的过程，r S m>0）2.10 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。

2.11

H: -40 kJ -40 kJ

G: -38kJ -38 kJ

S: -6.7J K-1 -6.7 J K-1

2.12

S n(白锡)=S n(灰锡)

H m(灰锡)+（-1）f H m(白锡)=-

r H m(298K)= f

2.1kJ mol-1<0

S m(灰锡)-S m(白锡)=-7.41J mol-1K-1<0 r S m(298K)=

反应在标准状态，低温自发。在转变温度，r G m(T)=0

H m(298K)-T r S m(298K)

r G m(T)r

T[r H m(298K)/ r S m(298K)]283K

2.13

2Fe2O3(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO2(g)

H m(CO2,g)+(-

r H m(298K)=3f

2)f H m( Fe2O3,s)=467.87kJ mol-1

S m(Fe,s)+3S m(CO2,g)+(-2) r S m(298K)=4

S m( Fe2O3,s)+

(-3)S m(C,s)=557.98J mol-1K-1

反应在标准状态下自发进行：

H m(298K)-T r S m(298K)

r G m(T)r

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)+CO2(g)

r H m

(298K)=-79.51 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 2.14 (略)

2.15 2AsH 3(g)=2As(s)+3H 2(g)

r H m

(298K)=-132.8kJ mol -1<0

r S m

(298K)=15.71J 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

3.1 （1） 正确， （2） 错误， （3） 错误。 3.2 K = 40

3.3

3.4 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)

3.5 pV = nRT

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 116kPa

mol 021.00.021mol L 10L mol 0021.0)I ()H ()I (kPa

116L

10K 698K mol L 8.31kPa mol 20.01-2221-1?=??====?????==-V c n n V nRT p

故对于反应 H 2(g) + I 2(g) = 2HI(g)

3.6

(1)

O 2(g) = O 2(aq)

P (O 2) = 21.0kPa 时：

故： c (O 2,aq) = 2.88×10-4 mol ·L

-1

(2) K = 85.5/1.37×10-3

= 6.24×104

3.7 Q = 4 逆向自发 Q = 0.1 逆向自发

3.8 Ag 2CO 3(s) = Ag 2O(s) + CO 2(g)

Δr G m (383K) = 14.8kJ·mol

-1

ln K (383K) = -Δr G m (383K)/RT = -4.65

K (383K) = 9.56×10-3 K = p (CO 2)/p

为防止反应正向自发，应保证 Q > K

故： p (CO 2) > 9.56×10-1

kPa

3.9 CCl 4(g) CCl 4(l)

Δf H m /kJ ·mol -1

-102.93 -3

21037.121

.0/)O (K)293(-Θ

Θ

?==c c K

135.4

S m/J·K-1·mol-1 309.74 216.4 CCl4(g) = CCl4(l)

Δr H m = 32.47kJ·mol-1

Δr S m = 0.09334 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

4.1 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。

4.3 Z0基本不变，P不变，f大，k大，v大。

4.4 直线

4.5

,

s

L

mol

0.4

)

N

(

,

s

L

mol

0.6

)

H

(1

1

2

1

1

2-

-

-

-?

?

=

-

?

?

=

-

dt

dc

dt

dc

4.6 略4.7 解：

1

142111-431

1-42

111521141

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 (2

s 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

4.8

4.9 解：1

631532050320

10

3201

1-51

-1520

3010s 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

4.10 解：

1

711

1

31

1

5

121

212s 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

5.1 原子发射光谱, 电子衍射 5.2 确定, 动量, 不确定, 轨道 5.3 (2), (4)正确

5.4 波函数, 电子的几率密度 5.5 (1) 5.6

5.7 (3)

5.8 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)

5.9 (略)

5.10 4s, 3d, 4p

5.11 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)

5.12 一,二,三主族元素,镧系元素, 第六周期镧后元素

5.13He > H, Ba > Sr, Ca > Sc, Cu > Ni, La > Y, Zr > Ti, Zr > Hf

5.14 (3), (2)

5.15 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。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

6.1 (1) 错, (2) 错, (3) 错, (4) 错, (5) 对, (6) 错

6.2 离子, BeO>MgO>CaO>SrO>BaO,

BaCO3>SrCO3>CaCO3>MgCO3>BeCO3

6.3 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.

6.4 OF2 : 非等性sp3杂化, V型, 极性;

NF3 : 非等性sp3杂化, 三角锥, 极性;

BH3 :等性sp2杂化, 正三角型, 非极性;

SiCl4 : 等性sp3杂化, 正四面体, 非极性;

NH3 : 非等性sp3杂化, 三角锥, 极性;

HCN : 等性sp杂化，直线型，极性；

PCl3 : 非等性sp3杂化，三角锥，极性；

PCl5 : sp3d杂化，三角双锥，非极性；

CS2 : sp杂化，直线型，非极性；

SnCl2: 非等性sp3杂化，V型，极性。

6.5 C2H6 : sp3; C2H4 : sp2;

CH3CCH : sp3 sp sp;

CH3CH2OH : sp3; H2CO: sp2; COCl2: sp2.

6.6 正丁烷：否；

1，3-丁二烯：否；

2-丁炔：是

6.7 HF HCl HBr HI; HF HCl HBr HI; HI HBr HCl HF; HF HI HBr HCl

6.8 (1) ~ c; (2) ~ d; (3) ~ a; (4) ~ b

6.9 (1) Fe3+电荷高、半径小，极化力大于Fe2+;

(2)Zn2+ 18电子构型，极化力、变形性大于Ca2+;

(3)Cd2+ 18电子够型，极化力、变形性大于Mn2+。

6.10 ClO- ,ClO2- ,ClO3- ,ClO4-。

6.11 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）

2H3O+ , OH-

3(2)

4(2)

5H +

+ OH -

= H 2O, 1/K w

H +

+ B = HB(略去电荷)， K b / K w HB + OH - = B -

+ H 2O, K a / K w

HA + B = A + HB(略去电荷) K a K b / K w

6(1) K (正) = 1.9×105

> 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) = 1.4×102 > K (逆)，易于正向反应 （4） K (正) = 6.2×10-8 < K (逆)，易于逆向反应 7 6.4×10-5

, 1.7×10-13

, 小于

7.8

7.9 7.10

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

c (C 6H 5NH 3+) = 0.020mol ·L -1

10.57

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

-81

.2=?==>-ΘΘΘΘ

Θc 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 a ( C 6H 5NH 3+) = K w / K b ( C 6H 5NH 2) = 2.2×10-5

应用最简式计算溶液酸度： c (H +

) = 6.6×10-4

mol/LpH = 3.2 7.11

K b1/ K b2 > 101.6

所以可忽略第二步离解，按最简式计算：

c (C 10H 14N 2) = 0.050mol·L -1 - 1.9×10-4 mol·L -1 =

0.050 mol·L

-1

c (C 10H 14N 2H +) = c (OH -) = 1.9×10-4 mol·L -1 c (C 10H 14N 2H 22+) = c K b2 = 1.4×10-11 mol·L -1

7.12

K b1(S 2-) = K w / K a2(H 2S) = 1.4 K b2(S 2-) = K w / K a1(H 2S) = 7.7×10-8

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 0.10-x x x

81

.241

10107/>?=Θ

Θb K c c 10.27

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

c K c c b 4.110.02

1

=-=Θx

x K

b

x= 0.094

即：c (OH -) = 0.094 mol·L -1

pH = 12.97

c (S 2-) = 0.10 mol·L -1 - 0.094 mol·L -1 = 0.01

mol·L

-1

c (HS -) = c (OH -) = 0.094 mol·L -1 c (H 2S) = c K b2 = 7.7×10-8 mol·L -1

7.13

pH = 1.30

故：c (S 2-) = 3.7×10-20 mol·L

-1

7.14

20

-2

222221-210

3.7 050.010.0102.9}/)H ({}S)/H ({/)S (?=??==-Θ+ΘΘΘΘ

c c c c K K c c a a 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 ?=∴=-=-=Θc c c c c c K

a

7.15 pOH = 5.00

c (NH 4+) = 0.10mol/L /0.56 = 0.18mol/L

M {(NH 4)2SO 4}

=

0.5c(NH 4+

)V (NH 4+

)M {(NH 4)2SO 4}=11.9g

7.16

因系统中含有2缓冲对，且酸与碱的浓度比均在缓冲范围内，所以此溶液具有酸碱缓冲能力。

若两级酸常数相差较大，则酸碱浓度比将超出缓

冲范围，失去缓冲性质。

7.17 甘氨酸：不移动；谷氨酸：向正极运动；赖氨酸：

20.0)

HA ()A ( 7.0)p p (21p -pH )HA ()A (lg )

HA ()A (lg

p pH 20.0)HA (A)H ( 7.0)p p (21pH p )HA (A)H (lg )

HA (A)

H (lg

p pH 7

.3)p p (2

1

pH --2212--2--22

-22

11-2-2121=-=-==∴+==-=-=-=∴-==+=Θ

ΘΘΘ

Θ

ΘΘΘΘΘc c K K K c c c c K

c c K K K c c c c K K K a a a a a a a a a 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

向负极运动

第八章 沉淀—溶解反应

8.1

K sp (AgBr) = {c (Ag +)/c }{ c (Br -)/c } K sp (Ag 2S) = {c (Ag +)/c }2{ c (S 2-)/c }

K sp {Ca 3(PO 4)2} = {c (Ca 2+)/c }3{ c (PO 43-)/c }

K sp (MgNH 4AsO 4) = {c (Ca 2+)/c }{ c (NH 4+)/c }{c (AsO 43-)/c } 8.2

(1) (2) (3)

8.3 PbCO 3计算结果偏低

8.4 因氢氧化铁在水中溶解度极小，溶液pH 约等于7.0 8.5

（2）

mol/L

1012.14

43

-ΘΘ

?==sp

K c

s mol/L

102.1/)Mg (2

)OH (2152--Θ

+Θ

Θ?===c

c K c c s sp

mol/L 106.2)

100.1(mol/L

1064.2}/)OH ({)Fe (183

7393-3---ΘΘΘ

+

?=??=?==c c K c c s sp

8.6

CaF 2 = Ca 2+

+ 2F -

F － + H +

= HF

根据：2c (Ca 2+

) = c (HF) + c (F -) = 2s ，得：c (F -

) = 2s /1.028

K sp (CaF 2) = (s/c )(2s/1.028c )2S = 3.38×10-4

mol/L

8.7 CaF 2、CaCO 3和MnS, KClO 4

8.8 此系统为多重平衡系统，所以：

8.9 c (NH 3) = 0.050mol/L

故有氢氧化镁沉淀生成。

为防止沉淀生成，c (OH -

)/c 的最大值为： 8.10

故不被沉淀的离子M 2+的硫化物的溶度积最小为：

028.0)

F (HF)

( )F (HF)(lg

- HF)(p pH --=∴=Θc c c c K a mol/L 101.36mol/L )100.2(10

46.11096.4)CO (}/)F ({/)CO ()CaF ()

CaCO (6-2410

9-23

2

--2323?=????==---ΘΘ

Θ

Θ

c c c c c K K sp sp }

M g(OH){103.2)105.9(25.0}/)OH (}{/)M g ({ 105.900501076.1)/(/)OH (27242-24

5-Θ

--ΘΘ+--ΘΘΘ>?=??=?=??==

∴sp b K c c c c c c K c c

K sp = {c (M 2+)/c }{c (S 2-)/c }=0.01×1.0×10-21=1×10-23,

所以，Mn 2+

, Ni 2+

不被沉淀。

离子被完全定性沉淀时，c (M 2+

)≤10-5

mol/L,g 故可被沉淀完全的硫化物溶度积的最大值为：

K sp = 10-5×1×10-21 = 10-26

所以可被沉淀完全的离子为：Pb 2+,Cd 2+,Hg 2+,Cu 2+

。 8.11 欲使Fe(OH)3沉淀完全：

欲使Fe(OH)2不发生沉淀：

所以应控制pH 约在2.8~6.5 范围。 8.12 （略）

8.13 CuCO 3(计算得CuCO 3的溶解度为 1.2×10-5

mol/L,即

CuCO 3饱和水溶液的体积浓度为0.76mg/L)

8.14 c (CO 32-)/c = K a2(H 2CO 3) = 5.61×10

-11

{

c (Ca)/c }{ c (CO 32-)/c }=5.61×10-12

<

K sp (CaCO 3)

所以无沉淀生成，不能用硝酸钙溶液代替氢氧化钙溶液来检验CO 2 。原因是溶液碱度较低，CO 32-

不是CO 2的主要存在形体，即其浓度过低。 8.15 （有关数据：

K sp (CaCO 3)=4.96×10-9,

6.49

pH 103.12 /)OH (05

.0}

Fe(OH){

/)OH (8--2-????ΘΘΘ

c c K c c sp

K sp (ZnCO 3)=1.19×10-10,

K sp (MgCO 3)=6.82×10-6, K sp (NiCO 3)=1.3×10-7, K sp {Ca(OH)2}=5.5×10-6,K sp {Zn(OH)2}=6.68×10-7, K sp {Mg(OH)2}=5.61×10-12,

K sp {Ni(OH)2}=5.47×10-16,K sp {Fe(OH)3}=2.64×10-39)

在c (CO 32-

) = 0.10mol/L 的碳酸钠水溶液中： 对于两价离子M 2+

的氢氧化物:

Q = {c (M 2+)/c }{ c (OH -)/c }2 = 1.78×10-6

对于两价离子的碳酸盐：

Q = {c (M 2+)/c }{ c (CO 32-)/c } = 10-2

所以生成的沉淀是：

CaCO 3, Mg 2(OH)2CO 3 , Zn 2(OH)2CO 3 , Ni 2(OH)2CO 3 对于三价离子Fe 3+

:

Q = {c (Fe 3+)/c }{ c (OH -)/c }3 = 7.0×10-9 > K sp {Fe(OH)3}

所以生成Fe(OH)3 16 (4)

3

41

-1012.40101078.110.0/)OH (--ΘΘ?=??=?=b K c c