普通化学赵士铎(第三版)习题详细答案

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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

1.1 （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

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 88.0mol 34g L g 1000%0.3)O H ()O H ()O H (2222222222221-1

-2222222

-1

--1222222=+=+=

?=?=-=?=???==M b b n n n x w M w b M w c ρ

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 π = cRT =

RT V

m / 1-4-1-1m ol g 100.2kPa

499.0L 10.0K 300K m ol L 8.31kPa g 40.0??=??????==πV mRT M

1.7

21:2: 30 12

80.3 : 1610.2 : 15.9= 化合物中C 、H 、O 原子数比为21：30：2

1--1A b B f mol g 3105.00g

0.33K 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 2 1.8

-B 2B

B 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

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 mθ(NO,g)=(1/4){ ?r H mθ(1) - ?r H mθ(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)ΛΛΛΛΛ(5)

∴?f H mθ(N2H4,,g)=(1/4){ ?r H mθ(3) - ?r H mθ(4)+ 3??r H mθ(2) - ?r H mθ(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)

?r H mθ=2??r H mθ(4)- ?r H mθ(5)=2?(-286 kJ?mol-1)- 50.5kJ?mol-1= -622.5 kJ?mol-1

2.4 ?r H mθ=2?f H mθ(CO2,g)+3?f H mθ(H2O,l)+(-1)??f H mθ(CH3OCH3,l)+(- 3)?f H mθ(O2,g)

∴?f H mθ(CH3OCH3,l) =2?f H mθ(CO2,g) +3?f H mθ(H2O,l)- ?r H mθ= -183 kJ?mol-1 2.5

C(s)+O2(g) ?r H mθ(1) CO2(g)

?r H mθ(2) ?r H mθ(3)

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

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

Θ?r H mθ(1)= ?r H mθ(2)+ ?r H mθ(3)

?r H mθ(1)-?r H mθ(3)= ?r H mθ(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 mθ= ?f H mθ(CO,g)+ (-1)?f H mθ(H2O,g)=

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

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

?r H mθ(2) ?r H mθ(3)

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

Θ?r H mθ(1)= ?r H mθ(2)+ ?r H mθ(3) ∴?r H mθ(1) - ?r H mθ(3) = ?r H mθ(2)>0

由题意知，?r H mθ(1)<0, ?r H mθ(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 mθ>0）

2.10 不可以。因为物质的S mθ,不是指由参考状态的元素生成该物质（νB=+1）反应的标准摩尔熵。

2.11

?Hθ: -40 kJ -40 kJ

?Gθ: -38kJ -38 kJ

?Sθ: -6.7J?K-1-6.7 J?K-1

2.12

S n(白锡)=S n(灰锡)

?r H mθ(298K)= ?f H mθ(灰锡)+（-1）??f H mθ(白锡)=-2.1kJ?mol-1<0

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

∴反应在标准状态，低温自发。在转变温度，?r G mθ(T)=0

Θ?r G mθ(T)≈?r H mθ(298K)-T?r S mθ(298K)

T≈[?r H mθ(298K)/ ?r S mθ(298K)] ≈283K

2.13

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

?r H mθ(298K)=3?f H mθ(CO2,g)+(-2)??f H mθ( Fe2O3,s)=467.87kJ?mol-1

?r S mθ(298K)=4? S mθ(Fe,s)+3 S mθ(CO2,g)+(-2) ? S mθ( Fe2O3,s)+

(-3) ? S mθ(C,s)=557.98J?mol-1?K-1

反应在标准状态下自发进行：

?r G mθ(T)≈?r H mθ(298K)-T?r S mθ(298K)

T>[?r H mθ(298K)/ ?r S mθ(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 mθ(298K)=-79.51 kJ?mol-1>0

?r S mθ(298K)=189 J?mol-1?K-1>0

∴反应在标准状态, 任意温度均自发

2.14 (略)

2.15 2AsH3(g)=2As(s)+3H2(g)

?r H mθ(298K)=-132.8kJ?mol-1<0

?r S mθ(298K)=15.71J?mol-1?K-1<0

∴标准状态, 任意温度下AsH3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

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：

22}/)H ({}/)H (}{/)Fe ({Θ+ΘΘ+Θ

c c p p c c K 2

)}2({)}1({)}3({ΘΘΘΘ

K K K K 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 56

}

/)I (}{/)H ({}HI)/({222

==ΘΘΘΘ

p p p p p p K 3

-1-3-221037.1kPa/100kPa

101L mol 1/L mol 101.38K)293(/)O (/)O (-Θ

?=???==

K p p c c K

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) = 1

4.8kJ·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 -135.4 S m /J ·K -1·mol -1 309.74 216.4 CCl 4(g) = CCl 4(l)

Δr H m = 32.47kJ ·mol -1 Δr S m = 0.09334 kJ ·mol -1·K -1 所以CCl 4 的正常沸点为 T 1 = 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 。

21037.121

.0/)O (K)293(-Θ

?==c c K

第四章化学反应速率

4.1 不能

4.2 A 的物理意义为 P Z 0 ， 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 Z 0 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 (112112----??=-

??=-

dc dt

dc 4.6 略 4.7 解：

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 ）（得：速率方程为

4.8

12121122-31

22-1

21112221

11131

121121121112s 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 (2

31)/()(29131)/()(1

21)/()(s L mol 2

.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 n

m 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

（

4.9 解：1

631532050320

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

k k

r k k

n t

4.10 解：

711

131151

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

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

n l m m s 1 2 0 0 +1/2 2 2 0 0 - 1/2 3 2 1 0 +1/2 4 2 1 +1 +1/2 5

-1

+1/2

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

5.13 He > 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 。