答案解析--人民卫生出版社 第七版 基础化学

第一章

1解 因为现代化学几乎与所有的科学和工程技术相关联，起着桥梁和纽带作用；这些科学和技术促进了化学学科的蓬勃发展，化学又反过来带动了科学和技术的进展，而且很多科技进步以化学层面的变革为突破口。因此，化学是一门中学科学。化学和医学的关系极为密切，无论是制药、生物材料、医学材料、医学检验，还是营养、卫生、疾病和环境保护，乃致对疾病、健康、器官组织结构和生命规律的认识，都离不开化学。

2解 国际单位制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。其中SI单位分为SI基本单位和SI导出单位两大部分。SI单位的倍数单位由SI词头加SI单位构成。例如mg、nm、ps、μmol、kJ等等。

3 (1) 2.0321 g (2) 0.0215 L (3) pKHIn＝6.30 (4) 0.01﹪ (5) 1.0×10-5 mol 解 (1) 5位，(2) 3位，(3) 2位，(4)1位，(5)2位。 4解 RE?0.1023?0.10240.1024??0.00010.1024??0.001??0.1%

Π?cRT?{c}?[c]?{R}?[R]?{T}?[T]?({c}?{R}?{T})?([c]?[R]?[T])5解 ?({c}?{R}?{T}) mol?L-1?J?K?1?mol ?({c}?{R}?{T}) N?m?dm?3?1?K?({c}?{R}?{T}) J?L3?2?1

?({c}?{R}?{T})?10 N?m?({c}?{R}?{T}) kPa 式中，花括号代表量的值，方括号代表量的单位。

6解 1 mi3 = 1.609 3443 km3 = 4.168 182 km3，所以水资源的总体积

V = (317 000 000 + 7 000 000 + 2 000 000 + 30 000) × 4.168 182 km3 = 1.3590 ×109 km3 7解

n(NaOH) ? 1000 g ? ? 0.25 mol(23.0?16.0?1.00) g?mol1 kg-10.010 kg

n(1212Ca2?) ? 0.100 kg12?40.08 g?mol1000 g ? ? 4.99 mol1 kg-10.100 kg1000 g ? ? 1.89 mol1 kg-1

n(Na2CO3) ? 12?(2?22.99?12.01?3?16.00) g?mol8解

n(ZnCl2) ? 350 g(65.39?2 ? 35.45) g?mol-1 ? 2.57 mol

c(ZnClb(ZnCl) ? 2) ? 1000 mL-1 ? ? 3.48 mol?L739.5 mL1 L 2.57 mol650g1000 g-1 ? ? 3.95 mol?kg1 kg2.57 mol29解

c(K) ? ?20 ?10 g39.1 g?mol-3-1-31000 mL1000 mmol-1 ? ? ? 5.1 mmol?L100 L?1 L1 mol

c(Cl) ? -366 ?10 g35.45 g?mol-11000 mL1000 mmol-1 ? ? ? 103 mmol?L 100 L?1 L1 mol 1

10解 设称取含结晶水的葡萄糖(C6H12O6·H2O)的质量为m,

?(C6H12O6?H2O) ? m ? ? m?27.5 gc(C6H12O6) ? x(C6H12O6) ? 50.0 g?L-1-1(6?12.0?12?1.01?6?16.0) g(6?12.0?12?1.01?6?16.0?2?1.01?16.0) g1? 50.0 g?L-1 0.500 L

(6?12.0?12?1.01?6?16.0) g?mol0.278 mol ? 0.278 mol?L-10.28 mol ?(1000-50) g/[(2?1.01?16.0) g?mol19.0 g?L-1-1 ? 0.0052611解

V(NaCl) ? 5.0 g ?(23.0?35.5) g23.0 g ? ? 1.4 L

12解 ∵ 10KI + 2KMnO4 + 8H+ = 12K+ + 2MnO2 + 5I2 + 4H2O ∴ n(KI ? 1KMnO51) ? n( I2)? 41220.508 g?(2?126.9) g?mol-1 ? 0.00 4mol

第二章

1解 根据 xA?nAnA?nB,

n(H2O)?100g18.0g?mol-1?5.56mol n(蔗糖)?10.0g342g?mol?1?0.0292mol

x(H2O)?n(H2O)n(H2O)?n(蔗糖)0?5.56mol5.56mol?0.0292mol?0.995

p?px(H2O)?2.34kPa?0.995?2.33kPa

2解 (1) n(甲)?1.68g342g?mol2.45g690g?mol?1?1?0.004912mol

n(乙)??0.003551mol

b（甲）?0.004912mol0.0200kg?0.2456mol?kg?1

?0.1775mol?kg?1b（乙）?0.003551mol0.0200kg

溶液乙的蒸气压下降小，故蒸气压高。

（2）乙溶液浓度变浓, 甲溶液浓度变稀。因为浓度不同的溶液置于同一密闭容器中，

2

由于bB不同，P不同， 蒸发与凝聚速度不同。乙溶液蒸气压高，溶剂蒸发速度大于甲溶液蒸发速度，所以溶液乙中溶剂可以转移到甲溶液。

（3）设由乙溶液转移到甲溶液的水为x(g), 当两者蒸气压相等时，则

b(甲)?b（乙）

0.004912mol(20.00?x)g?0.003551mol(20.00?x)g

x = 3.22g

3.解 ?Tb?Tb?Tb0?(100.51?273.15)K?(100.00?273.15)K?0.51K bB?ΔTbKb?0.51K0.512K?kg?mol?1?0.996mol?kg?1

Mr?mbBV?2.80g0.996mol?kg?1?0.100kg?1?28.1g?mol?1

?Tf?KfbB?1.86K?kg?mol?0.996mol?kg?1?1.85K

该溶液的凝固点Tf为-1.85℃

04. 解 ?Tb?Tb?Tb?0.17K

bB?ΔTbKb?0.17K0.512K?kg?mol?1?0.332mol?kg?1

Mr?mbB?0.538g0.0100kg?0.332mol?kg?1?162g?mol?1

尼古丁的分子式为： C10H14N2

ΔTfKf1.62K5.10K?kg?mol?15

bB???0.318mol?kg?1Mr?mbB?3.24g0.0400kg?0.318mol?kg?1?255g?mol?1

此溶液中硫原子是由8个硫原子组成。

6. 解 对于非电解质溶液?Tf?KfbB，电解质溶液ΔTf?iKfbB，故相同浓度溶液的

3

凝固点的大小顺序是： ⑶＞⑴＝⑵＞⑷

7. 解 根据非电解质溶液??cRT, 电解质溶液??icRT,渗透压大小顺序是：

⑷ ＞ ⑵ ＞ ⑶ ＞ ⑴

8. 解 由于 NaCl 在水溶液中可以电离出2倍质点数目，该溶液的渗透浓度可认为

{c0s}mol?L-1?{2bB}mol?kg?1：

2bB?0.26K1.86K?kg?mol?1?0.140mol?kg?1

-1

所以（1）正确，氯化钠溶液的渗透浓度应为140 mmol·L

9.解 c(白蛋白)?Π?RT0.717kPa8.314kPa?L?mol?1?K-1?(273?25)K4?2.89?10?1?4mol?L?1

M（白蛋白）?2.00g2.89?10?4mol?L?0.100L-1?6.92?10g?mol

10.解 bB?0.52K1.86K?kg?mol?1?0.280mol?kg?1

泪水的渗透浓度为280mmol?L?1。

Π?0.28mol?L ?722kPa?1?8.314kPa?L?mol?1?K-1?(273?37)K

11．解 若两溶液在同一温度下结冰，则 b(尿素)?b（某非电解质），

m/MV?Tf?KfbB?Kfr

有

1.50g/60.05g?mol200g?1?42.8g/M1000gr

M?343g?mol?1r

?112.解 b(NaCl)?0.020mol0.100kg?0.20mol?kg

?1b(Na2SO4)?b(MgCl)?20.010mol0.100kg0.040mol0.100kg?0.10mol?kg?0.40mol?kg

?1

他们在溶液中完全电离，溶液中总质点数目为：

4

b(总)?2?b(NaCl)?3?b(Na2SO4)?3?b(MgCl ?2?0.20mol?kg ?1.9mol?kg?1?12)?1?3?0.10mol?kg?1?3?0.40mol?kg

?Tb?0.512K?kg?mol?1?1.9mol?kg?1?0.97K

第三章

1.解 用浓度计算：

π=icRT=2×0.0050 mol·L×8.314 J·mol·K×298 K×用活度计算：

π’=icRT=2×0.0050 mol·L-1×0.92×8.314 J·mol -1·K-1×298 K× 2. 指出下列各酸的共轭碱：H2O、H3O、H2CO3、HCO酸 共轭碱

H2O OH

-+

?3-1 -1-1

1kPa?L1J=25 kPa

1kPa?L1J=23 kPa

--

?、NH?、NH3CH2COO、H2S、HS。 4H3O H2O

+

H2CO3

HCO?3HCOCO?3

?NH4 ?NH3CH2COO

-

H2S HS-

HS- S2-

2?3

NH3

NH2CH2COO-

3. 指出下列各碱的共轭酸：H2O、NH3、HPO碱

H2O

+

2?4-?2??、[Al(H2O)5OH]2+、 NH2、CO3、NH3CH2COO。

NH3

?NH4

HPO2?4

NH?2

[Al(H2O)5OH] [Al(H2O)6]

3+

2+

CO2?3

?3?NH3CH2COO

-

共轭酸 H3O

H2PO4?NH3

HCO

?NH3CH2COOH

4.答 (1) 在H3PO4溶液中存在下列质子转移平衡： H3PO4 (aq) + H2O(l)

H2PO4(aq) + H2O(l)HPO2?4?H2PO4(aq) + H3O(aq) HPO3?2?4?+

(aq) + H3O+(aq)

+

(aq) + H2O(l)

PO4(aq) + H3O(aq)

H2O(l) + H2O(l)

H3O+(aq) + OH-(aq)

2?4由于Ka1>>Ka2>>Ka3，各离子浓度由大到小为：[H3O+]≈[H2PO?]>[HPO4?[PO3]。其中H3O浓度并不是PO4浓度的3倍。 4]>[OH-]>

+3? (2) NaHCO3在水溶液中存在下列质子转移平衡：

HCO?3(aq) + H2O(l)

CO2?3(aq)+ H3O+(aq)

5

pH=7.01

（3）由于n(HCl)=n(Na2CO3)，生成0.10 mol·L-1/2= 0.050 mol·L-1的NaHCO3， [H3O+]=Ka1(H2CO3)?Ka2(H2CO3)?4.5?10?7?4.7?10?11 mol?L?1?4.6?10?9 mol?L?1

pH=8.34

23.解 （1） H3PO4(aq) + Na3PO4(aq) = NaH2PO4(aq) + Na2HPO4(aq) 初始时：V×0.20 mol·L V×0.20 mol·L

反应后： V×0.20 mol·L-1 V×0.20 mol·L-1

溶液中[Na2HPO4] =[NaH2PO4] = (V/2V)×0.20 mol·L= 0.10 mol·L

Ka2 =

[H3O][HPO[H2PO4]??2?4-1-1

-1-1

]， [H3O+ ]= 6.1×10-8 mol·L-1， pH=7.21

（2） HCl(aq) + Na2CO3(aq) = NaHCO3(aq) 初始时：V×0.10 mol·L V×0.20 mol·L

反应后： V×0.10 mol·L V×0.10 mol·L

溶液中[Na2CO3]= [NaHCO3] =(V/2V)×0.10 mol·L-1= 0.050 mol·L-1

Ka2 =

[H3O][CO[HCO?3?2?3-1-1

-1-1

]]，[H3O+ ]= 4.7×10-11 mol·L-1， pH=10.32

24.解 PbI2 = Pb2+ + 2I- Ksp(PbI2) = [Pb2+][I-]2=S(2S)2=4S3

S=[Pb] =3Ksp/4?39.8?10?9/4 mol·L= 1.3×10 mol·L

PbSO4 = Pb2+ + SO42- Ksp(PbSO4) = [Pb2+][SO42-]= S2

S=[Pb] =Ksp?2+2+

-1

-3

-1

2.53?102+

?8mol·L=1.59×10 mol·L

-

-1-4-1

25.解 Mn(OH)2(s) = Mn(aq) + 2OH(aq) [Mn2+][OH-]2=Ksp (1) S(2S)=Ksp, S=

2

3Ksp4?32.06?104?13mol·L-1= 3.72×10-5 mol·L-1

(2) [Mn2+] = S =3 .72×10-5 mol·L-1， [OH-] =2S = 7.44×10-5 mol·L-1 (3) [OH]= 0.10mol·L

S=[Mn] =

2+

-

-1

Ksp[OH]?2?2.06?10(0.10)?132mol·L-1=2.1×10-11 mol·L-1

(4) [Mn2+] = 0.20 mol·L-1

11

S=

Ksp4[Mn2?]?2.06?10?134?0.20mol·L =5.1×10mol·L

-1-7 -1

26.解 溶液中，[Mn2+]=0.20 mol·L-1×100.0 mL/(100.0 mL+100.0mL)= 0.10 mol·L-1 [NH3]=0.10 mol·L×100.0 mL/(100.0 mL+100.0 mL)= 0.050 mol·L 由Ksp=[Mn2+][OH-]2，得 [OH-] =Ksp/[Mn2?-1-1

]?2.06?10?13/0.10mol·L-1=1.4×10-6 mol·L-1

??由Kb?[NH4][OH]，得

[NH3][NH]??4[NH3]?Kb[OH]??0.050?1.8?101.4?10?6?5mol?L?1L ?0.64mol·

-1

m(NH4Cl) =0.64 mol·L-1×0.200 L×53.5 g·mol-1=6.8 g 27. 解 (1) 反应前，溶液中 n(H3PO4)=0.10 mol·L×1.0 L=0.10 mol, n(NaOH)=6.0 g/(40 g·mol-1)=0.15 mol,

n(NaOH)-n(H3PO4)=0.15 mol-0.10 mol=0.05 mol 反应 H3PO4(aq) + NaOH(aq) = NaH2PO4(aq) + H2O(l) 初始时/mol 0.10 0.15 平衡时/mol 0.15-0.10

=0.05 0.10

继续反应 NaH2PO4(aq) + NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + H2O(l) 初始时/mol 0.10 0.05 平衡时/mol 0.10-0.05

=0.05 0.05

所以平衡时[Na2HPO4]=[NaH2PO4] = 0.050 mol·L

由Ka2 =

[H3O][HPO[H2PO]?4?2?4-1

-1

]，得 [H3O+]= 6.1×10-8 mol·L-1， pH=7.21

(2) П =∑icRT =[c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(Na+)]RT

=(0.050+0.050+3×0.050) mol·L-1×8.314 J·mol-1·K-1×(273+37) K×=644 kPa

12

1kPa?L1J

(3) 溶液的渗透浓度为

18 g·L-1/(180 g ·mol-1) + (0.050+0.050+3×0.050) mol·L-1=0.35 mol·L-1，

与血液相比，为高渗溶液。

28. 解 (1)混合后溶液中，c(MgCl2)=0.10 mol·L，c(NH3·H2O) =0.10 mol·L ∵ cKb>20Kw, c/Kb>500 ∴[OH] =

--1

-1

Kbc(NH3)?1.8?10?5?0.10mol?L?1?1.3?10?3mol?L

?1

IP=[Mg2+][OH-]2=0.10×(1.3×10-3)2=1.7×10-7＞Ksp{Mg(OH)2}，有沉淀生成 (2)要使沉淀溶解，设需加入x g NH4Cl，则：

[OH-]≤

Ksp[Mg2?]?5.61?100.10?12?110 mol·L mol?L=7.5×

-6-

∴ [NH4]=

-1

+

Kb?[NH3?H2O][OH]??1.8?10?5?0.10?67.5?10-1

?1L mol?L=0.24 mol·

-1

x=0.24 mol·L×(0.50L+0.50L)×53.5g· mol=12.8 g

第四章

1. 答 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。血液中溶解的CO2与HCO?3组成缓冲系。正常人体[HCO?3]/[CO2(aq)]为20/1，pH=7.40。若pH<7.35，

?3发生酸中毒，pH>7.45，发生碱中毒。当酸性代谢产物增加时，抗酸成分HCO增加的H2CO3可通过加快呼吸以CO2的形式呼出；消耗的HCO?3与H3O+结合，

则由肾减少对其的排泄而得以

补充；当碱性代谢产物增加时，[OH-]与H3O+生成H2O，促使抗碱成分H2CO3离解以补充消耗的H3O+。同理，减少的H2CO3及增加的HCO?3可通过肺和肾来调控。血液中的H2CO3–HCO?3缓冲

系与其他缓冲系共同作用，维持pH 为7.35~7.45的正常范围。

2.解 缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，表示单位体积缓冲溶液pH发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量。影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比：缓冲比一定时，总浓度越大缓冲容量越大；总浓度一定时，缓冲比越接近于1缓冲容量越大。总浓度及缓冲比相同的HAc-NaAc和H2CO3-HCO相同。

3.解 可用来配制缓冲溶液的是：(1) HCl + NH3·H2O、(2) HCl + Tris、(4) Na2HPO4

13

?3缓冲系的缓冲容量

+ Na3PO4和(5) H3PO4 + NaOH

4.解 C5H5N与HCl反应生成C5H5NH+Cl-(吡啶盐酸盐)，混合溶液为0.10 mol·L-1 C5H5N和0.050 mol·L-1 C5H5NH+Cl-缓冲溶液，pKa = 14.00 - 8.77 = 5.23

pH?pKa?lgc(C5H5N)c(C5H5NH?)?5.23?lg0.100.05

?5.33

5. 解 n(HCOn(CO2?3?3)?10.0g84.0g?mol?1?1?0.119mol)?10.0g106g?moln(COn(HCO-12?3?3?0.094mol

0.094mol0.119molpH?pKa?lg))?10?33?lg?10.23

6.解 设c(HCOONa) = x mol·L, 则c(HCOOH) = 0.400 mol·L – x mol·L

pH?3.75?lgxmol?L?1?1-1-1

(0.400?x)mol?L?3.90

解得 c(HCOO-) = x mol·L-1 = 0.234 mol·L-1

c(HCOOH)=(0.400 - 0.234) mol·L-1=0.166 mol·L-1

7.解 n(NaOH) =加入NaOH后，

pH?5.30?lg[B]?0.050mol?L?-1-10.20g/40g?mol?1100mL?1000mL1L= 0.050 mol·L-1

(0.25-0.050)mol?L?5.60

解得 [B-] = 0.35 mol·L-1 原溶液 pH?5.30?lg0.35mol?L?1?10.25mol?L?5.45

8. 解 pH?pKa?lgn(Asp?n(Asp?)n(HAsp)?3.48?lgn(Asp?)n(HAsp)?2.95

)n(HAsp)?0.295

依题意 n(Asp?)?n(HAsp)?0.65g180g?mol-1?0.0036mol

解得 n(HAsp) = 0.0028 mol

可吸收阿司匹林的质量 = 0.0028 mol × 180.2 g·mol-1 = 0.50 g

9.解 ⑴ 求近似pH

14

pH = pKa?lgn(Pr)n(HPr)-?4.87?lg1.8g/40g?mol0.500L?0.20mol?L-1-1-1?1.8g/40g?mol?4.78

⑵ 求精确pH，丙酸钠是强电解质

I =

12∑cizi=

2

12(

0.045mol0.500L×1+

2

0.045mol0.500L?×1) = 0.09 mol·L ≈ 0.1 mol·L

2-1-1

当Z = 0，I = 0.10时，校正因数 lgpH = pKa?10.解 c(Na2HPO4) =

n(Pr)??(B)?(HB)?lg??0.11

lg?(Pr)?(HPr)?n(HPr)?4.78?(?0.11)?4.67-1

29g358.0g?mol?1= 0.081 mol·L

?1Lc(NaH2PO4) =

?(HPO2?4-42.6g156g?mol?1= 0.017 mol·L

?1L2?4?-1

pH=pKa2 +

)?(H2PO)+lg

c(HPO) = 7.21 +(-.0.53) + lg

0.081mol?L0.017mol?L?1?1= 7.36

c(H2PO4)11.解 HAc溶液和NaOH溶液的体积分别为3V和V，

c(HAc) = (0.10×3V - 0.10 × V) mol·L-1 / (3V + V) = 0.050 mol·L-1

c(Ac-) = 0.10 mol·L-1 × V / (3V + V ) = 0.025 mol·L-1

pH?4.75?lg-10.025mol?L0.050mol?L-1-1?4.45

-1?1?0.038mol?L

??2.303?0.050mol?L?0.025mol?L(0.050?0.025)mol?L-112. 解 H2Bar与NaOH的反应为

H2Bar(aq) + NaOH(aq)＝NaHBar(aq) +H2O(l)

反应生成的NaHBar的物质的量n(NaHBar) ＝c(NaOH)V(NaOH)＝6.0 mol·L-1×4.17 mL＝25 mmol，剩余H2Bar的物质的量为

n余(H2Bar)＝n(H2Bar) - n(NaOH)＝

n(HBar18.4g184g?mol?-1×1000 - 25 mmol＝75 mmol

pH＝pKa+lg

β＝2.303×13．解 .

)n(H2Bar)＝7.43+lg25mmol＝6.95

75mmol(75mmol/1000mL)?(25mmol/1000mL)(75?25)mmol/1000mL)＝0.043 mol·L

-1

15

β

抗酸

溶液组成

缓 冲 系

成分

-2-2-

最大

抗碱成分

-

有效缓冲

时体

范围

积比

Na2HCit+HCl H2Cit-HCit HCit

-

H2Cit3.76~5.76 2:1 2:3 2:1

Na2HCit+HCl H3Cit-H2Cit H2CitNa2HCit+NaOH HCit-Cit

2-3-

-

H3Cit 2.13~4.13 HCit

2-

Cit

3-

5.40~7.40

14. 解 ⑴ HCl与NaOH完全反应需HCl溶液50 mL。 ⑵ HCl(aq) + NH3·H2O(aq) = NH4Cl(aq) + H2O(l) NH4+的pKa = 14.00-4.75= 9.25，

7.00?9.25?lg0.10mol?L?1?50mL?0.10mol?L?1?1?V(HCl)

0.10mol?L?V(HCl)解得 V(HCl) = 50 mL

⑶ HCl(aq) + Na2HPO4(aq) = NaH2PO4(aq) + NaCl(aq) H3PO4的pKa2=7.21，

7.00?7.21?lg0.10mol?L?1?50mL?0.10mol?L?1?1?V(HCl)

0.10mol?L?V(HCl)解得 V (HCl) = 31 mL

第一种混合溶液无缓冲作用；第二种pH

pKa(NH4+) = 14.00 - 4.75 = 9.25

9.00?9.25?lg1.00mol?Lx/53.5g?mol-1?1?V(NaOH)?1

?1.00mol?L?V(NaOH)得 1.00 mol·L-1 × V(NaOH) = 0.562[x/53.5 g·mol-1 - 1.00 mol·L-1 × V(NaOH)] 又 [1.00 mol·L× VNaOH) + 0.562 (x / 53.5g·mol - 1.00 mol·L × V(NaOH))] / 1L

=0.125 mol·L-1

解得 x = 6.69, V(NaOH) = 0.045 L 即：需NH4Cl 6.69 g，NaOH溶液0.045 L。

16.解 设第一步反应需H3PO4和NaOH溶液体积各为x mL

-1

-1

-1

16

⑴ H3PO4(aq)+ NaOH(aq)= NaH2PO4(aq) + H2O(l)

x mLH3PO4与x mLNaOH完全反应，生成NaH2PO4 0.020 mol·L-1 × x mL = 0.020 x mmol ⑵ 第二步反应：设生成的NaH2PO4再部分与NaOH y mL反应，生成Na2HPO4，其与剩余NaH2PO4组成缓冲溶液

NaH2PO4(aq) + NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + H2O(l) 起始量mmol +0.020x +0.020y

变化量mmol -0.020y -0.020y +0.020y 平衡量mmol 0.020(x-y) 0 +0.020y

7.40?7.21?lg0.020ymmol0.020(x?y)mmol

yx?y=1.55

依题意又有 2x + y = 100 解得 x = 38.4，y = 23.2

即需H3PO4溶液38.4 mL，NaOH溶液(38.4 + 23.2) mL = 61.6 mL。 17. 解 ⑴

7.40?7.85?lgn(Tris)n(Tris ?HCl)0.0500mol?L?100mL-0.0500mol?L?V(HCl)0.0500mol?L?100mL?0.0500mol?L?V(HCl)-1-1-1-1

?7.85?lg0.355?100?V(HCl)100?V(HCl)

V(HCl) = 47.6 mL

⑵ 设加入NaCl x g，血浆渗透浓度为300 mmol·L

c(Tris)?0.050mol?L?1-1

?100mL?0.050mol?L147.6mL?1?1?47.6mL?1=0.018 mol·L =0.050 mol·L-1

-1

-1

c(Tris?HCl)?0.050mol?L?100mL?0.050mol?L147.6mL-1

?47.6mL（0.018 + 2×0.050）mol·L +

2xg?1000mL?L58.5g?mol?1?1?147.6mL?0.300 mol·L

x = 0.79，即需加入NaCl 0.79 g

18. 解 pH= pKa1′?lg[HCO[CO?3](aq)]2?6.10?lg24mmol?L?1?0.90?11.2mmol?L?7.36

17

pH虽接近7.35，但由于血液中还有其他缓冲系的协同作用，不会引起酸中毒。

第五章

1．解 第（3）种情况引起汞中毒的危险性最大。这是因为液态汞分散成微小汞液滴后，比表面增大，处于表面上的高能量Hg原子的数目增加，更易挥发成汞蒸气，与人体各器官接触的机会激增，更易引起汞中毒。

2．解 设分散前水滴半径r1=1.00mm，分散后水滴半径r2=1.00×10-3mm、水滴数目N。分散前后水滴的表面积分别为：

A1=4?r1， A2=N×(4πr2) 2因为分散前后水的总体积相等：

43?r1?N?3433?r2

3?r1??N=??r? ?2?所做的功为：

??r?3??r1?2221???? ???(4?r)?4?r?4?r??1W′ = σ(A2－A1) = σ??211??r2?r2????????1.00?10?3m?? ?1= 4×3.14×(1.00×10m)×0.0728N·m×??1.00?10?6m???-3

2

-1

= 9.13×10-4J

3．解 胶体的制备方法常见的有分散法和凝聚法。分散法是将颗粒大的物质分散成胶体分散系粒子大小而分散在介质中，例如，将SiO2粉末通过高速分散机分散在水中制成硅溶胶；凝聚法则是由物理凝聚或化学凝聚法，使颗粒很小的无机盐类生成胶体物质，如在0.4%的酒石酸溶液中滴加饱和H2S溶液即可制得橙红色的Sb2S3溶胶。

4．答 液体表层分子受力不均，合力指向液体内 ，液体表面有自动缩小的趋势。克服液相内部分子的引力增大表面而做的功以势能形式储存在表面分子，称为表面能；作用在单位长度表面上的力称为表面张力，两者为同一物理概念的不同表达。

5．答 溶胶中的胶粒较真溶液的微粒大，是非均相系统在重心引力作用下有聚结不稳定性；但由于胶粒带有电荷，相同电荷之间的排斥作用，使胶粒不易聚结。并且胶粒的溶剂化膜保护作用和布朗运动都使得溶胶能相对稳定存在。

18

6．答 河水中含有泥沙胶粒，海水中含有NaCl等电解质。在长江、珠江等河流的入海处，河水与海水相遇，河水中的泥沙胶粒所带的电荷被海水中带相反电荷的离子所中和，胶粒之间的排斥作用减小，相互凝聚而沉积在入海处，长期积累就形成了三角洲。

7．答 溶胶的胶粒直径介于1~100nm之间，小于可见光的波长，当可见光照射溶胶时，胶粒对光的散射作用而产生Tyndall效应。

8．解 n (KCl)=0.02 mol·L ×0.012L=2.4×10 mol

n (AgNO3)=0.05 mol·L-1 ×0.100L=5.0×10-3 mol

由于AgNO3过量，AgCl溶胶的胶团式：

[(AgCl)m·n Ag+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-

9．解AgNO3溶液过量时胶粒带正电荷。电解质的阴离子起主要聚沉作用，聚沉能力的大小顺序为：

K3 [Fe (CN)6]>MgSO4 >A1C13

KI溶液过量时胶粒带负电荷。电解质的阳离子起主要聚沉作用，聚沉能力的大小顺序为：

AlCl3 >MgSO4 >K3 [Fe(CN)6]

10．解 设制备AgI负溶胶，加入AgNO3溶液χ mL

25ml ×0.016 mol·L-1 >χmL ×0.005mol·L-1

解得x<80，因此加入AgNO3溶液的量应小于80mL。

11．解 根据Shulze-Hardy规则推断，对A溶胶产生聚沉作用是电解质中的Ba2+和Na+，对B溶胶产生聚沉作用是电解质中的SO42-和Cl－，所以原A溶胶带负电荷，B溶胶带正电荷。

12．答 溶胶具有相对稳定性的原因是：（1）胶粒很小，Brown运动激烈，能反抗重力作用而不下沉；（2）带有相同电荷的胶粒相互接近，电荷之间的排斥作用使胶粒不易聚结；（3）胶团的吸附层和扩散层中的离子都是溶剂化的，胶粒的溶剂化层犹如一层弹性隔膜，阻碍胶粒碰撞时合并变大。

加热、辐射、加入与胶粒带相反电荷的溶胶或加入电解质等都可以破坏溶胶的相对稳定性，使溶胶发生聚沉。

高分子溶液具有稳定性的原因是由于分散相粒子带有电荷和分散相粒子的高度水化作用。其中，高分子的水化作用是使高分子溶液稳定的主要因素。加入大量的电解质或与水强烈作用的有机溶剂（如乙醇、甲醇、丙酮等）可以破坏高分子溶液的稳定性，使高分子化合

19

-1

-4

物沉淀析出。

13.答 相同点：

大分子溶液和小分子溶液都是均相溶液，热力学稳定系统，能通过滤纸。 不同点：

小分子溶液微粒粒径<1nm能通过半透膜；而大分子溶液微粒粒径为1－100nm，

不能透过半透膜，扩散慢，随着温度降低，粘度变大。

14．答 蛋白质粒子在外电场中是否发生电泳现象，取决于蛋白质的等电点和溶液的pH值，当溶液的pH值不等于某蛋白质的等电点时，蛋白质粒子就会电离而带电荷，在外加直流电场中即产生电泳现象；等电点为6.5的蛋白质在pH值为8.6的溶液中发

15．答 高分子溶液在一定条件下，粘度逐渐变大，最后失去流动性，形成一种具有网状结构的半固态物质称为凝胶。

凝胶的主要性质有：（1）干的弹性凝胶放在合适的液体中会自动吸收液体而产生溶胀现象；（2）凝胶中，结合水的介电常数和蒸气压低于纯水，其凝固点和沸点也偏离正常值；（3）将弹性凝胶放置一段时间，一部分液体会自动从凝胶中分离出来，凝胶的体积逐渐缩小，产生脱液收缩或离浆。

产生胶凝作用的先决条件是必须具有不对称的链形高分子，能形成网状结构；其次要求高分子在溶液中要有足够的浓度，这样形成的网状结构才能把全部液体结合到网眼之中；另外，加入的胶凝剂的浓度必须适当，只使其局部去水化，而能形成网状结构。还要适当控制温度。

16．答 能使溶剂的表面张力显著降低的物质称为表面活性剂。表面活性剂分子含有亲水的极性基团和疏水的非极性基团。当溶于水中，亲水基团受水分子吸引，而疏水基团受水分子排斥而倾向于离开水相，进入非极性的空气或有机溶剂中。从而使两相表面上表面张力降低。

17．答 开始形成胶束时表面活性物质的最低浓度称为临界胶束浓度。在浓度接近临界胶束浓度的缔合胶体中，胶束有相近的缔合数并呈球形结构。当表面活性物质浓度不断增大时，由于胶束的大小或缔合数增多，不再保持球形结构而成为圆柱形乃至板层形。

18．答 乳状液可分为―水包油‖（O/W）型和―油包水‖（W/O）型。W/O型是水分散在油中形成的乳状液；O/W型是油（泛指不溶于水的液态有机物）分散在水中形成的乳状液。

第六章

2.解 (1) ΔU = Q+W = -2.5kJ+(-500×10-3kJ)=-3.0kJ

20

对电子数n = 4。如果铁的氧化值为+3，则d电子数为5，在d轨道上可能有两种情况，一是d?dγ，未成对d电子数为5，应为高自旋；二是d?dγ，未成对d电子数为1，应为低自旋型。如果铁的氧化值为+2，d电子数为6，在d轨道上分布仍然有两种可能，一是d?dγ，未成对电子数为4，应为高自旋型；二是d?dγ，没有未成对电子，应是低自旋型。由上述分析，估计铁的氧化值为+2，形成的配合物为高自旋型。

用测定磁矩的方法，只能估计铁的氧化值。要进一步确定铁的氧化值，还需借助其它的测试手段，如M?ssbauer（穆斯堡尔）谱等。

8. 解 由价键理论，低自旋的[Co(CN)6]4-为八面体内轨型配合物，中心原子有7个d电子，要进行dsp杂化，必使1个3d电子跃迁到5s轨道上，而5s轨道离核较远，能量较高，电子极易失去，即[Co(CN)6]4-极易被氧化成更稳定的[Co(CN)6]3-。

2

3

32504260

由晶体场理论，[Co(CN)6]4-和[Co(CN)6]3-均为八面体场配离子，CN-为强场配体，故均为低自旋配合物，中心原子d轨道分裂成dε和dγ两组，d电子的排布如下：

[Co(CN)6]4-

[Co(CN)6]3-

4-3-

[Co(CN)6] dγ轨道上的1个电子易失去,成为能量更低的[Co(CN)6]。

46

9.解 P >?o时，中心离子的d电子采取高自旋分布；P

配合物 [Co(NH3)6] [Fe(H2O)6] [Co(NH3)6]3+

2+2+

电子排布

d?dγ d?dγ dεdγ

64252磁矩??B

3.87 4.90 0

自旋状态

高 高 低

10.解 [Mn(H2O)6]2+和[Cr(H2O)6]2+配离子的颜色，是由于中心原子Mn2+和Cr2+低能级

dε上的电子，选择性吸收某一可见光波长的光子，跃迁到高能级dγ上（d-d跃迁）引起的。

吸收的光子能量等于八面体场的分裂能?o，即

?o?hv?2+

hc?

2+

可见，波长愈短，?o愈大。[Mn(H2O)6]吸收光的波长比[Cr(H2O)6]吸收光的波长短，所以分裂能?o,1大于[Cr(H2O)6]的分裂能?o,2。

2+

[Mn(H2O)6]2+ [Cr(H2O)6]2+ 11. 解 [Fe(H2O)6]2+为高自旋配离子，中心原子d电子的排布如下：

[Fe(H2O)6]2+

CFSE?4?(?0.4?o)?2?0.6?o ??0.4?124.38kJ?mol??49.75kJ?mol?1?1

[Fe(CN)6]4-为低自旋配离子，中心原子d电子的排布如下：

47

[Fe(CN)6]4-CFSE ?6?(?0.4?o)?0?0.6?o?(3?1)P??2.4?o?2P??2.4?394.68kJ?mol??588.43kJ?mol?1?1

?2?179.40kJ?mol?112. 解 配离子由稳定常数小的转化为稳定常数大的。查表得

Ks([Hg(NH3)4])?1.90?10Ks([Cu(NH3)4])?2.1?103?2+132?19，Ks([HgY]2?)?6.3?1021 ，

，Ks([Zn(NH3)4]2+)?2.9?109，

20Ks([Fe(C2O4)3])?1.6?10，Ks([Fe(CN)6]3?)?1.6?1020 ，

2?

(1)K?[HgY2?][NH3]2?4[Hg(NH)][Y2?344?]?[HgY][NH3][Hg4?42?]][Hg(NH)][Y6.3?1021192?34][Hg2??Ks([HgY])Ks([Hg(NH3)4])22??

1.90?10?3.3?10该反应进行的方向是

2?[Hg(N3H4)?]2?2?2?4? Y? 2?2+ [H?gY]3

2? 4NH(2)K?[Zn(NH3)4][Cu[Cu(NH3)4][Zn2?]]??[Zn(NH3)4][Cu2?92?][NH3]44[Cu(NH3)4][Zn][NH3]13?Ks([Zn(NH3)4])Ks([Cu(NH3)4])?42?2?2.9?102.1?10

?1.4?10该反应进行的方向是

3?[Zn(N3H4)]?2?3-63?2? 2? C?u2?3 3? [3C4u(?NH) ]2?2? Zn(3)K?[Fe(CN)6][C2O4][Fe(C2O4)3][CN]Ks([Fe(CN)6])Ks([Fe(C2O4)3])213-3?3-?[Fe(CN)6][C2O4][Fe][Fe(C2O4)3][CN][Fe]42203??63???1.0?101.6?10

?2.6?10该反应进行的方向是

[Fe(2C4O3)?]3?6C?N? [Fe(C?N)]263?2 ?4 3CO反应（3）的K值最大，正向进行得最完全。

?1?113. 解（1）查表得Ksp{Cu(OH)2}?5.02?10?6，0.10mol?LCuSO4与0.10mol?LNaOH 48

等体积混合，c(Cu2?)?0.05mol?L?1，c(OH?)?0.05mol?L?1，因此

Ip?c(Cu)c(OH)?0.05?(0.05)?1.25?102?2?2?4?Ksp{Cu(OH)2}?5.02?10?6

所以，此种情况下，有Cu(OH)2沉淀形成。

（2）0.10mol?L?1[Cu(NH3)4]SO4与0.10mol?L?1NaOH等体积混合，溶液达到平衡后

[Cu(NH3)4]0.05?x2??2OH??Cu(OH)2??4NH3x4x

0.05?2xK?[NH3]?44?2[Cu(NH3)][OH]?1KsKsp4?12.09?10?5.02?10(4x)4313?6?9.53?10?9

K?(4x)(0.05?x)?(0.05?2x)2?(0.05)?9.53?10?9

解得x?2.61?10?4mol?L?1，这是肉眼难以察觉的。

（3）由（2）知平衡常数较小，可以认为先生成[Cu(NH3)4]2?，再考虑其与OH?能否反应生成Cu(OH)2沉淀。反应开始前各物质的初始浓度（mol?L?1）如下

[Cu(NH3)4]0.05c(NH3)c(OH)c([Cu(NH3)4])2?2?42??2OH0.25??Cu(OH)2??4NH30.054

Q??(0.05)2(0.25)?0.05?2.00?10?3?K?9.53?10?9

因此，这种情况下没有Cu(OH)2沉淀生成。

14.解 查表得25℃ 的Ks([Ni(NH3)6]2?)?5.5?108，Ks([Ni(en)3]2?)?2.1?1018，

[Ni(NH3)6]2?溶液中加入en后反应为：

[Ni(NH3)6]2+ + 3en [Ni(en)3]2+ + 6NH3 反应前 0.10 2.30 0 1.00 平衡时 x 2.30－3×0.10 +3x 0.10－x 1.00+6×0.10－6x ≈ 2.00 ≈ 0.10 ≈1.6[Ni(en)3][NH3][Ni(NH3)2?62?6K?][en]633?Ks([Ni(en)3])Ks([Ni(NH3)4])0.10?16.788x2?2??2.1?101885.49?10?3.8?10

9即

0.10?1.6x?(2.00)?3.8?109，

?3.8?109

49

0.10?16.782??1?1?11?1所以 [Ni(NH3)6]?xmol?L?mol?L?5.5?10mol?L 98?3.8?10[NH3]?(1.00?6?0.10?6x)mol?L[Ni(en)3]? (0.10?x)mol?L2??1?1?1.60mol?L?1?1

?0.10mol?L?1

[en]?(2.30?3?0.10?3x)mol?L?1?2.00mol?L

15.解（1）形成[Ag(NH

c(Ag)??3?)2]前，溶液中Ag和NH3的浓度分别为：

+

0.10?50.0100mol?L?1?0.050mol?L?1

?1 c(NH3)?0.929kg?L?(1000g1kg)?18.3%?30.0mL?(1L1000mL)?3.00mol?L?1

?117.03g?mol?100mL?(1L1000mL) Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ 反应前 0.05 3.00 0平衡时 x 3.00－0.05×2+2x 0.05－x =2.90+2x≈2.90 ≈0.05Ks([Ag(NH3)2])???

[Ag(NH3)2][Ag][NH3]?2??1.1?107

[Ag]??[Ag(NH3)2]Ks([Ag(NH3)2])[NH3]?2?0.051.1?10?2.9072mol?L?1?5.4?10?10mol?L

?1 所以溶液中

[Ag]?5.4?10??10mol?L?1，[Ag(NH3)2?]?0.05mo?L?1 ，[NH3]?2.90mol?L?1。

（2）加入10.0mLKCl溶液后，溶液总体积110mL，各组分浓度为

c([Ag(NH3)2])?(0.05?100110) mol?Lc(NH3)?(2.90?100110)mol?L?1??1?0.045mol?L

?1?1?2.64mol?L?3

molL c(C?l?)(0.1?0010.01?10)?mol?L?19?.1 10?1生成AgCl沉淀的反应式为：[Ag(NH3)2]?(aq)?Cl?(aq)?AgCl(s)?2NH3(aq)

K?[NH3]?322-[Ag(NH)][Cl]2?1Ks([Ag(NH3)2])?Ksp(AgCl)??11.1?10?1.77?1047?10?514

反应商 Q?c(NH3)c([Ag(NH3)2])?c(Cl)???(2.64)2?30.0455?9.1?10?1.7?10

由于Q>K，上述反应不能正向进行，因此没有AgCl沉淀生成。 防止AgCl沉淀生成的条件是Q?K，溶液中NH3的浓度为：

50

(2) ΔU=-650J+350J=-300J

θ4.解 (1)C+D=A+B ?rHm=-?rHm,1 =40.0kJ?mol-1

θθ(2)2C+2D=2A+2B ?rHm=2 ×(-?rHm,1)=80.0kJ?mol-1

θθ(3)A+B=E ?rHm=?rHm,1+?rHm,2=-40.0 kJ?mol+60.0 kJ?mol

θθ-1-1

=20.0 kJ?mol

5.解 t=0 ξ=0 n(H2)=4.0mol n(O2)=2.0mol n(H2O)=0 t=t ξ=t n(H2)=3.4mol n(O2)=1.7mol n(H2O)=0.6mol 按(1)式： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ξ=

?n(H2O)-1

?(H2O)?n(H2) =

0.60mol?02=0.30mol

ξ=

?(H2)?n(O2)=

3.4mol?4.0mol?21.7mol?2.0mol?1 =0.30mol

ξ=

?(O2)12= =0.30mol

按(2)式： H2(g)+O2(g)= H2O(g)

0.60mol?01ξ=

?n(H2O)?(H2O)?n(H2) = =0.60mol

ξ=

?(H2) =

3.4mol?4.0mol?1 =0.60mol

ξ=

?n(O2)?(O2)=

1.7mol?2.0mol?12θ=0.60mol

7.解 6C(gra)+3H2(g)=C6H6(l) ?rHm=？

由6×（2）+3×（3）－（1）得所求的反应 6C((g)+3H2 (g)=C6H6(l)

?rHm=6?rHm,2＋3?rHm,3－?rHm,1

θθθθ=6×(-393.5) kJ?mol＋3×(-285.8) kJ?mol－(-3267.6)kJ?mol = 49.2kJ?mol

8.解 2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l)

-1

-1-1-1

21

?rHm=??B?fHm(B)

Bθθ=0+4×(-285.8 kJ?mol-1)-[2×(50.63 kJ?mol-1)+9.16 kJ?mol-1] ≈-1254 kJ?mol-1

9．解 反应式（4）可由反应式（1）、（2）和（3）组合求出：-?(3)?3112?(1)?16?(2)

?在298.15K,标准状态下，反应： FeO(s) + CO(g) → Fe(s)+CO2(g)的Δr H?m4、Δ rGm4和

ΔrS?m4分别为

Δr H?m4=- =-1313×ΔrH?m3+

12?ΔrHm1-1θ16?ΔrHm2

?1θ×19.4kJ·mol-1 +?(?24.8)kJ?mol2?16?(?47.2)kJ?mol?1

=-11.0 kJ·mol-1

θθ ΔrGm4???ΔrGm3?1123?ΔrGm1?θ16θ?ΔrGm2

=-?5.2kJ?mol31?1?12?(?29.4)kJ?mol?1?16?(?61.4)kJ?mol?1

=-6.20 kJ·mol ΔrSθm4-1

?ΔrHm4?ΔrGm4298.15Kθθ?(?12.99)?10J?mol3?1?(?6.20)?10J?mol3?1298.15K

=-6.20J·K-1· mol-1

θ10.解 (1) ?rHm=-74.6 kJ?mol-1+

12×0- (-239.2 kJ?mol-1)

=164.6kJ?mol-1

?rSm=186.3J?K?mol+

θ-1-1

12×205.2 J?K-1?mol-1-126.8 J?K-1?mol-1

=162.1J?K-1?mol-1

?rGm=?rHm-T?rSm=164.6kJ?mol- 298.15K×162.1J?K?mol

θθθ-1-1-1

=116.3 kJ?mol-1＞0

（或?rGm=??B?fGm(B)=-50.5kJ?mol-1+0- (-166.6 kJ?mol-1)

θθB=116.3kJ?mol-1＞0）

25℃和标准状态下反应不能自发进行。 （2）T ≥

?rHm,298.15K?rSm,298.15Kθθ=

164.6?10J?mol162.1J?K?13?1?1?mol=1015.42K(742.37℃)

22

θ11.解 ?rHm= [0+(-393.5kJ?mol-1)]+[(-241.8kJ?mol-1)-(-110.5 kJ?mol-1)]

=-41.2kJ?mol-1

θ?rGm= [0+(-394.4kJ?mol)]+[(-228.6kJ?mol)-(-137.2 kJ?mol)]

-1-1-1

=-28.6kJ?mol

?rS=

θm-1

?rHm??rGm298.15Kθθ=

?41.2?10J?mol3?1?(?28.6?10J?mol3?1)298.15K

=-42.26 J?K-1?mol-1

Sm(H2O,g)=Sm(H2,g)+Sm(CO2,g)-Sm(CO,g)-?rSm

θθθθθ=130.7 J?K?mol＋213.8 J?K?mol－197.77 J?K?mol －（-42.26 J?K-1?mol-1） =189.1 J?K-1?mol-1

θ12. 解 （1）?rGm= -228.6 kJ?mol-1－0－

-1-1-1-1-1-1

12×0=-228.6 kJ?mol-1＜0

正向反应可以自发进行。

??rGmθK=eθ?(?228.6?10J?mol3?1)RT=e8.314J?K?1?mol?1?298.15K=1.1×1040

θ（2）?rGm= 2×87.6kJ?mol-1－0－0=175.2kJ?mol-1

??rGmθK=eθθ?175.2?10J?mol3?1RT=e8.314J?K?1?mol?1?298.15K=2.04×10-30

(3) ?rGm= 124.5 kJ?mol-1－3×209.9 kJ?mol-1=-505.2kJ?mol-1

??rGmθK=eθθ?(?505.2?10J?mol3?1)RT=e8.314J12?K?1?mol?1?298.15K=3.13×1088

(4) ?rGm= (-394.4 kJ?mol-1+

=-344.8 kJ?mol-1＜0

×0)－(-137.2 kJ?mol-1+87.6 kJ?mol-1)

??rGmθ?(?344.8?10J?mol3?1)K=eθθRT=e8.314J?K?1?mol?1?298.15K=2.5×10

60

-1-1-1

(5) ?rGm= 2×(-394.4kJ?mol)+2×(-174.8 kJ?mol)－(-910.6 kJ?mol)

=-227.8 kJ?mol-1

??rGmθ?(?227.8?10J?mol3?1)K=eθRT=e8.314J?K?1?mol?1?298.15K=8.01×10

39

13.解 设每天需输入50.0g·L-1葡萄糖的体积为V

23

3.0 kJ?g×250g+12 kJ?g×50g+50g?L×V×15.6 kJ·g=6300kJ

V=6.31L

θ14.解 (1) ?rHm=-393.5 kJ?mol-1×12+ (-285.8 kJ?mol-1)×11

-1-1-1-1

-0×12-(-2226.1 kJ?mol) ≈-5640 kJ?mol-1

11-205.2 J?K?mol×12 ?rSm= 213.8J?K?mol×12+70.0 J?K?mol×

-360.2 J?K-1?mol-1 = 513J?K?mol

?rGm=?rHm-T?rSm

θ-1

θ-1-1-1-1-1-1

-1-1

θθ =-5640kJ?mol-1-298.15K×513×10-3kJ?K-1?mol-1=-5793 kJ? mol-1

θθ或 ?rGm=??B?fGm(B)

B =-394.4 kJ? mol×12+(-237.1 kJ? mol)×11-0×12-(-1544.6 kJ?mol)

=-5796 kJ? mol-1

θθθ(2) ?rGm，310.5 =?rHm-T?rSm

-1-1-1

=-5640kJ?mol-1-310.5K×513×10-3kJ?K-1?mol-1

=-5799.11kJ? mol-1

Wf =?rGm(310.5K)×30%=-5799.11kJ? mol-1×30%=-1740 kJ? mol-1

θ15．解 (2)- (1)为(3) ∴ Kθ3?[pCO2/p][pCO/p]θθθ?K2K1θθ?670.14?478?4.8?10

2反应(2) ?rGm,823K??RTlnK2??8.314J?K =-28.78 kJ? mol

θθ?1?mol?1?823K?ln67

-1

反应(3) ?rGm,823K??RTlnK3??8.314J?K =-42.25 kJ? mol

-1

θ?1?mol?1?823K?ln(4.8?10)

2反应（3）的自由能比（2）更负，所以CO(g)对CoO的还原能力大于H2(g)对CoO的还原能力。

16. 解 ADP与H3PO4浓度即可以看成是平衡浓度，也可以看成任意时刻浓度。

24

??rGmθ?(?31.05?10J?mol3?1)6?1.7?10

Kθ?eRT?e8.314JKθ?K?1?mol?1?310.15K?[ADP][H3PO4][ATP]

[ATP]?[ADP][HKθθPO4]3(?31000θ/1)?(1100061.7?10θ/1)?1000?1.8?10?9mmol?L

-1?rGm??rGm?RTln(cH3PO4/c)(cADP/c)(cATP/c)(11000(/1)(10100031000/1)/1)θ

??31.05kJ?mol?1?8.314?310.15?ln

=-51.97 kJ? mol-1 17. 解 (1) Kθ?θ (2) ?rGm,298.15K?[cMn2?/c][pCl2/p][cH?/c][cCl?/c]θ4θ2θθ

??Bθ?G(B) Bfm= [(-237.1 kJ?mol-1)×2+0+(-228.1×1)]-[(-465.1 kJ?mol-1)

+4×0+(-131.2 kJ?mol-1)×2] = 25.2 kJ?mol-1＞0

在298.15K时标态下不能自发进行。 (3) ?rGm??rGm?RTlnQ

= 25.2 kJ?mol-1+ 8.314J?K-1?mol-1×298K×ln=-11.77 kJ?mol-1<0

此时上面的反应能自发进行。

18.解 ?rHm,298.15K= (-395.7kJ?mol-1)×2-[0+(-296.8kJ?mol-1)×2]= -197.78kJ?mol-1

θθ(1/1)(100/100)(12/1)(12/1)42

lgK(900K)K(800K)θθθ?lgK(900K)910θ??rHm,298.15K2.303?8.314?θ(900?800800?900)

lgK(900K)?lg910?(?197.78?1000)2.303?8.314100800?900

K=33.45

θ 25

解 这五个元素在周期表中的位置是

族 IIA 周期 2 3 4 Ca Zn As S F IIB V A VIA VIIA 由于周期表中，从左到右元素电负性递增，从上到下元素电负性递减，故各原子按电负性降低次序的排列是：F、S、As、Zn、Ca。

15．解 ⑴原子价层电子排布是ns2np2，IV A族元素；⑵该原子价层电子排布是3d64s2，4周期VIII族的Fe元素；⑶该原子价层电子排布是3d104s1，4周期IB族的Cu元素。

16．解 Fe的电子组态为[Ar]3d，3d轨道正好半充满，根据Hund规则，半充满稳定；Fe2+的电子组态为[Ar]3d 6，失去一个电子后，电子组态为[Ar]3d 5，反而稳定，所以Fe2+的稳定性差。

17．解 硒（Se）在周期表中的位置是第4周期、VIA族、p区，价电子组态为4s24p4，最多可以失去6个电子；一般氧化物中O元素的氧化值为-2，故硒的最高价氧化物为SeO3。

第十章

1.解 （1）σ键是指两个原子的原子轨道沿键轴方向以―头碰头‖方式重叠所形成的共价键；而π键是指两个原子轨道垂直于键轴以―肩并肩‖方式重叠所形成的共价键。

（2）正常共价键是指成键的两个原子各提供一个电子组成共用电子对所形成的化学键；而配位共价键是指成键的一个原子单独提供共用电子对所形成的共价键。

（3）极性键是指由电负性不同的两个原子形成的化学键；而非极性键则是由电负性相同的两个原子所形成的化学键。

（4）定域?键属双中心键，是成键两原子各提供一个p轨道―肩并肩‖重叠而成，成键电子仅在提供重叠轨道的两个原子之间运动；离域?键则为多中心键，是由多个原子提供的p轨道平行重叠而成，离域轨道上的电子在多个原子区域内运动。

（5）等性杂化是指所形成的杂化轨道的能量完全相等的杂化；而不等性杂化是指所形成的杂化轨道的能量不完全相等的杂化。

（6）成键轨道是指两个原子轨道相加叠加而成的分子轨道，其能量比原来的原子轨道

3+

5

36

低；而反键轨道是指两个原子轨道相减叠加而成的分子轨道，其能量比原来的原子轨道高。

（7）永久偶极是指极性分子的正、负电荷重心不重合，分子本身存在的偶极；瞬间偶极是指由于分子内部的电子在不断地运动和原子核在不断地振动，使分子的正、负电荷重心不断发生瞬间位移而产生的偶极。

（8）van der Waals力是指分子之间存在的静电引力；而氢键是指氢原子与半径小，电负性大的原子以共价键结合的同时又与另一个半径小、电负性大的原子的孤对电子之间产生的静电吸引力。氢键的作用力比van der Waals力强。

2.解 根据Pauli不相容原理，一个轨道中最多只能容纳两个自旋方式相反的电子。因此，一个原子中有几个单电子，就可以与几个自旋方式相反的单电子配对成键。即一个原子形成的共价键的数目取决于其本身含有的单电子数目。因此，共价键具有饱和性。

共价键是由成键原子的价层原子轨道相互重叠形成的。根据最大重叠原理，原子轨道只有沿着某一特定方向才能形成稳定的共价键（s轨道与s轨道重叠除外），因此，共价键具有方向性。

3.解 （1）P原子的外层电子组态为3s23p3，有1对孤对电子和3个单电子。当P原

子与H原子化合时，P原子采用sp3不等性杂化，其中P原子的一对孤对电子占有一个sp3杂化轨道，另3个sp杂化轨道分别与3个H原子的s轨道成键，故PH3分子的空间构型为三角锥形。

（2）Hg原子的外层电子组态为6s2，当Hg原子与Cl原子化合时，Hg原子的1个6s电子激发到6p轨道，进行sp杂化，2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的3p轨道成键，故HgCl2分子的空间构型为直线。

（3）Sn原子的外层电子组态为5s25p2，当Sn原子与Cl原子化合时，Sn原子的1个5s电子被激发到5p轨道，进行sp等性杂化，4个sp杂化轨道分别与4个Cl原子的3p轨道成键，故SnCl4分子的空间构型为正四面体。

（4）Se原子的外层电子组态为4s24p4，Se有2对孤对电子和2个单电子。当Se原子与Br原子化合时，Se原子采取sp3不等性杂化，其中Se原子的2对孤对电子占有2个sp3杂化轨道，另2个sp3杂化轨道分别与2个Br的4p轨道成键，故SeBr2分子的空间构型为V形。

（5）O原子的外层电子组态为2s2p，O有2对孤对电子和2个单电子。当O原子与H原子化合时，O原子采用sp3不等性杂化，其中O的2对弧对电子占有2个sp3杂化轨道，另2个sp3杂化轨道分别与2个H的s轨道成键。此外，O原子用其中的一对弧对电子与

37

2

4

3

3

3

H形成1个σ配键。故H3O离子的空间构型为三角锥形。

4. 解 乙烷C2H6分子中每个C原子以4个sp3杂化轨道分别与3个H原子结合成3个

σsp3?s键，第四个sp杂化轨道则与另一个C原子结合成σsp3?sp3键。

3

++

乙烯C2H4分子中，C原子含有3个sp杂化轨道，每个C原子的2个sp杂化轨道分别与2个H原子结合成2个σsp222

?s键，第三个sp杂化轨道与另一个C原子结合成σsp2

2?sp2键；

2个C原子各有一个未杂化的2p轨道（与sp2杂化轨道平面垂直）相互―肩并肩‖重叠而形成1个? 键。所以C2H4分子中的C、C为双键。

乙炔C2H2分子中每个C原子各有2个sp杂化轨道，其中一个与H原子结合形成σsp?s键，第二个sp杂化轨道则与另一个C原子结合形成σsp?sp键；每个C原子中未杂化的2个2p轨道对应重叠形成2个? 键。所以C2H2分子中的C、C为叁键。

5. 解 B原子的外层电子组态2s2p，当B原子与F原子化合时，2s轨道上的1个电子被激发到2p轨道，进行sp杂化，3个sp杂化轨道分别与3个F原子的2p轨道成键，故BF3分子的空间构型为平面正三角形。

N原子的外层电子组态为2s22p3。当N原子与F原子化合时，N原子采取sp3不等性杂化，其中N的一对孤对电子占有一个sp3杂化轨道，另3个sp3杂化轨道分别与3个F原子的2p轨道成键，故NF3分子的空间构型为三角锥形。

6. 解 （1）在BF3分子中，B原子采取sp等性杂化，分子的空间构型为平面正三角

形；在BF4?离子中，B原子采取sp等性杂化，其中1个sp杂化轨道与F离子的一对孤对电子形成1个σ配键，离子的空间构型为正四面体。故B原子的杂化类型由sp等性杂化转变为sp3等性杂化，空间构型由平面正三角形转变为正四面体。

（2）在H2O分子中，O原子采取sp3不等性杂化，分子的空间构型为V形；在H3O+

离子中，O原子采取sp3不等性杂化，O原子用其中的一对孤对电子与H+形成1个σ配键，离子的空间构型为三角锥形。故O原子的杂化类型不变，空间构型由V形转变为三角锥形。

（3）在NH3分子中，N原子采取sp3不等性杂化，分子的空间构型为三角锥形；在NH3

+

?421

22

2

33-

2

离子中，N原子采取sp等性杂化，N原子用其中的一对孤对电子与H形成1个σ配键，4个N—H键的能量完全相同。故N原子的杂化类型由sp不等性杂化转变为sp等性杂化，空间构型由三角锥形转变为正四面体。

7. 解 分子的价层电子对包括中心原子的?成键电子对和孤电子对，它们在中心原子周

38

3

3

围应尽可能远离，以保持排斥力最小，据此形成的价层电子对的空间排布方式为价层电子对构型。而分子的空间构型是指分子中的配位原子在空间的排布，不包括孤电子对。

如NH3，价层电子对构型为正四面体，而分子的空间构型为三角锥。 8.解 （1）在CO2-3离子中，C原子价层电子对数为3（O原子不提供电子），价层电

2-3子对构型为平面正三角形，因价层电子对中无孤对电子，故CO三角形。

离子的空间构型为平面正

（2）在SO2分子中，S原子价层电子对数为3（O原子不提供电子），价层电子对构型为平面正三角形，因价层电子对中有一对孤对电子，故SO2分子的空间构型为V形。

(3) 在NH?离子中，N原子的价层电子对数为4，价层电子对构型为正四面体，因价层4电子对中无孤对电子，故NH?4离子的空间构型为正四面体。

(4) 在H2S分子中，S原子的价层电子对数为4，价层电子对构型为正四面体，因价层电子对中有2对孤对电子，故H2S分子的空间构型为V形。

（5）在PCl5分子中，P原子的价层电子对数为5，价层电子对构型为三角双锥，因价层电子对中无孤对电子，故PCl5分子的空间构型为三角双锥。

（6）在SF4分子中，S原子的价层电子对数为5，价层电子对构型为三角双锥，因价层电子对中有一对孤对电子，故SF4分子的空间构型为变形四面体。

（7）在SF6分子中，S原子的价层电子对数为6，价层电子对构型为正八面体，因价层电子对中无孤对电子，故SF6分子的空间构型为正八面体。

（8）在BrF5分子中，Br原子的价层电子对数为6，价层电子对构型为正八面体，因价层电子对中有一对孤对电子，故BrF5分子的空间构型为四方锥。

9.解 （1）设该分子中H、N、O原子的个数分别为：x、y、z，因其相对原子质量分别为1.00794、14.0067、15.9994，所以，据题意有

1.00794?x?0.021,x?1

5014.0067?y50?0.298,y?1

15.9994?z?0.681,z?2 50即，一个该化合物分子中有1个H原子，一个N原子，2个O原子，所以其化学式为：HNO2 （亚硝酸）。

39

（2）如H与O键合，其结构式为：

（3）N原子的杂化类型为不等性sp；2个N—O键为σsp2?p键，O—H键为σp?s键；O、N、O原子间有一大π键?3。

10. 解 （1）B2分子的分子轨道式为

42

2*22*211(σ1s)(σ1s)(σ2s)(σ2s)(π2py)(π2pz)

B2分子中有2个单电子π键；键级为

（2）F2分子的分子轨道式为：

4?22 = 1；有2个单电子，具有顺磁性。

2*22*2222*2*2(σ1s)(σ1s)(σ2s)(σ2s)(σ2px)(π2py)(π2pz)(π2py)(π2pz)

F2分子中有1个σ键；键级为

8?62 = 1；没有单电子，具有反磁性。

（3）F2?离子的分子轨道式为

2*22*2222*2*1(σ1s)(σ1s)(σ2s)(σ2s)(σ2px)(π2py)(π2pz)(π2py)(π2pz)

?F2离子中有1个σ键和1个3电子π键；键级为

8?52 = 1.5；有1个单电子，具有顺磁性。

2?122*1??（4）键级为He2离子的分子轨道式为((σ1s)(σ1s)；He2离子中有1个3电子σ键；

= 0.5；有1个单电子，具有顺磁性。

在双原子分子或离子中，键级愈大，键愈稳定，故最稳定的是F2?，最不稳定的是He?。 211.解 O2分子的分子轨道式为

(σ1s)(σ1s)(σ2s)(σ2s)(σ2px)(π2py)(π2pz)(π2py)(π2pz)

2*22*2222*1*1其键级为

-8?42 = 2；分子中有2个单电子，具有顺磁性。

O2离子的分子轨道式为

(σ1s)(σ1s)(σ2s)(σ2s)(σ2px)(π2py)(π2pz)(π2py)(π2pz)

2*22*2222*2*1其键级为

8?52 = 1.5，从键级角度考虑，O2可以存在，但稳定性比O2小。O2离子中有1

--个单电子，因此具有顺磁性，磁性较O2弱。

40

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