无机化学习题参考答案

无机化学习题参考答案

(文中号应为标准态符号) 第一章习题参考答案

#

o1. 求0.01㎏NaOH、0.10㎏(解 NaOH、

12+1Ca)、0.10㎏(Na2CO3)的物质的量。 2212+1Ca和Na2CO3的摩尔质量分别为： 221M（NaOH）= 40g·mol-1 M（Ca2+）= 20g·mol-1

2M（Na2CO3）= 53g·mol-1

所以，它们的物质的量分别为：

0.01?1000= 0.25 (mol) 4010.10?1000n(Ca2+) == 5.0 (mol) 22010.10?1000n(Na2CO3) == 1.9 (mol) 25312n(NaOH) =

2. 将5.0g NaOH、NaCl、CaCl2分别置于水中，配成500ml溶液，试求溶液物质的量浓度c(NaOH)、c(NaCl)、c(

解 NaOH、NaCl和

1CaCl2) 。 21CaCl2的摩尔质量分别为： 2M（NaOH）= 40g·mol-1 M（NaCl）= 58.5g·mol-1 M（

1CaCl2）= 55.5g·mol-1 2所以，它们的物质的量浓度分别为：

5.0/40= 0.25 (mol·L-1)

500/10005.0/58.5 c(NaCl) == 0.17 (mo·L-1)

500/100015.0/55.5 c(CaCl2) == 0.18 (mol·L-1)

500/10002 c(NaOH) =

3. Each 100ml blood plasma contains K of 20mg and Cl of

+

-

366mg .Count their amount of substace concentration , with the unit mmol·L-1 .

Key： The amount of substace concentration of K+ and Cl - are ：

20/39= 5.13 (mmol·L-1) 0.100366/35.5c(Cl -) == 103 (mmol·L-1)

0.100c(K+) =

4. 试将30.0g蔗糖(C12H22O11)试样，配成下列各种溶液：

(1)ρ(C12H22O11) = 105g·L-1 (2) c(C12H22O11) = 0.10mol·L-1

(3) b(C12H22O11) = 0.10mol·㎏-1 (4) x(C12H22O11) = 0.0186 应怎样配制？

解 M(C12H22O11) = 342g·mol

-1

（1）V =

30.0= 0.286 (L) = 286 (ml) 105准确称取30.0g蔗糖，用适量蒸馏水溶解后，加水稀释至286ml，混匀，即可配制成105g·L-1的蔗糖溶液。

（2）V =

30.0/342= 0.877 (L) = 877 (ml) 0.10准确称取30.0g蔗糖，用适量蒸馏水溶解后，加水稀释至877ml，混匀，即可配制成0.10mol·L-1的蔗糖溶液。

（3）m(H2O) =

30.0/342= 0.877 (kg) = 877 (g) 0.10准确称取30.0g蔗糖，溶于877g蒸馏水中，混匀，即可配制成0.10mol·kg -1的蔗糖溶液。

（4）x(C12H22O11) =

30.0/342= 0.0186

[30.0/342]?[m(H2O)/18.0]m(H2O) = 83.22 (g)

准确称取30.0g蔗糖，溶于83.22g蒸馏水中，混匀，即可配制成x(C12H22O11) = 0.0186的蔗糖溶液。

5. 质量分数为3％的某Na2CO3溶液，密度为1.05g·ml-1 ，试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。

解 M(Na2CO3) = 106g·mol-1

c(Na2CO3) =

x(Na2CO3) =

1.05?1000?0.03= 0.297 (mol·L-1)

1063/106= 0.005

(3/106)?(97/18)b(Na2CO3) =

3/106= 0.292 (mol·kg –1)

97/10006. 什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系？

答 溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关，因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液，所以统称为稀溶液的依数性。

难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切，知道一种依数性则可以求出另一种依数性：

?p?Tb?Tf?==== bB KbKR?TKf7. 293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，在100g水中溶解18g葡萄糖(C6H12O6，M = 180g·mol-1)，求此溶液的蒸气压。

解 葡萄糖溶液中水的摩尔分数为： x (H2O) =

100/18= 0.982

(18/180)?(100/18)葡萄糖溶液的蒸气压为：

p = p0 x (H2O) = 2.338×0.982 = 2.30 (kPa)

8. 有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5g尿素[CO(NH2)2]溶于200g水中，另一种溶液为42.8g某未知物溶于1000g水中，求该未知物的摩尔质量（尿素的摩尔质量为60 g·mol-1）。

解 由于两溶液在同一温度下结冰，则△T f（尿素）= △T f（未知物）

K f×

1.5/6042.8/M= K f×

200/10001000/1000M（未知物）= 342.4 (g·mol-1)

即该未知物的摩尔质量为342.4 g·mol-1。

9. 测得人体血液的凝固点降低值△T f = 0.56K，求在310 K时人体血液的渗透压。

解 查表知K f（H2O）= 1.86 K·㎏·mol-1 ，由于

0.56Π= 1.868.314?310?TfKf=

Π，则 R?TΠ= 776kPa

10. 排出下列稀溶液在310 K时，渗透压由大到小的顺序 (1) c(C6H12O6) = 0.20mol·L-1 (2) c(NaCl) = 0.20mol·L-1 (3) c(Na2CO3) = 0.20mol·L-1

解 在相同温度下，溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，因此，可以通过比较溶液渗透浓度的大小，确定溶液渗透压力的大小。 三种溶液的渗透浓度分别为：

cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (mol·L-1) cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 2×0.20= 0.40 (mol·L-1) cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 3×0.20= 0.60 (mol·L-1)

所以，溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)＞(2)＞(1)。

11. 生理盐水、50g·L-1的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5g·L-1的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液和18.7g·L-1的乳酸钠(NaC3H5O3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现取其体积，按下列配方配成三种混合液：

11(50g·L-1C6H12O6) +(生理盐水) 2212(2) (18.7g·L-1NaC3H5O3) +(生理盐水)

3312(3) (12.5g·L-1NaHCO3) +(生理盐水)

33(1)

试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液？

11(50g·L-1C6H12O6) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： 2215019.0 cos =×+×2×

2180258.5解 (1)

= 0.293 (mol·L-1 ) = 293 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12(18.7g·L-1NaC3H5O3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： 33118.729.0cos =×2×+×2×

3112358.5(2)

= 0.316 (mol·L-1) = 316 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12(3) (12.5g·L-1NaHCO3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为：

33112.529.0cos =×2×+×2×

384358.5 = 0.304 (mol·L-1) = 304 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12. 将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100ml溶液，测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa，试问该胰岛素的分子量为多少？

解 M（胰岛素）=

m1.01RT =× 8.314×298 ?V4.34?0.1 = 5.77×103 (g·mol-1)

所以胰岛素的分子量为5.77×103。

13. 将0.02 mol·L-1的KCl溶液12ml和0.05 mol·L-1的AgNO3溶液100ml混合以制备AgCl溶胶，试写出此溶胶的胶团结构式。

解 用KCl溶液和AgNO3溶液制备AgCl溶胶的反应式为：

AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3

其中KCl和AgNO3的物质的量分别为：

n (KCl) = 0.02×0.012 = 2.4×10-4 (mol) n (AgNO3) = 0.05×0.100 = 5.0×10-3 (mol)

由于AgNO3过量，因此生成的AgCl溶胶为正溶胶，其胶团结构式为：

[(AgCl)m·nAg +·(n-x)NO3-]x+·x NO3-

14. 溶胶具有稳定性的原因有哪些？用什么方法可破坏其稳定性。 答 溶胶具有相对稳定性的原因是：

(1) 胶团双电层中的吸附离子和反离子都是溶剂化的，胶粒被溶剂化离子所包围，形成了一层溶剂化保护膜。溶剂化膜既可以降低胶粒的表面能，

100[A?]?10?0.25 （2） ∴

100[HA]?10联立（1）（2）两方程，解得：[HA]=0.50 mol·L-1 [A?]=0.25 mol·L-1

7．今有0.20 mol·L-1的NH3·H2O和2.00L 0.100 mol·L-1的HCl溶液，若配制pH=9.60的缓冲溶液，在不加水的情况下，最多可配制多少ml缓冲溶液？其中NH3·H2O和NH4+的浓度各为多少?

解： 设配制前NH3·H2O体积V1L。 则 NH3·H2O + HCl = NH4Cl + H2O 起始 0.20V1 0.20 0 平衡 0.20V1-0.20 0 0.20

pH?pKa?lgn(NH3?H2O) ?n(NH4)0.20V1?0.20

0.20即 9.60?9.25?lgV1=3.24(L)

缓冲溶液总体积V=3.24+2.00=5.24(L) [NH3·H2O]= [NH4+]=

0.200.20V1?0.20?0.085(mol?L?1)

VV?0.038(mol?L?1)

8．试计算总浓度为0.100 mol·L-1的巴比妥缓冲溶液的最大缓冲容量和pH为8.00时的缓冲容量(已知：巴比妥酸pKa1＝7.40)。

解：β

最大

=0.576×c总=0.576×0.100=0.576（mmol·ml-1·pH-1）

[B?] 根据pH?pKa?lg，有：

HB][B?][B?]?3.98 8.00?7.40?lg，解得：

[HB][HB] 又∵[B?]+[HB]=0.100

∴[B?]=0.08 mol·L-1 [HB]=0.02 mol·L-1 β?2.303?

0.080?0.020=0.037（mmol·ml-1·pH-1）

0.100

第五章

1．指出在W、Q、U、H、S、G、p、T、和V中, 哪些是状态函数? 哪些的改

变量只由始态、终态决定? 哪些数值与变化途径有关? 解：略。

2．试说明ΔrHm、ΔfH#m、ΔcH#m、ΔrS#m、ΔfG#m、ΔrG#m和ΔrGm各物理量的意义? 解：略。

3．下列说法是否正确？为什么？

(1) 放热反应均为自发反应。

(2) 生成物的分子数比反应物多，则反应的△rS必为正值。 (3) 稳定单质的ΔfH#m、ΔfG#m和S#m皆为零。

(4) 若反应的ΔrG#m，298＞0，则该反应在任何条件下均不能自发进行。 (5) 凡是自发反应都是快速反应。

解：(1)不正确 (2)不正确 (3)不正确 (4)正确 (5)不正确 4．已知298.15K，100 kPa

H2 (g)+1/2O2 (g) ═ H2O (g) ΔrH#m,1＝－241.8kJmol-1

H2 (g)+ O2 (g) ═ H2O2 (g) ΔrH#m,2＝－136.3kJ试求反应 H2O (g)＋1/2O2 (g) ═ H2O2 (g)的ΔrH#m 值。

###解：?rHm= ??rHm,2??rHm,1mol-1

136.3

(

241.8) = 105.5 (kJ?mol-1)

5

Fe2O3 (s)＋3CO (g) ═ 2Fe (s)＋3CO2 (g) ΔrH#m,1＝－

26.7kJ

mol-1

3 Fe2O3 (s)＋CO (g) ═ 2 Fe3O4 (s)＋CO2 (g) ΔrH#m,2＝－50.8kJ

mol-1

# Fe3O4 (s)＋CO (g) ═ 3 FeO (s)＋CO2 (g) ΔrHm,3＝－36.5kJmol-1

① 不用查表，计算反应 FeO (s)＋CO (g) ═ Fe (s)＋CO2 (g)的ΔrH#m。 ② 利用① 的结果和附录的数据计算FeO (s)的标准生成焓。 解：(1) ?rH??#m##??rHm,3?1/2?rHm,23?1#?rHm,1 236.5?1/2?(?50.8)1??(?26.7)= 7.28 (kJ?mol-1)

32#### (2) ??rHm??fHm,?(?H??HCO2(g)fm,FeO(s)fm,CO(g))

即 7.28 = 393.51

#?fHm,FeO(s)? (

110.52)

#∴ ?fHm, 290.27 (kJ?mol-1) FeO= (s)6．用标准生成焓(Δf H#m)计算下列反应在298.15K和100 kPa下的反应热。 ① NH3 (g)+HCl (g) ═ NH4Cl (s) ② CaO(s)+CO2 (g) ═ CaCO3 (s)

#### 解：(1) ?rHm??fHm,NH4Cl(s)?(?fHm,NH3(g)??fHm,HCl(g))

= 314.4 [( 46.11)+ (92.307) ]=

175.98 (kJ?mol-1)

#### (2) ?rHm??fHm,?(?H??HCaCO3(s)fm,CaO(s)fm,CO2(g))

= 1206.9 [( 635.09)+ (393.51) ]=

178.3 (kJ?mol-1)

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) #7．用标准燃烧热(Δc Hm)计算下列反应在298K和100 kPa下的反应热。 ① 2C2 H2 (g) + 5O2 (g) ═ 4CO2 (g) + 2H2 O (l) ② C2H5OH (l) ═ CH3CHO (l) + H2 (g)

#####解：(1) ?rHm?2??CHm,C2H2(g)?5??CHm,O2(g)?(4??cHm,CO2(g)?2??cHm,H2O(l))

= 2

(kJ?mol-1)

( 1299.6) + 5 0 (4 0 + 2 0) = 2599.2

#### (2) ??rHm??cHm,C2H5OH(l)?(?cHm,CH3CHO(l)??cHm,H2(g))

###??cHm,C2H5OH(l)?(?cHm,CH3CHO(l)??fHm,H2O(l))

#?? 1366.8 ∴ ?rHm ( 1166.4) ( 285.83) = 85.43

(kJ?mol-1)

8．CO是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之： CO (g) ═ C(s)+1/2 O2 (g) 试从热力学角度判断该设想能否实现？

-1##解：??rGm???fGm,CO(g)= 137.15 (kJ?mol)

0

∴ 该设想无法实现

9．计算下列反应在298K时的ΔrG#m , 并指出反应在标准态下自发进行的方向。

① 2NH3 (g) ═ 2N2 (g)+3H2 (g)

② CO (g)+NO (g) ═ CO2 (g)+1/2 N2 (g)

####解：(1) ??rGm??fGm,?3?G?2?GN2(g)fm,H2(g)fm,NH3(g)

= 0 +3 0 2 (

16.5) = 33.0 (kJ?mol-1)

0

∴ 标态下自发向左进行

1##### (2) ??rGm?(?fGm,??fGm,CO2(g)N2(g))?(?fGm,CO(g)??fGm,NO(g))

2 =

(kJ?mol-1) <0

394.36 + 0 (137.15 + 86.57) = 343.78

∴ 标态下自发向右进行

10．甲醇的分解反应如下： CH3OH (l) →CH4 (g) + 1/2 O2 (g) ① 298.15K时该反应的ΔrS#m 及ΔrG#m各是多少? ② 在298.15K、100 kPa下该分解反应能否自发进行。

③ 标准状态下该反应分解时的最低温度为多少?

##?Sm,解：(1) ?rSmCH4(g)?1##Sm,O2(g)?Sm,CH3OH(l) 2K-1

mol-1)

1?186.15??205.03?127= 161.67(J

21####?rGm??fGm,??fGm,CH4(g)O2(g)??fGm,CH3OH(l)

2 = ? 50.75 + 0 ? (? 166.4) = 115.7 (kJ?mol-1)

#(2) ∵ ?rGm> 0

∴ 该条件下分解反应不能自发进行

###??rHm?T?rSm?0 时发生分解反应 (3) ?rGm1####?rHm??fHm,??fHm,CH4(g)O2(g)??fHm,CH3OH(l)

2 = 74.81+ 0 (

238.7) =163.9 (kJ?mol-1)

#?rHm163.9?1000∴ T?=1014 K ?#161.67?rSm11．计算反应 CO(g) + H CO 2(g) + H 2 (g) 在773K时的ΔrG#m 2O(g) 及Kp#。（设273K→773K范围内的ΔrH#m和ΔrS#m保持不变。）

#####解：?rHm?(?fHm,CO2(g)??fHm,H2(g))?(?fHm,CO(g)??fHm,H2O(g))

= [(

41.17(kJ?mol-1)

393.51) + 0] [(110.52) + ( 241.82)] =

#####?rSm?(Sm,CO2(g)?Sm,H2(g))?(Sm,CO(g)?Sm,H2O(g))

= (213.6 + 130.58)

###?rGm??rHm?T?rSm

(197.56 + 188.72) = 42.1(J

K-1mol-1)

= 41.171000 773 ( 42.1) = 8626.7(J

mol-1)

## ??rGm??2.303RTlgKp#lgKp???rG8626.7??0.5832.303RT2.303?8.314?773#m

#∴Kp = 3.83

(g )12．反应 2SO 2(g) + O 2 (g) 2SO 3 在727K时Kp# =3.45，计算

在827K时的K#值（ΔH#=－189 kJ·mol-1可视为常数）。

p

r

m

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kc2v.html