《普通化学》赵士铎第二版课后习题答案

普通化学

（第二版）习题答案

中国农业大学

无机及分析化学教研组编

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第一章 气体和溶液

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

w(H2O2)?3.0%?1000g?L-1c(H2O2)???0.88mol?L-1-1M(H2O2)34g?molw(H2O2)/M(H2O2)3.0%/0.034kg?mol-1b(H2O2)???0.91mol?kg-11?w(H2O2)97.0%

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

?Tb = Kbb = 0.52K?kg?mol-1?1.17 mol?kg-1 = 0.61K Tb = 373.76K = 100.61℃

?Tf = Kf b = 1.86K?kg?mol-1?1.17 mol?kg-1 = 2.18K Tf = 270.87K = - 2.18

x(H2O2)?n(H2O2)b(H2O2)??1.6%n(H2O2)?n(H2O)b(H2O2)?1/M(H2O)

m/MRTV1.6 ? = cRT =

mRT0.40g?8.31kPa?L?mol-1?K-1?300KM???2.0?104g?mol-1V?0.10L?0.499kPa

1.7

化合物中C、H、O原子数比为21：30：2

9.510.280.3 : : ? 30 :2:21 11612

故该化合物的化学式为C21H30O2 1.8

KfmB5.12K?kg?mol-1?0.100gM???310g?mol-1?TbmA0.33K?5.00g

m{(NH2)2CO}/M{(NH2)2CO}mB/MB?m(H2O)m(H2O)-1?M?342.4g?molB

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)

??fHm?(NO,g)=(1/4){ ?rHm?(1) - ?rHm?(2)}

=(1/4)[-1107kJ?mol-1-(-1150 kJ?mol-1)] =90 kJ?mol-1

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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)

??fHm?(N2H4,,g)=(1/4){ ?rHm?(3) - ?rHm?(4)+ 3??rHm?(2) - ?rHm?(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)

?rHm?=2??rHm?(4)- ?rHm?(5)=2?(-286 kJ?mol-1)- 50.5kJ?mol-1= -622.5 kJ?mol-1 2.4 ?rHm?=2?fHm?(CO2,g)+3?fHm?(H2O,l)+(-1)? ?fHm?(CH3OCH3,l)+(- 3)?fHm?(O2,g)

??fHm?(CH3OCH3,l) =2?fHm?(CO2,g) +3?fHm?(H2O,l)- ?rHm?= -183 kJ?mol-1 2.5 C(s)+O2(g) ?rHm?(1) CO2(g)

?rHm?(2) ?rHm?(3)

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

由题意知，?rHm?(1)<0, ?rHm?(2)<0, ?rHm?(3)<0 ??rHm?(1)= ?rHm?(2)+ ?rHm?(3) ?rHm?(1)-?rHm?(3)= ?rHm?(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)

?rHm?= ?fHm?(CO,g)+ (-1)?fHm?(H2O,g)=

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

C(s)+O2(g)+H2O(g) ?rHm?(1) CO2(g) +H2O(g)

?rHm?(2) ?rHm?(3)

CO(g)+H2(g)+O2(g) ??rHm?(1)= ?rHm?(2)+ ?rHm?(3) ??rHm?(1) - ?rHm?(3) = ?rHm?(2)>0

由题意知，?rHm?(1)<0, ?rHm?(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： ?rHm? ?rSm? <0 <0 >0 >0 <0 >0 >0 <0 低温自发 任意温度均自发 高温自发 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，?rSm?>0）

2.10 不可以。因为物质的Sm? ,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

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2.12

Sn(白锡)= Sn(灰锡)

?rHm?(298K)= ?fHm?(灰锡)+（-1）??fHm?(白锡)=-2.1kJ?mol-1<0? ?rSm?(298K)= Sm?(灰锡)-Sm(白锡)=-7.41J?mol-1K-1<0

?反应在标准状态，低温自发。在转变温度，?rGm?(T)=0 ??rGm?(T)??rHm?(298K)-T?rSm?(298K) T?[?rHm?(298K)/ ?rSm?(298K)] ?283K 2.13

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

?rHm?(298K)=3?fHm?(CO2,g)+(-2)??fHm?( Fe2O3,s)=467.87kJ?mol-1 ?rSm?(298K)=4? Sm?(Fe,s)+3 Sm?(CO2,g)+(-2) ? Sm?( Fe2O3,s)+ (-3) ? Sm?(C,s)=557.98J?mol-1?K-1 反应在标准状态下自发进行：

?rGm?(T)??rHm?(298K)-T?rSm?(298K)

T>[?rHm?(298K)/ ?rSm?(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)

?rHm?(298K)=-79.51 kJ?mol-1>0 ?rSm?(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)

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

3.1 （1） 正确， （2） 错误， （3） 错误。

K??{c(Fe2?)/c?}{p(H2)/p?}{c(H?)/c?}23.2 K? = 40 3.3

3.4 4×(3) - 2×(1) - 2×(2) 得所求反应式

K??{K?(3)}4{K?(1)}2{K?(2)}2nRT0.20mol?8.31kPa?L?mol-1?K?1p?V??698K10L?116kPan(I2)?n(H2)?c(I2)V?0.0021mol?L-1?10L?0.021molp(I0.021mol?116kPa2)?p(H2)?x(I2)?p?0.20mol?12.2kPap(HI)?p?p(I2)?p(H2)?91.6kPa故：ΔrGm? = 4ΔrGm?(3) - 2ΔrGm?(1) - 2ΔrGm?(2)

3.5 pV = nRT

故对于反应 H2(g) + I2(g) = 2HI(g)

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???c(O?2)/{cp(HI)/p?}2KK?p{(pO(H????562)2/)p/p}{p(I2)/p}1.38?10-3mol?L-1?/1mol?L-1K(293K)??1.37?10?3101kPa/100kPa 3.6

(1)

O2(g) = O2(aq) P(O2) = 21.0kPa时：

K?(293K)?c(O2)/c??1.37?10?30.21故： c(O2,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 Ag2CO3(s) = Ag2O(s) + CO2(g) ΔrGm?(383K) = 14.8kJ·mol-1

ln K?(383K) = -ΔrGm?(383K)/RT = -4.65 K?(383K) = 9.56×10-3 K? = p (CO2)/p?

为防止反应正向自发，应保证 Q > K? 故： p(CO2) > 9.56×10-1 kPa

3.9 CCl4(g) CCl4(l)

ΔfHm?/kJ·mol-1 -102.93 -135.4 Sm?/J·K-1·mol-1 309.74 216.4 CCl4(g) = CCl4(l)

ΔrHm? = 32.47kJ·mol-1 ΔrSm? = 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。

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?c(OH-)/c??Kb?(c/c?)?1.76?10?5?0050?9.5?10?4? {c(Mg2?)/c?}{c(OH-)/c?}2?0.25?(9.5?10?4)2?2.3?10?7?Ksp{Mg(OH)2}6.9 c(NH3) = 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：

?S)/c?}Ka?1Ka?2{c(KHsp9.2?10?12?0.102-?6c(cS(OH)/c??1.0?10?21?22)/?c??{c(H?)/2c?4.74?100.30c(Mg?)/}c?2-?pOH ? 5.32?pOH ? pKb?(NH3)?lglgc(NH3)?c(NH4)c(NH3)?4.75?5.32??0.57?c(NH4)??c(NH4)?0.050mol/L?0.19mol/L0.27?m(NH4Cl)?c(NH4)?V?M(NH4Cl)?0.41g

6.10

故不被沉淀的离子M2+的硫化物的溶度积最小为：

Ksp? = {c(M2+)/c?}{c(S2-)/c?}=0.01×1.0×10-21=1×10-23, 所以，Mn2+, Ni2+ 不被沉淀。 离子被完全定性沉淀时，c(M2+)≤10-5mol/L,g故可被沉淀完全的硫化物溶度积的最大值为：

Ksp? = 10-5×1×10-21 = 10-26

所以可被沉淀完全的离子为：Pb2+,Cd2+,Hg2+,Cu2+ 。

?Ksp{Fe(OH)3}c(OH-)/c? ? 310?5c(OH-)/c?? 6.4?10?12pH ? 2.786.11 欲使Fe(OH)3沉淀完全：

?Ksp{Fe(OH)2}c(OH)/c ? -?0.05c(OH-)/c? ? 3.12?10-8 pH ? 6.49 欲使Fe(OH)2不发生沉淀：

所以应控制pH约在2.8~6.5 范围。 6.12 （略）

6.13 CuCO3 (计算得CuCO3的溶解度为1.2×10-5mol/L,即CuCO3饱和水溶液的体积浓度为

0.76mg/L)

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6.14 c(CO32-)/c? = Ka2?(H2CO3) = 5.61×10-11

{ c(Ca)/c?}{ c(CO32-)/c?}=5.61×10-12 < Ksp?(CaCO3)

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CO2 。原因是溶液碱度

较低，CO32- 不是CO2的主要存在形体，即其浓度过低。 6.15 （有关数据：Ksp?(CaCO3)=4.96×10-9, Ksp?(ZnCO3)=1.19×10-10,

Ksp?(MgCO3)=6.82×10-6, Ksp?(NiCO3)=1.3×10-7,

Ksp?{Ca(OH)2}=5.5×10-6, Ksp?{Zn(OH)2}=6.68×10-7, Ksp?{Mg(OH)2}=5.61×10-12,

??4c(OH-)/c??Kb?010?4.12?10?31?0.10?1.78?10Ksp?{Ni(OH)2}=5.47×10-16, Ksp?{Fe(OH)3}=2.64×10-39) 在c(CO32-) = 0.10mol/L 的碳酸钠水溶液中： 对于两价离子M2+ 的氢氧化物: Q = {c(M2+)/c?}{ c(OH-)/c?}2 = 1.78×10-6 对于两价离子的碳酸盐：

Q = {c(M2+)/c?}{ c(CO32-)/c?} = 10-2

所以生成的沉淀是：

CaCO3, Mg2(OH)2CO3 , Zn2(OH)2CO3 , Ni2(OH)2CO3 对于三价离子Fe3+:

Q = {c(Fe3+)/c?}{ c(OH-)/c?}3 = 7.0×10-9 > Ksp?{Fe(OH)3} 所以生成Fe(OH)3

6.16 (4)

6.17 溶度积，离子浓度，沉淀类型。

6.18 Ksp?（CaSO4）= 7.10×10-5 Ksp?（CaSO4）= (s/c?)2 得： s = 8.4×10-3 mol/L

s = c(SO42-)M(SO42-) = 8.4×10-3 mol/L×9.6×104mg/mol = 806mg/L 所以不可饮用。

第七章 原子结构

7.1 原子发射光谱, 电子衍射 7.2 确定, 动量, 不确定, 轨道 7.3 (2), (4)正确

7.4 波函数, 电子的几率密度 7.5 (1) 7.6 1 n 2 l 0 m 0 ms +1/2 12

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2 3 4 5 2 2 2 2 0 1 1 1 0 0 +1 -1 - 1/2 +1/2 +1/2 +1/2 7.7 (3) 7.8 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) 7.9 (略)

7.10 4s, 3d, 4p

7.11 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)

7.12 一,二,三主族元素,镧系元素, 第六周期镧后元素

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

7.14 (3), (2)

7.15 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。

第八章 分子结构

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

8.2 离子, BeO>MgO>CaO>SrO>BaO,

BaCO3>SrCO3>CaCO3>MgCO3>BeCO3

8.3 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.

8.4 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；

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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。

8.5 C2H6 : sp3; C2H4 : sp2;

CH3CCH : sp3 sp sp;

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

8.6 正丁烷： 否；

1，3-丁二烯： 否； 2-丁炔： 是

8.7 HF HCl HBr HI; HF HCl HBr HI; HI HBr HCl HF; HF HI HBr HCl

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

8.9 (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+。

8.10 ClO- ,ClO2- ,ClO3- ,ClO4- 。

8.11 HClO酸性强于HBrO。成酸元素原子电负性大，含氧酸酸性强。

第九章 氧化还原反应 9.3 还原， 氧化

9.4 不变， 不变， 变为{K?}n 9.5 (1) 9.6 (2) 9.7 (4) 9.8 (3)

9.9

(1) 2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+ (2) 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+

(3) 2MnO4- + 10Cl- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O (4) H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O (5) PbO2 + 2Cl- + 4H2O = Pb2+ + Cl2 + 2H2O (6) Hg2Cl2 + Sn2+ = 2Hg + Sn4+ + 2Cl-

(7) 2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+ 9.10

(1)

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2.303RTlg{c(Ni2?)/c?}2F0.059V ? -0.25V ? ?lg0.080??0.28V22.303RT?(Zn2?/Zn)???(Zn2?/Zn)?lg{c(Zn2?)/c?}2F0.059V ? -0.76V ? ?lg0.020??0.81V2? ? -0.28V - (-0.81V) ? 0.53V?(Ni2?/Ni)???(Ni2?/Ni)?Zn | Zn2+(0.020mol/L) ||Ni(0.080mol/L)| Ni

2+

2.303RT{c(Fe3?)/c?}?(Fe/Fe)??(Fe/Fe)?lgF{c(Fe2?)/c?}3?2??3? ? 0.77V ?0.059V?lg0.10?0.71V1.02-)/c?}{c(H?)/c?}142.303RT{c(Cr2O7?(Cr2O/Cr)??(Cr2O/Cr)?lg6F{c(Cr3?)/c?}20.059V ? 1.23V ? ?lg1014?1.37V6?(Cl2/Cl-)???(Cl2/Cl-)?1.36V2-73??2-73? ? ? 0.01V(2) Cl-(1.0mol/L) | Cl2(100kPa)||Fe(0.10mol/L),Fe(1.0mol/L) ε= 1.36V – 0.71V = -0.65V

(3) Cl-(1.0mol/L) | Cl2(100kPa)||Cr2O42-(1.0mol/L),H+(10mol/L),Cr3+(1.0mol/L)

（结果说明，在强酸性介质中，重铬酸根亦可以氧化氯离子） 9.11 （1）

3+

2+

??(Sn2?/Sn) ? -0.138V??(Pb2?/Pb) ? -0.126V ΔrGm? = -2F{-0.138V -(-0.126V)}= 2.32×103J/mol

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