大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)課后習(xí)題解答

大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)課后習(xí)題解答

第一章溶液和膠體溶液

第二章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)

2-1什么是狀態(tài)函數(shù)？它有什么重要特點(diǎn)？

2-2什么叫熱力學(xué)能、靖、嫡和自由能？符號(hào)H、S、G、M、AS、AG、△?。?、人父、AfG?.

△心S、△足、4G：各代表什么意義?

2-3什么是自由能判據(jù)？其應(yīng)用條件是什么？

2-4判斷下列說法是否正確，并說明理由。

(1)指定單質(zhì)的AfG：、Af，；、皆為零。

(2)298.15^,反應(yīng)。2?+S(g)=SO2(g)的AG：、△,.，：、分別等于SO??的

A4、A冏、S\

Imimm

(3)AG；<0的反應(yīng)必能自發(fā)進(jìn)行。

2-5298.15K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，HgO在開口容器中加熱分解，若吸熱22.7kJ可形成Hg(1)

50.10g,求該反應(yīng)的A,，：。若在密閉的容器中反應(yīng)，生成同樣量的Hg(1)需吸熱多少？

解：HgO=Hg(l)+l/2O2(g)

11

ArH?=22.7X200.6/50.1=90.89kJ-rnofQv=Qp-nRT=89.65kJ-mol'

2-6隨溫度升高，反應(yīng)(1)：2M(s)+O2(g)=2MO(s)和反應(yīng)(2)：2c(s)+C)2(g)=2CO(g)的摩

爾吉布斯自由能升高的為111，降低的為(2),因此，金屬氧化物MO被硫還原反應(yīng)2Mo(s)+

C(s)=M(s)+CO(g)在高溫條件下上向自發(fā)。

2-7熱力學(xué)第一定律說明熱力學(xué)能變化與熱和功的關(guān)系。此關(guān)系只適用于：

A.理想氣體；B.封閉系統(tǒng)；C.孤立系統(tǒng)；D.敞開系統(tǒng)

2-8純液體在其正常沸點(diǎn)時(shí)氣化，該過程中增大的量是：

A.蒸氣壓；B.汽化熱；C.嫡；D.吉布斯自由能

2-9在298K時(shí)，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),4“：<0則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下該反應(yīng)

A.任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行；B.任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行；

C.高溫自發(fā)；D.低溫自發(fā)

2-10298K,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1.00g金屬鎂在定壓條件下完全燃燒生成MgO(s),放熱24.7kJ。則

△M(MgO,298K)等于600.21kJmo口。已知M(Mg尸24.3g.mol"。

2-11已知298.15K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下

(1)Cu2O(s)+l/2O2(g)2CuO(s)-146.02kJ,mol"

(2)CuO(s)+Cu(s)Cu20(s)卜月、=-11.30kJ-mol-1

求(3)CuO(s)=Cu(s)+1/2O2(g)的△口、

1

解：Ar//?=-[(l)+(2)]=157.32kJ-rnof

2-12已知298.15K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下

A//?=.24.77kJ-mof1

(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)r

A//?=-52.19kJ-rnof1

(2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)r

=-39.01kJ-mof1

(3)Fe3O4(s)+CO(g)=FeO(s)+CO2(g)

求(4)Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g)的

解：Ar//,*=[(3)*2+(2)-⑴X3]+6=-9.32kJmol"

2-13甘氨酸二肽的氧化反應(yīng)為

C4H8N2O3(S)+3O2(g)=H2NCONH2⑸+3CO2(g)+2H2O(1)

11

已知Af4：(H2NCONH2,S)=-333.17kJ-mof,Af/7?(C4H8N2O3,s)=-745.25kJ-mof0

計(jì)算：

(1)298.15K時(shí)，甘氨酸二肽氧化反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾婚變Ar"：=-1340.15kJ-molL

(2)298.15K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1g固體甘氨酸二肽氧化時(shí)放熱多少？10.15kJ-g'

2-14由的數(shù)據(jù)計(jì)算下列反應(yīng)在298.15K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的△戶:。

(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1)△"：=-1169.78kJmol」

(2)8Al(s)+3Fe3O4(s)=4A12O3(S)+9Fe(s)△"：=-6327.86klmol”

(3)CO(g)+H2O(1)=CO2(g)+H2(g)Ar/7*=2.88kJmor'

2-15液態(tài)乙醇的燃燒反應(yīng)：

C2H50H(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)

利用附錄提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算298K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，92g液態(tài)乙醇完全燃燒放出的熱量。

解：=-393.51X2-285.85X3-(-276.98)=T367.59kJ-mof1-2735.18kJ-mof1

2-16由葡萄糖的和水及二氧化碳的Af"：數(shù)據(jù)，求298K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下葡萄糖的

11

解：Ar//m=-393.51X6+(-285.85)X6-(-2815.8)=-1260.36kJmor'

2-17已知298K時(shí)，下列反應(yīng)

BaCO3(s)=BaO(s)+CO2(g)

A/7?(kJ-mol1)-1216.299

f-548.10-393.51ArHm=274.68

S?(J-mor'-K1)112.1372.09213.64S?=173.60

求298.15K忖該反應(yīng)的A//：,和A/7：,以及該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行的最低溫度。

解：ArG?=222.95kJmor'T>274680/173.6=1582K

2-18將空氣中的單質(zhì)氮變成各種含氮化合物的反應(yīng)叫固氮反應(yīng)。利用附錄提供的數(shù)

據(jù)計(jì)算下列三種固氮反應(yīng)的八83從熱力學(xué)角度判斷選擇哪個(gè)反應(yīng)最好？

AG?=173.38kJ-mor'

(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)r

AG^,=207.32kJ-mol

(2)2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)r

AG?=-32.24kJ-mor1

(3)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)r

2-19已知298.15K時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,5?(S,單斜)=32.6J-mol'K1,S：(S,正交尸31.8

J-mor'-K1?

1

S(S,單斜)+O2(g)=SO2(g)=-297.2kJ-mor

1

S(S,正交)+O2(g)=SO2(g)=-296.9kJ-mol-

計(jì)算說明在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，溫度分別為25℃和95℃時(shí)兩種晶型硫的穩(wěn)定性。

1

解：S(s,單斜尸S(s,正交)Ar//?=-0.3kJ-mor'5?=-0.8J-mol'K-

250c時(shí)△,G：=-0.3-298.15X(-0.8)/1000=-0.06kJ-mol-1正交硫穩(wěn)定。

95℃HtArG?=-0.3-368.15X(-0.8)/1000=-0.OkJ-mof'

2-20已知2NO(g)+C)2(g)=2NO2(g)

1

AfG?/kJ.mor86.5751.30

計(jì)算298K時(shí)，上述反應(yīng)的AG；,并說明NO?氣體的穩(wěn)定性。

解：ArG?=(51.30-86.57)X2=-70.54kJmor'

第三章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

3-1什么是反應(yīng)的速率常數(shù)？它的大小與濃度、溫度、催化劑等因素有什么關(guān)系？

3-2什么是活化能？

3-3在1073K時(shí)，測(cè)得反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反應(yīng)物的初始濃

度和N2的生成速率如下表：

(1)寫出該反應(yīng)的速率方程并指出反應(yīng)級(jí)數(shù)；

(2)計(jì)算該反應(yīng)在1073K時(shí)的速率常數(shù)

31

(3)當(dāng)c(NO尸4.00x10-3moi.L,c(H2)=4.00x10'mol-L'^,計(jì)算該反應(yīng)在1073K時(shí)的反應(yīng)

速率。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)初始濃度/molL」生成N2的初始速率/

c(NO)mol-L's'1

C(H2)

12.00x10-36.00x1O-31.92x1O-3

21.00x10'36.00x1O-30.48x1O-3

32.00x10-33.00x1O-30.96x1O-3

2

解：(1)V-^C(NO)C(H2)

(2)k=8.4X10'mol2?L2?s1

(3)v=8X10'X(4.00X103)2x4.00X10'3=5.12X10-3mol?L_1?s'

3-4已知反應(yīng)N2O5(g)==N2C)4(g)+l/2O2(g)在298K時(shí)的速率常數(shù)為3.46*10夕，在338K

時(shí)的速率常數(shù)為4.87xl(fsL求該反應(yīng)的活化能和反應(yīng)在318K時(shí)的速率常數(shù)。

解.]/一￡"一。_/-87407.《(338.15-298.15)_彳八

5

kyRTJ]3.46xl08.314x338.15x298.15

￡a=103.57kJ,mol'

K=4.8X106S1

3-5反應(yīng)A+B==C,若A的濃度為原來的2倍，反應(yīng)速率也為原來的2倍；若B的濃度為

原來的2倍，反應(yīng)速率為原來的4倍。寫出該反應(yīng)的速率方程。

解：v=kc(A)c2(B)

3-6在791K時(shí)，反應(yīng)CH3CHO==CH4+CO的活化能為190kJmol",加入上作催化劑約使反

應(yīng)速率增大4x103倍，計(jì)算反應(yīng)有12存在時(shí)的活化能。

解：In以=kA=互匚^=8.294

v(乂RT

邑2=135kJ,mol:

3-7寫出下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表示式

(1)N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g)

(2)CH4(g)+2O2(g)^^CO2(g)+2H2O(1)

(3)CaCC)3(s)=^Ca(s)+CO2(g)

(4)NO(g)%O2(g)NO2(g)

+2+

(5)2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H(aq)^^2Mn(aq)+5O2(g)+8H2O(1)

)

解：⑴K°[p(NH3/p°F

93

[p(N2)/^][p(H2)/p]

K。=1g02)/下][。(凡0)/。呼

02

''[XCH4)/p°][XO2)/p]

(3)K"=p(C02?p'

(4)K=—[MNO"p0]_____

e1/2

[p(NO)//][XO2)/p]

彳)，[c(Mic)"r

e25+96

‘八-[c(MnO；)/c][C(H2O2)/c°][c(H)/c]

3-8已知在某溫度時(shí)

⑴2C02(g)-2CO(g)+O2(g)Kj

⑵SnO2(s)+2CO(g)Sn(s)+2CCh(g)K：=B

則同一溫度下的反應(yīng)

(3)SnCh(s)SrKs)+O2(g)

的K:應(yīng)為多少？

解：&"=&"?K2=AB

3-9反應(yīng)

Hb.O2(aq)+CO(g)Hb.CO(g)+02(g)

在298K時(shí)K°=210,設(shè)空氣中O2的分壓為21kPa,計(jì)算使血液中10%紅細(xì)胞(Hb-O2)變?yōu)?/p>

HlrCO所需CO的分壓。

解.K。」c(Hb?CO)/力”(0?)/為10%x(21/100)二二上

99

'—[c(HbO2)/c][p(CO)//]-90%[p(CO)/p]一

p(CO)=ll.HPa

3-10計(jì)算反應(yīng)：CO+3H2--CH4+H2O在298K和500K時(shí)的K值(注意：298K

和500K時(shí)水的聚集狀態(tài)不同，利用AS：計(jì)算。

解：298.15K時(shí)，△rGm0=-250.12-298.15X(-133.18)X10-3=-RTlnK9=-150.83

K0=2.75X1026

500.15K時(shí),KO=2.15X1O10

3-11反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)在1773K時(shí)K=2」xi()3,1273K時(shí)

K=1.6xl02,問

(1)計(jì)算反應(yīng)的并說明是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；

(2)計(jì)算1773K時(shí)反應(yīng)的AG/,并說明正反應(yīng)是否自發(fā)；

(3)計(jì)算反應(yīng)的4或。

解：(1)="仁~—△H=96.62kJ-mo「

(RTJ\

(2)△G=-RTlnK=-112.76kJ-mol-1

(3)AS==]]8]jK--i

342Ag2。遇熱分解

2Ag2O(s),4Ag(s)+O2(g)

11

已知298K時(shí)Ag2O(s)的=-30.6kJ-mol_,AfG,/=-11.2kJ-mof求(1)298K時(shí)

Ag2O(s)-Ag(s)體系的p(O2)，(2)Ag2O(s)的熱分解溫度(在分解溫度時(shí)p(O

2)=100kPa)

解：(1)AG=—7?TlnK=22.4kJ,mo「K=1.18X10l=p(02)/p9

2

p(02)=l.18X10kPa

(61.2-22.4)X1000

⑵AS(298.15K)=130J13

298.15

7=6^200=47()K

130.13

3-13在721K時(shí)容器中有ImolHI,反應(yīng)2Hl(g)氏(g)+12(g)

達(dá)到平衡時(shí)有22%的HI分解，總壓為100kPa.求：(1)此溫度下K"值；(2)若將2.00molHI、

0.40mol&和0.30molb混合，反應(yīng)將向那個(gè)方向進(jìn)行?

解：(l)p(H2)=p(I2)=100X(0.22/1.22)=18kPa

(18/100)2

=0.079

(64/100)2

(2)p(HI)=(2/2.7)X100=74.IkPap(H2)=(0.4/2.7)X100=14.8kPap(I2)=ll.IkPa

Q=0.03VK反應(yīng)正向進(jìn)行

3-14超音速飛機(jī)燃料燃燒時(shí)排出的廢氣中含有NO氣體，NO可直接破壞臭氧層:

NO(g)+O(g)

NO(g)+O3(g)22

已知lOOkPa,298K時(shí)NO、Ch和NO2的生&/分別為86.57、163.18和51.30kJmol」，求

該溫度下此反應(yīng)的AG/和K6。

解：△G=51.3-86.57-163.18=-198.45kJ-mo「=-RTlnKK=5.87X1031

3-15298K時(shí)將5.2589g固體NH4Hs樣品放入3.00L的真空容器中，經(jīng)過足夠時(shí)間后建立平衡,

NH4Hs(s)三=NH3(g)+H2s(g).容器內(nèi)的總壓是66.7kPa,一些固體NH4Hs保留在容

器中。計(jì)算:(1)298K時(shí)的值；(2)固體NH4Hs的分解率；(3)如果容器體積減半,

容器中固體NH4Hs物質(zhì)的量如何變化?

33.3533.35

解：⑴K-----x------=0.111

100100

33.35x3

⑵〃=Q.QAmol=38.8%

298.15x8.3145.2589/51

33.35x1.5八小,0.02°

(3)n=------------=0.02wo/a=----------=19.4%

298.15x8.3145.2589/51

平衡逆向移動(dòng)，容器中固體NH4Hs物質(zhì)的量增加。

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

1.核外電子運(yùn)動(dòng)為什么不能準(zhǔn)確測(cè)定？

2.〃，I,機(jī)3個(gè)量子數(shù)的組合方式有何規(guī)律？這3個(gè)量子數(shù)各有何物理意義？

3.什么是原子軌道和電子云？原子軌道與軌跡有什么區(qū)別？

4.比較波函數(shù)的角度分布圖與電子云的角度分布圖的異同點(diǎn)。

5.多電子原子的軌道能級(jí)與氫原子的有什么不同？

6.有無以F的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？為什么？

（1）n=\,1=1,m=0

（2）n=2,1=0,m=±1

（3）〃=3,1=3,w=±3

（4）〃=4,1=3,m=±2

7.在長(zhǎng)式周期表中是如何劃分s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、嘔的？每個(gè)區(qū)所有的族數(shù)與s,p,

d,fU道可分布的電子數(shù)有何關(guān)系？

8.指出下列說法的錯(cuò)誤：

（1）氯化氫（HC1）溶于水后產(chǎn)生H+和C「，所以氯化氫分子是由離子鍵形成的。

（2）CC14和H2O都是共價(jià)型化合物，因CC14的相對(duì)分子質(zhì)量比H2O大，所以CCL,的

熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比H2O高。

（3）色散力僅存在于非極性分子之間。

（4）凡是含有氫的化合物都可以形成氫鍵。

9.判斷題

（1）s電子繞核旋轉(zhuǎn)其軌道為1個(gè)圓周，而p電子是走“8”字形。

（2）當(dāng)主量子數(shù)”=1時(shí)，有自旋相反的兩條軌道。

（3）多電子原子軌道的能級(jí)只與主量子數(shù)有關(guān)。

（4）當(dāng)〃=4時(shí)，其軌道總數(shù)為16,電子最大容量為32。

（5）所有高熔點(diǎn)物質(zhì)都是原子晶體。

（6）分子晶體的水溶液都不導(dǎo)電。

（7）離子型化合物的水溶液都能很好導(dǎo)電。

（8）基態(tài)原子外層未成對(duì)電子數(shù)等于該原子能形成的共價(jià)單鍵數(shù)，此即所謂的飽和

性。

（9）兩原子以共價(jià)鍵鍵合時(shí)，化學(xué)鍵為。鍵；以共價(jià)多重鍵結(jié)合時(shí)，化學(xué)鍵均為n鍵。

（10）所謂sp3雜化，是指1個(gè)s電子與3個(gè)p電子的混雜。

10.選擇題

（1）已知某元素+2價(jià)離子的電子分布式為Is22s22P63s23P63di°,該元素在周期表中

所屬的區(qū)為（C）。

A.s區(qū)B.d區(qū)C.ds區(qū)D.p區(qū)

（2）確定基態(tài)碳原子中兩個(gè)未成對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子數(shù)分別為（D）。

A.2,0,0,+1/2;2,0,0,-1/2;B.2,1,1,+1/2;2,1,1,-1/2

C.2,2,0,+1/2;2,2,1,+1/2D.2,1,0,-1/2；2,1,1,-1/2

（3）下列各分子中，中心原子在成鍵時(shí)以sp3不等性雜化的是（B,C）。

A.BeCbB.PH3C.H2SD.SiCl4

（4）下列各物質(zhì)的分子間只存在色散力的是（A）。

A.CO2B.NH3C.H2SD.HBrE.SiF4F.CHC13G.CH30cH3

（5）下列各種含氫物質(zhì)中含有氫鍵的是（B）。

A.HC1B.CH3cH20HC.CH3CHOD.CH4

（6）下列物質(zhì)的化學(xué)鍵中，既存在。鍵又存在"鍵的是（CE）。

A.CH4B.乙烷C.乙烯D.SiChE.N2

（7）下列化合物晶體中既存在離子鍵，又有共價(jià)鍵的是（A,D）。

A.NaOHB.Na2sC.CaCl,D.Na2sO4E.MgO

（8）一多電子原子中，能量最高的是（D）。

A.3,1,1,-1/2;B.3,1,0,-1/2；C.4,1,1,-1/2；D,4,2,-2,-1/2;

11.分別近似計(jì)算第4周期K和Cu兩種元素的原子作用在4s電子上的有效核電荷數(shù),

并解釋其對(duì)元素性質(zhì)的影響。

KZ*=19-（10X1+8X0.85）=2.2

CuZ*=29-（10X1+18X0.85）=3.7

12.填充下表

原子序數(shù)原子的外層電子構(gòu)型未成對(duì)電子數(shù)周期族所屬區(qū)最高氧化值

163s23P423VIAp+6

19i14IAs+1

424d55sl65VIBd+6

4805IIBds+2

13.指出下列各電子結(jié)構(gòu)中，哪一種表示基態(tài)原子期E一種表示激發(fā)態(tài)原子，哪一種表示是

錯(cuò)誤的？

⑴Is22s2（基）（2）Is22sl2dl（錯(cuò)）（3）Is22sl2P?（激）（4）Is22s22Pl3sl（激）

（5）Is22s42P2（錯(cuò)）（6）Is22s22P63s23P63dl（激）

14.某元素的最高化合價(jià)為+6,最外層電子數(shù)為1,原子半徑是同族元素中最小的，試

寫出：

（1）元素的名稱及核外電子分布式；銘，Is22s22P63s23P63d54sl

（2）外層電子分布式;3d54sl

（3）+3價(jià)離子的外層電子分布式。3s23P63d3

15.試用雜化軌道理論解釋BF3為平面三角形，而NF3為三角錐形。

BF3中的B原子采取sp2雜化，形成3個(gè)sp?雜化軌道,分別與3個(gè)F原子的2P軌道重疊，形

成3個(gè)B-F。健，呈平面二角形，B-F鍵角為120°,正負(fù)電荷中心重合，所以BF3分子是非

極性分子。而NH3分子中的N原子采取sp3不等性雜化，形成4個(gè)sp3雜化軌道,其中一個(gè)被孤

電子對(duì)占據(jù),分別與3個(gè)H原子的1s軌道重疊，形成3個(gè)N-H。鍵，呈三角錐形，但由于孤電

子對(duì)的排斥作用，使得N-H鍵夾角為107°18',正負(fù)電荷中心不前合，所以NH.；分子是極

性分子。

16.試寫出下列各化合物分子的空間構(gòu)型，成鍵時(shí)中心原子的雜化軌道類型以及分子的

電偶極矩是否為零。

（1）SiH4（2）H2S（3）BC13（4）BeCl2（5）PH3

（1）中心原子Si采取sp3雜化，正四面體，M=0,非極性分子

（2）中心原子S采取不等性sd雜化,V字形，yW0,極性分子

（3）中心原子B采取sp2雜化,平面三角形，p=0,非極性分子

（4）中心原子Be采取sp雜化，直線形，u=0,非極性分子

（5）中心原子P采取不等性sp3雜化，三角錐，U#0,極性分子

17.說明下列每組分子間存在著什么形式的分子間作用力（取向力、誘導(dǎo)力、色散

力、氫鍵）。

（1）苯和CCL,（色散力）（2）甲醇和水（取向力、誘導(dǎo)力、色散力、氫鍵）（3）

HB總體（取向力、誘導(dǎo)力、色散力）（4）He和水（誘導(dǎo)力、色散力）（5）HC1和

水（取向力、誘導(dǎo)力、色散力）

18.乙醇和甲醛（CHjOCH,）是同分異構(gòu)體，但前者沸點(diǎn)為78.5℃,后者的沸點(diǎn)為-23

°C。試解釋之。乙醉有氫鍵，而甲醛沒有

19.下列各物質(zhì)中哪些可溶于水？哪些難溶于水？試根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單說明之。

（1）甲醇（2）丙酮（3）氯仿（4）乙醛（5）甲醛（6）甲烷

20.在He*離子中,3s、3p、3d、4s軌道能級(jí)自低至高排列順序?yàn)?s=3p=3d<4s,在

K原子中，順序?yàn)?sV3P<4s<3d,Mn原子中.順序?yàn)?s<3p<4s<3d。

21.A原子的M層比B原子的M層少4個(gè)電子，B原子的N層比A原子的N層多5個(gè)

電子，則A、B的元素符號(hào)分別為Fe、Br,A與B的單質(zhì)在酸性溶液中反應(yīng)得到

的兩種化合物分別為FeB&—、FeBn。

22.某元素基態(tài)原子，有量子數(shù)"=4,1=0,5=0的?個(gè)電子和"=3,/=2的10個(gè)電子，

該元素的價(jià)電子結(jié)構(gòu)是以及與1—,位于元素周期表第生周期，第IB族。

23.第五周期某元素，其原子失去2個(gè)電子，在/=2的軌道內(nèi)電子全充滿,，試推斷該

元素的原子序數(shù)、電子結(jié)構(gòu)，并指出位于周期表中那一族？是什么元素？

48,[Kr]4d105s2,第五周期,第HB族，鎘,Cd

24.試判斷下列各組化合物熔點(diǎn)高低順序，并簡(jiǎn)單解釋之。

（1）NaF>NaCl>NaBr>Nai

（2）SiF4<SiCl4<SiBr4<Sil4

25.鄰硝基苯酚的熔、沸點(diǎn)比對(duì)硝基苯酚的熔、沸點(diǎn)要瓜這是因?yàn)猷徬趸椒哟嬖?/p>

分子內(nèi)痣鍵,而對(duì)硝基苯酚存在分子間氣鍵,這兩種異構(gòu)體中，對(duì)硝基苯酚較易溶于水。

26.稀有氣體和金剛石晶格格點(diǎn)上都是原子，但為什么它們的物理性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)？

稀有氣體分子晶體，金剛石晶是原子晶體。

第六章酸堿平衡及酸堿滴定

6-1.酸堿質(zhì)子理論是如何定義酸和堿的？什么叫共舸酸堿對(duì)？

6-2.下列說法是否正確，若不正確請(qǐng)予以更正。

（1）根據(jù)稀釋定律，弱酸的濃度越大其解離度越小，因此其酸度也越小。錯(cuò)

（2）因?yàn)橹泻拖嗤瑵舛群腕w積的鹽酸和醋酸所需堿的量相等，所以它們的溶液中H+離子

濃度也相同。錯(cuò)

（3）用HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定NaOH（濃度均為O.lmorLD,以甲基紅為指示劑時(shí)，終點(diǎn)誤

差為負(fù)誤差。錯(cuò)

（4）20mL0.1mol-L?的HCOOH與10mL0.1moIL?的NaOH相混合，其混合溶液是緩沖溶

液。正確

2

6-3.寫出下列各酸的共趣堿:H2O-OH',H2c2O4-H2c2。屋，HCO3--CO3',

22

H2PO4-HPO4',HS-S',C6H5NH3+-C6H5NH2。

+

6-4.寫出下列各堿的共輒酸：H2O-H3O,HC2O4-H2c2O4，HCO3-H2CO3,

2

H2PO4--H3PO4，HS-H2S,S-HS-?

6-5.往HAc的稀溶液中分別加入少量（1）HCI：（2）NaAc；（3）NaCl；（4）H2O；（5）

NaOH,則HAc的解離度有何變化？為什么？

6-6.用O.lmol-L」的NaOH滴定有O.lmol-LNH4cl存在的O.lmolf'HCl,終點(diǎn)應(yīng)選何

種指示劑？為什么？甲基紅

6-7.寫出下列物質(zhì)水溶液的質(zhì)子條件式：

(1)NaAc(2)HC1(3)NaOH(4)NH4Ac(5)NaNH4HPO4(6)NH4H2PO4

(1)c(H+)+c(HAc)=c(OH)(2)c(HT)=c(Cf)+c(OH)(3)c(OH')=c(Na+)+c(H+)

+3

(4)C(H)+C(HAC)=C(OH)+C(NH3)(5)c(H*)+c(H2POQ+2c(H3PO4)=c(OH)+c(NH3)+c(PO4)

23

(6)c(HJ+C(H3PO4)=C(OH-)+C(NH3)+C(HPO4')+2C(PO4')

6-8.選擇題

(1)下列物質(zhì)既可作酸又可作堿的是(A)o

2

(A)H2O(B)AC(C)H2CO3(D)CO3'

(2)欲配制pH=7.00的緩沖溶液，應(yīng)選擇的緩沖對(duì)是(C)?

(A)NH3—NH4C1(B)H3Po4—NaH2PO4

(C)NaH2PO4—Na2HPO4(D)Na2Hpeh—Na3PO4

(3)下列水溶液pH最小的是(C)o

(A)NaHCOj(B)Na2cO3(C)NH4CI(D)NH4AC

(4)當(dāng)H3Po4溶液的pH=3.00時(shí),溶液中主要存在的型體為(B)。

23

(A)H3PO4(B)H2P0/(C)HPO4'(D)PO4'

(5)用強(qiáng)酸滴定弱堿時(shí)，突躍范圍與弱堿的KJ的關(guān)系是(C)

(A)K/愈大，則突躍范圍愈窄(B)Kb?愈小，則突躍范圍愈寬

(C)K/愈大，則突躍范圍愈寬(D)抬。與突躍的大小無關(guān)。

(6)用HCI溶液滴定某堿樣，滴至酚酰變色時(shí)，消耗鹽酸片mL,再加入甲基橙指示

劑連續(xù)滴定至橙色，又消耗鹽酸匕mL,且力＞匕＞0,則此堿樣是(D)。

(A)NaOH(B)NaHCO3+Na2cO3(C)Na2cO3(D)NaOH+

Na2cO3

6-9.利用分布系數(shù)計(jì)算pH=5.0和pH=10.0時(shí)0.1mol-L」NH4cl溶液中各型體的平衡濃度。

1n-5SA*]n_JO

解:pH=5時(shí)b(NH：)=----------jT-?1^(NH)=—--------rr?5.6xIO”

410一5+56*]0一1°331(T5+5.6X1()T°

161

c(NHj)^0.1mol-L'c(NH3)弋5.6X10moIL-

1(170SA乂]I)一。

pH=10時(shí)：K(NH：)=-------------TT-?0.156)(NH)=-------------?0.85

410一1°+5.6xl()T。337IO-10+5.6x1O-10

+11

C(NH4)?0.015mol-L_c(NH3)七0.085mol-L-

6-10.人體中的CO2在血液中以HCO3-和H2cO3存在，若血液的pH為7.4,求血液中HCC>3一

和H2cO3各占多少百分?jǐn)?shù)？

解：

5舊e=__________________(3.98x10-8)2____________________

’23"(3.98X10-8)2+3.98X10-8X4.2X10-7+4.2X10-7X5.6X10-"~'

3.98x10-8x4.2x10"

b(HCO。?0.91

(3.98X10^)2+3.98X10-8X4.2X10-7+4.2X10~7X5.6X10'"

6-11.已知下列各種弱酸的K；值，求它們的共轎堿的值，并將各堿按照堿性由強(qiáng)到

弱的順序進(jìn)行排列。

(l)HCNa0=6.2x10?(2)HCOOH降0=1.8'10%

e,()e-1

⑶C6H50H/Ca=l.lxio^；(4)H3BO3A：a=5.8xl0°

解：

6-12.空氣中的CO2使降水有一定的酸度。根據(jù)干空氣中CO2的含量，計(jì)算得到在一定

溫度和水蒸氣壓時(shí)CO2在水中的溶解度為1.03x10-5mol]",求此狀態(tài)下自然降水的pH值。

解：c(H+)=J1.03x1x4.2x10==2.08x10上mol-L1pH=5.68

6-13.求下列物質(zhì)水溶液的pH值：

-l

(1)O.OlmolL'HCl；(2)0.2molLHAc；(3)0.5molL'NH3H2O；

11

(4)0.05mol-L''NaAc；(5)O.lmol-L'(NH4)2SO4;(6)O.lmolL_NaHCO3；

--1

(7)O.lmobL'Na2CO3；(8)O.lmolLNaH2PO4;(9)0.04molL''H2CO3；

解：(1)pH=2(2)c(H+)=1.9X101mol-L_1pH=2.72(3)pOH=2.52pH=11.48

(4)pH=7.72(5)pH=4.98(6)pH=(6.38+10.25)/2=8.31(7)pH=ll.62

(8)Ka2c>20K.c<20k?l,

I")2c/7.6x103x6.3x1OAo。

c")==2,1x105mol-L-1

"+cV7.6x103+0.1

pH=4.68若pH=(pKai+pKa2)/2=(2.12+7.2)/2=4.66

(9)pH=3.89

6-14.實(shí)驗(yàn)測(cè)得0.1mol?L」HAc溶液的pH=2.88,求HAc的降。及解離度a。若在此溶液中

加入NaAc并使其濃度達(dá)到O.lmolL",溶液的pH和解離度a又為多少？這說明什么問題？

解：

5包二(1.35x10-3)2“82x10-

0.1

a=￡^L2xl00%=135xl°\[00%=]35%

c0.1

01

pH=pK+1g上c=4.74+lgJ=4.74

%0」

a=理5】x100%=1-2x10-x100%=0.018%同離子效應(yīng)

c0.1

6-15.什么叫緩沖溶液？緩沖溶液具有哪些特性？配制緩沖溶液時(shí)，如何選擇合適的緩

沖對(duì)？

6-16.O.lmollT某一元弱酸(HA)溶液50mL與20mL0.1mol[TNaOH溶液混合，將混

合溶液稀釋到100mL,用酸度計(jì)測(cè)得溶液的pH=5.25,求HA的

2

解：pH=pK°+lg§=pK"—0.18=5.25Ka=3.72X106

6-17.在血液中，H2cO3-HCO3-緩沖液功能之一是從細(xì)胞組織中快速除去運(yùn)動(dòng)之后所產(chǎn)

生的乳酸HL(HL的Ka°=8.4xl04)

(1)求反應(yīng)：HL+HC(V=H2c。3+匚的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。

1

(2)在正常血液中，c(H2C03)=0.0014mol-L-,c(HC03)=0.027molL-',如果血液中僅含

有H2c。3,HCO3\能維持正常血液的pH值嗎？

(3)求在加入0.0050mol-L」的HL之后的pH。

解:⑴皿.K.(HL).84x10：=2x4

c(HL)c(HCO；)c(H+)K“"H2co3)4.2xlO-7

0027

(2)pH=pK.+lg———=6.38+1.28=7.66>7.45

fll0.0014

(3)pH=6.38+lg8027-0.005=638+054=692

0.0014+0.005

6-18現(xiàn)有LOL由HF和F組成的緩沖溶液。試計(jì)算：

(1)當(dāng)該緩沖溶液中含有0.10molHF和0.30molNaF時(shí)，其pH值為多少？

(2)往(1)緩沖溶液中加入0.40gNaOH固體，并使其完全溶解(設(shè)溶解后溶液的體

積不變),問該溶液的pH值為多少？

(3)當(dāng)緩沖溶液pH=6.5時(shí)，HF與F濃度的比值為多少？此時(shí)溶液還有緩沖能力嗎？

03

解：(1)pH=3.18+lg—=3.66

031

(2)pH=3.18+lg——=3.72>

0.09

(3)6.5=3.18-lg^^^^=4.8xl0-4

c(F)c(F)

6-19欲配制pH=5.00的緩沖溶液500mL,且要求其中醋酸的濃度為0.2()010卜11,需用

醋酸的濃度為L(zhǎng)Omo卜L1的醋酸溶液和固體NaAc?3%0各多少？

解：pH=4.74+lg/A。)=5.00lg￡^ll=0.262”=0.26

c(HAc)0.20.2

c(Ac)=0.36mol-L1能用l.Omo卜P的醋酸溶液100mL,固體NaAc?3%020.5g

6-20.下列弱酸或弱堿能否用酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定？若能滴定，終點(diǎn)時(shí)應(yīng)選什么作指

示劑？假設(shè)酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液和各弱酸、弱堿的初始濃度都為0.1mol.L\

(1)HCN(2)HF(3)CH2C1COOH(4)苯酚(5)CH3NH2

(6)六次甲基四胺(7)毗咤(8)NaCN(9)NH4cl(10)NaAc

解：

6-21.下列各多元弱酸(堿)能否用酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定？若能滴定，有兒個(gè)突躍？各

計(jì)量點(diǎn)時(shí)應(yīng)選什么作指示劑？假設(shè)酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液和各弱酸、弱堿的初始濃度都為0.1

mol-L-1。

(1)酒石酸(2)檸檬酸(3)乙二胺(H2NCH2cH2NH2)

(4)Na2c2。4(5)Na3PO4(6)Na2S

解：

6-22.蛋白質(zhì)試樣0.2300g經(jīng)消解后加濃堿蒸偏出的NH3用4%過量H3BO3吸收，然后

用21.60mLHCl滴定至終點(diǎn)（已知1.00mLHC1相當(dāng)于0.02284g的NazBdChTOHzO）。計(jì)算試

樣中N的含量。0.02284

解：c(HCl)=---------/381,37=0.05989mol-L-1

N%=2L60X。.05989財(cái)曬＜14.01x1=,加％

蛋白質(zhì)％=7.88%義6.25=49.25

0.2300

6-23.稱取僅含有Na2c。3和K2cCh的試樣LOOOg，溶于水后，以甲基橙作指示劑，用

0.5000mol-L」HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，用去30.00mL,求Na2c。3和K2c。3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解：普盟+港微

m(Na2co3)+m(K2cCh尸1.0000

Na2co3%=12.02%K2CO3%=87.98%

6-24.有一Na3PO4試樣，其中含有NazHPO”稱取0.9974g以酚儆為指示劑，用0.2648

mol-L」HCl溶液滴至終點(diǎn)，用去16.97mL,再加入甲基紅指示劑，繼續(xù)用HC1溶液滴定至終

點(diǎn)，又用去23.36mL。求試樣中Na3PO4和NazHPOd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

0.2648x16.97x163.94

解：Na3Po4％x100%=73.86%

0.2648Q輟資均即97)、142

NaHPO%=x100%=24.09%

240.9974x1000

6-25.稱取混合堿試樣0.9476g,加酚甑指示劑，用0.2785morL^HCl溶液滴定至終點(diǎn),

消耗HC1溶液34.12mL,再加甲基橙指示劑，滴定至終點(diǎn)，又消耗23.66mLHCl。求試樣中

各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解：NA0H%=0-2785X(34.12-23.66)X4QX10()%=3()%

Na2co3%=62785x22如D的端=7371%

230.9476x1000

6-26.設(shè)計(jì)下列混合液的分析方案。

(1)HC1+NH4cl(2)H2sO4+H3PO4(3)Na3P04+Na2Hpe)4(4)NaOH+Na3PO4

解：

6-27.下列情況對(duì)分析結(jié)果有何影響？

（1）用部分風(fēng)化的H2c2。4?2%0標(biāo)定NaOH溶液。（偏低）

（2）用含有少量不溶性雜質(zhì)（中性）的H2c2。4?2氏0標(biāo)定NaOH溶液。（偏高）

（3）將NaHCC>3加熱至270?300℃來制備Na2cCh基準(zhǔn)物質(zhì)。溫度超過300C,部分

Na2c。3分解為Na?。，用此基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定HC1溶液。（偏低）

（4）0.1000molL“NaOH溶液，因保存不當(dāng)而吸收了CO2。用此NaOH溶液①以甲基橙

指示劑標(biāo)定HC1；②以酚獻(xiàn)作指示劑測(cè)定HAc溶液的濃度。（偏高）

6-28*某二元弱酸H?A,已知pH=L92時(shí)，c（H2A）=c（HA）；pH=6.22時(shí),c（HA）=c（A2'）o

請(qǐng)計(jì)算：（1）H2A的心?和心9;（2）當(dāng)溶液中HA型體濃度達(dá)最大時(shí)，pH是多