普通化学赵士铎 习题答案Word下载.docx
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(1/4){-143kJ?
mol-1-(-286kJ?
mol-1+3?
(-317kJ?
mol-1)-(-1010kJ?
mol-1))=
kJ?
2?
反应式(4)-反应式(5)得:
N2H4(l)+)O2(g)=N2(g)+2H2O(l)
?
=2?
(4)-?
(5)=2?
(-286kJ?
mol-1)-?
mol-1=kJ?
(CO2,g)+3?
(H2O,l)+(-1)?
(CH3OCH3,l)+(-3)?
(O2,g)
(CH3OCH3,l)=2?
(CO2,g)+3?
(H2O,l)-?
=-183kJ?
C(s)+O2(g)?
(1)CO2(g)
(2)?
(3)
CO(g)+(1/2)O2(g)
由题意知,?
(1)<
0,?
(2)<
(3)<
(1)=?
(2)+?
(1)-?
(3)=?
即:
以碳直接作燃料时放热较多
2.6C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
=?
(CO,g)+(-1)?
(H2O,g)=
mol-1-(-)kJ?
mol-1
C(s)+O2(g)+H2O(g)?
(1)CO2(g)+H2O(g)
(2)?
CO(g)+H2(g)+O2(g)
(3)?
(3)=?
(2)>
由题意知,?
0故:
以水煤气作燃料时放热较多
均为熵增过程。
标准状态下:
rSm?
<
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)(反应为气体物质的量增加的过程,?
0)
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。
H?
:
-40kJ-40kJ
G?
-38kJ-38kJ
S?
K-1J?
K-1
Sn(白锡)=Sn(灰锡)
(298K)=?
(灰锡)+(-1)?
(白锡)=?
mol-1<
(298K)=Sm?
(灰锡)-Sm?
mol-1K-1<
反应在标准状态,低温自发。
在转变温度,?
rGm?
(T)=0
(T)?
(298K)-T?
(298K)
T?
[?
(298K)/?
(298K)]?
283K
2Fe2O3(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO2(g)
(298K)=3?
(CO2,g)+(-2)?
(Fe2O3,s)=?
(298K)=4?
Sm?
(Fe,s)+3Sm?
(CO2,g)+(-2)?
(Fe2O3,s)+
(-3)?
(C,s)=?
反应在标准状态下自发进行:
(298K)
T>
(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)
(298K)=kJ?
mol-1>
(298K)=189J?
K-1>
反应在标准状态,任意温度均自发
(略)
2AsH3(g)=2As(s)+3H2(g)
(298K)=?
K-1<
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
(1)正确,
(2)错误,(3)错误。
K=40
4×
(3)-2×
(1)-2×
(2)得所求反应式
故:
ΔrGm=4ΔrGm(3)-2ΔrGm
(1)-2ΔrGm
(2)
pV=nRT
故对于反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)
(1)O2(g)=O2(aq)
P(O2)=时:
c(O2,aq)=×
10-4mol·
L-1
(2)K=×
10-3=×
104
Q=4逆向自发Q=逆向自发
3.8Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)
ΔrGm(383K)=·
lnK(383K)=-ΔrGm(383K)/RT=
K(383K)=×
10-3
K=p(CO2)/p
为防止反应正向自发,应保证Q>
K
故:
p(CO2)>
×
10-1kPa
CCl4(g)CCl4(l)
ΔfHm/kJ·
Sm/J·
K-1·
CCl4(g)=CCl4(l)
ΔrHm=·
ΔrSm=kJ·
mol-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。
第四章化学反应速率
不能
4.2A的物理意义为PZ0,f的物理意义为相对平均动能超过Ec的A、B分子间的碰撞频率与A、B分子间碰撞频率的比值。
Z0基本不变,P不变,f大,k大,v大。
直线
略
解:
第五章原子结构
原子发射光谱,电子衍射
确定,动量,不确定,轨道
(2),(4)正确
波函数,电子的几率密度
(1)
n
l
m
ms
1
+1/2
-1/2
3
4
+1
5
-1
(3)
He+E(3s)=E(3p)=E(3d)<
E(4s)
KE(3s)<
E(3p)<
E(4s)<
E(3d)
MnE(3s)<
E(3d)<
(略)
4s,3d,4p
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)
一,二,三主族元素,镧系元素,第六周期镧后元素
He>
H,Ba>
Sr,Ca>
Sc,Cu>
Ni,La>
Y,Zr>
Ti,Zr>
Hf
(3),
(2)
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。
第六章化学键与分子结构
(1)错,
(2)错,(3)错,(4)错,(5)对,(6)错
离子,BeO>
MgO>
CaO>
SrO>
BaO,
BaCO3>
SrCO3>
CaCO3>
MgCO3>
BeCO3
Fe2+:
[Ar]3d6,9~17,
Fe3+:
[Ar]3d5,9~17,
Pb2+:
[Xe]5d106s218+2,
Sn4+:
[Kr]4d10,18,
Al3+:
[He]2s22p6,8,
S2-:
[Ne]3s23p6,8,
Hg2+:
[Xe]5d10,18.
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:
HCN:
等性sp杂化,直线型,极性;
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。
6.5C2H6:
sp3;
C2H4:
sp2;
CH3CCH:
sp3spsp;
CH3CH2OH:
H2CO:
COCl2:
sp2.
正丁烷:
否;
1,3-丁二烯:
2-丁炔:
是
HFHClHBrHI;
HIHBrHClHF;
HFHIHBrHCl
(1)~c;
(2)~d;
(3)~a;
(4)~b
(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+。
ClO-,ClO2-,ClO3-,ClO4-。
HClO酸性强于HBrO。
成酸元素原子电负性大,含氧酸酸性强。
第七章酸碱反应
1(略)
2H3O+,OH-
3
(2)
4
(2)
5H++OH-=H2O,1/Kw
H++B=HB(略去电荷),Kb/Kw
HB+OH-=B-+H2O,Ka/Kw
HA+B=A+HB(略去电荷)KaKb/Kw
6
(1)K(正)=×
105>
K(逆),易于正向反应
(2)K(正)=2×
10-11<
K(逆),易于逆向反应
(3)K(正)=×
102>
(4)K(正)=×
10-8<
7×
10-5,×
10-13,小于
C6H5NH2+H+=C6H5NH3+
c(C6H5NH3+)=·
Ka(C6H5NH3+)=Kw/Kb(C6H5NH2)=×
10-5
应用最简式计算溶液酸度:
c(H+)=×
10-4mol/LpH=
Kb1/Kb2>
所以可忽略第二步离解,按最简式计算:
c(C10H14N2)=·
L-1-×
L-1=mol·
c(C10H14N2H+)=c(OH-)=×
c(C10H14N2H22+)=cKb2=×
10-11mol·
Kb1(S2-)=Kw/Ka2(H2S)=
Kb2(S2-)=Kw/Ka1(H2S)=×
10-8
经判断,可忽略第二步离解,依近似式计算
S2-+H2O=HS-+OH-
Ceq/mol·
L-1xx
x=
c(OH-)=mol·
pH=
c(S2-)=mol·
L-1-mol·
c(HS-)=c(OH-)=mol·
c(H2S)=cKb2=×
10-8mol·
c(S2-)=×
10-20mol·
pOH=
c(NH4+)=L/=L
M{(NH4)2SO4}=0.5c(NH4+)V(NH4+)M{(NH4)2SO4}=11.9g
因系统中含有2缓冲对,且酸与碱的浓度比均在缓冲范围内,所以此溶液具有酸碱缓冲能力。
若两级酸常数相差较大,则酸碱浓度比将超出缓冲范围,失去缓冲性质。
甘氨酸:
不移动;
谷氨酸:
向正极运动;
赖氨酸:
向负极运动
第八章沉淀—溶解反应
Ksp(AgBr)={c(Ag+)/c}{c(Br-)/c}
Ksp(Ag2S)={c(Ag+)/c}2{c(S2-)/c}
Ksp{Ca3(PO4)2}={c(Ca2+)/c}3{c(PO43-)/c}
Ksp(MgNH4AsO4)={c(Ca2+)/c}{c(NH4+)/c}{c(AsO43-)/c}
(1)
(2)
PbCO3计算结果偏低
因氢氧化铁在水中溶解度极小,溶液pH约等于
(2)
CaF2=Ca2++2F-
F-+H+=HF
根据:
2c(Ca2+)=c(HF)+c(F-)=2s,得:
c(F-)=2s/
Ksp(CaF2)=(s/c)(2s/1.028c)2S=×
10-4mol/L
CaF2、CaCO3和MnS,KClO4
此系统为多重平衡系统,所以:
8.9c(NH3)=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:
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}=×
×
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+。
欲使Fe(OH)3沉淀完全:
欲使Fe(OH)2不发生沉淀:
所以应控制pH约在~范围。
CuCO3(计算得CuCO3的溶解度为×
10-5mol/L,即CuCO3饱和水溶液的体积浓度为L)
8.14c(CO32-)/c=Ka2(H2CO3)=×
10-11
{c(Ca)/c}{c(CO32-)/c}=×
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。
(有关数据:
Ksp(CaCO3)=×
10-9,Ksp(ZnCO3)=×
10-10,
Ksp(MgCO3)=×
10-6,Ksp(NiCO3)=×
10-7,Ksp{Ca(OH)2}=×
10-6,Ksp{Zn(OH)2}=×
10-7,Ksp{Mg(OH)2}=×
10-12,
Ksp{Ni(OH)2}=×
10-16,Ksp{Fe(OH)3}=×
10-39)
在c(CO32-)=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=×
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=×
10-9>
Ksp{Fe(OH)3}
所以生成Fe(OH)3
16(4)
17溶度积,离子浓度,沉淀类型。
Ksp(CaSO4)=×
10-5Ksp(CaSO4)=(s/c)2
得:
s=×
10-3mol/L
s=c(SO42-)M(SO42-)=×
10-3mol/L×
104mg/mol
=806mg/L
所以不可饮用。
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)
Zn|Zn2+L)||Ni2+L)|Ni
(2)Cl-L)|Cl2(100kPa)||Fe3+L),Fe2+L)
ε=–=
(3)Cl-L)|Cl2(100kPa)||Cr2O42-L),H+(10mol/L),Cr3+L)
(结果说明,在强酸性介质中,重铬酸根亦可以氧化氯离子)
ΔrGm=-2F{-}=×
103J/mol
ΔrGm=-2F{-}=×
K=
因为:
(Sn2+/Sn)<
(Pb2+/Pb)
或因:
ΔrGm>
0
Q=10>
所以反应逆向自发进行。
(NO3-/NO)=
(Fe3+/Fe2+)=
ΔrGm=-3F{?
(NO3-/NO)-?
(Fe3+/Fe2+)}=
-3×
96500C/mol×
{}=×
104J/mol
ΔrGm=-3F{?
(Fe3+/Fe2+)}=-3×
(NO3-/NO)<
(Fe3+/Fe2+)
Q=×
1012>
K
所以反应逆向自发进行
结果说明,定性分析中利用棕色环法检验NO3-,若在pH约等于3的醋酸介质中,反应不能进行。
该反应应在浓硫酸介质中进行。
(HNO2/NO)=
ΔrGm=-F{?
(HNO2/NO)-?
(Fe3+/Fe2+)}=-96500C/mol×
ΔrGm=-F{?
(Fe3+/Fe2+)}=-96500C/mol×
(HNO2/NO)>
ΔrGm<
103<
所以反应正向自发进行。
结果说明,可在pH约等于3的醋酸介质中利用棕色环反应定性检验亚硝酸根。
Pb2++2e-=Pb
PbSO4=Pb2++SO42-
所以:
所以不能利用反应Cu2++Br-制备CuBr。
同理可证,不能利用Cu2++Cl-制备CuCl。
所以可利用反应CuCl2+Cu=2CuCl制备CuCl。
答案:
若
(1)为正极,c(H+)=L
若
(2)为正极,c(H+)=L
(所求实际为c(H+)=10-14mol/L时,O2/H2O电极的电极电势)
(Hg2Cl2/Hg)=
(H+/H2)=?
(Hg2Cl2/Hg)-ε=-=
若亚汞离子为Hg+,则电极反应为:
Hg++e-=Hg
根据此电极反应,可写出二电极的Nernst方程并可计算电池电动势:
计算结果与实验数据不符。
若亚汞离子为Hg22+,则电极反应为:
Hg22++2e-=2Hg
计算结果与实验数据相符,故可知亚汞离子为Hg22+。
Hg22+=Hg2++Hg
根据标准电极电势图:
(PbO2/Pb2+)=
(O2/H2O2)=
(H2O2/H2O)=
下列反应可自发进行:
(1)PbO2+H2O2+2H+=Pb2++O2+2H2O
(2)Pb2++H2O2=PbO2+2H+
(1)+
(2):
2H2O2=2H2O+O2
故PbO2(MnO2等)可催化过氧化氢歧化分解。
(1)KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O
(2)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O
(3)2H2S+SO2=3S+2H2O
(4)Bi(OH)3+Cl2+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O
(5)Sn+4HNO3=SnO2+4NO2+2H2O
(6)Pb+4HNO3=Pb(NO3)2+2NO2+2H2O
(7)MnSO4+O2+4NaOH=Na2MnO4+Na2SO4+2H2O
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