第一章物质的结构
1
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1—20 氦首先发现于日冕。1868年后30年间，太阳是研究氦的物理，化学性质的唯一源泉。 （a)观察到太阳可见光谱中有波长为4338A，4540A,4858A,5410A，6558A
—10 +2+
的吸收（1A=10m来分析,这些吸收是由哪一种类氢原子激发造成的？是 He，He还是He？
i+
（b）以上跃迁都是由ni=4向较高能级(nf）的跃迁.试确定 nf 值，求里德堡常数RHe.
j+
（c）求上述跃迁所涉及的粒子的电离能I（He)，用电子伏特为单位。
+2+
（d）已知 I（He)/ I（He)=2.180。这两个电离能的和是表观能A（He），即从He
2+2+2+
得到He的能量。A（He）是最小的能量子.试计算能够引起He 电离成He 所需要的最 低能量子。在太阳光中,在地球上,有没有这种能量子的有效源泉？
8 —1—3414
（c=2.997925×10ms;h=6.626×10Js；1eV=96.486KJ。mol-1=2.4180×10Hz）
2
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38、第8周期的最后一个元素的原子序数为：148. 电子组态：8S6P
26
39、二维化的周期表可叫宝塔式或滴水钟式周期表.这种周期表的优点是能够十分清楚地看到元素周期系是如何由于核外电子能级的增多而螺旋发展的,缺点是每个横列不是一个周期，纵列元素的相互关系不容易看清.
3 3
40、“类铝\"熔点在1110K～1941K之间,沸点在1757～3560K之间，密度在1.55g/m～4.50 g/m之间。 41、最高氧化态+3，最低氧化态-5.
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1、解：O=O （12e)； H—O-O—H 14（e)； C=O （10e）；0=C=O(16e）；
-—
Cl—N—Cl（26e）；F–S - F （34e） F F 2、解：共13种，如：
-——-
5
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28、解：邻羟基苯甲酸分子内形成氢键，间羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸分子间形成氢键. 的分子量。为什么？乙醛会不会也有这种现象?
29、解:部分气态乙酸分子因氢键而缔合成(CH3COOH）2，乙醛分子没有形成氢键的条件. 30、手性：CHCl=CHCl﹑C6H6 极性：H2O2 （非平面结构）﹑HNO3﹑SO3﹑HOCl
第三章 晶体结构
1﹑解：0,0，0;1/4,1/4，1/4;3/4，1/4,3/4；3/4，3/4,1/4；1/4，3/4，3/4 或 0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4，3/4,1/4；1/4，1/4，3/4；3/4,3/4，3/4。 2﹑解：Cu 0，0，0；1/2,1/2,1/2；0,1/2，1/4;1/2,0,3/4。
Fe 1/2,1/2，0;1/2,0，1/4；0，0，1/2；0,1/2,3/4.
S 3/4，1/4，1/8；1/4,3/4,1/8；1/4，1/4,3/8;3/4,3/4，3/8;3/4,1/4,5/8； 1/4，3/4,5/8;1/4，3/4，5/8;1/4，1/4，7/8；3/4，3/4，7/8。
3﹑解：亚硝酸钠是体心晶胞，金红石是素晶胞。
4﹑解：是体心晶胞。考虑方法如：体心铜原子与顶角铜原子周围的氧原子的方向相同，
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而且氧原子上(例如体心铜原子左下前的氧原子与右上前顶角铜原子对比）连接的铁原子 的方向也相同（注意：顶角原子是完全等同的，因此,体心原子可与任一顶角原子对比). 5﹑解：是体心晶胞。
NaHCO3 的原子集合（代号：Z)？
6﹑解：平均每个晶胞含有4个相当于化学式 NaHCO3 的原子集合。 7﹑解:见表3-7。
后者的中心是否有原子?
8﹑解：八面体。没有原子。
虫?如果黑白两色有区别，一个点阵点代表几个甲壳虫？前者得到什么布拉维点阵型式，后者又得到什么布拉维点阵型式？
9﹑解：前者1个甲壳虫1个点阵点，二维菱形单位；后者2个甲壳虫1个点阵点,二维 面心立方。
10﹑解：每个点阵点代表6个分子。点阵单位含1个点阵点，6个分子。
11、解：一种具体的晶体究竟属于哪一种布拉维点阵型式，是由它的微观对称性决定的，晶体学家把这样确定的点阵型式称为晶体的正当点阵型式,然而，一个晶体结构的测定步骤是倒过来的,首先是确定晶体的点阵型式，然后再确定它的阵点的(化学和几何）内容。
12、解：金属键的另一种理论是能带理论。能带理论是分子轨道理论的扩展，要点有： （1)能带中的分子轨道在能量上是连续的。
(2）按能带填充电子的情况不同,可把能带分为满带、空带和导带三类。 （3）能带和能带之间存在能量的间隙，简称带隙，又称禁带宽度。 (4）能带理论能够对金属导电进行解释。
（5）能带理论是一种既能解释导体，又能解释半导体和绝缘体性质的理论. （6）由此可见，按照能带理论,带隙的大小对固体物质的性质至关重要。
13﹑解：四面垛积是…hchchch…，即hc垛积型，说明六方垛积和立方垛积各占50%；五
层垛积是…hhccchhccchhccc…，即hhccc垛积型，说明六方垛积和立方垛积分别占2/5和3/5。
3-14温度足够高时，某些合金晶体中的不同原子将变的不可区分，Cu3Au 晶体中各原子坐标上铜原子和金原子可以随机地出现。问：此时,该合金晶胞是什么晶胞？ 14﹑解:面心立方晶胞。 15﹑解:面心立方晶胞。
16﹑解:6；3。参考图解如图3-53。
17﹑解：见：周公度。结构和物性.高等教育出版社,1993，274～293
18﹑解:Re的配位数为6；八面体;全部以顶角相连。
-24-16
19、解:晶胞体积:V=abcsin120°=295.0×295。0×468.6×0。866×10= 3。53×10
23—16-3
密度：ρ=47.867×2/6.02×10×3.53×10=4.5g/cm 20﹑解：事实为a=392.3pm。
3
21、解：体心立方堆积空间占有率=（2×4/3лr)/a3= 68.02％
33
简单立方堆积空间占有率=[4/3л（a/2）］/a=/6×100％= 52。36%
32
球的空间占有率=［2×4/3л（a/2）]/a×1。633a×sin120°= 74.05% 22﹑解:142pm。
-II1/2-I-23﹑解：a=2r(F)+2r(M）;a=2r（F)+2r(M)=4r(F)(为维持氟离子相切，与氟离子混合
I-进行面心立方最密堆积的M半径不能超过F半径)；
III
故：a=376pm；r(M)〈55.0pm；r（M）<133pm.实际得到的晶胞参数远大于氟离子，该晶体结构型中氟离子并不相切，可以适当远离仍不破坏结构。
24、解:将填入氧离子堆积形成的六方最密堆积中，复晶胞，r=Cn/(Z-σ），r为离子半径，Cn 取决于主量子数n的参数,Z为核电荷，σ叫屏蔽常数，Z—σ为有效核电荷。
25﹑解：预计卤化铜取NaCl结构的前提是其中的化学键是100％的离子键，即只考虑几何制约关系,事实上
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卤化铜取ZnS型,配位数下降，表明卤离子与铜离子之间的化学键有明显的共价键成分，换言之，键型是除几何因素外另一个离子晶体结构制约因素。
26﹑解：从图上可见，在高压下相邻分子的氧原子与碳原子将接近到可以成键，于是就将使二氧化碳分子的双键打开。放马后炮，二氧化碳在高压下出现原子晶体是很符合逻辑的，可惜在这则报道前并没有很多人想去尝试。这说明，并非知识越多创造性越高. 27﹑解:Z=2.
2-—
28﹑解：电石是体心四方晶胞。c轴与c2长轴方向一致（图略).对NaCN，将出现CN离子的长轴取向（或者说头尾）是否一致的新问题。
3
29﹑解：金刚石是原子晶体，其结构的主要制约因素是共价键的方向性和饱和性，因金刚石中的碳原子取sp杂化轨道，故具有四面体配位结构。
同。在过去的教科书里常有“晶格结点”一词，你认为它是不是指晶体结构中的“结构单元”？为什么？ 30﹑解：：“晶格接点”不是晶体学术语，没有确切的意义。它经常不是指晶体微观空间中的结构基元，例如常见到在书上说，干冰的结构结点是CO2分子，但干冰的结构结点是4个CO2分子的集合，不是一个分子。又
+-例如，常见到书上说，NaCl晶体的晶格结点是单独的Na和Cl，它们（晶格结点）之间的作用力是离子键。
+—
但晶体的结构基元是一对（Na+Cl）离子，结构基元内就有离子键。所以，最好放弃“晶格结点”这样一个不确切的概念。
31﹑解：点阵是结构基元的抽象,抽象后原子就隐去不见了，说将原子核连接起来得到点阵网络或格子容易造成误解。
32﹑解：不同意这种说法。例如NaCl的网络确实是离子键，但例如金刚石的共价键没有一根在面心立方格子上.
33﹑解：这种说法是对的,因为点阵是结构基元的抽象，将每个结构基元抽象成一个点，只要点在结构基元里同一个位置上即可，并不一定要划格子或网络。再说,没有格子或网络也不影响考虑点阵的对称性。
34、解：晶体是由无数肉眼看不见的，形状 、大小、取向相同的微小几何体堆积而成的，这种观念发展成晶胞的概念。把二维点阵的所有点阵用平行的直线连接起来,可以把点阵分割成许许多多无隙并置的平行四边形构成的格子或者网络，得到的格子的每一个平行四边形平均只含一个点阵，称为点阵单位。
第4章 配合物 3+-
9—1设计一些实验，证明粗盐酸的黄色是Fe 与 Cl的络离子而不是铁的水合离子或者羟合离子的颜色。 2、解：氟离子小，氯离子大。
体)各可能有几种立体异构体（包括几何异构与对映异构)？ 4、解：有1对对映异构体.
5、解：双齿配体的碳链很短,不可能对位配位。顺式极性大，水溶性大。
3+2+++-6、解：[Co（NH3)4（H2O)2]；[Co（NH3）4(H2O）Cl]；［Co(NH3)4Cl2]；［Co（NH3)4Cl2][Co(H2O）2Cl4]
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7、解：dsp；dsp 9、解：［Co(NH3）6]Cl3氯化六氨合钴（III）、K2[Co(NCS)4］四异硫氰酸根合钴（II）酸钾、H2[PtCl6]六氯合铂（IV）酸、［CrCl(NH3）5]Cl2氯化一氯五氨合铬(III)、K2［Zn(OH）4］四羟基合锌（II）酸钾、［PtCl2(NH3)2］二氯二氨合铂(IV) 10、解：［CoCl2H2O(NH3）3]Cl;K2[PtCl6]；（NH4)3［CrCl2（SCN）4]；Ca[Co(C2O4）2（NH3)2］2
2
3
2
3
第五章化学热力学基础
5-1从手册查出常用试剂浓盐酸﹑ 浓硫酸﹑ 浓硝酸﹑浓氨水的密度和质量分数，计算它们的(体积）物质的量浓度（c)和质量摩尔浓度（m).
5-2从手册查出常温下的饱和水蒸气压，计算当相对湿度为40%时，水蒸气压多大。
5-3化学实验事中经常用蒸馏水冲洗已用自来水洗净的烧杯.设洗后烧杯内残留“水”为1ml,试计算，用30ml蒸馏水洗一次和洗两次，烧杯中残留的“自来水的浓度”分别多大？
5-4计算 15℃ ，97kPa下15g氯气的体积。
5—5 20 ℃，97kPa下0.842g 某气体的体积为0。400 L ，求该气体的摩尔质量。
5—6测得 2。96g 氯化汞在 407℃的 1L 容积的真空系统里完全蒸发达到的压力为60 kPa ，求氯化汞蒸汽的摩尔质量和化学式。
5—7 在1000℃ 和 97kPa 下测得硫蒸汽的密度为0.5977 g.L ,求硫蒸气的摩尔质量和化学式。
—1
10
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5—8 在25℃ 时将相同压力的5。0 L 氮气和15 L 氧气压缩到一个10.0 L 的真空容器中，测得混合气体的总压为150 kPa ，(1）求两种气体的初始压力;（2）求混合气体中氮和氧的分压；（3）将温度上升到 210 ℃ ,容器的总压。
5—9在25 ℃ ， 1.47MPa 下把氨气通入容积为1.00 L 刚性壁容器中，在350℃ 下催化剂使部分氨分解为氮气和氢气,测得总压为 5MPa ，求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压.
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5—10 某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为 6930Pa ，在铂催化剂催化下发生如下反应: C2H4(g) +H2（g) === C2H6(g）
反应结束时温度降至原温度后测得总压为4530Pa 。求原混合气体中乙烯的摩尔分数。
5—11以下哪些关系式是正确的（ p、V、n 无下标时表示混合气体的总压、总体积和总的物质的量）？说明理由。
pVB = nBRT pBV = nBRT pBVB = nRT pV = nRT
5-12以下系统内各有几个相？ （1） 水溶性蛋白质的水溶液；（2）氢氧混合气体；（3）盐酸与铁块发生反应的系统 (4）超临界状态的水。
5—13 10g水在 373K 和100kPa 下汽化，所做的功多大？（设水蒸气为理想气体）
5-14反应CaC2(s） + 2H2O（l) ====Ca（OH）2（s） + C2H2(g)在 298K 下的标准摩尔热力学能变化量为—128
-1
kJ。mol 。求该反应的标准摩尔焓变。
5-15 人类登月使用的阿波罗火箭的第一级火箭使用了550 吨煤油在2。5min内与氧气发生燃烧产生巨大推
—1
力.以C12H26（l）为煤油的平均分子式的燃烧热为—7513 kJ。mol ，试计算这个燃烧发应的功率。
5-16已知Al2O3（s) 和MnO2 的标准摩尔生成焓为-1676 kJ.mol 和 —521 kJ.mol ，计算1g铝与足量MnO2反应（铝热法）产生的热量.
12
—1-1
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5—17已知Cl（aq）的标准摩尔生成焓为-167。5 kJ。mol ,计算1 mol HCl(g) 溶于足量的水释放多少热？[注]计算得到的值为氯化氢的熔解热；HCl（g)的标准摩尔生成焓可从本书附表中查获。假设水量的多少与水合反应的程度无关（事实上是有关的,因此的数值通常设定为无限稀释。）
--1
5-18用标准摩尔生成焓的数据计算SiF4(g） 与足量H2O(l） 反应生成 SiO2（s） 和HF（g) 的摩尔反应焓。
5—19利用本书附表与下列数据计算石灰岩［以 CaCO3 （方解石)计］被 CO2（g） 溶解发育成 喀斯特地形
2+-的如下反应的标准摩尔生成焓:CaCO3（s） + CO2（g）+ H2O(l)===Ca （aq) +2HCO3(aq）
θ-12+- △fHm/ kJ。mol： Ca (aq) -543。0 HCO3（aq） -691.1
5-20火柴头中的P4S3(s)的标准摩尔燃烧热为—3677 kJ.mol ［注：燃烧产物为 P4O10（s)和SO2 ］,
利用本书附表的数据计算P4S3（s)的标准摩尔生成焓。
13
-1
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5-21诺贝尔（Alfred Nobel 1833—1896) 发明的炸药爆炸可使产生的气体因热膨胀体积增大1200倍，其化学原理是硝酸甘油发生如下分解反应:
4C3H5（NO3)3（l） ===6N2（g) + 10H20(g) + 12CO2(g） +O2（g）
-1
已知C3H5(NO3)3(l)的标准摩尔生成焓为-355 kJ。mol ，计算爆炸反应的标准摩尔反应焓.
5-22生石灰的水化反应放出的热足以将纸张着火或鸡蛋煮熟.试利用本书附表的数据计算500g(1市斤）生石灰（s）与足量的水生成熟石灰（s）放出的热(注：可忽略溶解反应)。
5—23生命体的热源通常以摄入的供热物质折合成葡萄糖燃烧释放的热量，已知葡萄糖[C6H12O6(s)]的标准摩
—1
尔生成焓为-1272 kJ。mol ，利用本书附表的数据计算它的燃烧热。
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5—24经测定，葡萄糖完全氧化反应：C6H12O6（s）+6 O2(g) ====6CO2(g) +H2O(l)的标准摩尔反应自由能为
-1
—2840 kJ.mol ，试查出产物的标准生成自由能，计算葡萄糖的标准摩尔生成自由能。将所得数据与上题的生成焓数据做比较。
5-25已知N2、NO 和O2 的解离焓分别为 941。7 kJ.mol 、631.8 kJ。mol 和493。7 kJ。mol,仅利用这些数据判断NO 在常温常压下能不能自发分解。
—1-1—1
5-26 预计下列反应是熵增反应还是熵减反应？不能预计的通过标准熵进行计算。
（1） 葡萄糖燃烧;(2）乙炔燃烧；(3）碳酸氢钠分解；(4）铁丝燃烧；(5）甲烷与水蒸气反应生成水煤气
(steam gas—-—CO与H2 的混合气)；（6）甲烷和氧气反应生成合成气（syngas——-CO 和H2的混合气体)。
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5—27查阅热力学数据表,试回答，若在常温下将碳（石墨）氧化为一氧化碳的反应做成燃烧电池，这个电池可以提供的最大电能多大？在电池放电时,吸热还是放热？这个电池的焓变多大？是正值还是负值？由此题你对焓的概念有什么新的认识？
5—28碘钨灯因在灯内发生如下可逆反应： W(s） + I2(g） ====WI2（g）
碘蒸气与扩散到玻璃内壁的钨会反应生成碘化钨气体，后者扩散到钨丝附近会因钨丝的高温而分解出钨重新沉积到钨丝上去，从而延长灯丝的使用寿命。
已知在298 K时： W（s) WI2(g） I2(g)
θ—1
△fGm/ kJ.mol0 —8.37 19。327 θ—1—1 Sm / J。mol 。K 33.5 251 260。69
θ
（a）设玻璃内壁的温度为623K ，计算上式反应的 △fGm（623K） 。 （b）估计WI2（g)在钨丝上分解所需的最低温度。
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5-29用凸透镜聚集太阳光加热倒置在液汞上的装满液汞的试管内的氧化汞,使氧化汞分解出氧气，是拉瓦锡时代的古老实验。试从书后附录查出氧化汞﹑氧气和液汞的标准生成焓和标准熵，估算：使氧气的压力达到标态压力和1kPa 所需的最低温度（忽略汞的蒸气压），并估计为使氧气压力达1kPa ，试管的长度至少多长？
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5-30查出生成焓和标准熵，计算汽车尾气中的一氧化氮和一氧化碳在催化剂表面上反应生成氮气和二氧化碳在什么温度范围内是自发的。这一反应能否实际发生？
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5—31石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解（这时，二氧化碳的分压达到标准压力）?若在一个用真空泵不断抽真空的系统内，系统内的气体压力保持10Pa ,加热到多少度,碳酸钙就能分解?
5—32以下反应，哪些在常温的热力学标态下能自发向右进行？哪些不能？
θ—1θ—1-1
298K △rHm/ kJ。mol △rSm/ J。mol。K
（1)2CO2（g)===2CO （g)+O2（g) 566。1 174 (2)2N2O(g)===N2（g) +O2(g） —163 22。6 （3）NO2（g） ====2N2（g） + O2(g) 113 145
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(4)2NO2（g) === 2NO（g） +O2（g） —67。8 120 （5)CaCO3 (l)===CaO（l） +CO2(g) 178。0 161 （6)C（s) + O2(g） === CO2(g) -393。5 3.1 (7）CaF2（s） +aq ===CaF2（aq） 6。3 —152
5-33计算氯化铵固体在试管内及在斜置的两头开口的玻璃管内分解所需的最低温度。 5—34银器与硫化物反应表面变黑是生活中的常见现象.
—6
（1)设空气中H2S 气和H2气 “物质的量”都只达10mol ,问在常温下银和硫化氢能否反应生成氢气？温度达多高，银器表面才不会因上述反应而变黑？
(2）如果考虑空气中的氧气加入反应，使反应改为2Ag(s） +H2S（g) +1/2 O2（g） ===Ag2S （g） + H2O（l） ，该反应是否比银单独和硫化氢反应放出氢气更容易发生？通过计算来回答。温度对该反应自发性的影响如何？
—1-1-1
附：298K 下 Ag2S 的标准生成焓和标准熵分别为 –31。8 kJ/ mol和146 J。mol. K
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5—35高价金属的氧化物在高温下容易分解为低价氧化物.以氧化铜分解为氧化亚铜为例，估算分解反应的温度。该反应的自发性是焓驱动还是熵驱动的？温度升高对反应自发性的影响如何？
5-36很早就有人用热力学理论估算过，CuI2 固体在 298K 下的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别
-1-1
为—21。34 kJ.mol 和 –23。85 kJ.mol .可是，碘化铜固体却至今并没有制得过.据认为，这不是动力学上得原因而是热力学上的原因。试分析是什么原因。
5—37已知二氧化钛（金红石）在常温下的标准摩尔生成焓和标准熵分别为—912 kJ/mol 和50。
—1—1
25J.mol.K ,试分析以下哪一种还原反应是消耗能量最省的? TiO2(s) + 2H2（g）=== Ti(s) + 2H2O（g） TiO2（s） + C(s） ==== Ti（s) +CO2（g）
TiO2（s） + 2Cl2 (g)+ C（s） ==== TiCl4（l）+ CO2（g） TiCl4(l） +2H2（g）=== Ti（s） +4HCl（g）
-1-1
附：TiCl4(l） 298 K下的生成焓和标准熵分别为-750.2 kJ/mol 和 252。7 J.mol.K
5-38以温度T/K 为横坐标，以生成焓△fG/kJ.mol为纵坐标，利用吉布斯-亥姆霍兹方程画出CO(g） 和CO2（g）的生成焓随温度变化的曲线. (1）哪条曲线的斜率较大？为什么？
(2）两条曲线的相交点对反应CO(g） + 1/2 O2（g） === CO2(g) 有什么特殊的物理意义?
θθθθ
（3）在图上的△fG（CO）＞ △fG（CO2） 和 △fG(CO)＜ △fG（CO2）的温度区间里，反应CO（g) + 1/2 O2（g) === CO2（g）的方向性有何不同？
(4)请在图上添加一条曲线，用以判断反应Fe2O3（s） 在什么温度区间可被CO还原为铁。
θ
提示：需按反应1/3 Fe2O3（s）+ CO ===2/3 Fe + CO2 来添加该曲线而不应直接使用△fGm(Fe2O3)的温度曲线。
（5）通过此题你对不同反应的自由能的可比性或者说比较不同反应的自由能有没有物理意义有什么认识？
21
θ—1
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5-39 Cu与配体反应的热力学参数如下图（水溶液,25℃ ）。利用这些数据计算Cu 与4个氮配合的平衡常数(lgK），并对稳定性的差异做出解释。
2+
2+
5—40分辨如下概念的物理意义: (1）封闭系统和孤立系统. （2） 环境压力和标准压力。
（3） 热力学标准态和理想气体标准状态。 （4） 气体的分压和分体积。 （5） 功﹑热和能.
（6） 等压膨胀和可逆膨胀功。 （7） 膨胀功和有用功。 （8） 热力学能和焓.
（9） 等压热效应和等容热效应. （10） 生成焓﹑燃烧焓和反应焓。 （11） 过程和状态。
（12） 状态函数和非状态函数。 （13） 过程的自发性和可逆性。 （14） 理想气体和非理想气体。
（15） 标准自由能和非标准自由能。 (16）吸热化合物和放热化合物。 （17)标准熵和反应熵.
(18）熵增大原理的适用系统。
（19）热力学分解温度与实际分解温度. （20)热力学和动力学。
5-41判断以下说法的正确与错误，尽量用一句话给出你作出判断的根据。 （1）温度高的物体比温度低的物体有更多的热。
(2）氢氧爆鸣气反应产生的热使气体体积急剧膨胀引起爆炸. (3)加热向碳酸钙提供了能量导致了碳酸钙分解.
（4）醋酸溶于水自发电离产生氢离子和醋酸根离子，这是由于醋酸电离反应的标准摩尔自由能的数符是负值.
（5）碳酸钙的生产焓等于CaO（s) + CO2(g） ===CaCO3 （s) 的反应焓. （6）高锰酸钾不稳定，加热分解放出氧气,是由于高锰酸钾是吸热化合物.
（7）高锰酸钾在常温下能够稳定存在是由于它在常温下的标准生成自由能大于零。 （8)氮气的生成焓等于零，所以它的解离焓也等于零。 （9）单质的生成焓等于零，所以它的标准熵也等于零。 （10）单质的生成焓都等于零.
（11）水合氢离子的标准熵等于零。
（12）水合离子的生成焓是以单质的生成焓为零为基础求得得。
22
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第六章化学平衡常数
6—1 写出下列各反应的标准平衡常数表达式。 （1）2SO2（g） + O2(g) = 2SO3（g）
(2）NH4HCO3(s） = NH3（g） + CO2（g） + H2O（g) （3)CaCO3（s） = CO2(g) + CaO(s） （4）Ag2O = 2Ag（s） + 1/2 O2(g） (5)CO2（g) = CO2（aq)
+-(6）Cl2（g） + H2O(l) = H（aq） + Cl(aq） + HClO（aq）
+-(7）HCN（aq） = H(aq) + CN(aq）
+2—
（8）Ag2CrO4（s） = 2Ag（aq） + CrO4（aq)
2—2-(9）BaSO4（s） + CO3(aq） = BaCO3（s) + SO4（aq）
2++3+
(10）Fe（aq) + 1/2 O2(g) + 2H（aq） = Fe(aq) + H2O（l)
θ—3
6-2已知反应 ICl（g) = 1/2 I2（g) + 1/2 Cl2(g） 在 25℃ 时的平衡常数为 K = 2.2×10，试计算下列反应的平衡常数：
23
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（1）ICl(g) = I2(g) + Cl2(g）
(2）1/2 I2（g) + 1/2 Cl2（g) = ICl(g）
6—3 下列反应的 Kp 和 Kc之间存在什么关系？ (1）4H2(g) + Fe3O4（s） = 3Fe(s） + 4H2O(g) （2)N2（g) + 3H2(g) = 2NH3(g) (3）N2O4（g） = 2NO2(g)
6—4实验测得合成氨反应在 500℃ 的平衡浓度分别为:[H2]=1.15mol/L ，［N2］=0。75mol/L ，［NH3］
θ
=0.261mol/L ，求标准平衡常数 K、浓度平衡常数 Kc以及分别用 Pa 为气体的压力单位和用bar为气体的压力单位的平衡常数 Kp。 6—5已知
+- θ —10
HCN = H + CN K1= 4。9×10
+— θ —5
NH3 + H2O = NH4 + OH K2= 1.8×10
+—θ -14
H2O = H + OH K3= 1.0×10
+-θ
求反应 NH3 + HCN = NH4 + CN 的平衡常数 K 。
6-6反应 CO（g) + H2O（g） = CO2 + H2(g） 在 749K 时的平衡常数 K=2.6 。设（1）反应起始时 CO 和 H2O 的浓度都为 1mol/L（没有生产物，下同）；(2)起始时 CO 和 H2O 的摩尔比为1比3，求 CO 的平衡转化率。用计算结果来说明勒夏特列原理。
θ
24
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6-7将 SO3 固体置于一反应器内，加热使 SO3 气化并令其分解,测得温度为 900K ，总压为 p时 ，气体混
3
合物得密度为 ρ=0.925g/dm ，求 SO3 的（平衡）解离度 α .
θ
6-8已知反应 N2O4(g) = 2NO2（g） 在308K下的标准平衡常数 K为0.32。求反应系统的总压为 p和 2p，N2O4 的解离度及其比。用计算结果来说明勒夏特列原理。
θ θθ
6—9为使 Ag2O 在常温下分解，真空泵需将氧的分压降至多大？
25
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6-10求 10Pa 的高真空中分解 CuO 的最低温度.
—5
6-11对比 NH4HCO3 在总压为 p 与各组分气体分压均为 p 时分解温度的差别。哪一种情况符合试管内该物质分解的实际情况？
45
6—12在 693K 和 723K 下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分 5。16＊10 和 1。08*10 Pa ，求在该温度区域内分解反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵变。
θθ
6-13查阅热力学函数表估算二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应在 400℃ 、600℃ 和 800℃ 下的平衡常数.由 400℃ 至 600℃ 和由 600℃ 至 800℃ 都是 200℃ 的温差，该反应的平衡常数的变化是否相同?若不同，又如何解释其差异？
6—14雷雨导致空气中的氮气和氧气化合为 NO 是自然界中氮的固定的主要反应之一。经热力学计算得知，在 2033K 和 3000K 下该反应达平衡时系统中 NO 的体积分数分别为 0。8%和4。5% ，试问（1）该反应是吸热反应还是放热反应？（2)计算 2033K时的平衡常数。
26
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θ
6-15下面各种改变对反应 2SO2（g) + O2(g) = 2SO3(g)（△rHm=198kJ/mol）中的 SO3 的平衡分压有何影响？
A将反应容器的体积加倍.
B保持体积而增加反应的温度。 C加多氧量。
D保持反应容器的体积而加入氩气。
6—16下面的反应在一个 1L 的容器里，在 298K 下达成平衡：
θ
C（石墨） + O2（g） = CO2(g) △rHm=—393kJ/mol 以下各种措施对氧气的平衡分压有何影响？ A增加石墨的量。 B增加 CO2 气体的量. C增加氧气的量。 D降低反应的温度。 E加入催化剂。
6—17 PCl5(g)分解成 PCl3（g） 和 Cl2(g) 的反应是一个吸热反应。以下各种措施对于五氧化磷的解离有何影响？
A压缩气体混合物。
B增加气体混合物的体积。 C降低温度。
D保持混合气体的体积不变的前提下向气体混合物添加氩气。
6-18在 200℃ 下的体积为 V 的容器里,下面的吸热反应达成平衡态： NH4HS(g） = NH3（g) + H2S（g)
通过以下各种措施，反应再达到平衡时，NH3 的分压跟原来的分压相比，有何变化？ A增加氨气。
B增加硫化氢气体. C增加 NH4HS固体。 D增加温度。
E.加入氩气以增加体系的总压. F.把反应容器的体积增加到 2V。
6—19已知氯气在饱和食盐水里的溶解度小于在纯水里的溶解度。试从平衡移动的原理加以解释。
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6—20实验测得氯气溶于水后约有三分之一的 CL2 发生歧化转化为盐酸和次氯酸,求该反应的平衡常数，
-1
293K 下氯气在水中的溶解度为 0。09 mol·L .
6-21自然界里氮的固定的主要途径之一是在闪电的作用下，氮气与氧气反应生成 NO ,然后 NO 和氧气继续反应生成 NO2 ，后者与水反应,生成硝酸。热力学研究证明，在通常条件下氮气和氧气的反应的转化率要低于闪电条件下的转化率（在催化剂存在下，克服动力学的障碍，氮气和氧气在常温下也能反应的话）。问：氮气和氧气的反应是放热反应还是吸热反应？闪电造成的气体体积膨胀对反应的平衡转化率有何影响？ 6—22超音速飞机在平流层飞行放出的燃烧尾气中的 NO 会通过下列反应破坏其中保护我们免受太阳光中的短波紫外线辐射伤害的臭氧:
NO(g) + O3（g） = NO2(g） + O2（g）
—1
a。如果已知 298K 和 100kPa 下 NO、NO2和 O3 的生成自由能分别为 +86.7、+51.8、+163.6kJ·mol,求上面的反应的 Kp 和 Kc 。
—9 —1—9-1
b。假定反应在 298 K下发生前，高层大气里的 NO、O3和 O2 的浓度分别为 2×10mol·L，1×10mol·L，，
—3 —1
2×10mol·L，NO2的浓度为零，试计算O3的平衡浓度。 c。计算达到平衡时 O3 被 NO 破坏的百分数。
附注:实际上上述反应的速度不很大,反应并不易达到平衡转化率.
6—23 通过热力学的研究求得反应： CO(g) + 1/2 O2（g） = CO2（g)
4-5
在 1600℃ 下的 Kc 约为 1×10 。经测定汽车的尾气里的 CO 和 CO2 气体的浓度分别为 4.0×10
-1-4 -1
mol·L和4。0×10mol·L.若在汽车的排气管上增加一个1600℃的补燃器,并使其中的氧气的浓度始终
—4 -1
保持 4.0×10mol·L，求 CO 的平衡浓度和补燃转化率。
6-24 在23题的系统里，同时发生反应：
SO2（g) + 1/2 O2（g） = SO3(g) Kc=20
—4 —1
经测定，汽车的尾气原有 SO2 气体的浓度为 2.0×10mol·L，问 SO3 的平衡浓度.
28
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6-25汽车的尾气里有 NO 气体，他是汽车内燃机燃烧的高温引起的氮气和氧气的反应： N2（g) + O2（g) = 2NO(g） Kc=0。10（2000℃时）
—1
在一个 2L 的容器里进行实验，起始时，氮气和氧气的浓度分别为 0。81mol·L ，求达到平衡时 NO 气体的浓度。
6—26实验指出,无水三氯化铝在热力学标准压力下的以下各温度时测定的密度为: T/℃ 200 600 800
-1 —3 -3 —3
d/mg·L 6。8×10 2.65×10 1.51×10 A。求三氯化铝在 200℃ 和 800℃ 时的分子式. B.求 600℃下的平衡物种。
C.求 600℃下个物种的平衡分压。 D.求 600℃ 的 Kc和 Kp。
第七章 化学动力学基础
7-1二甲醚（CH3）2O分解为甲烷 氢和一氧化碳的反应动力学数据如下： （1）计算 600s 和800s间的平均速率。 （2）用浓度对时间作图(动力学曲线），求800s的瞬时速率。
29
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7-2在970K下，反应2N2O(g） = 2N2(g) + O2（g） 起始时N2O的压力为2。93×10Pa，并测得反应过程中系统的总压变化如下表所示：
求最初300S 与最后2000S的时间间隔内的平均速率。
4
7—3在600K下反应2NO + O2 = 2NO2的初始浓度与初速率如下： (1)求该反应的表观速率方程。 （2）计算速率常数。
(3）预计c0（NO)=0。015mol/L，c0(O2）=0。025 mol/L的初速率。
30
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7—4 N2O 在金表面上分解的实验数据如下： (1）求分解反应的反应级数. （2)制作该反应的动力学曲线. （3)求速率常数.
（4）求N2 消耗一半时的反应速率.
（5）该反应的半衰期与初始浓度呈什么关系？
31
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7—5在300K 下，氯乙烷分解反应的速率常数为 。 （1）该反应是几级反应？说明理由。 (2)氯乙烷分解一半,需多少时间？
（3）氯乙烷浓度由0。04mol/L降为0.010mol/L,需要多少时间?
(4）若初始浓度为0。40mol/L，反应进行8 h 后,氯乙烷浓度还剩余多少？
60
7—6放射性27Co（半衰期t1/2=5。26a）发射的强 辐射广泛用于治疗癌症（放射疗法）。放射性物质的放射性活度以 Ci（居里）为单位表示。某医院购买了一个含20Ci的钴源，在10年后，放射性活度还剩余多少?
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7-7碳-14 半衰期为5720a，今测得北京周口店山顶洞遗址出土的古斑鹿骨化石中的C/C比值是当今活着的生物的0。109倍,估算该化石是距今多久？周口店北京猿人距今约50万年，若有人提议用碳-14法测定它的生活年代，你认为是否可行？
1412
7—8实验测得硅烷分解为硅和氢的反应速率常数与温度的关系如下,求该反应的活化能和指前因子。(1)作图法.（2）线性回归法。
-5—3
7—9测得某反应在273K和313K下的速率常数分别为1。06×10 和2.93×10,求该反应在298K下的速率常数.
7—10某一级反应，在300K时反应完成50%需时5。0min ，在350k时反应完成50%需时5。0min，计算该反应的活化能。
7-11若有人告诉你:同一反应,温度越高，温度升高引起反应速率增高的倍数越高.你对此持肯定意见还是否定意见？在回答上问后,作如下估算：设反应甲 乙两个反应的活化能分别为20KJ/mol 和50KJ/mol ，试对比反应 甲 乙温度从300K升高到310K和从500K 升至510K反应速率增长的倍数.并作出归纳如下:速率
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快的反应与速率小的反应对比，在相同的温度范围内，哪一反应速率增长的倍数高？同一反应，在温度低时和温度高时，温度升高范围相同时，哪个温度范围反应速率增长的倍数高？试对归纳的结论作出定性的解释.（此题的假定是:温度改变没有改变反应历程和活化能)
7-12试对比阿仑尼乌斯活化能（表观活化能或实验活化能) 碰撞活化能和过渡状态理论活化能的物理意义,并由此说明表观动力学与分子动力学的不同性.
7-13表观动力学方程得出的指前因子有没有明确的物理意义？碰撞理论和过渡态理论分别对指前因子的物理意义是如何解释的？它们的理解是否解释了所有表观动力学方程中指前因子的物理意义？为什么?
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7-14 有人提出氧气氧化溴化氢气体生成水蒸气和溴蒸气的反应历程如下：
HBr + O2 → HOOBr HOOBr + HBr → 2HOBr HOBr + HBr → H2O + Br2
（1）怎样由这三个基元反应加和起来得到该反应的计量方程式？ （2）写出各基元反应的速率方程. （3）指出该反应有哪些中间体?
（4）实验指出，该反应的表观速率方程对于HBr和O2都是一级的，试指出，在上述历程中，哪一步基元反应是速控步?
（5）推导表观速率方程。
7—15有人提出反应2NO（g)+Cl2 =2NOCl（g)的反应历程如下:
NO + Cl2 → NOCl2 NOCl2 + NO → 2NOCl
如果第一个基元反应是速控步，该反应的表观速率方程应呈何形式？如果第二个反应是速控步,该反应的表观速率方程又呈何形式？
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7-16实验测得反应H2（g） + 2ICl(g） = 2HCl(g） + I2（g)对于氢气和氯化碘都是一级得。以下哪一个历程是具备必要条件的？ (a) 2ICl（g) + H2（g) → 2HCl(g) + I2(g） (b) H2(g) + ICl(g） → HI（g) + HCl(g)（慢) HI（g） + ICl（g) → HCl(g) + I2(g)（快) (c) H2(g） + ICl(g） → HI(g) + HCl(g) （快)
HI（g） + ICl（g） → HCl(g） + I2(g） （慢）
(d) H2(g） + ICl（g） → HClI（g） + H(g） (慢)
H(g） + ICl(g） → HCl（g） + I(g) (快） HClI（g） → HCl（g） + I(g） （快） I（g） + I(g) → I2（g）（快）
7—17温度相同时，三个基元反应的正逆反应的活化能如下：
—1—1
基元反应 Ea/KJ。mol Ea’/KJ.mol Ⅰ 30 55
Ⅱ 70 20 Ⅲ 16 35 （1)哪个反应正反应速率最大？ （2）反应Ⅰ的反应焓多大？
（3）哪个反应的正反应是吸热反应？
7-18 某基元反应的活化能 Ea=50 KJ.mol，反应焓为△H=-70 KJ。mol,当加入催化剂后,该反应的历程发
—1
生改变,变成两个基元反应，第1个基元反应的正反应活化能为12 KJ.mol，逆反应的活化能为 17 KJ。-1—1—1
mol ，第二个基元反应的正反应活化能为 20 KJ.mol,逆反应活化能为85 KJ。mol 。画出有催化剂和无催化剂存在时该反应过程能量变化示意图.
-1
7—19反应C(s） + CO2(g) =2CO(g)的反应焓△H=172.5 KJ.mol，问:增加总压 、升高温度、加入催化剂 ，反应的速率常数 k正、k逆 ，反应速率r正、r 逆 以及 平衡常数 将如何变化?平衡将如何移动？请将你的判断填入下表：
36
—1-1
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7—20试讨论:对于同一个化学反应，用 dn/dt、dξ/dt、dc/dt、(1/V） dc/dt以及(1/V) dξ/dt 表达速率，速率方程中速率常数又什么差别?
7—21利用表7-1的数据制作五氧化二氮分解反应的动力学曲线。要求画两条曲线，一条表达五氧化二氮浓度的变化,另一条表达二氧氮浓度的变化，并在两条曲线旁标出与表7—1上各反应时间相应的五氧化二氮和二氧化氮的浓度数值,并对比之。 7-22 以下说法是否正确?说明理由。
—13—1
（1）某反应的速率常数的单位是mol.dm.s ，该反应是一级反应. （2）化学动力学研究反应的快慢和限度。 （3）反应的速率常数越大说明反应速率越大。 (4）反应级数越大的反应速率越大。 (5）活化能大的反应受温度的影响大。
（6）实验测得反应A2+B2→2AB的速率方程为 r=kc(A2)+c(B2），说明此反应是一个双分子反应。 （7）某反应在30min时反应完成50％，进行60min时反应完成100%，说明此反应是一级反应。
（8)反应历程中的速控步骤决定了反应速率，因此在速控步骤前发生的反应和在速控步骤后发生的反应对反应速率都毫无影响.
（9）催化剂同等程度地降低了正逆反应的活化能，因此同等程度地加快了正逆反应地速率。 (10）反应速率常数是温度的函数，也是浓度的函数.
第八章 水溶液
8-1 现需1200g 80％（质量分数)的酒精溶剂。实验室存有浓度70%的回收酒精和95％的酒精，应各取多少进行配置？
8—2下列各种商品溶液都是常用试剂,试计算它们的物质的量浓度和摩尔分数： （1）浓盐酸含HCL 37％(质量分数，下同），密度1.19g/mL。 （2)浓硫酸含H2SO4 98％，密度1.84g/mL。 (3)浓硝酸含HNO3 70%，密度1。42g/mL。 （4）浓氨水含NH3 28％， 密度0.90g/mL。
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8—3 如何将25g 配制成质量分数为0。25的食盐水溶液?
8—4 现有100。00mL Na2CrO4 饱和溶液119。40 g，将它蒸干后得固体23.88 g，试计算： (1）Na2CrO4的溶解度； (2）溶质的质量分数；
（3）溶液的物质的量浓度； (4）Na2CrO4的摩尔分数.
8—5 在 2.3456g水中通入 NH3 气至饱和，溶液称重为3.018g,在该溶液中加入50。0ml 0.500mol.L H2SO4
-1
溶液，剩余的酸用20。8ml 0。500 mol。L NaOH 中和 ，试计算该温度下 NH3 在水中的溶解度[ 用g/100g(H2O)为单位]。
—1
8—6 101mg胰岛素溶于10.0ml 水，该溶液在 25℃ 时的渗透压为4.34 kPa，求： （1)胰岛素的摩尔质量;
（2）溶液蒸气压下降 △p （已知在 25℃ 时水的饱和蒸气压为3.17 kPa）。
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8—7烟草的有害成分尼古丁的实验式为C5H7N ，今有496 mg 尼古丁溶于10.0g 水中，所得溶液在101 kPa 下的沸点为100.17℃ ,求尼古丁的相对分子质量。
8—8今有葡萄糖（C6H12O6) 蔗糖（C12H22O11）和氯化钠三种溶液，它们的质量分数都是1％，试比较三者渗透压的大小。
8-9取0.324g Hg（NO3)2 溶于100g 水中，其凝固点为–0.0588℃ ；0。542g HgCl2 溶于 50g 水中，其凝固点为 –0.0744℃ ，用计算结果判断这两种盐在水中的离解情况.
8-10现有一甲醛溶液，已知其密度为1。111 g/mL ，质量分数为40％，已知该溶液中含25。00g纯甲醛,求该溶液的体积.
8—11为防止1L水在 —10℃ 凝固，问需要向其中加入多少克甲醛？ 8-12分别比较下列四种水溶液渗透压的高低，并说明理由。 (1）质量分数为5％的葡萄糖和5％的蔗糖。
（2）质量摩尔浓度为1。10mol/kg 的葡萄糖和 0。15mol/kg 的蔗糖.
-1-1
(3）0.5mol·L 的葡萄糖和0.5mol·L 的NaCl。
-1—1
（4）0。5mol·L 的NaCl和 0。5mol·L CaCl2。
8-13海水中盐的浓度约为0.5mol·L（以质量分数计约为3。5%)，若以主要成分NaCl计,试估计海水开始结冰的温度和沸腾的温度以及在25℃ 时用反渗透法提取纯水所需的最低压力（设海水中盐的总浓度以物质
-1
的量浓度c表示时近似为0。60 mol·L)。
39
—1
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8—14 求下列溶液的离子强度。 （1)0.01mol/kg 的BaCl2 溶液;
（2）0.1 mol/kg 盐酸 和 0。1 mol/kg CaCl2 溶液等体积混合后形成的溶液.
8-15 举出日常生活、自然界、工农业生产中的蒸气压下降、沸点升高、渗透压的现象和应用。这些现象和应用哪些符合稀溶液通性,哪些对于稀溶液通性有明显的偏差？
40
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第9章 酸碱平衡
4-1以下哪些物种是酸碱质子理论的酸，哪些是碱，哪些具有酸碱两性？请分别写出它们的共轭碱和酸。 2- 2— — - 2+ 2— + - + - 2-SO4，S，H2PO4，NH3 ,HSO4,［Al（H2O)5OH]，CO3,NH4,H2S，H2O,OH,H3O，HS， HPO4
4—1为什么 pH = 7 并不总是表明水溶液是中性的。
4-2本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如 c（HAc)、c(NH4)，另一种如[HAc］, ［NH4］等，
+
它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如c（HAc),c(NH4)等代替诸如 [HAc] ,
+++
［NH4］等?有的书上没有诸如c（HAc）、c（NH4)这样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如 [HAc]、［NH4］等来表示，这样做有可能出现什么混乱？
++
4-3苯甲酸（可用弱酸的通式 HA 表示,相对分子质量122）的酸常数Ka = 6。4×10 ，试求：
-1
(1）中和1.22g苯甲酸需用0.4 mol·L 的 NaOH 溶液多少毫升？ (2）求其共轭碱的碱常数Kb 。
-1
（3）已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06 g·L ，求饱和溶液的pH .
—5
41
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4-5 计算下列各种溶液的 pH ：
（1）10mL 5.0×10-3 mol·L-1
的 NaOH 。
（2）10mL 0。40 mol·L—1 HCl 与 10mL 0。10 mol·L—1
NaOH 的混合溶液。
（3)10mL 0.2 mol·L—1 NH·H-1
32O 与10mL 0.1 mol·L HCl的混合溶液。
(4）10mL 0.2 mol·L-1 HAc 与 10mL 0.2 mol·L—1
NH4Cl 的混合溶液。
4-6 把下列溶液的 pH 换算成 ［H+
] ： （1）牛奶的PH=6。5 （2）柠檬汁的PH=2。3 （3)葡萄酒的PH=3.3 （4）啤酒的PH=4。5
4-7 把下列溶液的 [H+
］ 换算 pH ：
（1）某人胃液的 [H+] =4。0×10—2 mol·L—1
。
（2)人体血液的 [H+］ =4。0×10—8 mol·L—1
。
（3）食醋的 ［H+］ =1.26×10-3 mol·L—1
。
（4)番茄汁的 [H+] =3。2×10—4 mol·L—1
。
4—8 25℃标准压力下的 CO2 气体在水中的溶解度为0。034 mol·L-1 ，求溶液的 pH 和［CO2-
3］ 42
。
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4-9 将 15g P2O5 溶于热水,稀释至 750mL ，设 P2O5 全部转化为 H3PO4 ，计算溶液的 [H]［H2PO4］[HPO4—3-]和［PO4］ 。
+-2
—1-1
4—10某弱酸 HA, 0.015 mol·L 时电离度为0。80％，浓度为 0.10 mol·L 时电离度多大？
4—11计算0.100 mol·L Na2CO3溶液的PH和CO3 以及 HCO3碱式电离的电离度.
43
-12——
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4-12某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH 滴定,当用去3。26 mL NaOH 时,混合溶液的pH=4。00 ，当用去18。30 mL NaOH时，混合溶液的pH=5.00 ，求该弱酸的电离常数。
4—13缓冲溶液HAc-Ac 的总浓度为1.0 mol·L ，当溶液的pH 为:（1）4.0；（2）5.0时，HAc 和Ac 的浓度分别多大？
- -1
—
44
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4—14欲配制PH=5。0 的缓冲溶液，需称取多少克NaAc· 3H2O 固体溶解在300 mL 0.5 mol· L 的HAc溶液中?
-1
4—15某含杂质的一元碱样品0.5000g（已知该碱的分子量为59。1）,用 0.1000 mol·L HCl滴定，需用 75.00mL;在滴定过程中,加入49.00mL 酸时,溶液的 PH为 10.65 。求该碱的电离常数和样品的纯度。
—1
4-16将Na2CO3 和 NaHCO3 混合物 30g 配成1L 溶液，测得溶液的 PH=10.62 ,计算溶液含Na2CO3 和 NaHCO3 各多少克。
45
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4-17将5。7g Na2CO3·10H2O 溶解于水配成100ml纯碱溶液，求溶液中碳酸根离子的平衡浓度和PH 。
4—18在0.10 mol·L Na3PO4 溶液中,[PO4］ 和 PH 多大？
-13-
4-19计算 10mL浓度为0。30 mol·L 的HAc 和 20mL 浓度为0.15 mol·L HCN 混合得到的溶液中的［H］
——
﹑[Ac]﹑［CN] .
—1-1+
4-20今有3种酸 ClCH2COOH、HCOOH 和 （CH3)2AsO2H ,它们的电离常数分别为 1。40×10、 1。77×10—4-7
和6.40×10 ,试问：
(1）配制 PH=3.50 的缓冲溶液选用哪种酸最好?
-1-1
（2）需要多少毫升浓度为4。0 mol·L 的酸 和多少克NaOH 才能配成1L 共轭酸碱对的总浓度为1。0 mol·L 的缓冲溶液.
-3
4—21计算下列反应的平衡常数,并指出其中哪些是酸或碱的电离反应 .c
- - 2—
(1）HCO3+ OH≒ CO3+ H2O
- +
（2）HCO3+ H3O≒ H2CO3 + H2O
2- +
(3)CO3+ 2H3O≒ H2CO3 + 2H2O
2 + 3-（4）HPO4+ H2O≒ H3O+ PO4 2 - —
（5）HPO4+ H2O≒ H2PO4+ OH
46
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（6）HAc + CO3≒ HCO3+ Ac
- - 2—
（7）HSO3+ OH≒ SO3 + H2O
2- -（8）H2SO3 + SO3≒ 2HSO3
2-
—
—
4-22分别计算下列混合溶液的PH：
—1 —1
(1) 50。0mL 0。200 mol·L NH4Cl和50。0 mL 0。200 mol·L NaOH 。
-1 —1
（2） 50.0mL 0.200 mol·L NH4Cl和25。0 mL 0.200 mol·L NaOH 。
-1 —1
（3) 25.0mL 0。200 mol·L NH4Cl和50。0 mL 0.200 mol·L NaOH 。
—1 -1
（4） 20.0mL 1。00 mol·L H2C2O4 和30.0 mL 1。00 mol·L NaOH 。
-1
4—23在烧杯中盛有0.2mol·L 20mL 乳酸（分子式HC3H5O3 ，常用符号HLac 表示，酸常数为Ka=1.4×10—4—1 ），向该烧杯逐步加入0.20mol·L NaOH 溶液，试计算：
47
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（1） 未加 NaOH 溶液前溶液的PH。 （2） 加入10。0ml NaOH 后溶液的PH.
（3） 加入20。0ml NaOH 后溶液的PH。 (4) 加入30.0ml NaOH 后溶液的PH。
沉淀平衡
-3
10—1 (1)已知25℃ 时PbI2在纯水中溶解度为1.29×10，求PbI2的溶度积。
-3
（2）已知25℃ 时BaCrO4 在纯水中溶解度为2.91×10 ，求BaCrO4 的溶度积。
第10章
48
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10—2 由下列难溶物的溶度积求在纯水中溶解度 S （分别以 mol·l 和 g·l为单位；忽略副反应）：
-17
（1）Zn（OH）2 KSP=4.12×10
-7
（2）PbF2 KSP=7.12×10
*—1—1
10-3AgIO3 和AgCrO4 的溶解积分别为9。2×10 和1.12×10 ，通过计算说明: （1）哪种物质在水中的溶解度大?
-1
（2）哪种物质在0.01 mol·l 的AgNO3 溶液中溶解度大？
-9-12
10—4现有100mlCa 和Ba 的混合溶液，两种离子的浓度都为0.010 mol·l 。
2+2+
（1）用Na2SO4 作沉淀剂能否将Ca 和 Ba 分离?
（2）加入多少克Na2SO4 才能达到BaSO4 全沉淀的要求（忽略加入Na2SO4 引起的体积变化）？
2+2+—1
10—510ml0。1 mol·l MgCl2 和 10ml0.1 mol·l 氨水混合,是否有Mg(OH）2 沉淀? 5.
-1—1
49
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10—6某溶液含有 Fe 和Fe ,其浓度均为 0。050 mol·l ,要求Fe(OH)3 完全沉淀不生成Fe（OH)2 沉淀，需控制pH 在什么范围？
3+2+—1
10—7在10ml 0。20mol·l MnCl2 溶液中加入 10ml 含 NH4Cl 的 0。010mol·l 氨水溶液，计算含多少克NH4Cl才不至于生成Mn(OH）2沉淀？
—1—1
10-81L多大浓度的NH4Cl 溶液 可使Mg(OH)2 沉淀溶解？
10-9在0。10 mol·lHAc 和 0。10 mol·l CuSO4 溶液中通入H2S 达饱和，是否有 沉淀生成?
-1-1
50
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10—10 计算下列反应的平衡常数，并讨论反应的方向：
（1）PbS＋2 HAc→Pb2+＋2Ac—
（2)Mg(OH)+2+
2＋2 NH4→Mg＋2NH3·H2O
(3）Cu2+＋H2H+
2S＋2H2O→CuS＋3O
10-11生产易溶锰盐时硫化氢除去溶液中的Cu2+ ﹑Zn2+﹑Fe2+
51
试通过计算说明，当MnS 开始沉
杂质离子，(完整word)2015北师大版无机化学习题答案(上册)详解
淀时,溶液中这些杂质离子的浓度(g·l）各为多少？
-1
10-12 定量分析中用AgNO3 溶液滴定Cl 溶液,加入 K2 CrO4 为指示剂,达到滴定终点时,AgCl 沉淀完全，
2-最后1滴AgNO3 溶液正好与溶液中CrO4 反应生成砖红色的 Ag 2CrO4 沉淀 ，指示滴定达到终点。问滴定
2—
终点时溶液中CrO4 离子的浓度多大合适？设滴定终点时锥形瓶里溶液的体积为50ml ，在滴定开始时应加
-1
入0。1 mol·l 的K2 CrO4 溶液多少毫升?
—
10-13某溶液中含Cl 和 I 各0。1 mol·l ，通过计算说明能否用 AgNO3 溶液将Cl 和 I 分开。
—--1——
10-14 今有一溶液，每毫升含Mg 和Fe 各1mg ，试计算；析出Mg (OH）2 和Fe(OH)2 沉淀的最低 。
2+2+
10-15用Na2CO3和Na2S 溶液处理 AgI 固体，能不能将AgI 固体转化为Ag2CO3 和 AgS ？
52
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十一章电化学基础
11-1用氧化数法配平下列方程式。 （1）KClO3→KClO4＋KCl
（2）Ca5（PO4）F＋C＋SiO2→CaSiO3＋CaF2＋P4＋CO （3)NaNO2＋NH4Cl→N2＋NaCl＋H2O
（4）K2Cr2O7＋FeSO4＋H2SO4→Cr2（SO4)3＋Fe2(SO4）3＋K2SO4＋H2O (5)CsCl＋Ca→CaCl2＋Cs↑
53
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11-2 将下列水溶液化学反应的方程式先改写为离子方程式，然后分解为两个半反应式（答案见附表电极电势表）：
（1）2H2O2=2H2O＋O2
（2）Cl2＋2H2O=HCl＋HClO
（3）3Cl2＋6KOH=KClO3＋5KC＋3H2O
(4)2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=K2SO4＋5Fe2(SO4）3 ＋5MnSO4＋8H2O （5)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4= K2SO4＋Cr2（SO4)3＋3O2＋7H2O
11—3 用半反应法(离子—电子法）配平下列方程式： （1)K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4→K2SO4 ＋Cr2(SO4）3 ＋S＋H2O
54
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（2）MnO4＋H2O2→O2＋Mn(酸性溶液）
—--（3)Zn＋NO3＋OH→NH3＋Zn（OH）4 2-2—
（4）Cr(OH) 4＋H2O2→CrO 4
—+2+
（5）Hg＋NO3＋H→Hg2＋NO
2—
2—
11-4将下列反应设计成原电池，用标准电极电势判断标准下电池的正极和负极，电子传递的方向，正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号.
+2+
（1）Zn＋2Ag= Zn＋2Agg
3++2+
（2）2Fe＋Fe=3 Fe
+2+
（3）Zn＋2H= Zn＋H2 （4）H2＋Cl2=2HCl
（5）3I2＋6KOH=KIO3＋5KI＋3H2O
11-5 写出下列各对半反应组成的原电池的电极反应电池符号 ，并计算标准电动势。
3+—2+-—
（1）Fe＋е= Fe;I2＋2е=2I
2+—-——
（2）Cu＋I＋е= CuI2； I2＋2е=2I
2+-+-（3）Zn＋2е= Zn;2H＋2е=H2 2+-+-(4）Cu＋2е= Cu；2H＋2е=H2
-—-—
（5）O2＋2H2O＋4е=4OH;2H2O＋2е= H2＋2OH
55
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11-6 以标准电极电势举例来说明以下说法并非一般规律：元素的氧化态越高，氧化性就越强.元素的氧化态越低还原性就越强。氧化剂得到电子越多（氧化态降得越低）氧化性越强.还原剂失去电子越多（氧化态升得越高）还原性越强.(提示：考察氮的氧化物和含氧酸之类的价态变化丰富的半反应）。
11—7通过计算说明，对于
+-4-1—
半反应 H（10mol·l） ＋е=1∕2 H2（g0。01bar）和
+—4-1—
半反应2H（10mol·l） ＋2е= H2（g0.01bar） 电极电势是相等的.
56
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11—8氧化还原滴定的指示剂在滴定终点时因与滴定操作溶液发生氧化还原反应而变色。为选择用重铬酸钾
2+—5—13+-2-13+
滴定亚铁溶液的指示剂，请计算出达到滴定终点 （「Fe =10mol·l」， 「Fe=10mol·l」)时Fe＋—2+
е= Fe 的电极电势，由此估算指示剂的标准电极电势应为多大。
11-9用能斯特方程计算来说明，使Fe＋Cu = Fe ＋Cu 的反应逆转是否有现实的可能性？
2+2+
11—10 用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度。
57
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11-11 用能斯特方程计算电对 H3ASO4∕H3ASO3 在 pH= 0 ，2，4 ，6，8 ，9时的电极电势,用计算的结果绘制 pH —电势图，并用该图判断反应
H3ASO4＋2I＋2H= H3ASO3＋ I2＋H2O 在不同酸度下的反应方向。
+—
11—12利用半反应 2H＋2е=H2
的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势.
—-2HAC＋2е=H2＋2AC
—+
11—13利用半反应 Cu＋2е= Cu 和Cu（NH3)4 ＋2е= Cu＋4NH3 的标准电极电势（—0。065V） 计算2+2+
配合反映Cu＋4NH3= Cu(NH3)4 的平衡常数。
2+—2+—
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11-14利用半反应 Ag ＋е= Ag 和AgCl 的溶度积计算半反应 AgCl ＋е= Ag ＋ Cl 的标准电极电势.
+———
11-15 利用水的离子积计算碱性溶液中的半反应 2H2O＋2е= H2＋2OH 的标准电极电势。
--
11—16 利用附表电极电势标准设计一个原电池推导H2S 的电离常数.
2—2—+
11-17利用 Cr2O7＋H2O=2CrO4＋2H
14+—+—+
的 K=10 和 Ag2CrO4 的溶度积以及 Ag ＋е= Ag 的标准电极电势求 2 Ag2CrO4 ＋2H-4е=4 Ag＋
2—
Cr2O7＋H2O 的标准电极电势。
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11-18由标准自由能计算Cl2(g)＋2е=2 Cl (aq)的标准电极电势.
-–
11—19由 Cu＋2е= Cu 和Cu＋е= Cu 的标准电极电势求算 Cu＋е= Cu 的标准电极电势。
2+—+-2+-+
11—20由 MnO4＋4H＋3е = MnO2 ＋2H2O 和 MnO4＋е= MnO4 的标准电极电势以及水的离子积求 MnO4—-- ＋2H2O＋2е = MnO2 ＋4OH 的标准电极电势。
—+-——2-2
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11—21 写出以K2CO3 熔融盐为电解质的氢氧燃料电池的电极反应和电池反应.（注：在该电解质中不存在游
2—-离的O 和 HCO3 ，为使电解质溶液的组成保持稳定，需在空气中添加一种物质，这种物质是电池放出的反应产物）。
11—22碱性银锌可充电干电池的氧化剂为Ag2O ，电解质为KOH 水溶液，试写出它的电极反应和电池反应。
11-23为什么检测铅蓄电池电解质硫酸的浓度可以确定蓄电池充电是否充足？铅蓄电池充电为什么会放出气体?什么气体？
11—24 光合作用发生的总反应是:
6CO2（g) ＋H2O（l）→C6H12O6(g） ＋6O2(g)
6—1-1
在25℃ 下反应的 ⊿H＝2.816×10J·mol ，⊿S＝—182J·mol。假设反应的产物可以设计成一个原电池,在电池上氧气和葡萄糖分别被还原和氧化成水和二氧化碳。这样,我们可以通过光化合反应的正逆两个反应把光能转化为电能了. （1） 求原电池的电动势。
（2） 为使上列光合反应发生需要多少摩500nm的光子?
—3
（3） 用一个边长10m 的充满绿藻的正方形游泳池里发生的光合作用的产物来发电，平均1cm 的面积可
产生1ma 电流，求电池产生电流的功率。
11-25 通常用电解铬酸溶液的方法镀铬.电解槽的阴极是欲镀铬的物体,阳极是惰性金属,电解液是含铬酐
-3
0.230㎏·dm ,体积100 dm 的水溶液.电解时使用了 1500A 电流通电 ,阴极的质量增加了0。679
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㎏ ，阴极和阳极放出的气体的体积比 VC∕VA (体积是在相同条件下测定的）.问：（1)沉积出0.679 ㎏ 铬耗用的电量是总用电量的百分之几？阴极和阳极放出的气体在标准状态（STP）下的体积比。（2）阴极和阳极放出气体的反应的电流效率分别多大？若发现你计算出的数据和题面给出的数据有差别，试解释这是你由于未考虑电镀时发生的什么过程的缘故？写出电解的总反应。若有可能,纠正你原先的计算。
11—26久置空气中的银器会变黑，经分析证实，黑色物质是Ag2S.通过计算说明,考虑热力学趋势,以下哪一反应的可能性更大？ Ag＋H2S＝Ag2S＋H2
Ag＋H2S＋O2＝Ag2S＋H2O
11-27 高铁电池是正在研制中的可充电干电池,其设计图如图11—10所示：负极材料是Zn，氧化产物是Zn（OH）2，正极材料是 K2FeO4（易溶盐），还原产物是 Fe（OH）3 ，电解质溶液是KOH水溶液，写出电池反应和电极反应.附图的电池放电曲线说明该电池与通常的碱性电池相比有什么优点？
11-28解释如下现象:
(1)镀锡的铁，铁先腐蚀，镀锌的铁，锌先腐蚀。
（2）锂的电离势和升华热都比钠大，为什么锂的电极电势比钠更小（在金属活动顺序表中更远离氢）？ （3）铜和锌在元素周期系里是邻居，然而它们在金属活动顺序中的位置却相去甚远，试通过波恩—哈伯循环分析铜和锌的电极电势相差这么大主要是由什么能量项决定的。 （4）有人说，燃料电池是“一种通过燃烧反应使化学能直接转化为电能的装置\".这种说法正确吗?说明理由。燃料电池的理论效率有可能超过100％ 吗？燃料电池 (5)铁能置换铜而三氯化铁能溶解铜。
2-2-2—
(6）ZnO2 {即Zn（OH)4｝的碱性溶液能把铜转化为Cu（OH）4 而把铜溶解. （7）将 MnSO4 溶液滴入 KMnO4 酸性溶液得到MnO2 沉淀 。
+2+
（8）Cu（aq） 在水溶液中会歧化为Cu（aq） 和铜。
2+
（9） Cr（aq) 在水溶液中不稳定，会与水反应.
——
（10）将 Cl2 水(溶液）滴入 I、Br的混合溶液,相继得到的产物是I2、 HIO3 和Br2 ,而不是 I2、Br2 和 HIO3 。
62
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11—29以M 代表储氢材料,MH为负极材料，KOH 为电解质，写出镍氢电池的电极反应和电池反应.(注：镍电极上的反应参考镍镉电池）。
11-30 如若甘汞电极的电极电势为零，氧的电极电势多大？
第12章配位平衡
12-1 在1L 6mol/L 的NH3水中加入0.01 mol固体 CuSO4 ，溶解后加入0。01mol固体NaOH，铜氨络离子能
2+13—20
否被破坏？（K稳SCN [Cu(NH3）4］=2。09×10，KSP[Cu(OH）2］=2.2×10）
3+ - -—1
12-2当少量NH4SCN和少量Fe 同存于溶液中达到平衡时，加入NH4F使［F]=［SCN］=1mol/L，问此时
3- 316
溶液中[FeF6］和［Fe（SCN）3 ]浓度比为多少？（K稳 Fe[SCN]3=2.0×10，K稳[FeF6]=1×10）
12
2、解：5×10
—53
12—3在理论上,欲使1×10mol的AgI溶于1cm 氨水，氨水的最低浓度应达到多少?事实上是否可能达到
+7-17
这种浓度?(K稳[Ag(NH3)2］=1。12×10；Ksp（AgI)=9。3×10）
2
3、解：3×10mol/L，实际上不可能达到。
63
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12-4 通过配离子稳定常数和Zn/ Zn 和Au/Au 的电极电势计算出Zn（CN）4/Zn和Au(CN)2 /Au，说明提
—2-炼金的反应：Zn + 2 Au（CN)2 = Zn（CN)4 + 2Au在热力学上是自发的. 3+
12—5为什么在水溶液中Co(aq） 离子是不稳定的，会被水还原而放出氧气,而3+氧化态的钴配合物,例如
3+
Co（NH3)6 ，却能在水中稳定存在,不发生与水的氧化还原反应？通过标准电极电势作出解释。（稳定常数：
2+53+353+2+—
Co(NH3)6 1.38×10 ； Co(NH3)61。58×10.标准电极电势：Co/Co1.808V,O2/H2O1。229V,O2/OH0。401V；
-5
Kb(NH3)=1。8×10)
-17
12—6欲在1L水中溶解0。10molZn(OH)2 ,需加入多少克固体NaOH ？（Ksp［Zn(OH)2]=1.2×10；
2-17
［Zn(OH)4]=4.6×10） 6、解：13g
3+
12—7在PH=10的溶液中需加入多少NaF才能阻止0。10mol/L 的Al溶液不发生Al（OH）3 沉淀？(Ksp Al
—203—19
（OH）3=1。3×20; K稳(AlF6)=6。9×10） 7、解：1.62mol/L
2+ +
12—8测得Cu|Cu(NH3）41.00mol/L,NH31。00mol/L｜｜H1.00mol/L-1|H21bar, Pt的电动势为0.03V，试计
2+
算Cu(NH3)4的稳定常数。
12
8、解：3。49×10
—1
12—9硫代硫酸钠是银剂摄影术的定影液，其功能是溶解未经曝光分解的AgBr.试计算,1.5L1.0mol/L的
3—13—13
Na2S2O3溶液最多能溶解多少克AgBr？{K稳[Ag（S2O3）2］=2。8×10; Ksp（AgBr)=5。0×10}
2
9、解：1。2×10g
12-10定性地解释以下现象：
（1)铜粉和浓氨水的混合物可用来测定空气中的含氧量。
(2)向Hg（NO3）2 滴加KI，反过来，向KI 滴加Hg（NO3）2 ，滴入一滴时，都能见很快消失的红色沉淀，分别写出沉淀消失的反应。
3+
（3）用乙醇还原K2Cr2O7 和硫酸的混合溶液得到的含 Cr 的溶液的颜色是深暗蓝紫色的，放置蒸发水分后能结晶出KCr（SO4).12H2O 紫色八面体晶体，若为加快蒸发水分，将该溶液加热,溶液颜色变为绿色,冷却后不再产生紫色的铬钒晶体。
3—4—
(4） Fe（CN6） 的颜色比Fe（CN6) 的颜色深。 （5）金能溶于王水，也能溶于浓硝酸与氢溴酸的混酸。 （6)向浓氨水鼓入空气可溶解铜粉（湿法炼铜)。
（7)用粗盐酸与锌反应制取氢气时，可观察到溶液的颜色由黄转为无色。 （8）少量AgCl 沉淀可溶于浓盐酸，但加水稀释溶液又变浑浊。
(9)向废定影液加入Na2S 会得到黑色沉淀（沉淀经煅烧可以金属银的方式回收银）。
（10)CuSO4 固体可溶于 浓盐酸得到黄色溶液或溶于浓氢溴酸得到深褐色溶液，但遇氢碘酸却现象大不相同，会析出大量碘。
（11）电镀黄铜（Cu —Zn合金）或银以氰化物溶液为电镀液得到的镀层最牢固，电镀液的其他配方都不及，长期以来人们为寻找替代有毒的氰化物电镀液伤透脑筋，你认为寻找替代物的方向是什么？
（12）有两种组成为Co(NH3）5Cl（SO4)的钴（Ⅲ）配合物,只分别与AgNO3 和 BaCl2 发生沉淀反应，这是为什么？
2+2+
（13） Cu（NH3)4 呈 深蓝色而 Cu(NH3）4 却几乎无色。
2+——-1
（14) Pb 溶液中逐滴添加Cl ，当 [Cl］ ≈0。3mol.L 时，溶液中的铅（）总浓度降至极限，随后随加入的 浓度增大而增大.
3+ —-3
(15） Fe遇SCN 呈血红色的条件是溶液必须呈弱酸性，不能呈弱碱性，而且溶液中不应有显著量F 或 PO4— 2+
等离子存在，也不能存在Sn 等还原性金属离子或 H2O2等还原剂。
2+- 10﹑解：(1）2Cu+O2+2H2O+8NH3=2Cu（NH3）4+4OH
+_
（2) HgI;HgI3
3++
(3） [Cr（H2O）6];［CrSO4(H2O）4]
—
（5) AuI4
2- （6） Cu(NH3)4
—2+
（7） FeCl4→Fe
- (8) AgCl→AgCl2→AgCl
64
2+
+
2--
(完整word)2015北师大版无机化学习题答案(上册)详解
(9) Ag2S
-—
(10) CuCl3;CuBr3；CuI+I2
（11) 寻找氧化还原惰性的有机配体 （14）同离子效应→络合效应
3-3—2+-2- (15）Fe（OH）3;FeF6;Fe（PO4）2；Fe;SCN→CO2+N2+SO4
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