《无机及分析化学》1-12章习题答案.ppt
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1、无机及分析化学题解,4.已知:N2:T=273 K,V1=2.00 mL,V2=50.0 mL,p1=98.0 kPa,p2=?O2:T1=333 K,T2=273 K,V=50.0 mL,p1=53.0 kPa,p2=?解,第一章 气体和溶液(15页),5.500 mL时:p1=101.3-5.63=95.7 kPa,250 mL时:p2=(95.7500)250=191 kPa7.p(H2)=100-1.71=98.3 kPa,第一章 气体和溶液(15页),8.n(NH3)=56022.4=25.0 mol m(NH3)=25.017.0=425 g=4251425=0.298=29.8%
2、V=1425900=1.58 L c=25.01.58=15.8 molL-19.,第一章 气体和溶液(15页),最简式:CH2O 分子式:C6H12O6,10.,第一章 气体和溶液(15页),11.凝固点由高到低排列顺序:C6H12O6 CH3COOH NaCl CaCl212.,13.b总=0.566+0.486+0.055+0.029+0.011+0.011+0.002=1.160molL-1=bRT=1.1608.315298=2870 kPa=2.87 MPa15.As2S3(H2S为稳定剂)的胶团结构:(As2S3)m nS2-(2n-x)H+x-xH+,第一章 气体和溶液(15页
3、),17.聚沉能力由大到小排列:A.100 mL0.005molL-1KI 和100 mL0.01molL-1 AgNO3 制成的为正溶胶,所以排列顺序为:AlCl3 K3Fe(CN)6 MgSO4(电荷同由小到大)B.100 mL0.005molL-1 AgNO3和100 mL0.01molL-1 KI制成的为负溶胶,所以排列顺序为:K3Fe(CN)6 AlCl3 MgSO4(电荷同由大到小),第一章 气体和溶液(15页),18.解释现象 海鱼放在淡水中会死亡。(渗透压变化)盐碱地上栽种植物难以生长。(水分外渗)雪地里洒些盐,雪就熔化了。(凝固点降低)江河入海处易形成三角洲。(聚沉)先加明胶
4、不发生聚沉。因明胶为高分子化合物,有保护作用。,第一章 气体和溶液(15页),1.U=Q-W=100-540=-440 J U=Q-W=(-100)-(-635)=535 J 5.+2-得总反应,所以(-393.5)+(-285.9)2-(-890.0)=-75.3 kJ mol-1 6.(-296.8)+(-215)2-(-100)=-412 kJ mol-1 6(-285.8)+490.4-4(-46.11)=-1168.8kJmol-1(-285.8)+(-393.5)+(-542.7)-(-1206.9)=-15.1kJmol-1(-167.2)+(-100)-(-121)-(-127
5、.5)=-19 kJ mol-1,第二章 化学热力学(34页),8.2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l)rHm=4(-285.8)-9.16-250.6=-1254kJmol-1-1254100064=-19.6 MJ11.水变成水蒸汽:S0 气体等温膨胀:S0 苯与甲苯相溶:S0 盐从过饱和溶液中结晶出来:S0 渗透:S0 固体表面吸附气体:S0,第二章 化学热力学(34页),12.:S0:S016.rGm=(-237.2)+(-1128.8)-(-394.4)-(-896.8)=-74.8 kJmol-1 rGm=2(-237.2)+(-1321.9)-(-179
6、7)=0.7kJmol-1 rGm=(-394.4)-(-137.2)-(-188)=-69kJmol-1,第二章 化学热力学(34页),17.放热反应都能自发进行。将“都”改为“大多”。熵值变大的反应都能自发进行。将“都”改为“大多”。rGm 0 的反应都能自发进行。强调“标准态”。稳定单质规定它的rHm=0,rGm=0,Sm=0。只有0 K时Sm=0。生成物的分子数比反应物多,该反应的rSm 必是正值。(应强调气体分子),第二章 化学热力学(34页),18.rHm rSm N2(g)+O2(s)=2NO(g)+高温自发Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2-低温自发 H2(g)+S(s)=H
7、2S(g)-+永远自发,第二章 化学热力学(34页),20.O2(g)+C12H22O11(s)=12CO2(g)+11H2O(l)fHm kJmol-1-2222-393.5-285.8 rHm=(-393.5)12+(-285.8)11-(-2222)=5644 kJmol-1转化为有用功的能量:5644 0.25=1411 kJmol-1 登山需 W=mgh=65 9.8 3000=1911 kJmol-1 19111411 342=463 g,第二章 化学热力学(34页),22.C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)25:rGm=(-228.6)+68.2-(-168.6)=
8、8.2kJmol-1非360:rHm=(-241.8)+52.3-(-235.3)=45.8kJmol-1 rSm=188.7+219.4-282=126 JK-1mol-1 rGm(633K)=45.8-6330.126=-34.0 kJmol-1 自发 T=45.80.126=363K(90),第二章 化学热力学(34页),1.4HBr(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Br2(g),第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),3.S2O82-(aq)+2I-(aq)=2SO42-(aq)+I2(aq)反应速率方程=k cx(S2O82-)cy(I-)代入3组数据 0.6510-6=k(1
9、.010-4)x(1.010-2)y 1.3010-6=k(2.010-4)x(1.010-2)y 0.6510-6=k(2.010-4)x(0.5010-2)y(1.3010-6)/(0.6510-6)=(2.010-4/1.010-4)x 2=2x x=1 2=2y y=1速率方程为:=k c(S2O82-)c(I-),第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),将表中第一 组数据代入方程:,=k c(S2O82-)c(I-)=0.65(5.010-4)(5.010-2)=1.6 10-5 molL-1 min-1=dcdt dc=dt=1.6 10-51.0=1.6 10-5 molL-1
10、 m=dc V M=1.6 10-51.0 254=4.1mg,第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),7.C2H5Br(g)=C2H4(g)+HBr(g)已知:T1=650 K,k1=2.010-5s-1 T2=670 K,k2=7.010-5s-1求690 K时的k3。,第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),13.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)n平衡 1.90 0.95 1.10,16.rGm=-RT lnK=-8.315 298 10-3 ln(1.8 10-7)=38.5kJmol-1
11、18.K=(8.8 10-19)2(4.8 10-37)=1.6=38.5kJmol-121.C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O(都为l)n平衡 3-x 2-x x x,第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),19.Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g)rHm0 增大容器体积 n(H2O)减小 加O2 n(H2O)、n(O2)增大,n(HCl)减小 减小容器体积 n(Cl2)增大 减小容器体积 p(Cl2)增大 减小容器体积 K不变 升高温度 K增大 升高温度 p(HCl)增大 加N2 加催化剂 n(HCl)不变,第三章 化学反应速率和化学平衡(56页)
12、,23.N2O4(g)2NO2(g)p平衡 400-x x,第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),25.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),第三章 化学反应速率和化学平衡(56页),1.凡是盐都是强电解质;HgCl2即共价化合物。BaSO4,AgCl难溶于水,水溶液导电不显著,故为弱电解质;为难溶强电解质。解离作用是先通电然后解离,溶液就能导电了;水中即可解离。氨水冲稀1倍,溶液中c(OH-)就减少为原来1/2;HCl溶液的浓度为HAc的1倍,c(H+)也为1倍。用弱电解质解离公式计算。,第四章 解离平衡(56页),2.c(H+)=c=0.0100.042=4.210-4 m
13、olL-1 Ka=c2=0.0100.0422=1.8 10-54.c=0.200.40=0.50 molL-1 pH=2.50 c(H+)=3.210-3 molL-1 Ka=(3.210-3)20.50=2.010-5,第四章 解离平衡(56页),5.0.1molL-1HCl,0.01molL-1HCl,0.1molL-1HF,0.01molL-1HF,0.1molL-1HCl有最高的c(H+);0.01molL-1HF有最低的c(H+);0.1molL-1HF有最低的解离度;0.1molL-1HCl和0.01molL-1HCl有相似的解离度,第四章 解离平衡(56页),9.c(H+)=(
14、0.101.1 10-7)1/2=1.010-4 molL-1 c(S2-)=cKa2=1.010-14 molL-112.K2CO3、Na2S、Na3PO4 碱性,CuCl2、(NH4)3SO4 酸性,KNO3 中性。,第四章 解离平衡(56页),13.,第四章 解离平衡(56页),pOH=4.97 pH=9.03,pH=4.97,pH=11.78,14.pOH=14.00 8.52=5.48 c(OH-)=3.310-6 molL-1,第四章 解离平衡(56页),m=1.910-2 82=1.6 g15.0.20molNaOH和0.20molNH4NO3反应生成 0.20molL-1NH3
15、 H2O,c(OH-)=(1.7710-5 0.20)1/2=1.910-3 molL-1 pOH=2.72 pH=11.28,16.,第四章 解离平衡(56页),18.用第一种酸最好,第四章 解离平衡(56页),20.酸:Al(H2O)63+、HCl 碱:CO32-、NO3-、Ac-、OH-既是酸又是碱:HS-、H2PO4-、NH3、HSO4-、H2O 21.共轭酸:SO42-HSO4-,S2-HS-,H2PO4H3PO4,HSO4H2SO4,NH3 NH4+共轭碱:NH4+NH3,HClCl-,HClO4ClO4,HCNCN-,H2O2HO2-,第四章 解离平衡(56页),22.Ka1=5
16、.910-2 Kb=(1.010-14)(5.910-2)=1.7 10-1323.(1.310-10)1/2 233=2.7 10-3 gL-1 25.,第四章 解离平衡(56页),有沉淀生成。,27.,第四章 解离平衡(56页),28.,第四章 解离平衡(56页),29.BaSO4 沉淀时:c(SO42-)=(1.08 10-10)0.010=1.0810-8molL-1 SrSO4 沉淀时:c(SO42-)=(2.8 10-7)0.010=2.810-5molL-1 BaSO4先沉淀。当SrSO4 沉淀时:c(Ba2+)=(1.0810-10)(2.810-5)=3.910-6molL-
17、1此时Ba2+已 沉淀完全。,第四章 解离平衡(56页),2.3As2O3+4HNO3+7H2O=6H3AsO4+4NO K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O 6KOH+3Br2=KBrO3+5KBr+3H2O 3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KOH 4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O I2+5Cl2+6H2O=10HCl+2HIO3 2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O 2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O,第五章 氧化还原反应(105
18、页),6.当溶液中c(H+)增加时 Cl2 和 Fe3+的氧化能力不变;Cr2O72 和 MnO4 的氧化能力增强。8.FeFe2+(1.0molL-1)Cl(1.0molL-1)Cl2(100kPa),Pt负极反应:Fe2+2e=Fe正极反应:Cl2+2e=2Cl电池反应:Cl2+Fe=2Cl+Fe2+电动势:E=1.36-(-0.44)=1.8V,第五章 氧化还原反应(105页),8.PtFe2+(1.0molL-1),Fe3+(1.0molL-1)Ce4+(1.0molL-1),Ce3+(1.0molL-1)Pt负极反应:Fe3+e=Fe2+正极反应:Ce4+e=Ce3+电池反应:Ce4
19、+Fe2+=Ce3+Fe3+电动势:E=1.61-0.77=0.84V,第五章 氧化还原反应(105页),8.Pt,H2(100kPa)H+(1.0molL-1)Cr2O72-(1.0molL-1),Cr3+(1.0molL-1),H+(1.0 10-2molL-1)Pt负极反应:2H+2e=H2 正极反应:Cr2O72-+14H+6e=2Cr3+7H2O电池反应:Cr2O72-+3H2+8H+=2Cr3+7H2O 电动势:,第五章 氧化还原反应(105页),8.PtFe2+(1.0molL-1),Fe3+(0.10molL-1)NO3-(1.0molL-1),HNO2(0.010molL-1
20、),H+(1.0molL-1)Pt负极反应:Fe3+e=Fe2+正极反应:NO3-+3H+2e=HNO2+H2O 电池反应:NO3-+2Fe2+3H+=HNO2+2Fe3+H2O 电动势:,第五章 氧化还原反应(105页),9.Zn+Pb2+Pt+Zn2+,第五章 氧化还原反应(105页),E=0.1261V,E=0.763V,两强处于左下右上对角线位置,反应能正向进行。,2Fe3+Cu Cu2+2Fe2+,E=0.771V,E=0.337V,两强处于左下右上对角线位置,反应能正向进行。,9.I2+2Fe2+2Fe3+2I-,第五章 氧化还原反应(105页),E=0.771V,E=0.5345
21、V,反应物处于右下左上位置,反应不能正向进行。,I2+2Br-2I-+Br2,E=1.065V,E=0.5345V,反应物处于右下左上位置,反应不能正向进行。,10.H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O 2MnO4-+10Br-+16H+=2Mn2+5Br2+8H2O15.()CuCu2+(c1)Ag+(c2)Ag(+)负极反应:Cu2+2e=Cu 正极反应:Ag+e=Ag 电池反应:2Ag+Cu=Cu2+2Ag 标准电动势:E=0.799-0.337=0.462V 加氨水到CuSO4溶液中,电动势将增大;加氨水到AgNO3溶液中,电动势将
22、减小。,第五章 氧化还原反应(105页),17.Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 rG=zFE=296500(1.36 1.065)10-3=56.9 kJmol-1 I2+Sn2+=2I-+Sn4+rG=296500(0.5345 0.154)10-3=73.4 kJmol-1 MnO2+2Cl-+4H+=Mn2+Cl2+2H2O rG=296500(1.23 1.36)10-3=25 kJmol-1,第五章 氧化还原反应(105页),20.E=(0.403)(0.440)=0.037V,第五章 氧化还原反应(105页),K=18 Cd2+Fe=Fe2+Cd c平衡molL-1 x 0.0
23、50-x(0.050-x)x=18 x=2.6 10-3 c(Cd2+)=2.6 10-3 molL-1,22.正极 PbSO4+2e-=Pb+SO42-E=0.359V 负极 Pb2+2e-=Pb E=0.126V 电池反应 PbSO4=Pb2+SO42-E=(0.359)-(0.126)=-0.233V,第五章 氧化还原反应(105页),K=Ksp=1.3 10-8,24.Fe+Cu2+=Fe2+Cu E=0.337-(0.440)=0.777V0 2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+E=0.771 0.337=0.434V0 2H2S+O2=2S+2H2O E=1.229 0.141=1.
24、088V0 EA O2 0.682V H2O2 1.77V H2O H2O2溶液易歧化,不稳定。2H2O2+O2=2H2O+O2 E(Ag+/AgCl)=0.2223VE(H+/H2)不能置换 E(Ag+/AgI)=-0.152V E(H+/H2)能置换,第五章 氧化还原反应(105页),25.EA/V In3+-0.43 In+-0.15 In Tl3+1.25 Tl+-0.34 Tl In+能发生歧化反应;2In+6HCl 2InCl3+3H2 2Tl+2HCl 2TlCl+H2 In+3Ce4+In3+3Ce3+Tl+3Ce4+Tl3+3Ce3+,第五章 氧化还原反应(105页),26.
25、EA/V BrO4-1.76 BrO3-1.49 HBrO 1.59 Br2 1.07 Br-HBrO 不稳定能发生歧化反应;,第五章 氧化还原反应(105页),计算氢原子的电子从第五能级跃迁到第二能级所释放的能量及谱线波长。,第六章 原子结构(127页),2.计算波长,第六章 原子结构(127页),6.下列各组量子数哪些是不合理的,为什么?n=2 l=2 m=-1 不合理,l 应小于n。n=2 l=0 m=-1 不合理,m=0。n=2 l=3 m=+2 不合理,l 应小于n。,第六章 原子结构(127页),7.N原子中7个电子的量子数:1,0,0,+1/2 1,0,0,-1/2 2,0,0,
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