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第一章 习题答案

　　1-1答：假设有一种气体，它的分子只是一个具有质量的、不占有体积的几何点，并且分子间没有相互吸引力，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。这种气体称之为理想气体。

　　实际气体只有在高温、低压下才接近于理想气体，

　　1-2解：依题意V = 250 mL =2.5 ×10-4m3 T= 273.15 + 25 = 298.15 K p= 101300 Pa

　　m =0.164 g 根据 PV = nRT

　　M =m /n =0.164/0.0102= 16.08

　　该气体的相对分子质量为16.08。

　　1-3解：M =

　　已知Xe的相对原子质量为131，F的相对原子质量为19，则131+19n=207，n=4。

　　该氟化氙的分子式XeF4。

　　1-4解：(1) 各组分的物质的量为

　　n(H2)＝ mol n(N2)＝ mol n(NH3)＝ mol

　　混合气体的物质的量为

　　n 总 ＝ 0.075 mol + 0.025 mol + 0.02 mol＝0.12 mol

　　由 pi＝xi p总 知各组分的分压为

　　p(H2) ＝ kPa

　　p(N2)= kPa

　　P(NH3) ＝ kPa

　　1-5解：（1）用排水取气法得到的是氧气和水蒸气的混合气体，水的分压与该温度下水的饱和蒸气压相等，查附录，298 K时水的饱和蒸气压为3.167kPa

　　根据分压定律 p总 = p (O2) + p(H2O)

　　故 p(O2) = p总－p(H2O) = 98.28－3.167 = 95.11kPa。

　　（2）根据

　　V2 = mL

　　1-6解：二甲醚 (CH3OCH3) 的摩尔质量为46 g•mol－1，

　　n1= mol

　　n2= mol

　　p二甲醚=p总 kPa

　　1-7解：物质的量浓度：c乙醇= mol•L－1

　　质量摩尔浓度：m乙醇= mol•kg－1

　　物质的量分数：x乙醇=

　　x水=

　　质量分数：ω乙醇=

　　ω水=1—ω乙醇=1—0.044=0.956

　　1-8解：根据公式 △Tb＝ Kb• b(B) 和b(B) =

　　可得

　　0.156 K = 0.52 K•㎏•mol-1×

　　M = 179 g•mol-1

　　1-9解：已知 =35+273=308K Tb=37.65+273=310.65K

　　根据 Tb= Kb•b(B) Tb=Tb― = Kb• = 2.65

　　解得 Kb=2.12K•kg•mol–1

　　1-10解： b[CO(NH2)2]＝ ＝0.867mol•kg－1

　　ΔTb＝Kb•bB＝0.512×0.867＝0.44K

　　Tb＝373.15＋0.44＝373.59K

　　ΔTf ＝Kf•bB＝1.86×0.867＝1.61K

　　Tf ＝273.15－1.61＝271.54K

　　1-11解：

　　5.51－4.86=5.12×

　　MB=49.2 g•mol-1

　　该物质的摩尔质量为49.2 g•mol-1。

　　1-12解：M甘油=92g•mol-1 Kf=1.86

　　根据 △T f = —Tf= K f·b(B) =0—（-2）=2

　　设加入甘油x克，b(B) = x=△T f =

　　1-13解：△T f （葡萄糖）= △T f （未知物）=

　　根据题意 = 解得 M=400g•mol-1

　　1-14答：根据溶液的沸点、凝固点和渗透压的计算公式，由于葡萄糖（C6H12O6）和甘油（C3H8O3）的摩尔质量不同，所以把相同质量的葡萄糖（C6H12O6）和甘油（C3H8O3）分别溶于100 g水中，所得溶液的沸点、凝固点和渗透压不相同。

　　如果把物质的量相同的葡萄糖和甘油溶于100 g水中，由于葡萄糖（C6H12O6）和甘油（C3H8O3）的质量摩尔浓度相同，所得溶液的沸点、凝固点和渗透压相同。

　　1-15解：△T f ＝0.563 K K f＝1.86

　　根据：

　　△T f ＝K f • b(B)

　　b(B)＝ = =0.303 mol•kg－1

　　近似有：

　　c(B) = 0.303 mol•L－1

　　根据公式：

　　∏= c(B)RT

　　有： ∏＝0.303 mol•L-1×8.314 kPa• L•mol -1•K -1×298 K＝750.7kPa

　　1-16答：决定溶胶稳定性的因素主要是：布朗运动，胶体粒子较小，布朗运动激烈，能克服重力场的影响而不易沉降，这种性质称为动力学稳定性；胶粒带有相同电荷，使胶粒间具有排斥作用，从而阻止粒子间的充分接近，不易聚沉；吸附层与扩散层中离子的水化作用形成水化层，阻止了胶粒间的相互接近。加入电解质后，中和了胶粒的电势离子，使胶粒电荷减少以至消失，电动电势降低、水化层变薄、胶核裸露、产生聚沉。

　　1-17答：胶团结构为：[(AgCl)m • nAg+ • (n－x)NO3－]x+ • xNO3－

　　胶粒带正电，溶胶在电场中向负极运动。

　　A1Cl3，Na2SO4，K3[Fe(CN)6]三种电解质对溶胶的聚沉能力依次增强。

　　1-18答：(1) 无稳定剂存在，不能形成AgI溶胶。

　　（2）能形成AgI溶胶。

　　（3）[(AgI)m • nAg+ • (n－x)NO3－]x+ • xNO3－ (AgNO3过量) ，胶粒带正电。

　　（4）[(AgI)m • n I－ • (n－x) K+]x－ • x K+ (KI过量) ，胶粒带负电。

　　1-19答：（1）海水鱼体细胞中的细胞液盐的浓度高于淡水浓度，若将海水鱼放置在淡水中，则由于渗透作用，水进入鱼体细胞，以至于鱼的体细胞液内液体过多，细胞壁胀破而死亡。

　　（2）盐碱地上栽种植物时，由于渗透作用，植物体内水份将会渗入土壤，使植物枯萎。

　　（3）凝固点降低，使雪熔化。

　　（4）海水中的盐对江河中的溶胶的聚沉作用。

　　（5）明胶属高分子化合物，先加明胶后对金溶胶起保护作用，再加NaCl溶液时不发生聚沉，先加NaCl溶液后，金溶胶遇电解质发生聚沉，再加明胶不能复得溶胶。

　　1-20答：苯和水混合后加入钾肥皂摇动，得到水包油型的乳浊液；加入镁肥皂得到油包水型的乳浊液。

　　第二章 习题解答

　　2－10解：（1）×；（2）×；（3）√；（4）×；（5）×；（6）×；

　　（7）×；（8）×；（9）；（10）×；（11）×

　　2－11解：（1）敞开体系；（2）孤立体系；（3）敞开体系；

　　2－12解：（1） Q =100kJ W=500 kJ △U = Q + W=400 kJ

　　（2）Q =100kJ W=500 kJ △U = Q + W=400 k

　　2－13解：因为此过程为可逆相变过程，所以

　　Qp =△H= 40.6kJ•mol1

　　W=p外△V≈nRT =8.314×373.15=3.10 kJ•mol1

　　△U = Q + W= 40.6+（3.10）=37.5 kJ•mol1

　　2－14解：（1）

　　（2）

　　（3）

　　2－15解：乙醇的 反应 为：

　　（4） 2C（s，石墨）+3H2（g）+1/2O2（g）= C2H5OH（l），所以：

　　反应（4）=反应（2）×2+反应（3）×3反应（1）

　　对反应2C（s，石墨）+ 2H2（g）+ H2O（l）= C2H5OH（l）

　　虽然，该反应的 ＜0（能量下降有利），但不能由 单一确定反应的方向，实际反应中还须考虑其他因素，如：混乱度、反应速率等。

　　2－16解：由反应可知，每消耗1mol的蔗糖，人体可得热量为：

　　2－17解：由反应可知：

　　N2H4（l）+1/2N2O4（g）=3/2N2（g）+2H2O（l）

　　2－18解：（1）△S＞0；（2）△S＞0；（3）△S＞0；（4）△S＞0；

　　（5）△S＜0；（6）△S＞0；（7）△S＞0；（8）△S＜0；

　　2－19解：由反应可知：

　　2－20解：由反应可知：

　　（1）

　　（2）

　　（3）

　　2－21解：

　　2－22解：由反应可知：

　　2－23解：由反应可知：

　　（1）

　　（2）

　　（3）

　　（4）

　　（5）

　　2－24解：由题意可知：

　　反应（4）=反应（3）×4反应（2）×2反应（1）×2

　　2－25解：由题意可知：

　　2－26解：设容器体积为1升，则平衡时：

　　C2H5OH（l）+ CH3COOH（l）= CH3COOC2H5（l）+ H2O（l）

　　起始物质的量浓度/ mol•L－1 1.0 1.0 0 0

　　平衡物质的量浓度/ mol•L－1 1.0－2/3 1.0－2/3 2/3 2/3

　　设混合后重新平衡时生成xmol的CH3COOC2H5，则

　　C2H5OH（l）+ CH3COOH（l）= CH3COOC2H5（l）+ H2O（l）

　　平衡物质的量浓度/mol•L－1(138/46.0)－x (120/60.05)－x x x

　　2－27解：M（PCl5）=208g/mol， n总=

　　设平衡时有xmol的PCl5（g）转化为PCl3（g）：

　　PCl5（g） = PCl3（g）+ Cl2（g）

　　起始物质的mol数 10.4/208 0 0

　　平衡物质的mol数 （10.4/208）－x x x

　　n总=（10.4/208）－x+x+x=0.055mol x=0.005mol

　　平衡时各物质的mol数和平衡分压分别为：

　　2－28解：若将Ag2S（s）还原为Ag（s），即

　　2－29解：设开始时N2O4的物质的量为n, 反应的分解率a则：

　　N2O4 (g) = 2NO2(g)

　　起始时物质的量 /mol n 0

　　平衡时物质的量 /mol n – na 2na

　　平衡时物质的分压/kPa x (N2O4) p总 x (NO2) p总

　　=[ (n – na)/(n + na)] p总 = [2na /(n + na)] p总

　　=[(1 – a )/(1 + a )] p总 =[2a /(1 + a )] p总

　　2－30解：查表得

　　NH4Cl（s）= NH3（g）＋HCl（g）

　　(kJ/mol) 203.0 16.5 95.30

　　(kJ/mol) 314.4 46.11 92.31

　　(J/molK) 94.56 192.3 186.80

　　2－31解：查表得

　　C（s，石墨）＋CO2（g）= 2CO（g）

　　(kJ/mol) 0 393.51 110.52

　　(J/molK) 5.74 213.6 197.56

　　2－32解：

　　第三章 习题答案

　　3-1答：化学反应速率是指在定容反应器中，单位时间内反应物或生成物浓度变化的程度。

　　以反应 2N2O5 4NO2 + O2 为例

　　平均速率表示为： =－ = =

　　瞬时速率表示为：υ= - = =

　　3-2答：速率常数为速率方程中的比例常数，数值上等于反应物浓度均为1mol•L－1时的反应速率，其单位随反应级数的不同而不同。速率常数与浓度无关。对于活化能大于零的反应，温度越高，速率常数越大；活化能越大，速率常数越小。

　　3-3答：速率方程中反应物浓度的幂指数称为该反应物的反应级数，其大小代表了浓度对反应速率影响的程度。反应级数大小可用实验来确定，或由实验机理推定。

　　3-4答：根据碰撞理论，活化能可以看作活化分子所具有的最低能量。在过渡态理论里，活化能为反应物的平均能量和活化复合物的能量差。

　　3-5答： ① 某反应的速率常数很高，所以反应速率一定很高。

　　答：不正确，反应速率也受浓度大小及反应级数的影响；

　　② 某催化剂用于合成氨，N2的转化率为0.20，现有一新催化剂使反应速率常数提高一倍，所以转化率将提高0.40。

　　答：不正确，催化剂不能改变平衡状态；

　　③ 从反应速率常数的单位可以知道该反应是几级反应。

　　答：正确。

　　④ 在反应历程中，定速步骤是反应最慢的一步。

　　答：正确。

　　3-6答： ① A和B都用掉一半时

　　解：速率方程为：v=k[A]2[B] 则v/v(初始)=1：8

　　② A和B都用掉2/3时

　　解：速率方程为：v=k[A]2[B] 则v/v(初始)=1：27

　　3-7解：（1）v=k c(NO)x×c(O2)y

　　（2） 则y=1；

　　则 x=2；

　　所以 v=k c(NO)2×c(O2) 反应级数为3级；

　　将c(NO)＝c(O2)＝0.10 mol•L－1及v= 0.030 mol•L－1•s－1 代入速率方程

　　得 k = 30 mol-2•L2•s－1

　　（3）当c(NO)＝c(O2)＝0.15 mol•L－1时

　　v=k c(NO)2×c(O2)= 30 mol-2•L2•s－1×(0.15)2×(0.15)=0.101 mol•L－1•s－1

　　3-8解：

　　因 则

　　T2= 821 K

　　3-9解：

　　因 则

　　k1= 3.98×10－7 s－1

　　3-10解：

　　因 则

　　Ea= 12.39 kJ•mol－1

　　增第四章 习题解答

　　4-1答： (1) 提出稳定轨道的概念，并将量子化条件引入原子轨道的概念中。

　　(2) 阐述了基态和激发态的概念及相互关系。

　　(3) 说明了电子跃迁与能量的关系，并初步解释了原子光谱

　　波尔理论首次将量子化条件引入原子轨道的概念中，并推算出氢原子半径和电离能，较好地解释了氢原子光谱。

　　局限性：① 波尔理论不能解释多电子原子光谱；

　　② 波尔理论不能说明氢原子光谱精细结构；

　　4-2答：1. 主量子数(n)用来描述电子出现几率最大区域离核的远近，同时也是决定原子内电子能量高低的主要因素。角量子数(l)是决定电子能量的次要因素，并表示原子轨道或电子云的形状，角量子数的取值决定于主量子数。磁量子数(m)表示原子轨道在核外空间不同的伸展方向，其取值决定于角量子数。自旋量子数(ms)代表着电子不同的自旋方向，ms是不依赖于其他量子数而存在的独立量。

　　4-3答： l值有3个，即3s、3p、3d。

　　4-4答：(1) n＝2 l＝1 m＝0 合理

　　(2) n＝2 l＝2 m＝－1 不合理 l最大取值为n-1

　　(3) n＝3 l＝0 m＝＋1 不合理 m最大取值为l

　　(4) n＝2 l＝3 m＝＋2 不合理 l最大取值为n-1

　　4-5答：（2，0，0，±1/2）；（2，1，0，+1/2）（2，1，1，+1/2）（2，1，-1，+1/2）或为-1/2

　　4-6答：① 5d ② 4s ③ 3p ④ 3d ⑤3d ⑥3s

　　能量由高到低次序为：①＞④=⑤＞②＞③＞⑥

　　4-7答：（1）2s2； 铍 Be （2）2s22p1； 硼 B

　　（3）2s22p3； 氮N （4）2s22p4； 氧O

　　（5）5s25p66s1；铯Cs （6）3d104s1； 铜Cu

　　4-8答：①E3s = E 3p= E 3d＜E 4s ② E3s＜ E 3p＜E 4s＜E 3d

　　4-9答：(1) 29Cu：[Ar] 3d104s1； Cu2＋：[Ar] 3s23p63d9；

　　(2) 26Fe：[Ar] 3d64s2； Fe2＋：[Ar] 3s23p63d6；

　　(3) 47Ag：[Kr] 4d105s1； Ag＋：[Kr] 4s24p64d10；

　　(4) 53I ：[Kr] 5s25p5； I－：[Kr] 5s25p6；

　　4-10答： (1) Al (2) Na (3) P (4) Be

　　4-11答：(2)O、Cl、H

　　4-12答：

　　原子序数 电子排布式 电子层数 周期 族 区 元素名称

　　7 [He]2s22p3 2 二 ⅤA p 氮

　　19 [Ar]4s1 4 四 ⅠA s 钾

　　25 [Ar]3d54s2 4 四 ⅦB d 锰

　　30 [Ar]3d104s2 4 四 ⅡB ds 锌

　　36 [Ar] 4s24p6 4 四 0 p 氙

　　4-13答： (1) Mg2＋＞Al3＋ 均为主族元素，同周期从左至右，最高价离子半径减小；

　　(2) Br－＜I－ 均为主族元素，同族中从上至下，离子半径增大；

　　(3) Cl－＞K＋ 相同最外层电子构型，阴离子大于阳离子；

　　(4) Cu＋＞Cu2＋ 同种元素，高价离子半径小于低价离子半径；

　　4-14答： ①离子键的形成：(1)活泼金属原子和活泼非金属原子之间通过电子转移分别变成相应离子；(2) 正负离子之间由于静电作用而相互吸引，形成了稳定的离子键。

　　②无方向性、无饱和性；

　　③一般电负性相差较大（＞1.7）的元素的金属原子和非金属原子间形成离子键。

　　4-15答：离子构型有5种，即2电子构型、8电子构型、18电子构型、9~17电子构型以及18+2电子构型。

　　Al3+： 8电子构型； V3+：9~17电子构型； Mn2+：9~17电子构型；

　　Fe3+：9~17电子构型； Sn2+：18+2电子构型； Sn4+：18电子构型；

　　Pb2+：18+2电子构型； Cu+：18电子构型； Cu2+：9~17电子构型；

　　Ni2+：9~17电子构型； Cr3+：9~17电子构型； O2-：8电子构型；

　　Ba2+：8电子构型； Ag+：18电子构型；

　　4-16答：N2：1个σ键、2个π键； CO2 ：2个σ键、2个π键 ；

　　BBr3：3个σ键； C2H2：3个σ键、2个π键 ； SiH4：4个σ键；

　　4-17答：HgCl2：直线形 无极性； BF3：平面三角形 无极性；

　　CHCl3：平面三角形 有极性； PH3：三角锥形 有极性；

　　H2S：V形 有极性；

　　4-18答：C2H6：sp3； C2H4：sp2； CH3－C≡CH：sp3和sp；

　　CH3CH2OH：sp3； HCHO：sp2； COCl2：sp2；

　　4-19答：(1)CH4：色散力；

　　(2)He和H2O：诱导力、色散力

　　(3)HCl气体：取向力、诱导力、色散力

　　(4)H2S：取向力、诱导力、色散力

　　(5)甲醇和水：取向力、诱导力、色散力、氢键

　　4-20答：(1)C6H6 无； (2)C2H6 无； (3)NH3 有，分子间

　　(4)H3BO3 有，分子间； (5)HNO3 有，分子内；

　　4-21答：乙醇分子间有氢键，而二甲醚分子间没有氢键：

　　4-22答：① BeO的离子键强度大于LiF；

　　② SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体；

　　③ 金刚石为原子晶体不能导电，石墨层状结构间有自由电子可以导电；

　　④ H2O分子间有氢键，而H2S分子间没有氢键；

　　⑤ Na+为8电子构型，而Ag+为18电子构型，18电子构型的离子对阴离子作用力大于8电子构型的离子；

　　⑥ 由F2到I2分子量增大，半径增大，则色散力大。

　　第五章 分析化学概论

　　5-7解：

　　=-1.5‰

　　5-8解：

　　=25‰

　　5-9解：

　　5-10 解：

　　35.65、35.69、35.72、35.60

　　5-11 解：

　　5-12 解：

　　M(NaCl)=55.845, m(NaCl)=35.8+4.5162=40.3

　　5-13 解：

　　甲合理。 称量样品3.5克，为两位有效数字，甲结果符合有效数字要求。

　　5-14 解： （1）0.00505、 （2）6.349 、（3） =11.046 、（4） =4.865

　　有效数字位数 三 四 三 三

　　修约后数字 0.0050 6.3 11.05 4.86

　　5-15 解：

　　5-16 解：

　　5-17 解：

　　5-18 解：

　　设HCl、NaOH的物质的量浓度分别为c

　　5-19 解： 有关反应式：

　　(1) 2HClO4 + Na2CO3 = 2NaClO4 + CO2+ H2O

　　(2) NaOH + C6H5COOH = C6H5COONa + H2O

　　(3) Ba(OH)2 + 2KH(IO3)2 = Ba (IO3)2 +2 H2O+2KIO3

　　(4) H2SO4+ Na2B4O7•10H2O = Na2 SO4+4H3BO3 +5H2O

　　滴定剂 基准物质 基准物质称量范围 M(基准物质)

　　(1) 0.030 mol•L-1HClO4 Na2CO3 (0.056~0.064)g 105.99

　　(2) 0.20 mol•L-1NaOH C6H5COOH (0.85~0.98)g 122.12

　　(3) 0.030mol•L-1Ba(OH)2 KH(IO3)2 (0.82~0.94)g 389.91

　　(4) 0.080mol•L-1 H2SO4 Na2B4O7•10H2O (0.82~0.94)g 381.37

　　5-20解：

　　5-21 解：

　　5-22 解：