无机化学周祖新)习题解答 第二章
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第一章习 题 解 答基本题1-1 有一混合气体,总压为150Pa ,其中N 2和H 2的体积分数分别为0.25和0.75, 求H 2和N 2的分压。
解:根据式(1-6)p V V p BB =p (N 2) = 0.25p = 0.25 ×150 Pa = 37.5 Pap (H 2) = 0.75p = 0.75×150 Pa =112.5 Pa1-2 液化气主要成分是甲烷。
某10.0m 3 贮罐能贮存 -164℃、100kPa 下的密度为415kg ⋅m -3的液化气。
计算此气罐容纳的液化气在20︒C 、100kPa 下的气体的体积。
解:甲烷的物质的量为n =(415×1000g.m -3×10m 3/16.04g.mol -1) = 259×103 mol所以33-1-133m6309 Pa 10100.293K .K .mol 8.314Pa.mmol 10259nRT=⨯⨯⨯==p V1-3用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为0.03,这种水溶液的密度为1.0g ⋅mL -1,请计算这种水溶液中过氧化氢的质量摩尔浓度、物质量的浓度和摩尔分数。
解:1L 溶液中,m ( H 2O 2) = 1000mL ⨯1.0g ⋅mL -1⨯0.030 = 30gm ( H 2O) = 1000mL ⨯1.0g ⋅mL -1⨯(1-0.030) = 9.7⨯102gn ( H 2O 2) = 30g/34g ⋅moL -1=0.88moln ( H 2O) = 970g/18g.⋅mol -1=54mol b ( H 2O 2)= 0.88mol /0.97kg = 0.91mol ⋅kg -1c ( H 2O 2)= 0.88mol/1L = 0.88mol ⋅L -1x ( H 2O 2) = 0.88/(0.88.+54) = 0.0161-4计算5.0%的蔗糖(C 12H 22O 11)水溶液与5.0%的葡萄糖(C 6H 12O 6)水溶液的沸点。
第1章 原子结构与元素周期律1-1在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有多少种含有不同核素的水分子?由于3H 太少,可忽略不计,问:不计3H 时天然水中共有多少种同位素异构水分子?解: 共有18种不同核素的水分子 共有9种不同核素的水分子1-2.答:出现两个峰1-3用质谱仪测得溴的两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为 79Br 78。
9183 占 50。
54%,81Br 80。
9163 占 49。
46%,求溴的相对原子质量。
解:1-4铊的天然同位素203Tl 和205Tl 的核素质量分别为202.97u 和204。
97u ,已知铊的相对原子质量为204。
39,求铊的同位素丰度。
解: 设203Tl 的丰度为X ,205Tl 的丰度为1-X204。
39 = 202。
97X + 204.97(1-X) X= 29.00%1-5等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m (AgCl ):m(AgI )= 1:1。
63810,又测得银和氯的相对原子质量分别为107.868和35。
453,求碘的原子量.解: X= 126.911-8为什么有的元素原子量的有效数字的位数多达9位,而有的元素的原子量的有效数字的位数却少至3~4位?答:单核素元素只有一种同位素,因而它们的原子量十分准确。
而多核素元素原子量的准确性与它们同位素丰度的测量准确性有关(样品的来源、性质以及取样方式方法等)。
若同位素丰度涨落很大的元素,原子量就不可能取得很准确的数据.1—13.解:(1)r=c /λ=(3×108)/(633×10-9) = 4。
74×1014Hz 氦—氖激发是红光(2)r=c/λ=(3.0×108)/(435。
8×10-9) = 6。
88×1014Hz 汞灯发蓝光 (3)r=c/λ=(3.0×108)/(670.8×10—9) = 4.47×1014Hz 锂是紫红18)33(313131323=+⨯=⋅+⋅c c c c 9)21(313121322=+⨯=⋅+⋅c c c c 91.79%46.499163.80%54.509183.78)Br (=⨯+⨯=Ar X 107.86835.453107.86863810.11)AgI ()AgCl (++==m m1—14 Br 2分子分解为Br 原子需要的最低解离能为190kJ 。
无机化学习题参考答案第一章1.4.解:〔1〕H 2O 22C〔2〕S 2O 32- 3v C 〔3〕N 2O (N -N -O 方式) v C ∞〔4〕Hg 2Cl 2h D ∞〔5〕H 2C=C=CH 2 2d D 〔6〕UOF 4 C 5v 〔7〕BF 4-d T 〔8〕SClF 54v C〔9〕反-Pt(NH 3)2Cl 22h D〔10〕PtCl 3(C 2H 4)- 2v C1.B(CH 3)3和BCl 3相比,哪一个的Lewis 酸性强,为什么?一般来说,CH 3为推电子基团,Cl 为吸电子基团,因此的Lewis 酸性强。
〔BCl 3易水解;B(CH 3)3不溶于水,在空气中易燃〕2.BH 3和BF 3都可和(CH 3)2NPF 2生成加合物,在一种加合物中,B 原子和N 相连,另一种则和P 相连,绘出两种结构式,并说明形成两种结构的原因。
PFFH 3CH 3PF F H 3CH 3B BH 3F 3(该题可参考史启桢等翻译的"无机化学",作者Shriver 等,由高教社出版, 其中关于热力学酸度参数的部分,p.190-191; 或者该书的英文原版第5章的相关内容)3. 无水AlCl 3可作为傅-克烷基化反应的催化剂, 而吸水后则失效, 原因何在? 配位饱和〔6配位〕,失去Lewis 酸性4. 吸水后失效 的AlCl 3有什么方法可以脱水?因为Al 3+是典型的硬酸,与氧的亲合力很强,因此实验室不能在HCl ,NH 4Cl ,SOCl 2等气氛下加热脱水。
〔只能加强热生成 Al 2O 3后,用高温下用加C 和Cl 2用复原氯化法制备,这就不是脱水方法了〕。
第二章2.1 解:Ni 2+ d 8组态Pt 2+ d 8组态 第四周期〔分裂能小〕第六周期〔分裂能大〕P Ni ClP ClClCl P Ptrans cis四面体构型 平面四方形构型〔两种构型〕 只有一种结构 〔P 代表PPh 3〕2.2 解 〔1〕MA 2B 4〔2〕MA 3B 3M A ABB M ABA BM ABAB M A AA Btrans cis fac(面式) mer(经式) D 4h C 2v C 3v C 2v μ=0 μ≠0 μ≠0 μ≠0μfac >μmer2.3 Co(en)2Cl 2+D 2hC 2 光活异构体 C 2Co(en)2(NH 3)Cl 2+33Htrans cisCo(en)(NH3)2Cl2+3Cl333NHNH33trans(1) trans(2)cis2.4 Co(en)33+Ru(bipy)32+手性分子D3D3PtCl(dien)+dienHNCH2CH2CH2NH2NH2CH2基本上为平面分子,无手性2.5 (1) 分别用BaCl2溶液滴入,有白色沉液出现的为[Co(NH3)5Br]SO4,或分别加入AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀的为[Co(NH3)5SO4]Br。
一.选择题1.一化学反应系统在等温定容条件下发生一变化,可通过两条不同的途径完成:(1)放热10 kJ,做电功50 kJ;(2)放热Q,不做功,则()A. Q =-60kJB. Q =-10 kJC. Q =- 40kJD. 反应的Q V=-10kJ解:选 A 。
2.在 298 K,下列反应中r H mθ与r G mθ最接近的是()A. CCl 4 (g) +2H2O (g) =CO2 (g) + 4HCl (g)B. CaO (s) +CO2 (g) =CaCO3 (s)C. Cu2+ (aq) + Zn (s) =Cu (s) + Zn2+ (aq)D. Na (s) +H2O (l) =Na+(aq)+?H 2 (g)+OH-(aq)解:选 C。
∵r G θmr H mθT r S mθ当r S mθ = 0 时 ,r G mθr H mθ∴反应 C 中反应物和生成物中无气体物质、物态也无变化,r S mθ值较小。
3.已知反应 2H2 (g)O2 (g)= 2H2O (g) 的r H mΘ483.63 kJ mol·–1,下列叙述正确的是()A.θ483.63 kJ mol·–1 f H m (H2O,g)B. r H mθ483.63 kJ mol·–1表示Δξ= 1 mol 时系统的焓变C.rHmθ483.63 kJ mol·–12表示生成 1 mol H O (g) 时系统的焓变D. r H mθ483.63 kJ mol·–1表示该反应为吸热反应解:选 B。
A 错,根据fH mθ定义 ,H2的系数应为。
错,该方程为表示生成2O (g)1C 2 mol H O(g)时系统的焓变。
D 错, rH mθ> 0 时表示该系统能量的增加,该反应为吸热反应, rH mθ< 0 时表示该系统能量的减少,该反应为放热反应。
4.下列反应可以表示 f G mθ(CO2,g)===394.38 kJ mol -1的是()A.C(石墨 ,s) +O2(g) ==== CO2(g)B.C(金刚石 ,s) +O2 (g) ==== CO2(g)C.C(石墨 ,s)+O2(l) ==== CO 2(l)D.C(石墨 ,s) +O2(g) ==== CO2(l)解:选 A 。
第二章物质的状态习题2.1 什么是理想气体?实际气体在什么条件下可用理想气体模型处理?2.2 为什么家用加湿器都是在冬天使用,而不在夏天使用?2.3 常温常压下,以气体形式存在的单质、以液体形式存在的金属和以液体形式存在的非金属单质各有哪些?2.4 平均动能相同而密度不同的两种气体,温度是否相同?压力是否相同?为什么?2.5 同温同压下,N2和O2分子的平均速度是否相同?平均动能是否相同?2.6试验测得683K、100kPa时气态单质磷的密度是2.64g·dm-3。
求单质磷的分子量。
2.71868年Soret用气体扩散法测定了臭氧的分子式。
测定结果显示,臭氧对氯气的扩散速度之比为1.193。
试推算臭氧的分子量和分子式。
2.8常压298K时,一敞口烧瓶盛满某种气体,若通过加热使其中的气体逸出二分之一,则所需温度为多少?2.9氟化氙的通式为XeF x(x=2、4、6…),在353K、1.56×104Pa时,实验测得某气态氟化氙的密度为0.899g·dm-3。
试确定该氟化氙的分子式。
2.10温度为300K、压强为3.0×1.01×105Pa时,某容器含有640g氧气,当此容器被加热至400K恒定后,打开容器出口,问当容器内氧气的压强降到1.01×105Pa时,共放出多少克氧气?2.11相对湿度是指,在一定温度下空气中水蒸气的分压与同温下水的饱和蒸气压之比。
试计算:(1)303K、空气的相对湿度为100%时,每升空气中水汽的质量。
(2)323K、空气的相对湿度为80%时,每升空气中水汽的质量。
已知303K时,水的饱和蒸气压为4.23×103Pa;323K时,水的饱和蒸气压为1.23×104Pa。
2.12在303K,1.01×105Pa时由排水集气法收集到氧气1.00dm3。
问有多少克氯酸钾按下式分解?2KClO3 === 2KCl +3O2已知303K时水的饱和蒸气压为4.23×103Pa。
《无机化学》课后练习题一、选择题第一篇化学反应原理第一章气体()01.实际气体在下述哪种情况下更接近理想气体A低温和高压B高温和低压C低温和低压 D 高温和高压()02.101℃下水沸腾时的压力是A 1atm B略低于1atm C 略高于1atm D 大大低于1atm()03.若氧气从玻璃管的一端扩散到另一端需要200 秒,则同样条件下氢气扩散通过该管的时间为A12.5 秒B25 秒C50 秒 D 400秒()04.在25℃,101.3KPa时,下面几种气体的混合气体中分压最大的是A0.1gH2 B1.0gHe C5.0gN2 D 10gCO2()05.标准状态下,气体A密度为2g∙d m-3,气体B密度为0.08g∙d m-3,则气体A对B的相对扩散速度为A25∶1 B5∶1 C1∶2 D 1∶5()06.一定量未知气体通过小孔渗向真空需5 秒,相同条件相同量的O2渗流需20 秒,则未知气体式量为A2 B4 C8 D 16()07.在1000℃,98.7kPa压力下,硫蒸气的密度是0.5977g∙d m-3,已知硫的相对原子质量是32.066,责硫的分子式是(南京理工2005 年考研题)AS8 BS6 CS4 D S2()08.常压下将1 dm3气体的温度从0℃升到273℃,其体积将变为A0.5 dm3 B1.0dm3 C1.5dm3 D 2.0dm3二、填空题1.实际气体与理想气体发生偏差的主要原因是。
2.一定体积的干燥空气从易挥发的CHCl3液体中通过后,空气体积变,空气分压变。
3.标准状况下,空气中氧的分压是Pa。
4.在相同的温度和压力下,两个容积相同的烧瓶中分别充满O3气体和H2S气体。
已知H2S的质量为0.34g,则O3的质量为g。
三、计算题1.1.00molH2O 在10.0dm3 的容器中加热至423K,分别用理想气体公式和范德华气体公式计算它的压力,并比较计算结果(已知H2O 的常数a=0.5464;b=3.049×10-5)2.在体积为0.50 dm3的烧瓶中充满NO和O2的混合气体,温度为298K,压强为1.23×105Pa,反应一段时间后,瓶内总压变为8.3×104Pa。
第二章 物质的状态习题解答2.1 凡是在任何温度和压力下都严格遵守理想气体状态方程的气体即为理想气体在压力不太大、温度不太低的情况下,实际气体可视为理想气体2.2 冬天天气干燥,空气中水蒸气含量低于相应温度下水蒸气的饱和蒸汽压,故可采用加湿器调节室内湿度;而在夏天,空气中水蒸气含量与相应温度下水蒸气的饱和蒸汽压相差不多,采用加湿器会使得空气中水汽过饱和,从而凝结成水,起不到加湿效果。
2.3 常温常压下,以气体形式存在的单质:氢气、氮气、氧气、臭氧、氟、氯气、惰性气体;以液体形式存在的金属:汞;以液体形式存在的非金属:溴 2.4 温度相同,因为kT u m 23)(2122=;但压力不一定相同,由RT MP ρ=,已知ρ不同,但M 未知,故压力是否相等是不可判定的。
2.5 平均速度不同,平均动能相同 2.6 由公式PRT M ρ=得,150100683314.864.2=⨯⨯=M g ⋅mol -2.7 由公式1M 2M 2μ1μ=得8.499.70)193.11()(2Cl 2Cl 22=⨯=⨯=M μμM g ⋅mol -,分子式为O 3 2.8 本题可理解为T 温度时体积为298K 时体积的2倍,根据PV=nRT 得V T ∝,此时温度即T=298×2=596K 2.9 由公式PRT M ρ=得,1696.15353314.8899.0=⨯⨯=M g ⋅mol -,又219131169x =-=,所以分子式为XeF 2 2.10 由公式RT M m PV =得:g m T P T P m 1606404003001001.10.31001.155212211=⨯⨯⨯⨯⨯==,此质量为瓶中氧气所剩质量,所以放出的氧气质量为:640-160=480g2.11 (1)303K 时空气中水汽分压为=O H 2P 4.23×103×100%= 4.23×103Pag 0302.018303314.81011023.433=⨯⨯⨯⨯⨯==-M RT PV m(2)323K 时空气中水汽分压为=O H 2P 1.23×104×80%= 9.84×103Pag 0660.018323314.81011084.933=⨯⨯⨯⨯⨯==-M RT PV m 2.12 P (O 2)=10.1×104-0.423×104=9.7×104(Pa)由理想气体状态方程得:mol 0385.0303314.81000.1107.9)O ()O (3422=⨯⨯⨯⨯=⋅=-RT V p n由反应式:2KClO 3―3O 2分解的KClO 3的质量为:0.0385×32×122.6=3.15g 2.13 反应前后总的物质的量的改变值为=⨯⨯⨯⨯-⨯=-=∆-354121050.0298314.81023.1103.8)(RT V P P n -0.0081mol2NO + O 2 === 2NO 2 n ∆92-1所以生成的NO 2的质量m =74.09210081.0=⨯--g 2.14 已知P ≦3×107Pa ,由理气状态方程得4371074.1298314.80.32100.45103⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==-RT PVM m g=17.4kg 因此瓶内装入的氧气只要不超过17.4kg 就不会发生危险2.15 (1)混合气体中的水蒸气最后全部被干燥剂吸收,则混合气体中氮气的分压为p (N 2)=99.3kPa ;混合气体中水蒸气的分压为p (H 2O)=101.3-99.3=2.0kPa 由公式p i = x i p (总)得:x (N 2)=98.03.1013.99)(2==p N p ,故x (H 2O)= 1-0.98=0.02 (2)根据题意,混合气体中水蒸气的质量等于干燥剂增加的质量,则水蒸气中水的物质的量为0833.01850.1=mol 由理想气体状态方程得到瓶的体积为V (瓶)=V (H 2O)=102.0100.2293314.80833.0)O H ()O H (322=⨯⨯⨯=p RT n m 32.16 水的“三相点”温度和压强各是多少?它与水的正常凝固点有何不同?在水的“三相点”时,温度为273.0098K 、压强为0.61kPa三相点是对纯水而言的,是单组分体系,是指水在它的蒸汽压(0.61kPa )下的凝固点;水的正常凝固点是指被空气饱和了的水在101.3kPa 条件下结冰的温度。
第二章 化学反应一般原理2-1 苯和氧按下式反应:C 6H 6(l) + 215O 2(g) → 6CO 2(g) + 3H 2O(l) 在25℃100kPa 下,0.25mol 苯在氧气中完全燃烧放出817kJ 的热量,求C 6H 6的标准摩尔燃烧焓∆c H m 和该燃烧反应的∆r U m 。
解: ξ = νB -1∆n B = (-0.25 mol) / ( -1) = 0.25 mol∆c H m = ∆r H m = = -817 kJ / 0.25 mol= -3268 kJ ⋅mol -1∆r U m = ∆r H m - ∆n g RT= -3268 kJ ⋅mol -1 - (6 -15 / 2) ⨯ 8.314 ⨯ 10-3 ⨯ 298.15 kJ ⋅mol -1= -3264 kJ ⋅mol -12-2 利用附录III 的数据,计算下列反应的∆r H m 。
(1) Fe 3O 4(s) + 4H 2(g) → 3Fe(s) + 4H 2O(g)(2) 2NaOH(s) + CO 2(g) → Na 2CO 3(s) + H 2O(l)(3) 4NH 3(g) + 5O 2(g) → 4NO(g) + 6H 2O(g)(4) CH 3COOH(l) + 2O 2(g) → 2CO 2(g) + 2H 2O(l)解: (1) ∆r H m = [4 ⨯ (-241.818) - (-1118.4)] kJ ⋅mol -1= 151.1 kJ ⋅mol -1(2) ∆r H m = [(-285.830) + (-1130.68) - (-393.509) - 2 ⨯ (-425.609)] kJ ⋅mol -1= -171.78 kJ ⋅mol -1(3) ∆r H m = [6 ⨯ (-241.818) + 4 ⨯ 90.25 - 4 ⨯ (-46.11)] kJ ⋅mol -1= -905.5 kJ ⋅mol -1(4) ∆r H m = [2(-285.830) + 2(-393.509) - (-484.5)] kJ ⋅mol -1= -874.1 kJ ⋅mol -12-3 已知下列化学反应的标准摩尔反应焓变,求乙炔(C 2H 2,g)的标准摩尔生成焓∆ f H m 。
《⽆机化学》(下)习题答案第1章原⼦结构与元素周期律1-1在⾃然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有多少种含有不同核素的⽔分⼦?由于3H 太少,可忽略不计,问:不计3H 时天然⽔中共有多少种同位素异构⽔分⼦?解:共有18种不同核素的⽔分⼦共有9种不同核素的⽔分⼦1-2.答:出现两个峰1-3⽤质谱仪测得溴的两种天然同位素的相对原⼦质量和同位素丰度分别为 79Br 78.9183 占 50.54%,81Br 80.9163 占49.46%,求溴的相对原⼦质量。
解:1-4铊的天然同位素203Tl和205Tl 的核素质量分别为202.97u 和204.97u ,已知铊的相对原⼦质量为204.39,求铊的同位素丰度。
解:设203Tl 的丰度为X ,205Tl 的丰度为1-X 204.39 = 202.97X + 204.97(1-X) X= 29.00%1-5等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量⽐m (AgCl ):m (AgI )= 1:1.63810,⼜测得银和氯的相对原⼦质量分别为107.868和35.453,求碘的原⼦量。
解: X= 126.911-8为什么有的元素原⼦量的有效数字的位数多达9位,⽽有的元素的原⼦量的有效数字的位数却少⾄3~4位?答:单核素元素只有⼀种同位素,因⽽它们的原⼦量⼗分准确。
⽽多核素元素原⼦量的准确性与它们同位素丰度的测量准确性有关(样品的来源、性质以及取样⽅式⽅法等)。
若同位素丰度涨落很⼤的元素,原⼦量就不可能取得很准确的数据。
1-13.解:(1)r=c /λ=(3×108)/(633×10-9) = 4.74×1014 Hz 氦-氖激发是红光(2)r=c/λ=(3.0×108)/(435.8×10-9) = 6.88×1014 Hz 汞灯发蓝光18)33(313131323=+=+c c c c 9)21(313121322=+?=?+?c c c c 91.79%46.499163.80%54.509183.78)Br (=?+?=Ar X 107.86835.453107.86863810.11)AgI ()AgCl (++==m m(3)r=c/λ=(3.0×108)/(670.8×10-9) = 4.47×1014 Hz 锂是紫红1-14 Br 2分⼦分解为Br 原⼦需要的最低解离能为190kJ.mol -1,求引起溴分⼦解离需要吸收的最低能量⼦的波长与频率。
第一章原子结构和元素周期系 (2)第二章分子结构 (8)第三章晶体结构 (11)第四章配合物 (12)第五章化学热力学基础 (15)第六章化学平衡常数 (18)第七章化学动力学基础 (21)第八章水溶液 (23)第九章酸碱平衡 (24)第十章沉淀溶解平衡 (26)第十一章电化学基础 (27)第十一章电化学基础 (30)第十二章配位平衡 (31)第十三章氢稀有气体 (32)第十四章卤素 (34)第十五章氧族元素 (36)第十六章氮、磷、砷 (39)第十七章碳、硅、硼 (42)第十八章非金属元素小结 (45)第十九章金属通论 (47)第二十章s 区金属 (48)第二十一章p 区金属 (51)第二十二章ds 区金属 (53)第二十三章d区金属(一) (56)第二十四章d区金属(二) (59)第一章原子结构和元素周期系一.是非题1. .......................................................................... 电子在原子核外运动的能量越高,它与原子核的距离就越远.任何时候,1s 电子总比2s 电子更靠近原子核,因为E2S > E s. (-X……2. 原子中某电子的各种波函数,代表了该电子可能存在的各种运动状态,每一种状态可视为一个轨道• ................................. (•话.......3. 氢原子中,2s 与2p 轨道是简并轨道,其简并度为4;在钪原子中,2s 与2p 轨道不是简并轨道,2p x,2p y,2p z为简并轨道,简并度为3. ................................. ••…4. 从原子轨道能级图上可知,任何原子在相同主量子数的轨道上,能量高低的顺序总是f > d > p > s;在不同主量子数的轨道上, 总是(n-1)p > (n-2)f > (n-1)d >ns. .................................................................................. (X ...................5. 在元素周期表中, 每一周期的元素个数正好等于该周期元素最外电子层轨道可以容纳的电子个数................................... (X .............6. 所有非金属元素(H,He 除外) 都在p 区, 但p 区所有元素并非都是非金属元素 ............................................. (v) ..................7. 就热效应而言,电离能一定是吸热的,电子亲和能一定是放热的. ..... (X8. 铬原子的电子排布为Cr[Ar]4s1 3d5,由此得出:洪特规则在与能量最低原理出现矛盾时,首先应服从洪特规则 ............................. (X ...........9. s区元素原子丢失最外层的s电子得到相应的离子,d区元素的原子丢失处于最高能级的d电子而得到相应的离子 .......................... (X ........10. 在原子核里因质子数和中子数不同,就组成了不同的核素;同样在原子核里因质子数和中子数不等,就构成了同位素.可见,核素也就是同位素. ....... (X二.选择题1. ................................................................................................. 玻尔在他的原子理论中(D)A. 证明了电子在核外圆形轨道上运动;B. 推导出原子半径与量子数平方成反比;C应用了量子力学的概念和方法;D.解决了氢原子光谱和电子能量之间的关系问题.2. ........................................................................................................ 波函数和原子轨道二者之间的关系是 ........................................................ (C)A. 波函数是函数式,原子轨道是电子轨迹;B. 波函数和原子轨道是同义词;。
《无机化学》(周祖新主编)习题解答第一章物质极其变化思考题1.下列说法是否正确:⑴某物质经分析后,只含一种元素,此物质一定是单质。
⑵某物质经分析,含五种元素,此物质有可能是纯净物。
⑶某物质的组成分子经分析,含有相同种类元素,且百分组成也相同,可确定该物质为纯净物。
⑷某物质只含一种元素,但原子量不同,该物质是混合物。
1.⑴不一定。
有些同素异形体的混合物,如白磷与红磷或黑磷的混合物,氧气和臭氧的混合物,元素确实只有一种,但物质(分子)不只一种,是混合物,不是单质。
⑵正确,一种分子可以含多种元素,如(NH4)2Fe(SO4)2,虽含多种元素,但分子只有一种,是纯净物。
⑶不正确。
对于单质的同素异形体,就不是单质。
对于同分异构体,虽分子式相同,但结构不同,性质也不同,不是纯净物。
2.某气态单质的分子量为M,含气体的分子个数为x,某元素的原子量为A,在其单质中所含原子总数为y,N A为阿佛加德罗常数,则M/N A用克为单位表示的是这种气体的质量数值;用x/N A表示这种气态单质的摩尔数;y/N A是表示这种单质中A原子的摩尔数;A/N A 用克为单位表示这种元素的A原子的质量数值。
3.下列说法是否正确:⑴分子是保持物质性质的最小微粒。
⑵36.5克氯化氢含阿佛加德罗常数个分子,气体的体积约为22.4L。
⑶1体积98%浓硫酸与1体积水混合,所得溶液的浓度为49%。
⑷2克硫与2克氧气反应后,生成4克二氧化硫。
3.⑴正确。
⑵不正确。
36.5克氯化氢确实含阿佛加德罗常数个分子,但气体的体积与温度和压力有关,只有在标准态,即0℃,1个大气压时的体积约为22.4L。
⑶不正确。
98%浓硫酸与水的密度不同,由于浓硫酸密度大,混合后,所得溶液的浓度为远大于49%。
⑷不正确。
化学反应严格按化学反应方程式上的量进行反应,不是简单的按投入量反应。
4.下列有关气体的说法是否正确:⑴同温同压下不同气体物质的量之比等于它们的体积比。
⑵同温同压下,相同质量的不同气体体积相同。
第二章思考题1.下列说法是否正确?〔1〕质量定律适用于任何化学反应。
×〔2〕反应速率常数取决于反应温度,与反应的浓度无关。
√〔3〕反应活化能越大,反应速率也越大。
×〔4〕要加热才能进行的反应一定是吸热反应。
×2.以下说法是否恰当,为什么?〔1〕放热反应均是自发反应。
不一定〔2〕Δr S m为负值的反应均不能自发进行。
不一定〔3〕冰在室温下自动溶化成水,是熵起了主要作用的结果。
是3.由锡石(SnO2)生产金属锡,要求温度尽可能低。
可以单独加热矿石(产生O2),或将锡石与碳一起加热(产生CO2),或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。
根据热力学原理,应选用何种方法?〔氢气一起加热〕4.已知下列反应的平衡常数:H2(g) + S(s) H2S(g);S(s) + O2(g) SO2(g);则反应:H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。
(1) -(2) · (3) /(4) /√5.区别下列概念:(1)与(2) 与(3) J 与J c、J p (4) Kθ与K c 、K p6.评论下列陈述是否正确?〔1〕因为〔T〕=-RT ln Kθ,所以温度升高,平衡常数减小。
不一定〔2〕〔T〕=Σνi(298.15)(生成物) + Σνi(298.15)(反应物)×〔3〕CaCO3在常温下不分解,是因为其分解反应是吸热反应;在高温(T>1173K)下分解,是因为此时分解放热。
×7.向5L密闭容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g),反应:4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g)的=-114.408 kJ·mol-1 ,在723K达到平衡,其平衡常数为Kθ。
试问:〔1〕从这些数据能计算出平衡常数吗? 若不能,还需要什么数据?不能〔须知道转化率或平衡分压或反应的熵〕〔2〕标准态下,试比较723K和823K时Kθ的大小。
无机化学一、二章课后习题参考答案第一章物质及其变化1、在30℃时,于一个10.0L的容器中,O2,N2和CO2混合气体的总压为93.3kPa。
分析结果得p(O2) =26.7kPa,CO2的含量为5.00g,试求:(1)容器中p(CO2);(2)容器中p(N2);(3)O2的摩尔分数。
2、0℃时将同一初压的4.00L N2和 1.00L O2压缩到一个体积为2.00L的真空容器中,混合气体的总压为255.0kPa,试求:(1)两种气体的初压;(2)混合气体中各组分气体的分压;(3)各气体的物质的量。
3、在25℃和103.9kPa下,把1.308g锌与过量稀盐酸作用,可以得到干燥氢气多少升?如果上述氢气在相同条件下于水面上收集,它的体积应为多少升(25℃时水的饱和蒸气压为3.17kPa)?4、1.34gCaC2和H2O发生如下反应:CaC2(s)+2H2O(l)?C2H2(g)+Ca(OH)2(s)产生的C2H2气体用排水集气法收集,体积为0.471L。
若此时温度为23℃,大气压为99.0kPa,该反应的产率为多少(已知23℃时水的饱和蒸气压为2.8kPa)?5、在27℃,将电解水所得的H2,O2混合气体干燥后贮于60.0L 容器中,混合气体总质量为40.0g,求H2,O2的分压。
6、甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合气体在温度T下置于体积为V 的容器内,测得压力为32.0kPa。
该气体在过量O2中燃烧,所有C 都变成CO2,使生成的H2O和剩余的O2全部除去后,将CO2收集在体积为V的容器内,在相同温度T时,压力为44.8kPa。
计算在原始气体中C3H8的摩尔分数(假定所有气体均为理想气体)。
7、已知在250℃时PCl5能全部汽化,并部分解离为PCl3和Cl2。
现将2.98g PCl5置于1.00L容器中,在250℃时全部汽化后,测定其总压为113.4kPa。
其中有哪几种气体?它们的分压各是多少?8、今将压力为99.8kPa的H2 150ml,压力为46.6kPa的O2 75.0ml 和压力为33.3kPa的N2 50.0ml,压入250ml的真空瓶内。
《无机化学》课后练习题一、选择题第一篇化学反应原理第一章气体()01.实际气体在下述哪种情况下更接近理想气体A低温和高压B高温和低压C低温和低压 D 高温和高压()02.101℃下水沸腾时的压力是A 1atm B略低于1atm C 略高于1atm D 大大低于1atm()03.若氧气从玻璃管的一端扩散到另一端需要200 秒,则同样条件下氢气扩散通过该管的时间为A12.5 秒B25 秒C50 秒 D 400秒()04.在25℃,101.3KPa时,下面几种气体的混合气体中分压最大的是A0.1gH2 B1.0gHe C5.0gN2 D 10gCO2()05.标准状态下,气体A密度为2g∙d m-3,气体B密度为0.08g∙d m-3,则气体A对B的相对扩散速度为A25∶1 B5∶1 C1∶2 D 1∶5()06.一定量未知气体通过小孔渗向真空需5 秒,相同条件相同量的O2渗流需20 秒,则未知气体式量为A2 B4 C8 D 16()07.在1000℃,98.7kPa压力下,硫蒸气的密度是0.5977g∙d m-3,已知硫的相对原子质量是32.066,责硫的分子式是(南京理工2005 年考研题)AS8 BS6 CS4 D S2()08.常压下将1 dm3气体的温度从0℃升到273℃,其体积将变为A0.5 dm3 B1.0dm3 C1.5dm3 D 2.0dm3二、填空题1.实际气体与理想气体发生偏差的主要原因是。
2.一定体积的干燥空气从易挥发的CHCl3液体中通过后,空气体积变,空气分压变。
3.标准状况下,空气中氧的分压是Pa。
4.在相同的温度和压力下,两个容积相同的烧瓶中分别充满O3气体和H2S气体。
已知H2S的质量为0.34g,则O3的质量为g。
三、计算题1.1.00molH2O 在10.0dm3 的容器中加热至423K,分别用理想气体公式和范德华气体公式计算它的压力,并比较计算结果(已知H2O 的常数a=0.5464;b=3.049×10-5)2.在体积为0.50 dm3的烧瓶中充满NO和O2的混合气体,温度为298K,压强为1.23×105Pa,反应一段时间后,瓶内总压变为8.3×104Pa。
无机化学周祖新答案【篇一:无机化学(周祖新)习题解答第五章】>无机化学习题解答(5)思考题1.什么是氧化数?如何计算分子或离子中元素的氧化数?氧化数是某一原子真实或模拟的带电数。
若某一原子并非真实得到若失去电子而带电荷,可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子,然后计算出来的带电情况叫氧化数。
已知其他原子的氧化数,求某一原子的氧化数时可用代数和的方法,中性分子总带电数为零;离子总带电数为离子的电荷。
2.指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数: o3 24+o72-na2o3 na25na26h2 na2 2.o3 +3,2 +1,4+-3,o72-+3,na22o3 +2,na22-1,5+10,na26+4,h2 -1,na25 -2/5,3.举例说明下列概念的区别和联系:⑴氧化和氧化产物⑵还原和还原产物⑶电极反应和原电池反应⑷电极电势和电动势3.⑴氧化是失去电子氧化数升高,所得氧化态较高产物即为氧化产物。
⑵还原是得到电子氧化数降低,所得氧化态较较产物即为还原产物。
⑶在某个电极上发生的反应为电极反应,分为正极的还原反应和负极的氧化反应,总反应为原电池反应。
⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。
两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。
4.指出下列反应中何者为氧化剂,它的还原产物是什么?何者为还原剂,它的氧化产物是什么?⑴2fecl3+cu→fecl2+cucl2⑵cu+cucl2+4hcl→2h2[cucl3]⑶cu2o+h2so4→cu+cuso4+h2o4.⑴氧化剂:fecl3,还原产物:fecl2,还原剂:cu,氧化产物:cucl2。
⑵氧化剂:cucl2,还原产物:2h2[cucl3],还原剂:cu,氧化产物:2h2[cucl3]。
⑶氧化剂:cu2o,还原产物:cu,还原剂:cu2o,氧化产物:cuso4。
第二章化学热力学初步思考题1.状态函数的性质之一是:状态函数的变化值与体系的始态与终态有关;与过程无关。
在U、H、S、G、T、p、V、Q、W中,属于状态函数的是U、S、G、T、p、V。
在上述状态函数中,属于广度性质的是U、H、S、G、V,属于强度性质的是T、p。
2.下列说法是否正确:⑴状态函数都具有加和性。
⑵系统的状态发生改变时,状态函数均发生了变化。
⑶用盖斯定律计算反应热效应时,其热效应与过程无关。
这表明任何情况下,化学反应的热效应只与反应的起止状态有关,而与反应途径无关。
⑷因为物质的绝对熵随温度的升高而增大,故温度升高可使各种化学反应的△S大大增加。
⑸△H,△S受温度影响很小,所以△G受温度的影响不大。
2.⑴错误。
强度状态函数如T、p就不具有加和性。
⑵错误。
系统的状态发生改变时,肯定有状态函数发生了变化,但并非所有状态函数均发生变化。
如等温过程中温度,热力学能未发生变化。
⑶错误。
盖斯定律中所说的热效应,是等容热效应ΔU或等压热效应ΔH。
前者就是热力学能变,后者是焓变,这两个都是热力学函数变,都是在过程确定下的热效应。
⑷错误。
物质的绝对熵确实随温度的升高而增大,但反应物与产物的绝对熵均增加。
化学反应△S的变化要看两者增加的多少程度。
一般在无相变的情况,变化同样的温度,产物与反应物的熵变值相近。
故在同温下,可认为△S不受温度影响。
⑸错误。
从公式△G=△H-T△S可见,△G受温度影响很大。
3.标准状况与标准态有何不同?3.标准状态是指0℃,1atm。
标准态是指压力为100kPa,温度不规定,但建议温度为25℃。
4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同?试说明之。
4.这三者的概念不同。
热力学能是体系内所有能量的总和,由于对物质内部的研究没有穷尽,其绝对值还不可知。
热量是指不同体系由于温差而传递的能量,可以测量出确定值。
温度是体系内分子平均动能的标志,可以用温度计测量。
5.判断下列各说法是否正确:⑴热的物体比冷的物体含有更多的热量。
⑵甲物体的温度比乙物体高,表明甲物体的热力学能比乙物体大。
⑶物体的温度越高,则所含热量越多。
⑷热是一种传递中的能量。
⑸同一体系:①同一状态可能有多个热力学能值。
②不同状态可能有相同的热力学能值。
5.⑴错误。
热量是由于温差而传递的能量,如果没有因温差而传递就没有意义。
⑵错误。
原因同⑴,温度高,但不因温差而传递能量就无热量意义。
⑶错误。
原因同⑴。
⑷正确。
⑸①错误。
状态确定,热力学值也确定了,各热力学值都是唯一的数据。
②正确。
对于不同状态,某些热力学值可以相同,但肯定有不同的热力学值,否则是同一种状态了。
6.分辨如下概念的物理意义:⑴封闭系统和孤立系统。
⑵功、热和能。
⑶热力学能和焓。
⑷生成焓、燃烧焓和反应焓。
⑸过程的自发性和可逆性。
6.⑴主要是系统内外的各种交换不同,封闭体系也是密封的,与系统外也无物质交流,但不绝热,系统内外有能量交换。
而孤立体系是绝热的,体系内外物质和能量均无交换。
⑵功、热都是交换的能量。
由于温差而产生的能量交换为热,其他原因引起的能量交换为功。
⑶热力学能是体系内所有能量的总和,焓是导出的热力学函数,无物理意义。
⑷都是化学反应的焓变。
由指定单质在标准态下生成1摩尔物质时的焓变为该物质的生成焓;在标准态下物质完全燃烧时的焓变叫燃烧焓。
⑸自发是指不需外力就能自动进行的,是向吉氏自由能减小的方向进行,直至吉氏自由能达到最小值。
可逆是指能向正、逆两个方向同时进行。
7.一系统由状态(1)到状态(2),沿途径Ⅰ完成时放热200 J ,环境对体系做功50 J ;沿途径Ⅱ完成时,系统吸热100 J ,则W 值为 -250J ;沿途径Ⅲ完成时,系统对环境做功40 J ,则Q 值为-110J 。
8. 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。
⑴碳酸钙的生成焓等于CaO(s)+CO 2(g)==CaCO 3(s)的反应焓。
⑵单质的生成焓等于零,所以它的标准熵也等于零。
8.⑴错误。
反应物不是指定单质。
⑵错误。
标准态是的指定单质生成焓为零,但标准熵不为零。
9.遵守热力学第一定律的过程,在自然条件下并非都可发生,说明热力学第一定律并不是一个普遍的定律,这种说法对吗?9.热力学第一定律叙述的是能量变化,不是过程进行的方向。
一个定律不可能把所有都包括上。
10.为什么单质的S m ○–(T )不为零?如何理解物质的S m ○–(T )是“绝对值”,而物质的△f H Өm和△f G Өm 为相对值?10.只要不是绝对零度,即0,组成该物质的微粒都在不停地运动,都有一定的混乱度,故S m ○–(T )不为零。
11.比较下列各对物质的熵值大小(除注明外,T =298K ,p =p O ):⑴1molO 2(200kPa) < 1molO 2(100kPa)⑵1molH 2O(s ,273K) < 1molH 2O(l ,273K)⑶1gHe < 1molHe⑷1molNaCl < 1molNa 2SO 412.对于反应2C(s)+O 2(g)====2CO(g),反应的自由能变化(Δr G θm )与温度(T )的关系为:Δr G θm ∕J·mol -1 = -232 600 -168 T/K由此可以说,随反应温度的升高,Δr G θm 更负,反应会更彻底。
这种说法是否正确?为什么?12.正确。
Δr G θm ∕J·mol -1 =-232 600 -168 T /K =-RT ln K OT 增加,Δr G θm 更负,K O 越大,反应越完全。
13.在298.15K 及标准态下,以下两个化学反应:⑴H 2O(l)+1/2O 2(g)→H 2O 2(l), (Δr G θm )1=105.3kJ·mol -1>0⑵Zn(s) +1/2O 2(g)→ZnO(s), (Δr G θm )2=-318.3kJ·mol -1<0可知前者不能自发进行,若把两个反应耦合起来:Zn(s) + H 2O(l)+O 2(g)→ZnO(s)+ H 2O 2(l)不查热力学数据,请问此耦合反应在298.15K 下能否自发进行?为什么?13.反应Zn(s) + H 2O(l)+O 2(g)→ZnO(s)+ H 2O 2(l)的Δr G θm 为两耦合反应之和Δr G θm =Δr G θm1+Δr G θm2=105.3-318.3=-212.7 kJ·mol -1<0在298.15K 下能自发进行。
习题1.在373K 时,水的蒸发热为40.58 kJ·mol -1。
计算在1.0×105 Pa ,373K 下,1 mol 水气化过程的ΔU 和ΔS (假定水蒸气为理想气体,液态水的体积可忽略不计)。
1.解:Q p =△r H 0M =40.58 kJ,W = -P △V ≈-△nRT =-1×8.314×373.15×10-3=-3.10kJ△U =Q p + W =40.58-3.10=37.48kJ在373K 时,水的蒸发和冷凝达到平衡,Δr G θm =0。
Δr G θm =H 0M -T ΔSΔS =T H o m r ∆=373100058.40⨯=108.8 J·mol -1•K -1 2. 反应C 3H 8(g)+5O 2(g)=3CO 2(g)+4H 2O(l)在敞开容器体系中燃烧,测得其298K 的恒压反应热为-2220 kJ •mol -1,求:⑴反应的△r H 0M 是多少?⑵反应的△U 是多少?2.解:⑴△r H 0M =-2220 kJ •mol -1⑵△U =△r H 0M + W =△r H 0M -P △V =△r H 0M -△nRT =-2220-(3-5) RT=-2220-(-2)×8.314×298×10-3=-2217.52 kJ •mol -13.已知CS 2(l )在101.3kPa 和沸点温度(319.3K )气化时吸热352J·g -1,求1 mol CS 2(l )在沸点温度气化过程的ΔH 和ΔU ,ΔS 。
3.解:Q p =△r H 0M =352×76×10-3=26.752 kJ,W = -P △V ≈-△nRT =-1×8.314×319.3×10-3=-2.655kJ△U =Q p + W =26.752-2.655=24.097kJ在373K 时,水的蒸发和冷凝达到平衡,Δr G θm =0。
Δr G θm =H 0M -T ΔSΔS =T H o m r ∆=3.3191000752.26⨯=83.78 J·mol -1•K -1 4.制水煤气是将水蒸气自红热的煤中通过,有下列反应发生C (s) + H 2O (g) === CO (g) + H 2 (g)CO (g) + H 2O (g) === CO 2 (g) + H 2 (g)将此混合气体冷至室温即得水煤气,其中含有CO ,H 2及少量CO 2(水蒸气可忽略不计)。
若C 有95% 转化为CO ,5% 转化为CO 2,则1 dm 3此种水煤气燃烧产生的热量是多少(燃烧产物都是气体)?已知CO (g ) CO 2(g ) H 2O (g )Δf θmH kJ •mol -1 -110.5 -393.5 -241.8 4.解:由C (s) + H 2O (g) === CO (g) + H 2 (g),第一步反应产生的CO (g) 和H 2 (g)为1:1,反应产率为95%,可认为生成CO (g) 和H 2 (g)各为0.95/2体积。
C 有5% 转化为CO 2,C (s) + 2H 2O (g) === CO 2 (g) + 2H 2 (g),可认为生成CO 2 (g) 和H 2 (g)各为0.05/2体积。
这样,各气体体积比,CO :H 2:CO 2 =0.475:0.5:0.025n (CO)=RTCO pV )(=298314.810475.01032.10133⨯⨯⨯⨯-=0.0194 mol n (H 2)=RTH pV )(2==298314.8105.01032.10133⨯⨯⨯⨯-=0.02104mol CO(g)+1/2O 2(g)==CO 2(g)CO 燃烧放出的热量Q =0.0194[-393.5-(-110.5)]= -5.492kJH 2燃烧放出的热量Q =0.02104×(-241.8)= -5.0875kJ1 dm 3此种水煤气燃烧产生的热量Q =-5.492-5.0875=-10.58kJ5.在一密闭的量热计中将2.456 g 正癸烷(C 10H 12 ,l )完全燃烧,使量热计中的水温由296.32 K 升至303.51K 。