第一章溶液和胶体Solution and Colloid一 习题答案1.求0.01㎏NaOH 、0.10㎏<½Ca 2+>、0.10㎏<½Na 2CO 3>的物质的量. 解NaOH 、½Ca 2+和½Na 2CO 3的摩尔质量分别为：M 〔NaOH 〕= 40g·mol -1M 〔½Ca 2+〕= 20g·mol -1M 〔½Na 2CO 3〕= 53g·mol -1 所以,它们的物质的量分别为：n <NaOH>=40100001.0⨯=0.25mol ;n <½Ca 2+>=20100010.0⨯=5.0mol;n <½Na 2CO 3>=53100010.0⨯=1.9mol2.将5.0g NaOH 、NaCl 、CaCl 2分别置于水中,配成500ml 溶液,试求溶液物质的量浓度c <NaOH>、c <NaCl>、c <½CaCl 2>.解 NaOH 、NaCl 和½CaCl 2的摩尔质量分别为：M 〔NaOH 〕=40g·mol -1；M 〔NaCl 〕=58.5g·mol -1；M 〔½CaCl 2〕=55.5g·mol -1 所以,它们的物质的量浓度分别为：c <NaOH>=1000/50040/0.5=0.25<mol·L -1>;c <NaCl> =1000/5005.58/0.5=0.17<mo·L -1>c <½CaCl 2> =1000/5005.55/0.5= 0.18 <mol·L -1>3. 1 Each 00K contains plasma blood ml + of 20Cl and mg - of 366 of amount mg .Count their mmol unit the concentration , with substace ··L -1 .Key ： of amount The K of concentration substace + Cl and - are ：c <K +> =100.039/20= 5.13 <mmol ·L -1>c <Cl -> =100.05.35/366= 103 <mmol ·L -1>4.试将30.0g 蔗糖<C 12H 22O 11>试样,配成下列各种溶液：<1>ρ<C 12H 22O 11> = 105g ·L -1<2> c <C 12H 22O 11> = 0.10mol ·L -1<3>b <C 12H 22O 11> = 0.10mol ·㎏-1<4>x <C 12H 22O 11> = 0.0186应怎样配制？解M <C 12H 22O 11> = 342g ·mol -1〔1〕V =1050.30= 0.286 <L> = 286 <ml>准确称取30.0g 蔗糖,用适量蒸馏水溶解后,加水稀释至286ml ,混匀,即可配制成105g ·L -1的蔗糖溶液.〔2〕V =10.0342/0.30= 0.877 <L> = 877 <ml>准确称取30.0g 蔗糖,用适量蒸馏水溶解后,加水稀释至877ml ,混匀,即可配制成0.10mol ·L -1的蔗糖溶液.〔3〕m <H 2O> =10.0342/0.30= 0.877 <kg> = 877 <g>准确称取30.0g 蔗糖,溶于877g 蒸馏水中,混匀,即可配制成0.10mol ·kg -1的蔗糖溶液.〔4〕x <C 12H 22O 11> =]0.18/)([]342/0.30[342/0.302O H m += 0.0186m <H 2O> = 83.22 <g>准确称取30.0g 蔗糖,溶于83.22g 蒸馏水中,混匀,即可配制成x <C 12H 22O 11> = 0.0186的蔗糖溶液.5. 质量分数为3％的某Na 2CO 3溶液,密度为1.05g ·ml -1,试求溶液的c <Na 2CO 3>、x <Na 2CO 3>和b <Na 2CO 3>.解M <Na 2CO 3> = 106g ·mol -1c <Na 2CO 3> =10603.0100005.1⨯⨯= 0.297 <mol ·L -1>x <Na 2CO 3> =)18/97()106/3(106/3+= 0.005b <Na 2CO 3> =1000/97106/3= 0.292 <mol ·kg –1>6 .什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系？答溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关,而与溶质的本性无关,因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液,所以统称为稀溶液的依数性.难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切,知道一种依数性则可以求出另一种依数性：K p ∆=b b K T ∆=f f K T ∆=T R ⋅∏= b B7. 293K 时水的饱和蒸气压为 2.338kPa ,在100g 水中溶解18g 葡萄糖<C 6H 12O 6,M = 180g ·mol -1>,求此溶液的蒸气压.解葡萄糖溶液中水的摩尔分数为：x <H 2O> =)18/100()180/18(18/100+= 0.982葡萄糖溶液的蒸气压为：p = p 0 x <H 2O> = 2.338×0.982 = 2.30 <kPa>8. 有两种溶液在同一温度时结冰,已知其中一种溶液为1.5g 尿素[CO<NH 2>2]溶于200g 水中,另一种溶液为42.8g 某未知物溶于1000g 水中,求该未知物的摩尔质量〔尿素的摩尔质量为60 g ·mol -1〕.解 由于两溶液在同一温度下结冰,则△T f 〔尿素〕= △T f 〔未知物〕K f ×1000/20060/5.1= K f ×1000/1000/8.42MM 〔未知物〕= 342.4 <g ·mol -1>即该未知物的摩尔质量为342.4 g ·mol -1.9. 测得人体血液的凝固点降低值△T f = 0.56K,求在310 K 时人体血液的渗透压.解查表知K f 〔H 2O 〕= 1.86 K ·㎏·mol -1 ,由于ffK T ∆=T R Π⋅,则86.156.0=310314.8⨯ΠΠ= 776kPa10. 排出下列稀溶液在310 K 时,渗透压由大到小的顺序<1> c <C 6H 12O 6> = 0.20mol ·L -1<2> c <NaCl> = 0.20mol ·L -1<3> c <Na 2CO 3> = 0.20mol ·L -1解在相同温度下,溶液的渗透压力与渗透浓度成正比,因此,可以通过比较溶液渗透浓度的大小,确定溶液渗透压力的大小.三种溶液的渗透浓度分别为：c os <C 6H 12O 6> = c <C 6H 12O 6> = 0.20 <mol ·L -1>c os <NaCl> = 2c <NaCl> = 2×0.20= 0.40 <mol ·L -1>c os <Na 2CO 3> = 3c <Na 2CO 3> = 3×0.20= 0.60 <mol ·L -1>所以,溶液的渗透压力由大到小的顺序为<3>＞<2>＞<1>.11. 生理盐水、50g ·L -1的葡萄糖<C 6H 12O 6>溶液、12.5g ·L -1的碳酸氢钠<NaHCO 3>溶液和18.7g ·L -1的乳酸钠<NaC 3H 5O 3>溶液均为临床上常用的等渗溶液.现取其体积,按下列配方配成三种混合液： <1> 21<50g ·L -1C 6H 12O 6> +21<生理盐水> <2>31<18.7g ·L -1NaC 3H 5O 3> +32<生理盐水> <3> 31<12.5g ·L -1NaHCO 3> +32<生理盐水>试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液？解 <1> 21<50g ·L -1C 6H 12O 6> +21<生理盐水>混合溶液的渗透浓度为：c os =21×18050+21×2×5.580.9= 0.293 <mol ·L -1 > = 293 <mmol ·L -1>所以该混合溶液为等渗溶液. <2>31<18.7g ·L -1NaC 3H 5O 3> +32<生理盐水>混合溶液的渗透浓度为：c os =31×2×1127.18+32×2×5.580.9= 0.316 <mol ·L -1> = 316 <mmol ·L -1>所以该混合溶液为等渗溶液. <3> 31<12.5g ·L -1NaHCO 3> +32<生理盐水>混合溶液的渗透浓度为：c os =31×2×845.12+32×2×5.580.9= 0.304 <mol ·L -1> = 304 <mmol ·L -1>所以该混合溶液为等渗溶液.12.将1.01g 胰岛素溶于适量水中配制成100ml 溶液,测得298K 时该溶液的渗透压力为4.34kPa,试问该胰岛素的分子量为多少？解M 〔胰岛素〕= V m ∏RT =1.034.401.1⨯× 8.314×298=5.77×103 <g ·mol -1>所以胰岛素的分子量为5.77×103.13. 将0.02 mol ·L -1的KCl 溶液12ml 和0.05 mol ·L -1的AgNO 3溶液100ml 混合以制备AgCl 溶胶,试写出此溶胶的胶团结构式.解 用KCl 溶液和AgNO 3溶液制备AgCl 溶胶的反应式为：其中KCl 和AgNO 3的物质的量分别为：n <KCl> = 0.02×0.012 = 2.4×10-4 <mol>n <AgNO 3> = 0.05×0.100 = 5.0×10-3 <mol> 由于AgNO 3过量,因此生成的AgCl 溶胶为正溶胶,其胶团结构式为：[<AgCl >m ·n Ag +·<n -x >NO 3-]x +·x NO 3-14. 溶胶具有稳定性的原因有哪些？用什么方法可破坏其稳定性. 答 溶胶具有相对稳定性的原因是：<1>胶团双电层中的吸附离子和反离子都是溶剂化的,胶粒被溶剂化离子所包围,形成了一层溶剂化保护膜.溶剂化膜既可以降低胶粒的表面能,又可以阻止胶粒之间的接触,从而提高了溶胶的稳定性.<2>同种溶胶中的胶粒带有相同电荷,相互间的静电斥力使胶粒不易聚集成大颗粒,保持了溶胶的稳定.<3>由于溶胶的分散程度很大,胶粒很小,布朗运动剧烈,能反抗重力作用而不下沉.在溶胶中加入电解质或者加入与胶粒带相反电荷的溶胶或者将溶胶加热等都可以破坏溶胶的相对稳定性,使溶胶发生聚沉.二自学练习1. 东北和西北地区,冬季汽车水箱中加入乙二醇的主要原因是：< >A、沸点上升B、蒸气压下降C、凝固点下降D、渗透压2. 在高山上烧水,不到100℃就沸腾,是因为高山< >把冰放到0℃的盐溶液中,冰将< >,是因为< >3. 根据相同条件下的解离常数可比较弱电解质的相对强弱,是否正确？< > 4．临界胶束浓度〔CMC〕是指〔〕.5．使非水溶性液体以极细小的液滴均匀地分散于水中的现象叫〔〕所形成的分散系叫〔〕,它有两种基本形式,即〔〕型和〔〕型.6．泡沫是指〔〕分散于〔〕中形成的分散系.7．下列物质属于高分子化合物的是< >.A、蔗糖B、葡萄糖C、硬脂酸甘油脂D、蛋白质答案：1、C2、压力低、熔化、稀溶液蒸汽压降低,导致冰的蒸汽压高于0℃的盐溶液,故熔化.3、错4、表面活性剂形成胶束的最低浓度5、乳化作用,乳状液,油包水,水包油6、不溶性气体,液体和固体7、D第二章电解质溶液Electrolyte Solution一 习题答案１．计算0.10mol ·L -1K 3[Fe<>6]溶液的离子强度.解：I =21〔0.30×12+0.10×32〕=0.62．应用德拜—休克尔极限公式计算0.10mol ·L -1KCl 溶液中的离子平均活度因子.解：KCl I =0.1lg y ±=-0.509∣z +•z -∣I =-0.509×1×1.0=-0.16 y ±=0.693．计算0.005mol ·L -1KCl 溶液在398K 时的渗透压:<1>用浓度计算;<2>用活度计算〔y ±=0.92〕.解： <1>Л=i cRT =2×0.005×8.314×398=33.09<kPa><2>Л=i y ±cRT =2×0.92×0.005×8.314×398=30.44<kPa>４．写出下列酸的共轭碱的化学式：NH 4+、H 2S 、H 2SO 4、H 2PO 4-、HSO 4-解：NH 3, HS -, HSO 4-, HPO 4-, SO 42-５．写出下列碱的共轭酸的化学式：SO 42-、S 2-、H 2PO 4-、HSO 4-、NH 3解：HSO 4-, HS -, H 3PO 4, H 2SO 4, NH 4+６．根据质子理论判断下列各分子或离子在水溶液中哪些是酸？哪些是碱？哪些是两性物质?HS -、CO 32-、H 2PO 4-、NH 3、H 2S 、HAc 、OH -、H 2O 、NO 2-解：酸：H 2S, HAc碱：CO 32-, NH 3, OH -, NO 2-两性物质：HS -, H 2PO 4-, H 2O７．判断下列酸碱反应进行的方向：解：<1>K a <HAc>> K a <HCO 3-> 反应正向进行<2> K a <H 3O +>> K a <H 2O> 反应正向进行<3> K a <H 2O>< K a <HSO 4-> 反应逆向进行<4> K a <H>> K a <HS -> 反应正向进行8．已知HCOOH 在298K 时,K a =1.77×10-4,求其共轭碱的K b 是多少？解： K b =K w /K a =10-14/<1.77×10-4>= 5.65×10-119.将0.4mol ·L -1丙酸<HPr>溶液125ml 加水稀释至400ml ；求稀释后溶液的pH 值<HPr 的K a =1.38×10-5>.解：稀释后丙酸浓度为0.4×125/400=0.125<mol ·L -1>c /K a >500 [H +]=c K a ⨯=35103.1125.01038.1--⨯=⨯⨯<mol ·L -1>pH=2.8810．计算下列溶液的pH 值:〔１〕0.20mol ·L -1NH 3水与0.20mol ·L -1HCl 等体积混合后的溶液.〔２〕0.20mol ·L -1NH 3水与0.20mol ·L -1HAc 等体积混合后的溶液.〔３〕0.20mol ·L -1NaOH 与0.20mol ·L -1HAc 等体积混合后的溶液. 解：<1>混合后,全部生成浓度为0.1mol ·L -1的NH 4Cl:K a <NH 4+>= K w / K b =10-14/<1.79×10-5>=5.59×10-10c /K a >500 [H +]=c K a ⨯=6101048.71.01059.5--⨯=⨯⨯<mol ·L -1> pH=5.13<2> 混合后,全部生成浓度为0.1mol ·L -1的NH 4Ac:c •K a <NH 4+>>20K w , c >20K a <HAc>∴H +]=)()(4HAc K NH K a a ⨯+=85101086.91074.11059.5---⨯=⨯⨯⨯<mol ·L -1>pH=7.01<3> 混合后,全部生成浓度为0.1mol ·L -1的NaAc:K b <Ac ->= K w / K a <HAc>= 10-14/<1.74×10-5>=5.75×10-10c /K b >500 [OH -]=c K b ⨯=6101058.71.01075.5--⨯=⨯⨯<mol ·L -1>pOH =5.12 pH=8.8811．在0.10mol ·L -1NH 3溶液中,加入NH 4Cl 晶体,使其溶解后浓度为0.20mol ·L -1,求加入NH 4Cl 前后,NH 3水中的[OH -]与解离度.解：加入NH 4Cl 前c /K b >500 [OH -]=c K b ⨯=351034.11.01079.1--⨯=⨯⨯<mol ·L -1> α=[OH -]/ c =<1.34×10-3/0.1> ×100%=1.34%加入NH 4Cl 后,有Cl NH Cl NH 44+→ 设平衡时溶液中[OH -]为x mol·L -1,则NH 3·H 2O NH 4+ + OH -0.1-x ≈0.1 0.2+ x ≈0.2 x0.2x /0.1= K b =1.79×10-5 [OH -]=x =8.95×10-6<mol ·L -1>α=[OH -]/ c =8.95×10-3%12．近似计算0.10mol ·L -1H 3PO 4溶液中的[H +]、[H 2PO 4-]、[HPO 42-]与[PO 43-],由计算结果可得出什么结论?解：c /K a1>500 [H +]=c K a ⨯1=231063.21.01092.6--⨯=⨯⨯<mol ·L -1>[H +]=[H 2PO 4-]=2.63×10-2<mol ·L -1>==--+][]][[42242PO H HPO H K a [HPO 42-][HPO 42-]=K a2=6.17×10-8<mol ·L -1>[PO 43-]=K a3[HPO 42-]/[H +]=<4.79×10-13×6.17×10-8>/<2.63×10-2>=1.12×10-18<mol ·L -1>13．欲使H 2S 饱和溶液<浓度为0.10mol ·L -1>中[S 2-]=1.0×10-13mol ·L -1,应控制溶液的pH 值为多大？解：K a1·K a2=[H +]2[S 2-]/[H 2S][H +]=)100.1/(10.01012.11091.8]/[][131282221----⨯⨯⨯⨯⨯=S S H K K a a =3.16×10-4<mol ·L -1>pH=3.5014．在氨水中加入下列物质,对氨水的解离度、解离常数、溶液的pH 值有何影响？〔１〕NH 4Cl 〔２〕NaCl 〔３〕H 2O 〔４〕NaOH解： 对解离常数均无影响<1> NH 4Cl α↓pH ↓(2)<2> NaCl α↑pH↑(3)<3>H2O α↑pH↓(4)<4>NaOH α↓pH↑二自习习题1. 根据相同条件下的解离常数可比较弱电解质的相对强弱,是否正确？< >2. 当二元弱酸的K2Ө<<K1Ө时,酸根离子的浓度在数值上近似等于K2Ө,与酸的浓度< > .3. 向1.0mol·kg-1HCl溶液中通入H2S气体,溶液中的S2-浓度可近似地按b<S2->≈K2Ө计算.判断对错< >.4.向10g蒸馏水中,加入10 g 0.001mol·kg-1 HCl后,水离子积常数K wӨ < >.A、增大B、减小C、不变D、变为零5. 将0.1mol·kg-1下列溶液加水稀释一倍后,pH变化最小的是< >.A、HClB、H2SO4C、HNO3D、HAc6. 同离子效应可使弱电解质的解离度_______.7. 在25℃时,0.10mol·kg-1氨水溶液中氨的解离平衡常数为 1.79×10-5, 25℃时,0.05mol·kg-1氨水溶液中氨的解离平衡常数为1/2×1.79×10-5 判断对错.< >8. 0.1mol·kg-1 HAc溶液中H+浓度是0.1mol·kg-1溶液中H+浓度的< >A、1倍B、2倍C、3倍D、4倍9. 已知18℃时水的K wӨ=6.4×10-15,此时中性溶液中氢离子的浓度为_______mol·kg-1,pH为_______.10. 在0.10 mol·kg-1HAc溶液中加入少许NaCl晶体,溶液的pH将会_______,若以Na2CO3代替NaCl,则溶液的pH将会_______.11. 已知相同浓度的盐NaA,NaB,NaC,NaD的水溶液pH依次增大,则相同浓度的下列稀酸中离解度最大的是< >A、HDB、HCC、HBD、HA12. 某一元弱酸HA的浓度为0.010mol·kg-1,在常温下测得其pH为4.0.求该一元弱酸的解离常数和解离度.答案：1、错2、无关3、错4、C5、D6、15、减小、减小7、错8、B9、8×10-8、7.1010、减小、增大11、D12、K aӨ= 10-6第三章沉淀溶解平衡Dissolution Precipitation Equilibrium一习题答案1．溶度积常数的意义是什么？离子积和溶度积有何区别？溶度积与前述几个平衡常数〔K a、K b、K w〕比较有何异同？略.2．已知Mg<OH>2的K sp是 5.7×10-12,若溶液中Mg2+浓度为1.0×10-4mol·L-1,OH-浓度为2.0×10-4 mol·L-1,下列哪种判断沉淀生成的方式是正确的？⑴<1.0×10-4><2.0×10-4>2= 4.0×10-12＜K sp不沉淀；⑵<1.0×10-4><2×2.0×10-4>2 =1.6×10-11＞K sp生成沉淀.解：〔2〕正确.3．已知室温下PbI2的溶解度为S mol·L-1,则其K sp为S3还是4S 3？解：K sp=4s34．判断下列说法是否正确？⑴两种难溶电解质,K sp大者,溶解度必也大；⑵ AgCl的K sp=1.76×10-10,Ag3PO4的K sp=1.05×10-10,在Cl-和PO43-浓度相同的溶液中,滴加AgNO3溶液,先析出 Ag3PO4沉淀；⑶在一定温度下,AgCl饱和溶液中Ag+与Cl-浓度的乘积是常数；⑷沉淀转化的方向是由K sp大的转化为K sp小的.解：<1>不正确,〔2〕不正确,〔3〕正确,〔4〕不正确.5．在下列难溶物中,哪些不能通过K sp计算得到可靠的溶解度数值：BaCO3、Fe<OH>3、Fe2S3、BaSO4、AgCl、BaCrO4.解：BaCO3、Fe<OH>3、Fe2S3.6．溶度积规则的内容是什么？使用时应注意什么问题？什么叫沉淀溶解平衡中的同离子效应？盐效应？略.7．PbCl2在0.130 mol·L-1的Pb<Ac>2溶液中的溶解度是5.7×10-3 mol·L-1,计算在同温度下PbCl2的K sp.解：沉淀平衡时有：S 0.130+S2S≈0.130即[Pb2+]≈0.130mol·L-1[Cl-]=2S = 2×5.7×10-3 <mol·L-1>∴K sp〔AgCl〕= [Pb2+][ Cl-]2= 0.130×<2×2.57×10-3>2= 1.69×10-5 or 1.768．在 0.0015 mol·L-1的MnSO4溶液10ml中,加入0.15 mol·L-1氨水5ml,能否生成Mn<OH>2沉淀？如在上述MnSO4溶液中先加0.49g固体<NH4>2SO4,然后再加0.15 mol·L-1氨水5ml,是否有沉淀生成？解：查表得K sp<Mn<OH>2>= 2.06×10-14K b<NH3·H2O> = 1.79×10-5⑴混合液中c<Mn2+>= 0.0015×10/15 = 0.0010 <mol·L-1>c<NH3.H2O>= 0.15×5/15 = 0.050<mol·L-1>由NH3·H2O离解产生的[OH-]为：IP = c〔Mn2+〕·c2〔0H-〕= 0.0010×<9.5×10-4>2= 9.0×10-10∵IP＞K sp<Mn<OH>2>〔2.06×10-14〕∴有Mn<OH>2沉淀生成⑵由<NH4>2SO4离解产生的[NH4+]为<NH4>2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应：0.05-x 0.49+x x≈0.05 ≈0.49IP = c〔Mn2+〕·c2〔0H-〕= 0.0010×<1.83×10-6>2= 3.35×10-15∵IP＜K sp<Mn<OH>2>〔2.06×10-14〕∴没有Mn<OH>2沉淀生成9．在0.10 mol·L-1的FeCl2溶液中,通入H2S气体,制成饱和溶液,欲使Fe2+不生成FeS沉淀,溶液中的pH值最大为多少？解：查表得K sp<FeS> = 1.59×10-19H2S的K a1 = 5.1×10-8, K a2 = 1.2×10-15方法一：要使Fe2+不形成沉淀,[S2-]需用小于：而H2S饱和溶液的浓度为[H2S] = 0.10mol·L-1代入数据得：解得[H+] = 1.96×10-3<mol·L-1> pH= 2.71即溶液中最大pH值应为2.71方法二：用HCl溶解0.10mol MS<s>所需的[H+]计算10．若溶液中Mg2+和Fe3+浓度皆为0.10 mol·L-1,计算说明能否利用氢氧化物的分步沉淀使二者分离？解：查表得K sp<Fe<OH>3> = 2.64×10-39K sp<Mg<OH>2> = 5.66×10-12根据溶度积原理,使Fe3+完全沉淀所需OH-的最低浓度为pOH= 10.86 pH=3.14Mg2+不沉淀,溶液中OH-的最高浓度为= 7.5×10-6<mol·L-1>pOH= 5.12 pH=8.88只要将OH-浓度控制在1.38×10-11~7.5×10-6 mol·L-1之间,即pH控制在3.14~8.88之间,即可使Fe3+和Mg2+分离.若用NaOH来控制这样的条件是困难的,NH4+~NH3缓冲液可满足这个要求.11．解释下列现象：⑴ CaC2O4溶于盐酸而不溶于醋酸；⑵将H2S通入ZnSO4溶液中,ZnS沉淀不完全；但如在ZnSO4溶液中先加入NaAc,再通入H2S,则ZnS沉淀相当完全.解：〔1〕242O C 的酸性比盐酸弱而比醋酸强.〔2〕提示：由于pH 的原因. 二 自习习题1. 已知K s Ө<Ag 2CrO 4>=1.12×10-12, K s Ө<AgCl>=1.77×10-10,K Өs <AgI>=8.51×10-17,在含有CrO 42-,Cl -和I -离子的〔三者浓度均为0.1mol ·kg -1〕的溶液中,逐滴加入AgNO 3溶液,先生成< >沉淀,其次生成< >沉淀,最后生成< >.用简单计算解释之.2. 用水稀释含有大量CaCO 3固体的水溶液时,CaCO 3的溶度积_____,溶解度_______,溶解量_______.3. 25℃时,K s Ө[Ca<OH>2] =4.0×10-6,Ca<OH>2的饱和溶液中b <Ca 2+>=_______,b <OH ->=_______,Ca<OH>2的溶解度_______.4. 下面叙述中,正确的是< >A 、溶度积大的化合物溶解度一定大B 、向含AgCl 固体的溶液中加适量的水使AgCl 溶解又达到平衡时,AgCl 溶度积不变,其溶解度也不变C 、将难溶电解质放入纯水中,溶解达平衡时,电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积D 、AgCl 水溶液的导电性很弱,所以AgCl 为弱电解质.5. 下列试剂中能使CaSO 4<s>溶解度增大的是< >A 、CaCl 2B 、Na 2SO 4C 、NH 4AcD 、H 2O6. 同离子效应使难溶电解质的溶解度_______.答案：1、AgI 、AgCl 、Ag 2CrO 4、解:生成Ag 2CrO 4沉淀所需最低Ag +浓度为：<1.12×10-12/0.1>0.5 =3.35×10-6生成AgCl 沉淀所需最低Ag +浓度为：1.77×10-10/0.1 = 1.77×10-9mol ·kg -1生成AgI 沉淀所需最低Ag +浓度为:8.51×10-17/0.1 = 8.51×10-16mol ·kg -12、不变、不变、增多3、0.01mol ·kg -1、0.02 mol ·kg -1、S = 0.01 mol ·kg -14、B5、C6、减小第四章 缓冲溶液Buffer Solution一 习题答案1．下列混合溶液是否具有缓冲作用?为什么?① ①0.1 mol·L -1的ＫH 2PO 4溶液50ml 与0.1 mol·L -1Na 2HPO 4溶液50ml混合.② 0.2 mol·L -1的HAc 溶液50ml 与0.2 mol·L -1的NaOH 溶液25ml 混合. ③ 0.1 mol·L -1的NH 3·H 2O 溶液50ml 与0.2 mol·L -1的HCl 溶液25ml 混合. ④ 0.1 mol·L -1的HCl 溶液50ml 与0.1 mol·L -1的KCl 溶液10ml 混合. ⑤ 1×10－３mol·L -1的HAc 溶液50ml 与1×10－３mol·L -1的NaAc 溶液50ml 混合.解：〔1〕〔2〕〔4〕具有缓冲作用,〔3〕〔5〕无缓冲作用.因为〔1〕〔2〕中存在着足够浓度的共轭酸碱对,〔4〕是pH<3的强酸,〔3〕〔5〕中无足够浓度的共轭酸碱对.2．今需配制pH 为7.40的缓冲液100ml,问应取0.067 mol·L -1的Na 2HPO 4溶液和0.067 mol·L -1的KH 2PO 4溶液各若干ml<H 3PO 4的p K a 2＝6.80>？ 解：)PO H ()HPO (lg p pH 42242a --+=V V K 即)HPO ()HPO (lg 80.64.72424--+=V V -100解得：)ml (80)HPO (24=-V 则)m l (2080100)PO H (42=-=-V 3．欲配制pH 为5.00的缓冲溶液,需称取多少ｇ的CH 3COONa·3H 2O 固体,溶解在500ml0.500 mol·L -1CH 3COOH 中?<HAc 的p K a ＝4.75>解：设需NaAc ·3H 2Oxmol ,根据)HAc (n )Ac (n lg p pH a -+=K , 有：1000/500.0500)Ac (lg 75.40.5⨯+=-n 解得：)m ol (445.0)Ac (=-n ∴需称取NaAc ·3H 2O 的质量为：0.445×136=60.52<g >4．已知Tris·HCl 在37℃时的p K a 为7.85,今欲配制pH 为7.40的缓冲液,问在含有Tris 和Tris·HCl 各为0.05 mol·L -1的溶液100ml 中,需加入0.05 mol·L -1的HCl 溶液多少ml ？解：设需加入HCl 的体积为x mol 根据]H Tris []Tris [lg p pH a +⋅+=K ,有解得：x =47.6<ml>5．用0.025 mol·L -1的H 3PO 4溶液配成pH 为7.4的缓冲溶液100ml,需加入0.025 mol·L -1的NaOH 溶液与之中和,试计算所需H 3PO 4溶液与NaOH 溶液的体积.解：根据题意,应用---2442HPO PO H 缓冲对.设需H 3PO 4x ml,与H 3PO 4反应的NaOH 为 y 1 ml ,与-24HPO 反应的NaOH 为y 2ml .H 3PO 4 + -OH =-42PO H + H 2O mmol 0.025x 0.025y 1 0.025y 1-42PO H + -OH = -24HPO + H 2O0.025x -0.025y 1 0.025y 2 0.025y 2∴x =y 1∵x +y 1+y 2=100,x =y 1∴y 2=100-2x解得：x =38.34<ml>,即需要H 3PO 438.34ml .NaOH 需要：100-38.34=61.66<ml>6．用弱酸HA<p K a ＝5.30>和它的盐NaA 配制成pH 为5.00的缓冲溶液,在这个溶液100ml 中,加入10mmol HCl 后,若pH 值改变了0.30单位,HA 与NaA 原来的浓度必须是多少? 解：]HA []A [lg 30.500.5-+= ∴50.0]HA []A [=-〔1〕加+H 后pH 降低值为4.70,则： ∴25.010]HA [10010]A [100=+--〔2〕 联立〔1〕〔2〕两方程,解得：[HA]=0.50 mol·L -1]A [-=0.25 mol·L -17．今有0.20 mol·L -1的NH 3·H 2O 和2.00L 0.100 mol·L -1的HCl 溶液,若配制pH=9.60的缓冲溶液,在不加水的情况下,最多可配制多少ml 缓冲溶液？其中NH 3·H 2O 和NH 4+的浓度各为多少?解：设配制前NH 3·H 2O 体积V 1L.则 NH 3·H 2O + HCl = NH 4Cl + H 2O起始 0.20V 1 0.20 0平衡 0.20V 1-0.20 0 0.20 即20.020.020.0lg 25.960.91-+=VV 1=3.24<L>缓冲溶液总体积V =3.24+2.00=5.24<L>[NH 3·H 2O]=)L mol (085.020.020.011-⋅=-V V[NH 4+]=)L mol (038.020.01-⋅=V8．试计算总浓度为0.100 mol·L -1的巴比妥缓冲溶液的最大缓冲容量和pH 为8.00时的缓冲容量<已知：巴比妥酸p K a 1＝7.40>.解：β最大=0.576×c 总=0.576×0.100=0.576〔mmol·ml -1·pH -1〕 根据]HB ]B [lg a p pH -+=K ,有： ]HB []B [lg 40.700.8-+=,解得：98.3]HB []B [=-又∵]B [-+[HB ]=0.100∴]B [-=0.08 mol·L-1[HB ]=0.02 mol·L-10.1000.0200.0802.303⨯⨯=β=0.037〔mmol·ml -1·pH -1〕二 自习习题1. 缓冲溶液是由_______或_______组成的混合溶液.2. 0.10kg 1.0mol·kg-1的HCl溶液与0.10kg 2.0mol·kg-1的NaAc 溶液混合,可以作为缓冲溶液使用.是否正确< >答案：1、弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐2、正确第五章化学反应中的能量变化Energy Change of Chemical Reaction一习题答案1．指出在W、Q、U、H、S、G、p、T、和V中, 哪些是状态函数? 哪些的改变量只由始态、终态决定? 哪些数值与变化途径有关?解：略.2．试说明Δr H m、Δf H#m、Δc H#m、Δr S#m、Δf G#m、Δr G#m和Δr G m各物理量的意义?解：略.3．下列说法是否正确？为什么？(1)<1>放热反应均为自发反应.(2)<2>生成物的分子数比反应物多,则反应的△r S必为正值.(3)<3>稳定单质的Δf H#m、Δf G#m和S#m皆为零.(4)<4>若反应的Δr G#m,298＞0,则该反应在任何条件下均不能自发进行.<5> 凡是自发反应都是快速反应.解：<1>不正确<2>不正确<3>不正确<4>正确<5>不正确4．已知298.15K,100 kPa时：H2 <g>+1/2O2 <g>═H2O<g> Δr H#m,1＝－241.8kJ⋅mol-1 H2 <g>+ O2 <g>═H2O2 <g> Δr H#m,2＝－136.3kJ⋅mol-1试求反应H2O<g>＋1/2O2 <g>═H2O2 <g>的Δr H#m值.解：#m,1r#m,2r#mrHHH∆-∆=∆= - 136.3 - <- 241.8> = 105.5 <kJ⋅mol-1>5．已知下列热化学方程式：Fe2O3 <s>＋3CO <g>═2Fe <s>＋3CO2 <g> Δr H#m,1＝－26.7kJ⋅mol-13 Fe2O3 <s>＋CO <g>═ 2 Fe3O4 <s>＋CO2 <g> Δr H#m,2＝－50.8kJ ⋅mol -1Fe 3O 4 <s>＋CO <g>═ 3 FeO<s>＋CO 2 <g> Δr H #m,3＝－36.5kJ ⋅mol -1①不用查表,计算反应 FeO<s>＋CO <g>═ Fe <s>＋CO 2 <g>的Δr H #m . ②利用①的结果和附录的数据计算FeO<s>的标准生成焓.解：<1> #m,1r #m,2r #m,3r #m r 2132/1H H H H ∆+∆-∆-=∆)7.26(213)8.50(2/15.36-⨯+-⨯-== 7.28 <kJ ⋅mol -1><2>)(#)(CO m,f #FeO(s)m,f #)(CO m,f #m r 2g g H H H H ∆+∆-∆=∆ 即 7.28 = - 393.51 -#FeO(s)m,f H ∆- <- 110.52>∴#FeO(s)m,f H ∆= - 290.27 <kJ ⋅mol -1> 6．用标准生成焓<Δf H #m >计算下列反应在298.15K 和100 kPa 下的反应热. ① NH 3 <g>+HCl <g> ═ NH 4Cl <s>② CaO<s>+CO 2 <g>═ CaCO 3 <s>解：<1>)(#)(HCl m,f #(g)NH m,f #Cl(s)NH m,f #m r 34g H H H H ∆+∆-∆=∆ = - 314.4 - [<- 46.11>+ <-92.307> ]= -175.98 <kJ ⋅mol -1><2>)(#)(CO m,f #CaO(s)m,f #(s)CaCO m,f #m r 23g H H H H ∆+∆-∆=∆ = - 1206.9- [<- 635.09>+ <-393.51> ]= -178.3 <kJ ⋅mol -1>7．用标准燃烧热<Δc H #m >计算下列反应在298K 和100 kPa 下的反应热. ①2C 2 H 2 <g> + 5O 2 <g>═ 4CO 2 <g> + 2H 2 O <l>② C 2H 5OH <l> ═ CH 3CHO <l> + H 2 <g>解：<1> )24(52#O(l)H m,c #(g)CO m,c #(g)O m,C #(g)H C m,C #m r 22222H H H H H ∆⨯+∆⨯-∆⨯+∆⨯=∆= 2 ⨯ <- 1299.6> + 5 ⨯ 0 -<4 ⨯ 0 + 2 ⨯ 0> = - 2599.2 <kJ ⋅mol -1><2>)(#(g)H m,c #CHO(l)CH m,c #OH(l)H C m,c #m r 2352H H H H ∆+∆-∆=∆ ∴=∆#m r H - 1366.8 - <- 1166.4> - <- 285.83> = 85.43 <kJ ⋅mol -1>CO<g> + H 2O<g> CO 2<g> +H <g>8．CO 是汽车尾气的主要污染源,有人设想以加热分解的方法来消除之： CO<g> ═ C<s>+1/2 O 2 <g>试从热力学角度判断该设想能否实现？解：#CO(g)m,f #m r G G ∆-=∆ = 137.15 <kJ ⋅mol -1> > 0 ∴该设想无法实现9．计算下列反应在298K 时的Δr G #m , 并指出反应在标准态下自发进行的方向.① 2NH 3 <g> ═ 2N 2 <g>+3H 2 <g>② CO <g>+NO<g>═ CO 2 <g>+1/2 N 2 <g>解：<1>#)(NH m,f #(g)H m,f #(g)N m,f #m r 32223g G G G G ∆-∆+∆=∆ = 0 +3 ⨯ 0 - 2 ⨯ <- 16.5> = 33.0 <kJ ⋅mol -1> > 0∴标态下自发向左进行<2> +∆-∆+∆=∆#)(CO m,f #(g)N m,f #(g)CO m,f #m r ()21(22g G G G G )#)(NO m,f g G ∆ = -394.36 + 0 - <-137.15 + 86.57> = -343.78 <kJ ⋅mol -1><0∴标态下自发向右进行10．甲醇的分解反应如下： CH 3OH <l> →CH 4 <g> + 1/2 O 2 <g> ① 298.15K 时该反应的Δr S #m 与Δr G #m 各是多少?②在298.15K 、100 kPa 下该分解反应能否自发进行.③标准状态下该反应分解时的最低温度为多少?解：<1> #)l (OH CH m,#(g)O m,#(g)CH m,#m r 32421S S S S -+=∆12703.2052115.186-⨯+== 161.67<J ⋅K -1⋅mol -1>= - 50.75 + 0 - <- 166.4> = 115.7 <kJ ⋅mol -1>(2) <2>∵#m r G ∆> 0∴该条件下分解反应不能自发进行<3> 0#m r #m r #m r <∆-∆=∆S T H G 时发生分解反应= -74.81+ 0 - <-238.7> =163.9 <kJ ⋅mol -1> ∴67.16110009.163##⨯=∆∆>m r m r S H T =1014 K 11．计算反应在773K 时的ΔrK p #.〔设273K →773K 范围内的Δr H #m 和Δr S #m 保持不变.〕解：)()(#)(,#)(CO m,f #(g)H m,f #(g)CO m,f #m r 222g O H m f g H H H H H ∆+∆-∆+∆=∆ = [<- 393.51> + 0] - [<-110.52> + <- 241.82>] = - 41.17<kJ ⋅mol -1>= <213.6 + 130.58> - <197.56 + 188.72> = - 42.1<J ⋅K -1⋅mol -1>= - 41.17⨯1000 -773⨯ <- 42.1> = - 8626.7<J ⋅mol -1>∴#p K = 3.8312．反应在727K 时K p # =3.45,计算在827K 时的K p #值〔Δr H #m =－189 kJ·mol -1可视为常数〕.解：)(2.303lg2112#m r #p,1#p,2T T T T R H K K -∆=)827727727827(8.3142.303100018945.3lg #p,2⨯-⨯⨯-=K = - 1.642∴#p,2K = 0.0787二 自习习题1、在标准态的规定中,下述表达不正确的是 < >A 、标准压力P Ө=100.00KPaB 、T =298.15KC 、b Ө=1.00mol ·kg -1D 、纯固体或纯液体处于标准压力.2、在标准条件下,下列反应式中能表示CO 2的Δf H m Ө<298.15K>的反应式为< >A 、C <金刚石>+ O 2<g>= CO 2<g>B 、C <石墨>+O 2<g>= CO 2<g>C 、CO<g>+1/2O 2<g>= CO 2<g>D 、CO 2<g>=CO<g>+1/2O 2<g>3、已知下列反应在一定温度下的热效应:4Fe 2O 3<s>+Fe<s>=3Fe 3O 4<s>, Δr H m Ө=-74 kJ ·mol -14Fe<s>+3O 2<g>=2Fe 2O 3<s>, Δr H m Ө=-1664kJ ·mol -1CO<g> + H 2 CO 2<g> + H <g> 2SO 2<g> + O 2<g> 2SO 3<g >则可计算出Fe3O4<s>的标准摩尔生成焓等于< >4、等压过程,高温非自发,低温自发的条件是< >5、等温条件下,某反应Δr G mӨ=10kJ·mol-1,这表示该反应在标准状态下< >A、自发进行B、非自发进行C、自发与否,需具体分析6、汽车尾气中的CO,可用加入催化剂催化其热分解的方法消除.已知热分解反应CO<g>= C<s>+O2<g>的Δr H mӨ=110.5kJ·mol-1, Δr S mӨ=-0.089kJ·mol-1·K-1这一方法正确与否？解释其原因:7、〔1〕U,S,H,G均为< >〔2〕Δr H m>0为< >〔3〕Δr G m <0为< >〔4〕KӨ为< >8、反应的Δr H mӨ <0,温度升高时〔T2>T1〕则平衡常数< >当Δr H mӨ>0,温度升高时则< >9、对于下列反应A、4NH3<g>+3O2<g>=2N2<g>+6H2O<g>B、S<s>+O2<g>=SO2<g>C、2SO2<g>+O2<g>=2SO3<g>它们分别与哪个关系式:△H=△U, △H<△U, △H>△U 相对应.△H =△U< > ；△H <△U< > ；△H >△U< >10、1mol液体苯在量热计中燃烧,C6H6<l>+7/2O2<g>=6CO2<g>+3H2O<l>测得25℃时的恒容反应热Q V= -3263.9kJ,求Q P=?11、反应3A + B = 2C中各物质的化学计量数分别为：< >12、对于参考态单质,规定它的Δf H mӨ〔298.15K〕= 0,Δf GӨm,B〔298.15K〕= 0,Δr S mӨ〔298.15K〕= 0 .是否正确< >13、某化学反应的Δf G mӨ>0,此反应是不能发生的.是否正确< >14、放热反应都是自发发应.是否正确< >15、下列物质中Δf H mӨ不等于零的是< >A、Fe<S>B、C<石墨>C、Ne<g>D、Cl2<l>16、将固体NH4NO3溶于水中,溶液变冷,则该过程的ΔG,ΔH,ΔS符号依次是< >A、+,-,-B、+,+,-C、-,+,-D、-,+,+17、下列过程中,ΔG=0的是< >A、氨在水中解离达平衡B、理想气体向真空膨胀C、乙醇溶于水D、炸药爆炸18、一容器中有4.4g CO2,14g N2和12.8g O2,气体总压为2.026×105Pa,求各组分的分压.19、已知H2<g> + 1/2O2<g> →H2O<g>Δr H mӨ<298.15K> = -241.818 kJ·mol-1所以说,H2的标准摩尔燃烧焓为Δc H mӨ<298.15K〕= -241.818kJ·mol-1判断对错〔〕答案：1、B2、B3、-1134kJ.mol-14、ΔH <0, ΔS <05、B6、方法错误.因Δr H mӨ>0 ,Δr S mӨ<0,在任何温度Δr G mӨ>0,反应非自发.7、状态函数、吸热反应、自发反应、标准平衡常数8、变小、变大9、B、C、A10、解: Q P-Q V= RTΔn = <8.314×298.15×2.5> J = 6197J 所以Q P=-3263.9kJ+6.197kJ = -3257.7kJ11、3、1、212、错13、错14、错15、D16、D17、A18、解：混合气体中各组分气体的物质的量n〔CO2〕=1mol444.4-⋅gg=0.1moln〔N2〕=1mol2814-⋅gg= 0.5moln〔O2〕=1mol328.12-⋅gg= 0.4mol由道尔顿分压定律总）(ppi=（总）nni得（总）（总）pnnp ii=所以5 210026.2mol5.0mol4.0mol1.0mol1.0⨯⨯++=）（COpPa= 2.026×104Pa5210026.2mol 5.0mol 4.0mol 1.0mol 5.0⨯⨯++=）（N p Pa= 1.013×105Pa5210026.2mol 5.0mol 4.0mol 1.0mol 4.0⨯⨯++=）（O p Pa= 8.104×104Pa19、对第六章 化学反应速率Rate of Chemical Reaction一 习题答案1．试用各组分浓度随时间的变化率表示下列反应的瞬时速率,并写出各速率之间的相互关系.〔1〕2N 2O 5→ 4NO 2 + O 2〔2〕4HBr + O 2→ 2Br 2 + 2H 2O解： 2．已知五氧化二氮的分解反应实验数据如下表： 时间<s> 0 500 10001500 2000 2500 3000 c <N 2O 5><mol ·L -1> 5.00 3.52 2.48 1.75 1.25 0.87 0.61(1)<1>试求500 ~ 2000s 的平均速率; (2)<2>画出时间对浓度的关系曲线,求1500s 时的瞬时速率. 解： <2> 作c ～ t 图〔图略〕,由图求得1500 s 时切线的斜率,取斜率的负值即为此时的瞬时速率.3．某气体A 的分解反应为：A<g> → B<g> + C<g> .当A 的浓度为0.50mol·L -1时,反应速率为 0.014 mol ·L -1·s -1 .如果该反应分别属于：〔1〕零级反应,〔2〕一级反应；〔3〕二级反应,则当A 的浓度等于1.0 mol ·L -1时,反dc dc dc v dt dc dt dc dt dc v )Br (1)O ()HBr (1 )2()O ()NO (41)O N (21 )1(222252⋅=-=⋅-==⋅=⋅-=)s L mol (1057.7500200052.325.121)O N (21 )1(11452---⋅⋅⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯-=∆∆⋅-=t c v应速率各是多少？解： <1 > 零级反应速率方程式为：v = k 0 ,故v = 0.014 <mol ·L -1·s –1 > ;<2 > 一级反应速率方程式为：v = k 1c ,∵v 1 = k 1c 1,k 1 = v 1/ c 1 = 0.014 / 0.50 = 0.028 <s –1 >∴v = k 1c = 0.028 ×1.0 = 0.028 <mol ·L -1·s –1 ><3 > 二级反应速率方程式为：v = k 2 c 2 ,∵v 1 = k 2 c 12 , k 2 = v 1/ c 12 = 0.014 / 0.50 2 = 0.056 <L ·mol -1·s –1 > ∴v = k 2 c 2 = 0.056 × 1.0 2 = 0.056 <mol ·L -1·s –1 >4．已知在660K 时,测得反应2NO + O 2→ 2NO 2实验数据如下：起始浓度<mol ·L -1> 起始速率<mol ·L -1·s -1>c <NO> c <O 2> c <O 2>降低速率0.010 0.010 2.5×10-30.010 0.020 5.0×10-30.030 0.020 4.5×10-2试求：〔1〕反应速率方程式和反应级数；〔2〕此温度下的反应速率常数；〔3〕当c <NO> = 0.015 mol ·L -1；c <O 2> = 0.025 mol ·L -1时的反应速率.解： <1 > 设反应速率方程式为：v = k 1 c x <NO> c y <O 2>则：代入c <NO> = 0.010的两组数据,可得y = 1 ；代入c <O 2> = 0.020的两组数据,可得x = 2 ；故反应速率方程式为v = kc 2<NO> c <O 2> ,反应级数为 2 +1 = 3 .〔2〕k = v / [c 2<NO> c <O 2> ] = 2.5 ×10 -3 / < 0.010 2 × 0.010> = 2.5 × 10 3<L 2·mol -2·s -1><3 > v = kc 2<NO> c <O 2> = 2.5 × 10 3 × 0.015 2 × 0.025 = 0.014 <mol ·L -1·s -1>5．假定2A<g> + B<g> → C<g> 为基元反应,已知反应速率常数k = a <L 2 · mol -2 · s -1> .现在恒温下将2mol A 和1mol B 置于1L 容器内混合. 试求：〔1〕A 和B 各用去一半时的反应速率；〔2〕A 和B 各用去2/3时的反应速率.y x c c c v v ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=)O ()O ((NO)c )NO (22212121。
