无机及分析化学 第二版 作者 倪静安 商少明 答案
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第一章物质的聚集状态(部分)1-3.用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为0.030,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、物质的量浓度和摩尔分数。
解:1L溶液中,m( H2O2) = 1000mL⨯1.0g⋅mL-1⨯0.030 = 30gm( H2O) = 1000mL⨯1.0g⋅mL-1⨯(1-0.030) = 9.7⨯102gn( H2O2) = 30g/34g⋅moL-1=0.88moln( H2O) = 970g/18g.⋅mol-1=54molb( H2O2)= 0.88mol /0.97kg = 0.91mol⋅kg-1c( H2O2)= 0.88mol/1L = 0.88mol⋅L-1x( H2O2) = 0.88/(0.88.+54) = 0.0161-4.计算5.0%的蔗糖(C12H22O11)水溶液与5.0%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液的沸点。
解:b(C12H22O11)=5.0g/(342g.⋅mol-1⨯0.095kg)=0.15mol⋅kg-1b(C6H12O6)=5.0g/(180g.⋅mol-1⨯0.095kg)=0.29mol⋅kg-1蔗糖溶液沸点上升∆T b=K b⋅b(C12H22O11)= 0.52K⋅kg⋅mol-1⨯0.15mol⋅kg-1=0.078K蔗糖溶液沸点为:373.15K+0.078K=373.23K葡萄糖溶液沸点上升∆T b=K b⋅b(C6H12O6)= 0.52K⋅kg⋅mol-1⨯0.29mol⋅kg-1=0.15K葡萄糖溶液沸点为:373.15K + 0.15K = 373.30K1-5.比较下列各水溶液的指定性质的高低(或大小)次序。
(l)凝固点: 0.1mol⋅kg-1 C12H22O11溶液,0.1mol⋅kg-1 CH3COOH溶液,0.1mol⋅kg-1 KCl溶液。
无机及分析化学课后习题答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】一、选择题1.等压下加热5%的下列水溶液,最先沸腾的是()A. 蔗糖(C12H22O11)溶液 B. 葡萄糖(C6H12O6)溶液C. 丙三醇(C3H8O3)溶液 D. 尿素( (NH2)2CO)溶液解:选A。
在等压下,最先沸腾就是指溶液的蒸气压最低。
根据难挥发非电解质稀溶液的依数性变化规律,溶液质量摩尔浓度增大,溶液的蒸气压下降。
这里,相同质量分数下,溶质的摩尔质量越小,质量摩尔浓度越大。
选项D中非电解质尿素的摩尔质量最小,尿素溶液的质量摩尔浓度最大,蒸气压最低,在等压下最先沸腾。
2.0.1mol·kg-1下列水溶液中凝固点最低的是()A. NaCl溶液B. C12H22O11溶液 C. HAc溶液 D. H2SO4溶液解:选D。
电解质溶液的依数性虽然不能用拉乌尔定律进行统一的定量计算,但仍然可以参照难挥发非电解质稀溶液的依数性进行定性描述。
即溶质的粒子数目增大,会引起溶液的蒸气压降低,沸点升高,凝固点下降和溶液的渗透压增大。
此题中,在相同质量摩尔浓度下,溶液中的粒子数目估算出来是H2SO4溶液最多,所以其凝固点最低。
3.胶体溶液中,决定溶胶电性的物质是()A. 胶团B. 电位离子C. 反离子D. 胶粒解:选D。
根据胶团结构,胶核和吸附层的整体称为胶粒,胶粒中反离子数比电位离子数少,故胶粒所带电荷与电位离子符号相同。
即胶粒带电,溶胶电性由胶粒决定。
4.溶胶具有聚结不稳定性,但经纯化后的Fe(OH)3溶胶可以存放数年而不聚沉,其原因是()A. 胶体的布朗运动B. 胶体的丁铎尔效应C. 胶团有溶剂化膜D. 胶粒带电和胶团有溶剂化膜解:选D。
溶胶具有动力学稳定性和聚结稳定性,而聚结稳定性是溶胶稳定的根本原因,它包含两个方面,胶粒带有相同电性的电荷,当靠近时会产生静电排斥,阻止胶粒聚结合并;而电位离子和反离子形成的溶剂化膜,也会阻隔胶粒的聚结合并。
第三章 定量分析基础3-1.在标定NaOH 的时,要求消耗0.1 mol×L -1NaOH 溶液体积为20~30 mL ,问:(1)应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质(KHC 8H 4O 4)多少克?(2)如果改用草酸(H 2C 2O 4·2H 2O)作基准物质,又该称多少克?(3)若分析天平的称量误差为±0.0002g,试计算以上两种试剂称量的相对误差。
(4)计算结果说明了什么问题?解:(1) NaOH + KHC 8H 4O 4 = KNaC 8H 4O 4 + H 2O滴定时消耗0.1 mol ×L -1NaOH 溶液体积为20 mL 所需称取的KHC 8H 4O 4量为:m 1=0.1 mol ×L -1´20mL ´10-3´204 g ×mol -1=0.4g滴定时消耗0.1 mol ×L -1NaOH 溶液体积为30 mL 所需称取的KHC 8H 4O 4量为:m 2=0.1 mol ×L -1´30mL ´10-3´204g ×mol -1=0.6g因此,应称取KHC 8H 4O 4基准物质0.4~0.6g 。
(2) 2NaOH + H 2C 2O 4 = Na 2C 2O 4 + 2H 2O滴定时消耗0.1 mol×L -1NaOH 溶液体积为20和30 mL ,则所需称的草酸基准物质的质量分别为:m 1=⨯210.1 mol ×L -1´20mL ´10-3´126 g ×mol -1=0.1gm 2=⨯210.1 mol ×L -1´30mL ´10-3´126g ×mol -1=0.2g(3) 若分析天平的称量误差为±0.0002g,则用邻苯二甲酸氢钾作基准物质时,其称量的相对误差为:RE 1=g 4.0g0002.0±= ±0.05%RE 2=g 6.0g0002.0±= ±0.03%用草酸作基准物质时,其称量的相对误差为:RE 1=g 1.0g0002.0±= ±0.2%RE 2=g 2.0g0002.0±= ±0.1%(4) 通过以上计算可知,为减少称量时的相对误差,应选择摩尔质量较大的试剂作为基准物质。
第一章物质的聚集状态(部分)1-3.用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为0.030,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、物质的量浓度和摩尔分数。
解:1L溶液中,m( H2O2) = 1000mL⨯1.0g⋅mL-1⨯0.030 = 30gm( H2O) = 1000mL⨯1.0g⋅mL-1⨯(1-0.030) = 9.7⨯102gn( H2O2) = 30g/34g⋅moL-1=0.88moln( H2O) = 970g/18g.⋅mol-1=54molb( H2O2)= 0.88mol /0.97kg = 0.91mol⋅kg-1c( H2O2)= 0.88mol/1L = 0.88mol⋅L-1x( H2O2) = 0.88/(0.88.+54) = 0.0161-4.计算5.0%的蔗糖(C12H22O11)水溶液与5.0%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液的沸点。
解:b(C12H22O11)=5.0g/(342g.⋅mol-1⨯0.095kg)=0.15mol⋅kg-1b(C6H12O6)=5.0g/(180g.⋅mol-1⨯0.095kg)=0.29mol⋅kg-1蔗糖溶液沸点上升∆T b=K b⋅b(C12H22O11)= 0.52K⋅kg⋅mol-1⨯0.15mol⋅kg-1=0.078K蔗糖溶液沸点为:373.15K+0.078K=373.23K葡萄糖溶液沸点上升∆T b=K b⋅b(C6H12O6)= 0.52K⋅kg⋅mol-1⨯0.29mol⋅kg-1=0.15K葡萄糖溶液沸点为:373.15K + 0.15K = 373.30K1-5.比较下列各水溶液的指定性质的高低(或大小)次序。
(l)凝固点: 0.1mol⋅kg-1 C12H22O11溶液,0.1mol⋅kg-1 CH3COOH溶液,0.1mol⋅kg-1 KCl溶液。
无机及分析化学答案(第二版)第三章无机及分析化学答案(第二版)第三章第三章定量分析基础3-1.在标定NaOH的时,要求消耗0.1 mol?L-1NaOH溶液体积为20~30 mL,问:(1)应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质(KHC 8H4O4)多少克?(2)如果改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基准物质,又该称多少克?(3)若分析天平的称量误差为±0.0002g,试计算以上两种试剂称量的相对误差。
(4)计算结果说明了什么问题?解:(1) NaOH + KHC8H4O4 = KNaC8H4O4 + H2O 滴定时消耗0.1 mol?L-1NaOH溶液体积为20 mL 所需称取的KHC8H4O4量为:m1=0.1 mol?L-1?20mL?10-3?204 g?mol-1=0.4g滴定时消耗0.1 mol?L-1NaOH溶液体积为30 mL所需称取的KHC8H4O4量为:m2=0.1mol?L-1?30mL?10-3?204 g?mol-1=0.6g因此,应称取KHC8H4O4基准物质0.4~0.6g。
(2) 2NaOH + H2C2O4 = Na2C2O4 + 2H2O滴定时消耗0.1 mol?L-1NaOH溶液体积为20和30 mL,则所需称的草酸基准物质的质量分别为:m1=?210.1 mol?L-1?20mL?10-3?126 g?mol-1=0.1gm2=?210.1 mol?L-1?30mL?10-3?126g?mol-1=0.2g (3) 若分析天平的称量误差为±0.0002g,则用邻苯二甲酸氢钾作基准物质时,其称量的相对误差为:RE1=g4.0g0002.0±= ±0.05%RE 2=g6.0g 0002.0±= ±0.03%用草酸作基准物质时,其称量的相对误差为:RE 1=g 1.0g 0002.0±= ±0.2%RE 2=g2.0g 0002.0±= ±0.1%(4) 通过以上计算可知,为减少称量时的相对误差,应选择摩尔质量较大的试剂作为基准物质。
第1章思考题与习题参考答案一、选择题1.等压下加热5%的下列水溶液,最先沸腾的是()A. 蔗糖(C12H22O11)溶液B. 葡萄糖(C6H12O6)溶液C. 丙三醇(C 3H8O3)溶液D. 尿素((NH2)2 CO)溶液解:选D。
在等压下,最先沸腾就是指溶液的蒸气压最低。
根据难挥发非电解质稀溶液的依数性变化规律,溶液质量摩尔浓度增大,溶液的蒸气压下降。
这里,相同质量分数下,溶质的摩尔质量越小,质量摩尔浓度越大。
选项D中非电解质尿素的摩尔质量最小,尿素溶液的质量摩尔浓度最大,蒸气压最低,在等压下最先沸腾。
2.0.1mol·kg-1下列水溶液中凝固点最低的是()A. NaCl溶液B. C12H22O11溶液C. HAc溶液D. H2SO4溶液解:选D。
电解质溶液的依数性虽然不能用拉乌尔定律进行统一的定量计算,但仍然可以参照难挥发非电解质稀溶液的依数性进行定性描述。
即溶质的粒子数目增大,会引起溶液的蒸气压降低,沸点升高,凝固点下降和溶液的渗透压增大。
此题中,在相同质量摩尔浓度下,溶液中的粒子数目估算出来是H2SO4溶液最多,所以其凝固点最低。
3.胶体溶液中,决定溶胶电性的物质是()A. 胶团B. 电位离子C. 反离子D. 胶粒解:选D。
根据胶团结构,胶核和吸附层的整体称为胶粒,胶粒中反离子数比电位离子数少,故胶粒所带电荷与电位离子符号相同。
即胶粒带电,溶胶电性由胶粒决定。
4.溶胶具有聚结不稳定性,但经纯化后的Fe(OH)3溶胶可以存放数年而不聚沉,其原因是( )A. 胶体的布朗运动B. 胶体的丁铎尔效应C. 胶团有溶剂化膜D. 胶粒带电和胶团有溶剂化膜解:选D 。
溶胶具有动力学稳定性和聚结稳定性,而聚结稳定性是溶胶稳定的根本原因,它包含两个方面,胶粒带有相同电性的电荷,当靠近时会产生静电排斥,阻止胶粒聚结合并;而电位离子和反离子形成的溶剂化膜,也会阻隔胶粒的聚结合并。
由于纯化的Fe(OH)3溶胶具有这种聚结稳定性,从而可以存放数年而不聚沉。
第一章 物质结构基础(1) 不同之处为:原子轨道的角度分布一般都有正负号之分,而电子云角度分布图均为正值,因为Y 平方后便无正负号了; 除s 轨道的电子云以外,电子云角度分布图比原子轨道的角度分布图要稍“瘦”一些,这是因为︱Y ︱≤ 1,除1不变外,其平方后Y 2的其他值更小。
(2) 几率:电子在核外某一区域出现的机会。
几率密度:电子在原子核外空间某处单位体积内出现的几率,表示微粒波的强度,用电子云表示。
(3) 原子共价半径:同种元素的两个原子以共价单键连接时,它们核间距离的一半。
金属半径:金属晶体中相邻两个金属原子核间距离的一半。
范德华半径:分子晶体中相邻两个分子核间距离的一半。
(4) BF 3分子中B 原子采用等性sp 2杂化成键,是平面三角形;而NF 3分子中N 原子采用不等性sp 3杂化,是三角锥形。
(5)分子式,既表明物质的元素组成,又表示确实存在如式所示的分子,如CO 2、C 6H 6、H 2;化学式,只表明物质中各元素及其存在比例,并不表明确实存在如式所示的分子,如NaCl 、SiO 2等;分子结构式,不但表明了物质的分子式,而且给出了分子中各原子的具体联接次序和方式,像乙酸的结构式可写为C HH HC OO H其结构简式可记为CH 3COOH 。
1-2解 1错;2错;3对;4对;5对;6错。
7对;8错;9对 10错;11错;12错。
1-3 波动性;微粒性1-4. 3s=3p=3d=4s ;3s< 3p< 4s <3d ;3s< 3p< 3d< 4s ; 1-5 32;E 4s < E 4p < E 4d < E 4f ; 第六周期;La 系;2;铈(Ce)1-6 HF>HCl>HBr>HI ;HF>HCl>HBr>HI; HF<HCl<HBr<HI; HF>HI>HBr>HCl 。
第2章习题答案2-1苯和氧按下式反应:C6H6(1) + ? O2(g) t 6CO2(g) + 3H2O⑴在25°C, lOOkPa下,0.25mol苯在氧气中完全燃烧放出817kJ的热量,求C&H6的标准摩尔燃烧^A c//e m和燃烧反应的△"㊀m。
解:亨=V B-1A/7B = (一0.25mol)/( -1) = 0.25mola A△ H㊀A c//e m=A r//e,n= 一一*= -8l7kJ/0.25mol=-3268 kJ-mol-1△妒m= AH e m-A/i g/?Tr=-3268kJmor'-(6-l 5/2)x8.314x 10'3x298.15kJmor l=-3264kJmor l2-3已知下列化学反应的反应热:(1)C2H2(g) + 5/2O2(g) -> 2CO2(g) + H2O(g); A r H e m= -1246.2 kJ-mol-1(2)CXs) + 2H2O(g) -» CO2(g) + 2H2(g);= +90.9 kJ-moF1(3)2H2O(g) t 2H2(g) + O2(g):A r/7e m = +483.6 kJ-moF1求乙快(C2H2,g)的生成热"m。
解:反应2x⑵-(l)-2.5x⑶为:2C(沪H2(g)^C2H2(g)△fH%(C2H2,g)=△,㊀m =2x&H%(2)-△「腊m(l)- 2.5A r H e m(3) =[2x90.9—(—1246.2) -2.5x483.6] kJ mof1 =219.0 kJ mor12-5计算下列反应在298.15K的八g,和dG㊀m,并判断哪些反应能自发向右进行。
(l)2CO(g)+O2(g)->2CO2(g)(3) Fe2O3 (s)+3CO(g)_2Fe(s)+3CO2(g)解:(1) A r A7e m= [2x(-393.509) -2x(-110.525)] kLmoP = -565.968 kJ-mol-1 A r5e m= [2x213.74 -2x197.674 - 205.138] J mor'-K-1 = -173.01 A r G e m= [2x(-394.359) -2x(-137.168)] kJ-moP1 = -514.382kJ mor*(3) ㊀m= [3x(—393.509) —3x(—110.525) -(-824.2)] kJ-moF1 = -24.8 kJ-moF1A r5e m=[2x27.28+3x213.74-3x 197.674 - 87.4]J-moF,-K~, =15.4 J-mof'-K-1 A r G e m=[3x(-394.359) -3x(-137.168) -(-742.2)] kJ-mol-1 = -29.6kJ mo「'A r G e m均小于零,反应均为自发反应。
第一章 化学计量、误差和数据处理题解1-1称取纯金属锌0.3250g,溶于HCl 后,在250ml 容量瓶中定容,计算该标准Zn 2+溶液的浓度。
解:1Zn Zn Zn L mol 01988.02500.039.653250.0V M m c 2−⋅=×=×=+1-2计算下列溶液的滴定度T ,以g / ml 表示:①c (HCl) = 0.2015mol·L -1的HCl 溶液,用来测定Ca(OH)2、NaOH; ②c (NaOH) = 0.1732mol·L -1的NaOH 溶液,用来测定HClO 4、CH 3COOH。
解:(1)Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2O ; NaOH + HCl = NaCl + H 2O令x 表示待测物的计量系数,b 表示测定滴定物的计量系数,则滴定度滴与定物的量浓度的关系为:3/10−=x B B x M C bxTmlg M C T mlg M C T NaOH B HCl NaOH OH Ca B HCl OH Ca /10060.800.40102015.0111011/10465.709.74102015.0211021333/33)(3/)(22−−−−−−×=×××=××=×=×××=××=(2)3/10−=x B B x M C bx Tmlg M C T mlg M C T COOH CH B NaOH COOH CH HClO B NaOH HClO /1004.105.60101732.01011/1074.146.100101732.01011233/233/3344−−−−−−×=××=××=×=××=××=1-3有一NaOH 溶液,其浓度为0.5450mol·L -1,取该溶液100.0ml,需加水多少ml 方能配成0.5000mol·L -1溶液?解:设需加水x mL ,则 0.5450×100.0=0.5000(100.0+x)x =-109.0-100.0 =9.00 mL1-4欲配制c (HCl) = 0.5000mol·L -1的HCl 溶液。
第五章 化学热力学与化学动力学基础 习题解答1.什么类型的化学反应Q p 等于Q V ?什么类型的化学反应Q p 大于Q V ?什么类型的化学反应Q p 小于Q V ?1.由公式Q p =Q V +(∆n )g RT 得:当反应物中气体的物质的量比生成物中气体的物质的量小,即(∆n )g <0时,p V Q Q <;反之则p V Q Q >;当反应物与生成物气体的物质的量相等,即(∆n )g =0时,或反应物与生成物全是固体或液体时,p V Q Q =。
2.反应H 2(g)+I 2(g)=2HI(g)的r m H θ∆是否等于HI(g)的标准生成焓f m H θ∆?为什么?2. 不相等。
f m H θ∆是指某温度,标准态下,由元素指定的纯态单质生成1mol 该物质的反应热。
其一,碘的指定单质为固体,而非气体,其二r m H θ∆为生成2molHI 的反应热而非1molHI 。
3.分辨如下概念的物理意义: (1)封闭系统和孤立系统。
(2)功、热和能。
(3)热力学能和焓。
(4)生成焓和反应焓。
(5)过程的自发性和可逆性。
3. (1)封闭系统是无物质交换而有能量交换的热力学系统;孤立系统是既无物质交换又无能量交换的热力学系统。
(2)热是系统与环境之间的温度差异引起的能量传递方式,除热外的所有其他能量传递形式都叫做功,功和热是过程量(非状态函数);能是物质所具有的能量和物质能做某事的能力,是状态量(状态函数)。
(3)热力学能,即内能,是系统内各种形式能量的总和;焓,符号为H ,定义式为H =U +pV 。
(4)在热力学标态下由指定单质生成1mol 物质的反应焓变称为该物质的标准摩尔生成焓,简称生成焓;反应焓是发生1mol 反应的焓变。
(5)过程的自发性是指在自然界能自然而然发生的性质。
4.判断以下说法是否正确,尽量用一句话给出你的判断根据。
(1)碳酸钙的生成焓等于CaO(s)+CO 2(g)=CaCO 3(s)的反应焓。