华彤文《普通化学原理》课后习题-第八章至第十一章【圣才出品】
- 格式:pdf
- 大小:4.05 MB
- 文档页数:85
第2章 气 体一、选择题1.真实气体行为接近理想气体性质的外部条件是( )。
A .低温高压B .高温低压C .低温低压D .高温高压【答案】B【解析】高温是与沸点比,低压通常指小于或等于通常的大气压力101.325kPa (即1atm )。
2.在一定的T 、P 下(假设高于Boyle 温度T B ),V m (真实气体)( )V m (理想气体)。
A .>B .=C .<D .不能确定【答案】A【解析】理想气体的m pV RT =,实际气体的m pV RT >,所以在同温同压下,实际气体的体积大于理想气体的体积。
3.已知反应Cu +4HNO 3(浓)→Cu (NO 3)2+2NO 2(g )+2H 2O ,若有4.00mol HNO 3被还原,则产生的NO 2气体在273℃,202kPa 下所占的体积为( )。
A .22.4LB .44.9LC .89.9LD .180L【答案】D4.已知A (g )和B (g )的临界温度之间的关系为T c (A )>T c (B );临界压力的关系为p c (A )<p c (B ),则A 、B 气体的范氏常数α的关系为α(A )( )α(B )。
A .>B .=C .<D .不能确定【答案】A【解析】范氏方程为:2()()m ma p Vb RT V +-=。
在临界状态下有:222764c c R T a p =, 因为T c (A )>T c (B ),p c (A )<p c (B ),所以有α(A )>α(B )。
5.在n 、T 、V 都为一定值的条件下,p (范氏气体)( )p (理想气体)。
A .>B .=C .<D .不能确定【答案】A【解析】理想气体的m pV RT =,实际气体的m pV RT >。
6.一理想气体混合物,含A 、B 、C 、D 四种气体各1mol 。
在保持温度、压力不变条件下,向其中充入A 0.1mol ,则下列说法错误的为( )。
第6章化学平衡一、选择题1.某温度时,反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)的标准平衡常数KΘ=4×10―2,则反应的标准平衡常数K Q等于()。
A.B.C.D【答案】B2.384K时反应的=3.9×10―2,此温度下反应的应为()。
A.1/390B.1.95×10―2C.3.9×10―2D.【答案】D3.,,与温度的关系是()。
A.T升高,增大B.T升高,减小C.与T无关D.无法判断【答案】A4.800℃时,,,此时CO2的分压p(CO2)为()。
A.277B.C.1/277D.2772【答案】C5.化合物A有三种水合物,它们的脱水反应的分别为:(1)(2)(3)为使晶体保持稳定(不风化,也不潮解),容器中水蒸气相对压力应为()。
A.B.必须恰好等于C.必须恰好等于D.【答案】D6.下列叙述正确的是()。
A.对于的反应,升高温度,增大B.对于的反应,升高温度,减小C.对于的反应,升高温度,增大D.对于的反应,升高温度,减小【答案】A7.欲使某气相反应正向进行,下列说法中正确的是()。
A.B.C.D.【答案】B8.已知298K时,的,则298K时,的蒸气压为多少?()A.28.6kPaB.57.2kPaC.99.9kPaD.5.62kPa【答案】A【解析】对反应,有又,所以解得又,所以则9.400℃时,反应的。
同温、同压下,的为多少kJ·mol-1?()A.-10.57B.10.57C.24.35D.-24.35【答案】C【解析】由题意得①设其标准摩尔反应焓为②设其标准摩尔反应焓为因为,且=所以10.已知汽车尾气无害化反应的,要有利于取得有毒气体NO和CO的最大转化率,可采取的措施是()。
A.低温低压B.高温高压C.低温高压D.高温低压【答案】C11.一个化学反应达到平衡时,下列说法中正确的是()。
A.各物质的浓度或分压不随时间而变化B.Δr GΘm=0C.正、逆反应的速率常数相等D.如果寻找到该反应的高效催化剂,可提高其平衡转化率【答案】A12.(多选)已知,反应的,欲使该反应在标准条件下能自发进行,所需的温度条件是()。
第2章气体(一)思考题1.现行国际单位制的R是多少?过去常用的R有哪几种表达方式?答:(1)现行国际单位制的R=8.314J·mol-1·K-1。
(2)过去常用的R的几种表达方式为2.联系习题2.20和2.21,讨论理想气体状态方程适用的范围。
答:理想气体状态方程适用于理想气体,即(1)气体分子的自身体积可忽略;(2)分子间没有相互吸引和排斥;(3)分子之间及分子与器壁间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失。
完全理想的气体不存在,但高温低压下的真实气体以及常温常压下不易液化的气体的性质近似于理想气体,因而理想气体状态方程也适用于这些实际气体。
3.简述Avogadro假说的历史作用。
答:Avogadro假说的历史作用为:Avogadro假说提出气体分子可由几个原子组成,使气体化合体积定律得到了圆满的解释,解决了气体化合体积定律与原子论间的矛盾,并促使了原子分子学说的形成。
4.现在公认的Avogadro 常数等于多少?查阅参考书,列举它的测定方法。
答:(1)目前公认的Avogadro 常数为(2)Avogadro 常数的测定方法如下: ①电量分析法; ②电子质量测量; ③晶体密度法。
5.在混合气体中,气体A 的分压对吗?为什么?p A V 总=p 总V A ,对吗?为什么?答:(1)在混合气体中,气体A 的分压不对,A A p n RTV=,其中V 为混合气体的总体积,而不是气体A 单独存在时所占的体积V A 。
(2)p A V 总=p 总V A 正确,根据气体分压定律可知,在温度和体积恒定时,气体A 的分压等于总压力乘该气体的体积分数。
6.一个密闭容器中含1mol H 2和2mol O 2,哪种气体的分压大?答:O 2的分压大。
因为根据气体分压定律,温度与体积恒定时,某气体分压等于总压力乘该气体摩尔分数,O 2的摩尔分数大,故O 2的分压大。
7.一个密闭容器中若有1mol Ne 和2mol N 2,哪种分子碰撞器壁次数多? 答:N 2分子碰撞器壁次数多。
第9章 沉淀溶解平衡(一)思考题1.写出下列平衡的K sp 表达式:答:(1)=4+2sp 224()[][Ag SO Ag SO ]K - (2)222sp 22424Hg C O Hg C ()[][]O K +-= (3)42+3sp 32324()[][P Ni (PO )Ni O ]K -=2.下列各种说法是否正确,为什么?(1)两种难溶电解质,其中K sp 较大者,溶解度也较大。
(2)MgCO 3的溶度积K sp =6.82×10-6,这意味着在所有含MgCO 3的溶液中,[Mg 2+]=[CO 32-],[Mg 2+][CO 32-]=6.82×10-6。
(3)室温下,在任何CaF 2水溶液中,Ca 2+和F -离子浓度的乘积都等于CaF 2的K sp (不考虑有无CaF +离子的存在)。
答:(1)不正确。
两种难溶电解质,K sp 较大者,溶解度也较大,这种说法只适用于同类型的难溶物,对于两种不同类型的难溶物,这种说法不正确。
(2)不正确。
溶度积是指难溶电解质在水中的溶解和沉淀达到动态平衡时的平衡常数,有同离子效应的溶液中[Mg 2+]≠[CO 32-]。
(3)不正确。
2sp 22+()[]]CaF Ca [F K -=,Ca 2+和F -离子浓度的乘积不等于CaF 2的K sp 。
3.根据[Ag +]逐渐增加的次序,排列下列饱和溶液(不用计算,粗略估计)。
答:因K sp (Ag 2SO 4)>K sp (Ag 2CO 3),Ag 2SO 4溶液中Ag +浓度大于Ag 2CO 3溶液中Ag +浓度;K sp (AgCl )>K sp (AgI ),则AgCl 溶液中Ag +浓度大于AgI 溶液中Ag +浓度;AgNO 3完全电离,Ag +浓度最大。
则根据[Ag +]逐渐增加的次序,饱和溶液的排序为AgI 、AgCl 、Ag 2CO 3、Ag 2SO 4、AgNO 3。
第7章化学反应速率一、选择题1.基元反应,若反应进行到A和B都消耗掉一半时,反应速率是初始速率的()。
A.1/2B.1/4C.1/16D.1/8【答案】D2.反应的速率方程为v=kc(A 2)c(B2),此反应()。
A.肯定是基元反应B.一定不是基元反应C.无法确定是不是基元反应D.如果反应式改写为,则速率方程应写为v=kc2(A 2)c2(B2)【答案】C3.温度一定时,有A和B两种气体反应,设c(A)增加一倍,则反应速率增加了100%;c(B)增加一倍,则反应速率增加了300%,该反应速率方程为()。
A.v=kc(A)c(B)B.v=kc2(A)c(B)C.v=kc(A)c2(B)D.以上都不是【答案】C4.对于一个化学反应而言,下列说法正确的是()。
A.Δr H mΘ的负值越大,其反应速率越快B.Δr G mΘ的负值越大,其反应速率越快C.活化能越大,其反应速率越快D.活化能越小,其反应速率越快【答案】D【解析】“反应速率”是化学动力学范畴,由反应速率方程式和阿累尼乌斯公式决定。
即v=kc A m c B n,k=Zexp(-E a/RT)依题意,Δr H mΘ、Δr G mΘ和活化能E a三个函数中,只有E a与化学反应速率有关,并且E a越小,-E a/RT值越大,k值就越大,反应速率v也越大。
5.某基元反应2A(g)+B(g)=C(g),将2mol A(g)和1mol B(g)放在1L 容器中混合,问A与B开始反应的反应速率是A、B都消耗一半时反应速率的多少倍?()A.0.25B.4C.8D.1【答案】C【解析】此反应为基元反应,反应速率方程式为v=kc A2c B。
该反应的初始速率为当A和B都用掉一半时所以有6.升高温度可以增加反应速率,主要原因是()。
A.增加分子总数B.增加活化分子百分数C.降低反应活化能D.使平衡向吸热方向移动【答案】B7.对于的反应,使用催化剂可以()。
A.迅速增大B.迅速减小C.无影响D.、均增大【答案】D8.下列叙述中正确的是()。
第11章原子结构一、选择题1.通常所说的原子轨道,可描述为()。
A.原子中电子运动的轨迹B.原子中电子在空间各点出现的概率C.原子中具有确定能量的电子的一种运动状态D.原子中电子在空间各点出现的概率密度【答案】C【解析】原子轨道和波函数是同义词,电子绕核的运动是一种概率波,以波函数ψ表示,波的强度ψ2表示电子在核外空间某处所出现的概率密度,它遵循统计规律。
电子云则是电子在原子核外空间概率密度分布的图形化表示。
2.某一原子中具有下列量子数的4个电子:①ψ3,2,1,1/2;②ψ3,1,-1,1/2;③ψ2,1,-1,-1/2;④ψ2,0,0,1/2。
其能量按由大到小的顺序排列为()。
A.④③②①B.①②③④C.③②①④D.②①④③【答案】B【解析】4个轨道依次为3d,3p,2p和2s,从徐光宪规则或鲍林原子轨道能级图可知能量按由大到小的顺序排列为①②③④。
3.多电子原子的轨道能量由量子数()决定。
A.nB.n和lC.l和mD.n、l和m【答案】B4.下列原子轨道角度分布图中,不正确的是()。
A.B.C.D.【答案】A【解析】原子轨道角度分布图是角度函数Y在空间的分布,常以二维图形表示。
s轨道是球形对称,函数值均为正,p轨道是哑铃形,d轨道是花瓣形,p、d轨道函数的正负均是在指定轴的正方向取正,正、负号间隔分布。
5.下列电子中,出现概率最大区域离核最远的是()。
A.3s电子B.3p电子C.3d电子D.4s电子【答案】D【解析】由电子云径向分布图可知,ABC三项相应轨道的几何半径大小顺序为。
在多电子原子中,4s轨道相对于3s轨道离核更远,为外层轨道,即。
6.已知某元素+2价离子的电子分布式为1s22s22p63s23p63d10,该元素位于周期表中()。
A.s区B.d区C.ds区D.p区【答案】C7.Fe2+离子的价层电子排布为()。
A.B.C.D.【答案】C【解析】原子的核外电子排布按照鲍林轨道近似能级图,由低到高依次填充。
第15章 元素化学(一)思考题1.碱金属、碱土金属是活泼的轻金属(通常将密度小于5.0g ·cm -3的金属称为轻金属)。
试查阅Al 、Fe 、Cu 等金属的密度、电离能、标准电极电势等数据,并与Na 、K 、Ca 、Mg 等进行比较。
答:略。
2.Li 、Na 、K 、Ca 、Mg 在空气中燃烧时各生成什么产物?答:Li 、Na 、K 、Ca 、Mg 在空气中燃烧时的产物分别为Li 2O 、Na 2O 2、KO 2、CaO 、MgO ,反应方程式如下2222222224Li O 2Li O2Na O Na O K O KO 2Ca O 2CaO2Mg O 2MgO+→+→+→+→+→3.在氧气面罩中装有Na 2O 2,它起什么作用?试写出使用过程中所发生的化学反应方程式。
答:(1)在氧气面罩中装Na 2O 2的作用是供氧,它与人呼出的CO 2能反应产生氧气。
(2)发生的化学反应方程式为 →2222322Na O +2CO 2Na CO +O4.写出下列物质的化学式:烧碱,纯碱,苛性钠,小苏打,生石灰,熟石灰,生石膏,熟石膏,芒硝。
答:烧碱和苛性钠(NaOH),纯碱(Na2CO₃),小苏打(NaHCO3),生石灰(CaO),熟石灰Ca(OH)2,生石膏(CaSO4•2H2O),熟石膏(CaSO4•1/2H2O),芒硝(Na2SO4•10H2O)。
5.Ba盐通常被认为是有毒的,但医学上可以让病人服用BaSO4以探查疾病,即所谓的“钡餐造影”,为什么?答:Ba盐虽然有毒,但因为BaSO4不溶于水和脂质,不会被胃肠道黏膜吸收,因此对人基本无毒性。
“钡餐造影”即消化道钡剂造影,是指用硫酸钡作为造影剂,在X线照射下显示消化道有无病变的一种检查方法。
6.举例说明周期表中的“对角规则”。
答:对角线规则是指处于周期表中对角线位置(左上和右下方)的两元素,其性质具有相似性,例如:Li、Be、B分别与Mg、Al、Si处于对角线位置,其性质具有如下相似性:①Li、Mg处于对角线位置,它们均能与氮气直接化合而生成氮化物。
第二部分课后习题第1章绪论本章无课后习题。
第2章气体(一)思考题1.现行国际单位制的R是多少?过去常用的R有哪几种表达方式?答:(1)现行国际单位制的R=8.314J·mol-1·K-1。
(2)过去常用的R的几种表达方式为2.联系习题2.20和2.21,讨论理想气体状态方程适用的范围。
答:理想气体状态方程适用于理想气体,即(1)气体分子的自身体积可忽略;(2)分子间没有相互吸引和排斥;(3)分子之间及分子与器壁间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失。
完全理想的气体不存在,但高温低压下的真实气体以及常温常压下不易液化的气体的性质近似于理想气体,因而理想气体状态方程也适用于这些实际气体。
3.简述Avogadro 假说的历史作用。
答:Avogadro 假说的历史作用为:Avogadro 假说提出气体分子可由几个原子组成,使气体化合体积定律得到了圆满的解释,解决了气体化合体积定律与原子论间的矛盾,并促使了原子分子学说的形成。
4.现在公认的Avogadro 常数等于多少?查阅参考书,列举它的测定方法。
答:(1)目前公认的Avogadro 常数为(2)Avogadro 常数的测定方法如下:①电量分析法;②电子质量测量;③晶体密度法。
5.在混合气体中,气体A 的分压对吗?为什么?p A V 总=p 总V A ,对吗?为什么?答:(1)在混合气体中,气体A 的分压不对,A A p n RT V=,其中V 为混合气体的总体积,而不是气体A 单独存在时所占的体积V A 。
(2)p A V 总=p 总V A 正确,根据气体分压定律可知,在温度和体积恒定时,气体A 的分压等于总压力乘该气体的体积分数。
6.一个密闭容器中含1mol H 2和2mol O 2,哪种气体的分压大?答:O2的分压大。
因为根据气体分压定律,温度与体积恒定时,某气体分压等于总压力乘该气体摩尔分数,O2的摩尔分数大,故O2的分压大。
第8章酸碱平衡
(一)思考题
1.Brønsted-Lowry酸碱理论的3种类型酸碱反应有何相同和相异之处?怎样利用表8.2来比较各弱酸弱碱强弱和判断酸碱中和反应自发进行的方向和倾向性大小?
答:略。
2.(1)写出下列各酸:NH4+、H2S、HSO4-、H2PO4-、H2CO3、Zn(H2O)62+的共轭碱;
(2)写出下列各碱:S2-、PO43-、NH3、CN-、ClO-、OH-的共轭酸。
答:(1)NH4+、H2S、HSO4-、H2PO4-、H2CO3、Zn(H2O)62+的共轭碱分别为:NH3、HS-、SO42-、HPO42-、HCO3-、[Zn(OH)(H2O)5]+。
(2)S2-、PO43-、NH3、CN-、ClO-、OH-的共轭酸分别为:HS-、HPO42-、NH4+、HCN、HClO、H2O。
3.根据Brønsted-Lowry酸碱理论,指出H2S、NH3、HS-、CO32-、HCl、H2PO4-、NO2-、Ac-、OH-、H2O中哪些是酸?哪些是碱?哪些是两性物?
答:H2S、HCl是酸;NH3、CO32-、NO2-、Ac-、OH-是碱;HS-、H2PO4-、H2O 是两性物。
4.相同浓度的HCl和HAc溶液的pH是否相同?pH相同的HCl溶液和HAc溶液其浓度是否相同?若用NaOH中和pH相同的HCl和HAc溶液,哪个用量大?原因何在?
答:(1)相同浓度的HCl 和HAc 溶液的pH 不同,HAc 的pH 比HCl 大,因为盐酸是强电解质,能完全电离出氢离子,醋酸是弱酸,不能完全电离。
(2)pH 相同的HCl 溶液和HAc 溶液其浓度不同。
pH 相同,则溶液中的氢离子浓度相同,醋酸是弱电解质,不能完全电离,所以两种酸的浓度不相同。
(3)若用NaOH 中和pH 相同的HCl 和HAc 溶液,HAc 消耗NaOH 的量大。
pH 相同的HCl 和HAc 溶液,HAc 溶液的物质的量浓度大于HCl,
因此醋酸消耗的氢氧化钠的量大。
5.试分析
公式成立的条件。
此式是否说明溶液越稀,电离出的离子浓度越大?答:
公式成立的条件为α 1。
此式不能说明溶液越稀,电离出的离子浓度越
大。
6.某多元弱酸按下列三式电离:
(1)预计各步电离常数大小;
(2)在什么条件下[HA 2-]=K a2?
(3)[A 3-]=K a3是否成立?为什么?
(4)根据三步电离式,导出包含[A 3-]、[H 3O +]和[H 3A]的平衡常数表达式,[A 3-]与[H 3O +]有何关系?答:(1)1323[H O ][H A ][H A]
a K +-=,223-2[H O ][H A ][H A ]a K +-=,3332-[H O ][A ][H A ]a K +-=
多元弱酸电离常数都是
,一般彼此都相差104~105。
(2)溶液中[H 3O +]=[H 2A -]时,[HA 2-]=K a2。
(3)[A 3-]=K a3。
在多元弱酸溶液中,[H 3O +]主要决定于第一步电离,计算溶液[H 3O +]时可忽略第二、第三步电离而将多元酸作为一元酸处理。
(4)平衡常数表达式为:1a K ·2a K ·3a K =3333[H O ][A ][H A]
+-。
[H 2A -]电离的[H 3O +]可忽略,则[H 3O +]≈[H 2A -],[HA 2-]≈2a K ,则[H 3O +][A 3-]≈2a K 3a K 。
7.(1)用电离平衡式表示NaCN、Na 2SO 3、NH 4NO 3、CuSO 4、FeCl 3的酸碱性。
(2)应用教材表8.2数据定性说明HSO 3-、HS -、HC 2O 4-各离子在水溶液中显酸性还是显碱性。
答:(1)--2CN +H O HCN+OH ,NaCN 显碱性;
2323SO H O HSO OH ---++ ,Na 2SO 3显碱性;
+4232NH H O NH H O H
++⋅+ ,NH 4NO 3显酸性;2+22Cu +2H O Cu(OH)2H ++ ,CuSO 4显酸性;
3+23Fe +3H O Fe(OH)3H ++ ,FeCl 3为酸性。
(2)38()lg(6.310)7.207.p HSO 00K --=-⨯=>,HSO 3-显碱性。
-13()lg(1.210)12.927.0S 0p H K -=-⨯=>,HS -显碱性。
244()lg(1.510) 3.827.p HC O 00K --=-⨯=<,HC 2O 4-显酸性。
8.描述下列过程中溶液pH 的变化,并解释之。
(1)将NaNO 2溶液加入到HNO 2中;
(2)将NaNO 3溶液加入到HNO 3中;
(3)将NH 4C1溶液加入到氨水中。
答:(1)将NaNO 2溶液加入到HNO 2中,pH 增大。
+2232HNO H O H O NO -++ ,因为NO 2-的加入而产生的同离子效应,平衡左移使[H 3O +]减小,pH 值增大。
(2)将NaNO 3溶液加入到HNO 3中,pH 不变。
+3233HNO H O H O NO -+→+,HNO 3
在水中完全电离,NO 3-的加入对[H 3O +]无影响,pH 值不变。
(3)将NH 4C1溶液加入到氨水中,pH 减小。
324NH H O NH OH
+-⋅+ ,因为NH 4+的加入而产生的同离子效应,平衡左移使[OH -]减小,pH 值减小。
9.在NH 3·H 2O-NH 4Cl 混合溶液中加入少量强酸或强碱,为什么溶液pH 基本上不变?试写出反应方程式说明之。
如这个共轭酸碱对浓度比值接近于1,溶液能保持的pH 是多少?如要配制pH=3或pH=10左右的缓冲溶液,应分别选择下面哪一组共轭酸碱对:
(1)甲酸和甲酸钠;
(2)氨水和氯化铵;
(3)醋酸和醋酸钠。
答:(1)这是因为NH 3·H 2O-NH 4Cl 为缓冲溶液,具有缓冲作用。
加入强酸后,NH 3·H 2O +H +→NH 4++H 2O;加入强碱后,NH 4++OH -→NH 3·H 2O。
因此加入少量强酸或强碱,溶液的酸碱性变化不大,pH 基本上不变。
(2)如这个共轭酸碱对浓度比值接近于1,则pH=p K a =-lg(5.6×10-10)=9.25。
(3)根据电离常数,算出有关物质的p K a 值如表8-2-1所示。
表8-2-1
若要配制pH=3的缓冲溶液,应选择HCOOH-HCOONa为好,其p K a=3.74,接近所需配制的缓冲溶液的pH。
若要配制pH=10的缓冲溶液,应选择NH3·H2O-NH4Cl溶液,其p K a=9.25,接近所需配制的缓冲溶液的pH。
10.判断下列哪对酸与碱能自发进行反应,为什么?
(1)HAc与NH3·H2O
(2)H3O+与HS-
(3)NH4+与C2O42-
(4)OH-与HClO
(5)HCN与F-
答:(1)、(2)和(4)的酸碱对能自发进行反应,(3)、(5)的酸碱对不能自发进行反应。
因为(1)HAc酸性比NH4+强,(2)H3O+酸性比H2S强,(4)HClO酸性比H2O强,三对酸碱对都是强酸制弱酸,反应能自发进行;(3)NH4+酸性比HC2O4-弱,(5)HCN 的酸性比HF弱,两对酸碱对都是弱酸无法制得强酸,反应不能自发进行。
(二)习题
8.1标明下列反应中各个共轭酸碱对,写出它们的电离平衡常数表达式并计算平衡常数值。
解:(1)
电离平衡常数为
(2)
电离平衡常数为
(3)
电离平衡常数为
(4)
电离平衡常数为
8.2最早测定弱电解质的电离度,是通过测定溶剂的冰点降低。
反过来,能否通过计算预计0.050mol·dm-3HAc(aq)的冰点降低值?
解:由题意知。