大学化学课后习题解答合工大.pdf

第第 1 章章 习题解答习题解答 1、解：、解： 正辛烷燃烧反应为 818222 25 C H (l)O8CO (g)9H O(l) 2 +=+ 由题目可知正辛烷恒容热效应 1 47.79kJ gi 所以上述反应 11 v 47.79kJ g114g mol5448.06kJ molQ 1 = = iii ，而 pv QQnRT=+ p QH= 111 rm 25 (298.15K)5448.06kJ mol(8) 8.314J molK298.15K 2 H = +iii ? 1 5459.21kJ mol= i 2、解：、解： （1）对于液化气（丙烷） 38222 1 fm C H (g)5O (g)3CO (g)4H O(g) (298.15K)/kJ mol103.850393.51241.82H +=+ i ? 1 rm(298.15K) ( 1) ( 103.85)( 5) 03 ( 393.51)4 ( 241.82)kJ molH = + + + i ? 1 2043.96kJ mol= i 单位质量液化气（丙烷）燃烧产生的热量： 11 2043.96kJ mol/44g mol46.45kJ g 1 =iii 2 （2）对于甲烷 422 1 fm CH (g)2O (g)CO (g)2H O(g) (298.15K)/kJ mol74.810393.51241.82H +=+ i ? 1 rm(298.15K) ( 1) ( 74.81)( 2) 0 1 ( 393.51)2 ( 241.82)kJ molH = + + + i ? 1 802.34kJ mol= i 单位质量甲烷燃烧产生的热量： 11 802.34kJ mol/16g mol50.15kJ g 1 =iii （3）通过以上计算表明：单位物质的量的液化气（丙烷）完全燃烧放出的热量大于甲烷， 但单位质量的两种燃料则甲烷完全燃烧放出的热量较多。 3、解：、解： 金属锡氧化反应为 22 1 fm Sn(s)O (g)SnO (s) (298.15K)/kJ mol00519.7G += i ? 11 rm(298.15K) ( 1) 0( 1) 01 ( 519.7)kJ mol519.7kJ molG =+ + = ii ? 空气中氧气所占体积分数约为 20.95%，正常空气压力为 101.325kPa， rmrm 2 1 (298.15K)(298.15K)ln (O )/ GGRT pp = + ? ? 111 1 519.7kJ mol8.314J molK298.15Kln 101.325kPa20.95% 100kPa = + iii 1 515.86kJ mol0 = i ? ? 所以可以产生沉淀。 2 Mg(OH) （2）无需考虑混合顺序，混合后溶液OH由缓冲体系提供。 + 32 NH H ONHi 4 易知混合后 3 32 (NH H O)0.05mol dmc =ii， +3 4 3 0.495g 2 132g/mol (NH )0.5mol dm 15cm c =i， eq3 56 32 b32 +3 4 (NH H O)(OH )0.05mol dm (NH H O)1.77 101.77 10 (NH )0.5mol dm cc K cc = ii ii i ? ? = 而 23 (Mg)0.001mol dmc + =i 根据溶度积规则，有： 2eq 212 s2 (Mg)(OH ) ()1.26 10(Mg(OH) ) cc K cc + =i 3 i 2 2 3 10、解：、解： 方法一： 溶液中存在以下的沉淀-溶解平衡 2 44 BaSO Ba SO + +? s4 (BaSO )K ? 2 33 BaCO Ba CO + +? s3 (BaCO )K ? 沉淀转化平衡方程为： 22 344 BaCO SO BaSO CO +? 根据多重平衡规则易知上述平衡 s4 s3 (BaSO ) 24.1 (BaCO ) K K K = ? ? ? 由题意知当沉淀全部转化为后， 3 BaCO 4 BaSO 2 3 CO 全部游离出来，即 eq23 3 (CO)0.1mol dmc =i 而 eq2 3 eq2 4 (CO )/ 24.1 (SO )/ cc K cc = ? ? ? ，可解得 eq233 4 (SO)4.15 10mol dmc =i 由于加入的一部分转化为，一部分游离于溶液中，所以应加入的为： 2 4 SO 4 BaSO 2 4 SO 3333 0.1mol dm4.15 10mol dm1dm0.1042mol +=ii 即至少需要加入。 4 NaSO14.79g 方法二： 根据题意，当沉淀全部转化为后， 3 BaCO 4 BaSO 2 3 CO 全部游离出来，并且 eq23 3 (CO)0.1mol dmc =i 溶液中不再产生沉淀，根据溶度积规则，有： 3 BaCO 22+ 3 s3 (CO )(Ba) (BaCO ) cc K cc i 所以应加入的至少为： 2 4 SO 3333 0.1mol dm4.15 10mol dm1dm0.1042mol +=ii 即至少需要加入。 4 NaSO14.79g 第第 3 章章 习题解答习题解答 1、解：、解： （1）负极：；正极： 2+ Zn 2 Zne? 2+ Cd 2 Cde+? 电池符号： 2+2+ ( ) Zn | Zn | Cd | Cd ( )+ ( 0.28V)( 0.7618V)0.4818VE + = = ? （1）负极：；正极： 2+3+ Fe Fee? + Ag Age+? 电池符号： 2+3+ ( ) Pt | Fe , Fe | Ag | Ag ( )+ 0.7996V0.771V0.0286VE + = ? 2、解：、解： （1）正向； （2）正向； （3）逆向； （4）正向； （5）逆向 3、解：、解： 选用 24 Fe (SO )3 4、解：、解： （1）最强氧化剂，最强还原剂 4 MnO 2 Fe + （2）最强氧化剂，最强还原剂 2 27 Cr O 3 Cr(OH) （3）最强氧化剂，最强还原剂 3 Fe + Fe 5、解：、解： （1）查表可知标准状态下 2 22 (Cl /Cl )(MnO /Mn) + ? ，即实际上作正 极，所以标准状态下反应逆向进行； 2 Cl /Cl （2）实验室中通常采用浓盐酸与反应制备，假设盐酸浓度为 2 MnO 2 Cl 3 mol dmx i其 他相关物质均为标准态，若使反应能够向右进行，则氧化还原反应 2 22 MnO 2Cl 4H Mn Cl H O + +=+ 2 0E ，即 2 2 24 (Cl )(Mn) 0.0592V lg0 (Cl )(H )2 () () pc cp EE cc cc + + = i i ? ? ? 将，以及 2 22 (MnO /Mn)(Cl /Cl )0.1343VE + = ? 3 (H )(Cl )mol dmccx + =i 23 (Mn)1mol dmc， + =i， 2 (Cl )100kPap=代入上式 解得，即盐酸浓度至少达到5.70x 3 5.70mol dmi 方法二：本题也可利用电极电势求解 反应可以正向进行，说明 2 2 MnO /Mn + 作正极。即 2 22 (MnO /Mn)(Cl /Cl ) + 。 正极反应： 2 22 MnO 4H 2 Mn 2H Oe + +=+ 4 22 22 2 (H ) () 0.0592V (MnO /Mn)(MnO /Mn)lg (Mn)2 c c c c + + + =+ ? ? ? 负极反应： 2 2Cl 2 Cle = 2 22 2 (Cl ) 0.0592V (Cl /Cl )(Cl /Cl )lg (Cl )2 () p p c c =+ ? ? ? 将，c 3 (H )(Cl )mol dmccx + =i 23 (Mn)1mol dm + =i 2 ，代入以上 二式，并结合，可解出。 2 (Cl )100kPap= 2 2 (MnO /Mn)(Cl /Cl ) + 5.70x 6、解：、解： （1），可解得 2 2 (Cl /Cl )(Co/Co)E + + = ?2 (Co/Co)0.27V + = ? （2）电极反应为 2 Cl /Cl 2 Cl 2 2Cle += 2 22 2 (Cl ) 0.0592V (Cl /Cl )(Cl /Cl )lg (Cl )2 () p p c c =+ ? ? ? ， 显然电极电势随氯气压 力增大而增大，随氯气压力减小而减小，由于 2 Cl /Cl 2 Cl /Cl作正极，所以氯气压力增大或减小， 电动势也随之增大或减小。 （3）电极反应为 2 Co/Co +2 Co 2 Coe + = 2 22 0.0592V(Co ) (Co/Co)(Co/Co)lg 2 c c + + =+ ? ? 当，Co电极电势降低 0.0592V， 由于作负极， 所以电动势将升高 0.0592V。 23 (Co )0.01mol dmc + =i 2 /Co +2 Co/Co + 7、解：、解： 244 (PbO /PbSO )(PbSO /Pb)2.0501VE= ? 11 rm(298.15K) 2 96485C mol2.0501V395.61kJ molGnFE = = = ii ? 2 2.0501V lg69.26 0.0592V0.0592V nE K = = ? ? 69 1.82 10K= ? 8、解：、解： 正极反应为： 2 2H 2 He + += 2 2 2 (H ) () 0.0592V (H /H )lg (H ) 2 c c p p + + + =+ ? ? ? 负极为标准氢电极，因此0V= 根据题意有： 2 2 (H ) () 0.0592V lg0.016V (H ) 2 c c E p p + + = ? ? ， 将， 3 (H )mol dmcx + =i 2 (H )100kPap=代入上式，可解得1.86x = 9、解：、解： 本 题 必 须 明 确 标 准电 极 中 的 标 准 态 的 含 义 ， 该 电 极 反 应 为 ： ，所以电极处于标准态时，溶液中 AgBr/Ag AgBr Ag Bre +?+Br浓度应该是 3 1mol dmi （而非浓度是） 。该电极的电极电势等于反应产生的电Ag+ 3 1mol dmi + Ag Age+? 极电势（注意此处Ag并非处于标准态） 。即： + (Ag ) (AgBr/Ag)(Ag /Ag)0.0592V lg c c + + =+i ? ? 同时由于溶液中存在的溶解-沉淀平衡AgBrAgBr Ag Br + +?， 所以根据溶度积 规则有： s (Ag )(Br ) (AgBr) cc K cc + =i ? ? ， 3 (Br )1mol dmc =i s (Ag ) (AgBr) c K c + = ? ? ，将该式代入上式， 得到方程 s (AgBr/Ag)(Ag /Ag)0.0592V lg(AgBr)K + =+i ? 将已知数据代入，解得： 13 s (AgBr)5.04 10K = ? 10、解：、解： 此题实质上是比较、 2+ 4 MnO /Mn 2 I /I、 2 Br /Br三者之间的电极电势的相对大小。 2+ 4 MnO /Mn 电极反应为： 2 42 MnO 8H 5 Mn 4H Oe + +? 2 I /I电极反应为： 2 I 2 2Ie +? 2 Br /Br电极反应为： 2 Br 2 2Bre +? 显然、电极电势与 2 I /I 2 Br /BrH+浓度无关，且当 3 (I )(Br )1mol dmcc =i时， 均处于标准态。，。 2 (I /I )0.5355V = ? 2 (Br /Br )1.066V = ? 8 4 2+2+ 44 2 ( (MnO )/) ( (H )/) 0.0592V (MnO /Mn )(MnO /Mn )lg 5(Mn)/ cccc cc + + =+ i i ? ? ? 8 0.0592V(H ) 1.507Vlg() 5 c c + =+i ? 1.507V0.0947V pH=i 当时，； 当pH3= 2+ 4 (MnO /Mn)1.223V =pH6=时， 2+ 4 (MnO /Mn)0.939V = 显然，当时，可氧化pH3= 4 MnOI和Br；当pH6=时，可氧化，不能氧 化。 4 MnOI Br 11、解：、解： 电极反应为 2 Cu 2 Cue + +? （1） 2+ 2+2+ 0.0592V(Cu ) (Cu/Cu)(Cu/Cu)lg 2 c c =+i ? ? 0.0592V 0.3419Vlg0.5 2 =+i 0.333V= （2）加入的 2 S 与等物质的量，完全反应生成CuS，溶液中的由溶解 提供。根据溶解-沉淀平衡易知： 2 Cu +2 Cu + CuS 22 s (Cu)(S ) (CuS) cc K cc + =i ? ? ，且 2 (Cu)(S )cc 2+ =，可解得： 218 (Cu)1.13 10mol dmc + =i 3 此时 2+2+18 0.0592V (Cu/Cu)(Cu/Cu)lg1.13 100.1893V 2 =+= i ? （3）加入过量，完全反应生成后，剩余 2 S CuS 2 S 浓度为，根据溶解-沉淀 平衡易知： 3 1mol dmi 22 s (Cu)(S ) (CuS) cc K cc + =i ? ? ，且 23 (S )1mol dmc =i，可解得： 236 (Cu)1.27 10mol dmc + =i 3 此时 2+2+36 0.0592V (Cu/Cu)(Cu/Cu)lg1.27 100.7206V 2 =+= i ? 12、解：、解： （1）阳极： 2 Cu 2 Cue + = 阴极： 2 2H 2 He + += （2）阳极： 阴极： 2 4OH 2 2H O Oe =+ 22 2H 2 He + += （3）阳极： 阴极： 2 2Cl 2 Cle = 2 Mg 2 Mge + += 13、解：、解： 由于 H 在 Ni 电极上存在超电势，所以欲使不析出，则 Ni 电极电势比 H 电极电势高 。Ni 和 H 的电极反应分别为： 2 H 0.21V 2 Ni 2 Nie + +?， 2 2H 2 He + +? 2+ 2+2+ 0.0592V(Ni ) (Ni/ Ni)(Ni/ Ni)lg 2 c c =+i ? ? 0.0592V 0.257Vlg0.10.3162V 2 = += i + + 22 0.0592V(H ) (H /H )(H /H )lg() 2 c c =+i ? ? 2 + (H ) 0.0000V0.0592V lg c c =+i ? 2+ 2 (Ni/ Ni)(H /H )0.21V 解得： + (H ) lg1.79 c c 1415、解：、解： 略 第第 4 章章 习题解答习题解答 1、解：、解： 选 c 2、解：、解： 选 a、d 3、解：、解： 略，共 32 种可能组合 4、解：、解： 选 a、c 5、解：、解： 选 c 6、解：、解： 核外电子分布式为： 2262610261023 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 5s 5p 由于在外层有 p 电子，所以是主族元素，外层电子构型为： 23 5s 5p 在元素周期表中处在第五周期，VA 族，p 区 7、解：、解： 四，IB，ds，Cu， 2262610 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s1 101 3d 4s 2610 3s 3p 3d 8、解：、解： 3 BBr空间构型为平面三角形，空间构型为三角锥形。虽二者同为四原子分子，由 于中心原子 B 采取杂化、N 采取不等性杂化，从而导致它们空间构型不同。 3 NCl 2 sp 3 sp 9、解：、解： 分子 中心原子杂化类型 分子空间构型 分子极性 4 SiH 3 sp 正四面体 非极性 2 H S 不等性杂化 3 spV 型（角型、折线型）极性 3 BCl 2 sp 平面三角形 非极性 2 HgCl sp 直线型 非极性 3 PH 不等性杂化 3 sp三角锥型 极性 10、解：、解： 分子间力（范德华力） ，离子键，分子间力（范德华力）和氢键，共价键，金属键 11、解：、解： （1）色散力； （2）色散力、诱导力、取向力、氢键； （3）色散力； （4）色散力、诱导力、取向力； （5）色散力、氢键； （6）色散力、诱导力、取向力； 12、解：、解： （1）分子晶体 原子晶体 离子晶体； （2）分子晶体 原子晶体； （3）金属晶体 分子晶体 原子晶体 第第 5 章章 习题解答习题解答 1、解：、解： 配合物（1） （3） （5） ；螯合物（5） ；复盐（2） （6） ；简单盐（4） 2、解：、解： （1）二氯六氨合钴（II） ，配离子 2 36 Co(NH ) + ，中心离子+2 价 （2）四硫氰合钴（II）酸钾，配离子 2 4 Co(SCN) ，中心离子+2 价 （3）二氯化一氯五氨合钴（III） ，配离子 2 3 5 Co(NH ) Cl + ，中心离子+3 价 （4）六氟合硅（VI）酸钾，配离子 2 6 SiF ，中心离子+6 价 （5）二氯二氨合铂（II） ，是配位分子，中心离子+2 价 322 Pt(NH ) Cl （6）四羟基合锌（II）酸钾，配离子 2 4 Zn(OH) ，中心离子+2 价 （7）氢氧化二氨合银（I） ，配离子 32 Ag(NH ) +，中心离子+1 价 （8）六氰合铁（II）酸，配离子 4 36 Fe(CN ) ，中心离子+2 价 3、解：、解： （1） （2） 3 322 Co(NH ) (H O)Cl Cl 3 64 Ni(NH ) SO （3） （4） 432 NH Co(NH ) (SCN) 426 K PtCl 4、解：、解： 必须注意根据平衡常数是不能判断反应方向的，但是根据ln Q GRT K = ? 可知，当反应 平衡常数足够大时，可以使，所以可以根据平衡常数大致判断反应的可能方向。 0G （1）正向； （2）正向； （3）逆向 5、解：、解： （1）杂化，正四面体； （2）sp杂化，直线型； 3 sp （3）杂化，正方形； （4）杂化，正八面体； 2 dsp 32 sp d 6、解：、解： 22 343 Cu(NH ) Cu 4NH + +? 由于很小，所以解离程度很低，达到解离平衡时其解离部分和解 2 34 (Cu(NH ) )K + 不稳 ? 离出的极少，可以忽略。即： 3 NH eq233 34 (Cu(NH ) )1 10mol dmc + i eq3 3 (NH )1mol dmc， i。 根据解离平衡方程： eqeq2+ 4 3 2 3 4 eq22 3 43 4 (NH )(Cu ) () 1 (Cu(NH ) ) (Cu(NH ) )(Cu(NH ) ) cc cc K cK c + + = i 不稳 稳 ? ? ? ? 解得： eq2+173 (Cu )4.76 10mol dmc =i （1） 2 2 Cu(OH) Cu 2OH + +? 2+ 223 cs (Cu )(OH ) ()4.76 10(Cu(OH) )2.2 10 cc QK cc 20 2 =i ? ? 可以产生沉淀。 CuS 7、解：、解： 本题所求是标准电极电势（题目中未指明，将在以后印刷时补充，请布置作业时说明） ， 解题思路可以参考第 3 章习题 9。 （1） 2 (Au ) (Au(CN) /Au)(Au /Au)0.0592V lg c c + + =+i ? ? 同时由