武大吉大第三版无机化学教材课后习题答案

第二章

1.某气体在293K与9.97X104Pa时占有体积1.910」dm3其质量为0.132g,试求这种气体的

相对分子质量，它可能是何种气体？

解

.由题知：质量为0.132克的气体其所对应的物质的量为：

PV=nRTn=PV/RT=9.97xl04xi.9x1o'1X10'3/8.314x293

=0.007776mol

因此该气体的摩尔质量为：M=m/n=0.132/0.007776=16.9717g/mol

所以该气体为NH3.

2.一敝口烧瓶在280K时所盛的气体，需加热到什么温度时，才能使其三分之一逸出？

解

由题知要使三分之一的气体逸出瓶外即体积为原来的L5倍而这T过程.压力始终彳就

不变故有：

竽―竽所以有马=等=28。xl.5=420K

3.温度下，将l.O131()5pa的N22dm3和0.5065Pa的023dm3放入6dm3的真空容器中，求

。2和用的分压及混合气体的总压。

解

设氮气分压为片氯气分压为外

巴后哂PMo，

故有—=BPPi=44=1013xl05x2xl0-3/6xl0-3=3,377x104Pa

同理：B=0,5065x105X3X]0-3/6X10-3=5,91xlO^a

豳A"=%+/=3.377x104+2.53x104=5.91xlO^a

4.容器中有4.4gCC)2，14g.,12.8gO2，总压为2.026l()5pa,求各组分的分压。

解

由题意知”助=附/加加=4.4/44=0.Imol

甩82=用/阳m2=14/28=0.5mol

力m=mtmm=12.8/32=0.44

s5mol

由道尔顿分压定律：Pgo1=%，=2.026x105x0.1/(0.1+0.5+0.4)

=2.026x10%

Pm=4"=2.026X105X0.5/(0.1+0.5+0.4)

=1.013x10^

Pg=P.c工Xm

g•x"=2.026X105X0.2/(0.1+0.5+0.4)

=8.104x10^

5.在3OOK,1.0131()5pa时，加热一敝口细颈瓶到5OOK,然后封闭其细颈口，并冷却至原

来的温度，求这时瓶内的压强。

解

由度知当瓶内温度升为500K时，其气体体积将变为原来的5/3倍

所以瓶内气体的物质的量只占全部气体的3/5,对应的压力为L013xl0Ra降温前瓶内

的气体的物质的量不变

4?=-P-所以代入数据计算得马=6.08x1O^a

6.在273K和1.O13X105Pa下，将1.0dn?洁净干燥的空气缓慢通过H.Q—O—CH3液体，

在此过程中，液体损失0.0335g,求此种液体273K时的饱和蒸汽压。

解

此种气体的摩尔质量为464moi

通空气的前后，其气体的体积变化可以忽略不记

PV=nRE所以P=0.335x8.314x273/10-3x46=1.65xl03Pa

7.有一混合气体，总压为150Pa,其中N2和H2的体积分数为0.25和0.75,求H2和N2的

分压。

解

4a=片“典2Aoz=150x0.25=37.5Pa

Pm/匕”=150x0.75=112.5由

8.在291K和总压为l.OlSXIO'Pa时，2.70dn?含饱和水蒸汽的空气，通过CaCb干燥管，

完全吸水后，干燥空气为3.21g,求291K时水的饱和蒸汽压。

解

3.21g空气在291K,2.7升的容积中其压力为

PV=nRT

所以^=3.21x291x8.314/29x0.0027=99185Pa

所以水的蒸气压为“3出“弱，=2.12X10sPa

7

9.有一高压气瓶，容积为30dm\能承受2.6X10Pa,问在293K时可装入多少千克O2

而不致发生危险？

解

mPVhd

PV=nRT=—所以m=­=2.6X107X0.03X0.032/8.314X293

MRE

=10.25Kg

10.在273KE1寸，将同一初压的4.0dm3N2和l.Odn/02压缩到一个容积为2dm3的真空容器

中,混合气体的总压为3.26XIO,pa,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。

解

1)由于N2和H2始终在同一压力下气体体积比为4:1,故气体的物质的量比为4:1

所以混合气体中至=3.26xl05x0.8=2.608x10^3

又氏埒=加，加2

所以耳=2.608x105x2xlQ-3/4xl0-3

=1.304xl0jPa

即2和6的初压为1.304x1(15pa

2)由题解⑴知&2=2.608xl03Pa

%2=3.26x105x0,2=6.52xl04Pa

3)a=孙1小?

所以=iRT=2.608x105x2xl0-3/8.314x273

=0.23mol

咒o

同理：=0.057mol

11.273K时测得一氯甲烷在7［同压强下的密度如下表：

P/1051.0130.6750.5070.3380.253

2.30741.52631.14010.757130.56660

p/g•dm-

用作图外推法（p对夕/p）得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量。

解

可得出一氯甲烷的相对分子质量是50.495

12.(1)用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律;

(2)用表示摩尔分数，证明xi=上匚

%

(3)证明尻=箸

证明：(1)PV=nRT

当p和T一定时，气体的V和n成正比

可以表示为V8n

(2)在压强一定的条件下，V£、=V|+V2+V3+・

根据分体积的定义，应有关系式

P.sVFnRT

混合气体的状态方程可写成P,sV(j=nRT

Vini

v^-7

又竺=xi所以xi=匕-

MB

(3)—=

又pV=；N()m(亚^尸

3pV3RT

NO7?2M

所以病=迎

v2M

13.己知乙醛的蒸汽热为25900J•mol-1,它在293K的饱和蒸汽压为7.58X10%,试求在

308K时的饱和蒸汽压。

解

由克劳修斯-克拉贝龙方程知：

I/一AHLb

S^~2,303X8.314年N

设308K时饱和蒸汽压为外，则有

P,

lg—-25900X(1/308-1/293)/(2.303x8,314)

代入数据计售得旦=L272xlO，Pa

14.水的气化热为40kJ•mol-1,,求298K时水的饱和蒸汽压。

解

由克劳修斯.克拉贝龙方程：

10132540000,1

所以：1g噎）

舄2.303X8.314298

巴=3945Pa

15.如图所示是NaCl的一个晶胞，属于这个晶胞的C1-（用。表示）和Na+（用。表示）

各多少个？

解

在一个晶胞中

n（Cl->l/8x8+l/2x6=4

ntNa^lx1+1/4x12=4

第三章晶体结构

3-1给出金刚石晶胞中各原子的坐标。

1、解:0,0,0;1/4,1/4,1/4;3/4,1/4,3/4;3/4,3/4,1/4;1/4,3/4,3/4

或0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4,3/4,1/4；1/4,1/4,3/4；3/4,3/4,3/4。

3-2给出黄铜矿晶胞（图3-48）中各种原子（离子）的坐标。

2、解：Cu0,0,0;1/2,1/2,1/2;0,1/2,1/4;1/2,0,3/4。

Fe1/2,1/2,0;1/2,0,1/4;0,0,1/2;0,1/2,3/4.

S3/4,1/4,1/8;1/4,3/4,1/8;1/4,1/4,3/8;3/4,3/4,3/8;3/4,1/4,5/8;

1/4,3/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,1/4,7/8;3/4,3/4,7/8。

3-3亚硝酸钠和红金石（Ti02）哪个是体心晶胞（图3-49）?为什么？

3,解：亚硝酸钠是体心晶胞，金红石是素晶胞。

3-4黄铜矿晶胞（图3-48）是不是体心晶胞？

4,解：是体心晶胞。考虑方法如：体心铜原子与顶角铜原子周围的氧原子的方向相同，

而且氧原子上（例如体心铜原子左下前的氧原子与右上前顶角铜原子对比）连接的铁原子

的方向也相同（注意：顶角原子是完全等同的，因此，体心原子可与任一顶角原子对比）。

3-5白鸽矿晶体（图3-50）是素晶胞还是体心晶胞？说明理由。

5,解：是体心晶胞。

3-6碳酸氢钠晶胞的投影如图3-51所示，请问：平均每个晶胞含有几个相当于化学式NaHCOs

的原子集合（代号：Z）?

6、解：平均每个晶胞含有4个相当于化学式NaHC03的原子集合。

3-7推算典型离子晶体的各种堆积-填隙模型的堆枳球和填隙球的半径比。

7、解：见表3-7。

3-8在闪锌矿和萤石的四血体配位多面体模型中除存在四面体外还存在什么多面体？在后

者的中心是否有原子？

8、解：八面体。没有原子。

3-9图3-52由黑白两色甲壳虫构成。如果黑白两色没有区别，每个点阵点代表儿个甲壳虫？

如果黑白两色有区别，一个点阵点代表几个甲壳虫？前者得到什么布拉维点阵型式，后者又

得到什么布拉维点阵型式？

9,解：前者1个甲壳虫1个点阵点，二维菱形单位；后者2个甲壳虫1个点阵点，二维

面心立方。

3-10图3-53是一种分子晶体的二维结构，问：每个点阵点所代表的结构基元由几个分子组

成？图中给出的点阵单位（每个平均）含几个点阵点？含几个分子？

10,解：每个点阵点代表6个分子。点阵单位含1个点阵点，6个分子。

3-11晶体学中的点阵单位并非只有布拉维单位一种，例如有一个叫Volonoi的人给出了另

一种点阵单位，获得这种点阵单位的方法是：以一个点阵点为原点向它周围所有相邻的点作

一连线，通过每一连线的中点作一个垂直于该连线的面，这些面相交得到一个封闭的多面体,

就是Volonoi点阵单位。请通过操作给出下列三维布拉维点阵单位的相应Volonoi点阵

单位：（1）立方素单位；（2）立方体心单位。

11、解：一种具体的晶体究竟属于哪一种布拉维点阵型式，是由它的微观对称性决定的，晶

体学家把这样确定的点阵型式称为晶体的正当点阵型式，然而，•个晶体结构的测定步骤是

倒过来的，首先是确定晶体的点阵型式，然后再确定它的阵点的（化学和几何）内容。

372你想知道能带理论如何解释固体的颜色吗？例如：为什么金、银、铜、铁、锡的颜

色各不相同？为什么愚人金有金的光泽？为什么ZnS（闪锌矿）呈白色、HgS（朱砂）呈

红色而PbS（方铅矿）呈黑色？天然的金刚石为什么有蓝、红、黄、绿色而并非全呈无色？

请阅读：拿骚.颜色的物理和化学.科学出版社，1991,168〜182（注：“费密能”的定义在

166页上）。请通过阅读测试一下自己的知识和能力，以调整自己的学习方法预定目标与学

习计划安排。最好阅读后写一篇小文（主题任选）。

12、解：金属键的另一种理论是能带理论。能带理论是分子轨道理论的扩展，要点有：

（1）能带中的分子轨道在能量上是连续的。

（2）按能带填充电子的情况不同，可把能带分为满带、空带和导带三类。

（3）能带和能带之间存在能量的间隙，简称带隙，又称禁带宽度。

（4）能带理论能够对金属导电进行解释。

（5）能带理论是一种既能解释导体，又能解释半导体和绝缘体性质的理论。

（6）由此可见，按照能带理论，带隙的大小对固体物质的性质至关重要。

3-13二层、三层为一周期的金属原子二维密置层的三维垛积模型只是最简单的当然也就是

最基本的金属堆积模型。利用以卜符号体系可以判断四层、五层为一周期的密置层垛积模型

是二层垛积和三层垛积的混合：当指定层上下层的符号(A、B、C)相同时，该指定层用h表

示，当指定层上下层的符号不相同时，该指定层用c表示。用此符号体系考察二层垛积，

得到…hhhhhh…，可称为垛积，用以考察三层垛积时，得到…cccccc…，可称为c堆积。

请问：四层、五层为一周期的垛积属于什么垛积型？为什么说它们是二层垛积和三层垛积的

混合？(注：h是六方----hexagonal------的第一个字母；c是立方----cubic------的第

一个字母。)

13.解：四面垛积是…hchchch…，即he垛积型，说明六方垛积和立方垛积各占50%；五

层垛积是…hhccchhccchhccc…，即hhccc垛积型，说明六方垛积和立方垛积分别占2/5和

3/5o

3T4温度足够高时，某些合金晶体中的不同原子将变的不可区分，CU3AU晶体中各原子坐

标上铜原子和金原子可以随机地出现。问：此时，该合金晶胞是什么晶胞？

14,解：面心立方晶胞。

3-15温度升得足够高时，会使某些分子晶体中原有一定取向的分子或者分子中的某些基团

发生自由旋转。假设干冰晶体中的二氧化碳分子能够无限制地以碳原子为中心自由旋转，问：

原先的素立方晶胞将转化为什么晶胞？

15,解：面心立方晶胞。

3-16试在金属密堆积的面心立方晶胞的透视图上画出一个二维密堆积层，数一数，在该密

堆积层上每个原子周围有几个原子，在该原子的上下层又分别有几个原子？(参考3-54)

16.解：6；3„参考图解如图3-53。

3-17找•找，在六方最密堆积的晶胞里，四面体空隙和八面体空隙在哪里？已知纤维锌矿

(ZnS)的堆积填隙模型为硫离子作六方最密堆积，锌离子作四面体填隙，请根据以上信息

画出其晶胞。

17,解：见：周公度.结构和物性.高等教育出版社，1993,274〜293

2

3-18有一种典型离子晶体结构叫做Re03型，立方晶胞，Re"的坐标为0,0,0；0的

坐标为0,1/2,0；1/2,0,0；0,0,1/2。请问：这种晶体结构中，钱的配位数为多少？

氧离子构成什么多面体？如何连接？

18.解：Re的配位数为6；八面体；全部以顶角相连。

3-19实验测得金属钛为六方最密堆积结构，晶胞参数为a=295.0,c=468.6pm,试求钛的原

子半径和密度。

19、解：晶胞体积：V=abcsinl200=295.0X295.0X468.6X0.866X10-24=3.53X1016

密度：P=47.867X2/6.02X1023X3.53X10'=4.5g/cm3

3-20实验测得金属销的原子半径为138.7pm,密度为21.dSg/cnf1,试问：假设伯取面心

立方最密堆积晶体结构，将从X衍射图谱算出的晶胞参数多大？

20,解:事实为a=392.3pm。

3-21金属密堆积结构晶体学测定的实验数据是测定阿伏加德罗数的重要实验方法，试给出

计算方程。

21、解:体心立方堆积空间占有率=(2X4/3Ji/)/a3=68.02%

简单立方堆积空间占有率=[4/3Ji(a/2)3]/a=/6X100%=52.36%

球的空间占有率=[2X4/3JI(a/2)3]/a2X1.633aXsinl20°=74.05%

3-22Shannon给出的6配位Na'的有效半径为102Pm,假设NaH取NaCl结构型，H离子

互切，Na,与H也正好互切，求£的6配位半径。

22、解：142pm。

3-23假设复合金属氟化物F3取钙钛矿结构，而且氟离子正好互切，己知氟离子的

半径为133pm,问：填入空隙的M和分别不超过多少pm,才能维持氟离子的相切

关系？将在X衍射图谱中得到多大晶胞参数的立体晶胞？某研究工作实际得到CsEuFs晶胞

参数为477pm,该实验数据意味着什么结构特征？

23、解：a=2r(F-)+2r(M");a"2=2r(F)+2r(M')=4r(F)(为维持氟离子相切，与氟离子混合

进行面心立方最密堆积的M'半径不能超过F半径)：

故：a=376pm;r(M1')<55.Opm;r(M1)<133pm1,实际得到的晶胞参数远大于氟离子，该晶体结构

型中氟离子并不相切，可以适当远离仍不破坏结构。

3-24根据表3-4的数据判断，若氧化镁晶体取氧原子面心立方堆积，镁离子将填入氧离子

堆积形成的什么空隙中去？所得晶胞是素晶胞还是复晶胞？氧离子核间距因镁离子填隙将

扩大多少？预计该晶体的晶胞参数多大？

24、解：将填入氧离子堆积形成的六方最密堆积中，复晶胞，r=&/(Z-o),r为离子半径，

G,取决于主量子数n的参数，Z为核电荷，。叫屏蔽常数，Z-。为有效核电荷。

3-25根据卤化铜的半径数据，卤化铜应取NaCl晶体构型，而事实上却取ZnS型，这表明

卤离子与铜离子之间的化学键有什么特色？为什么？

25、解：预计卤化铜取NaCl结构的前提是其中的化学键是100%的离子键，即只考虑几何制

约关系，事实上卤化铜取ZnS型，配位数下降，表明卤离子与铜离子之间的化学键有明显的

共价键成分，换言之，键型是除几何因素外另一个离子晶体结构制约因素。

3-26据最新报道二氧化碳在40GPa的高压下也能形成类似二氧化硅的原子晶体

(Science,1999,283；1510),牖3-4节给出的干冰晶胞图如何理解二氧化碳晶体结构

转化的压力条件？

26,解：从图上可见，在高压下相邻分子的氧原子与碳原子将接近到可以成键，于是就将使

二氧化碳分子的双键打开。放马后炮，二氧化碳在高压下出现原子晶体是很符合逻辑的，可

惜在这则报道前并没有很多人想去尝试。这说明，并非知识越多创造性越高。

3-27图3-38中用虚线画的晶胞是方解石的正当晶胞，试考察，该晶胞里有几个碳酸根离子,

几个钙离子？求一个晶胞的内容物相当于化学式的倍数(Z=?

27、解：Z=2„

2

3-28已知电石(CaCz)的晶体结构是NaCl晶体结构的相关型，而且C2"离子的取向是一

致的，晶胞的剖面图如图3-55,试问：电石晶胞是14种布拉维晶胞中的哪一种？画出其晶

胞图并作出说明。已知NaCN也是NaCl结构相关型，请问：其中的原子排列将出现什么

新问题？

28,解：电石是体心四方晶胞。c轴与C2?长轴方向一致(图略)。对NaCN,将出现CN离子

的长轴取向(或者说头尾)是否一致的新问题。

3-29金刚石晶体中的碳原子为什么为什么不是最密堆积？

29.解：金刚石是原子晶体，其结构的主要制约因素是共价键的方向性和饱和性，因金刚石

中的碳原子取sp，杂化轨道，故具有四面体配位结构。

3-30晶体结构中的“化学单元”与“结构基元”两个概念是否同一？举例说明它们的异同。

在过去的教科书里常有“晶格结点”一词，你认为它是不是指晶体结构中的“结构单元”？

为什么？

30.解:：“晶格接点”不是晶体学术语，没有确切的意义。它经常不是指晶体微观空间中的

结构基元，例如常见到在书上说，干冰的结构结点是CO?分子，但干冰的结构结点是4个CO?

分子的集合，不是一个分子。又例如，常见到书上说，NaCl晶体的晶格结点是单独的Na-

和Cl,它们(晶格结点)之间的作用力是离子键。但晶体的结构基元是一对(Na+CD离

子，结构基元内就有离子键。所以，最好放弃“晶格结点”这样一个不确切的概念。

3-31学了本章后再阅读《高中物理》(第三册)中的点阵概念，你认为应对它作什么修改？

31,解：点阵是结构基元的抽象，抽象后原子就隐去不见了，说将原子核连接起来得到点阵

网络或格子容易造成误解。

3-32有人说，晶体中的晶格网络骨架就是化学键骨架，你同意这种说法吗？

32.解：不同意这种说法。例如NaCl的网络确实是离子键，但例如金刚石的共价键没有一

根在面心立方格子上。

3-33有人说，点阵不必一定与网络或格子相联系，这种说法对吗？为什么？

33、解：这种说法是对的，因为点阵是结构基元的抽象，将每个结构基元抽象成一个点，只

要点在结构基元里同一个位置上即可，并不一定要划格子或网络。再说，没有格子或网络也

不影响考虑点阵的对称性。

3-34你认为晶胞概念和点阵单位概念有何异同？

34、解：晶体是由无数肉眼看不见的，形状、大小、取向相同的微小几何体堆积而成的，

这种观念发展成晶胞的概念。把二维点阵的所有点阵用平行的直线连接起来，可以把点阵分

割成许许多多无隙并置的平行四边形构成的格子或者网络，得到的格子的每个平行四边形

平均只含一个点阵，称为点阵单位。

3-35试研究：单斜晶系当b角不等于90°时，不应有B底心晶胞，因为它可以转化为素

单斜晶胞。

3-36课文里谈到，金刚烷熔点很高，文献又报道，金刚烷在常温常压下是种易挥发的固

体。请问：这两个事实是否矛盾？为什么？

36,解：不矛盾。金刚烷为非极性分子，分子间力不大，熔点高是因球型而致紧密堆积，分

子几乎相切，空隙很小。发挥性高则是固体表面分子因分子间力小容易脱离固体而逃逸。

3-37到网站http://un2sg4.unige.ch/athena/mineral去下载儿种你熟悉的矿物的晶体

照片。

3-38登录网站http:〃jcrystal.com/steffenweber/gallery/structureTypes/stl.html

观察本章曾讨论过的一些晶体的晶胞图。

3-39登录网站http:〃www.jcrystal.com/samplegallery/artroeite.html

观察旋转的单晶图，点击图下的标号晶体可看到更多晶体外形。

第4章酸碱平衡

4-1以下哪些物种是酸碱质子理论的酸，哪些是碱，哪些具有酸碱两性？请分别写出它们的

共辗碱和酸。

22-2

SO?',S,H2P0i,NH3,HSO,,[Al(H20)50H],C03,NH；,H2S,H20,OH,H：O,HS,HPO-

酸碱质子理论认为凡能给出质子(H+)的物质都是酸，凡能接受质子的物质都是碱.

++

故酰NH4H2sH3O

喊：SO/aNH3CO/OH-

两性：H2PoiHSO4-(AKH2O)JOH)aH20HSHP。/

4-1为什么pH=7并不总是表明水溶液是中性的。

1、HQU)OH+(做)+OH-(aq)

JG：=A/7：(H+4)+A,G：(。犷，闻-

△,G：=-&TlnK9=及’=exp(—^5-)

K。是一个与T有关的值。

在常温298.15k下，及°=1.00X10-MpH=1

水的温度升高，水的离子积械的数值将噌大.

4-2本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如c(HAc)、c(NH/),另一种如［HAc］,

［NH；］等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如

c(HAc),c(NH；)等代替诸如［HAc］,［NH门等?有的书上没有诸如c(HAc)、c(NH?)这样的浓

度符号，遇到浓度时一律用诸如［HAc］、［NH门等来表示，这样做有可能出现什么混乱？

2、什表小的是粒子在溶液中的浓度，

CH1C，CNH

而(HAc)(W)表示的是粒子在平衡时的浓度.

4-3苯甲酸(可用弱酸的通式HA表示，相对分子质量122)的酸常数K.=6.4X105,试

求：

(1)中和1.22g苯甲酸需用0.4mol•L1的NaOH溶液多少毫升?

(2)求其共辄碱的碱常数L。

(3)已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06g-L1,求饱和溶液的pHo

3、HA+NaOH=NaOH+H2O

(1)0.010.01h1反应

(2)KaKb=Kw

0.01

-5Y=0025L=4=1.56X10T°

⑶HA^>H++A-

0.0169-XXX

---------=Ka=6.4x104

0.0169-X

X=0.001mol/LpH=3

4-5计算下列各种溶液的pH：

(1)10mL5.OX103mol•L'的NaOH»

(2)10mL0.40mol•L'HC1与10mL0.10mol•L1NaOH的混合溶液。

11

(3)10mL0.2mol•LNH3•HzO与10mL0.1mol-LHC1的混合溶液。

(4)10mL0.2mol-L1HAc与10mL0.2mol•L1NH,C1的混合溶液。

Q)a=5.0xlQ-W/ZpH=1170

⑵HCl+NaOH=NaCl+H2O

0.02X0.20.05X0.02

吗H/Z

0.02pH=—0.82

NH?+HCl=NH4cl

⑶

t=O0,10.05

t=000.050.05

pH=pKa+\g^-=9.26

%

(4)HAc=H++Ac-NH；+凡2。=g3H2。+耳+

0.1-xx+yx0.1-yyx+y

s+y)j检(x+y)/_Kyv

0.1-x0.1--一百

=x=1y=0.003pH=2.23

4-6把下列溶液的pH换算成[H1]：

(1)牛奶的PH=6.5

(2)柠檬汁的PH=2.3

(3)葡萄酒的PH=3.3

(4)啤酒的PH=4.5

6、PH=-1g[^+]

(l)[H+]=3.16X10-7(2)[H+]=0.005

(3)[H+]=5.0X104(4)[H+]=3.16X1O-5

4-7把下列溶液的口门换算pH：

(1)某人胃液的H]=4.OX102mol-L'»

(2)人体血液的H]=4.0X10-8mol«L''.

(3)食醋的[H']=1.26X103mol-L1o

(4)番茄汁的[H*]=3.2X10'mol•L-1。

7、M/=-lg["+]

⑴pH=1.40(2).pH=7.40

(3).pH=2.90(4)pH=3.49

4-825c标准压力下的CO2气体在水中的溶解度为0.034mol-L1,求溶液的pH和

[CO广]。

8、/cq=H++HC<v

0.034xx

0。弘=Manx=1.23*10-4M。〃七

pH=3,91

HCO；=H++C$

必J

4-9将15gP2O5溶于热水，稀释至750mL,设PQ全部转化为HsPO,,计算溶液的

HIIHPOJIHPO门和［P0门。

15-x2

9、=i4t94_=o,282wo//Z

幻40.75

名?Q=H++H2PO；

fll［名产OJ0,282

=>x=0.04478

=H++HPO*

反心=田」附0：］=［心。：］=623x1

田2产。；］

HPO^=H++POl~

.=生喀="*=4'产

［HPOf-］6.23x10^

=>x=6,29x10~19molIL

4-10某弱酸HA,0.015mol-L'时电离度为0.80%,浓度为0.10mol-L'时电离度多大？

1口、HA=父+A-

t=00,015

t=000.015x0.9920.015x0.008

0.015x0.008

4_田+][力-]_(0.015x0,008)2

[HA\=0.015x0,992

C^=QAOmoHL(O.lx)2

0.1

=>x=0.31%

4-11计算0.100mol•L1Na2cO3溶液的PH和CO；,"以及HCO；碱式电离的电离度。

“、COl~+H2O=HCO^+OH~

t=00.1

t=80.1-XXX

IO-14

[HC^OH2]_Kw=1.786x10^

一[COl-]一K必56x10-11

=x=0.004pH=11.62

0.1-x

国吧x100%=4%

0.1

HCQ三+HQ=+OH~

_IO_14

=2.38x10*=

=亚=4.2x10"0.004-x

=>x=9.75x10^

CO：的电离度

"及浑乂］。喝=。.224%

4-12某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH滴定，当用去3.26mLNaOH时，混合溶液

的pH=4.00,当用去18.30mLNaOH时，混合溶液的pH=5.00,求该弱酸的电离常数。

12、溶液中RA天证pH=pR-]g塞

CSL

x-3.26

4.00=pKa-\g

3.26=>x=31.43mL

x-18.30

5.00=pKa-lg

18.30

代入1式任何一式，得Pg5,02检=9.54x10”

4-13缓冲溶液HAc-Ac的总浓度为1.0mol•L-1,当溶液的pH为：(1)4.0；(2)5.0时,

HAc和Ac的浓度分别多大？

13、pH=pKa-\gc-酸^

Crm

pKa皿=4.757

(1)m=4。

lg彘=2-4=0.757

岁=5715■(^=0,85

■+速=1.0005k=0.15

pH=5.0

(2)1g=4.757-5.0=-0,243

C盐

同理＜.倭=0.364mol/L

温=0.636mol/L

1

4-14欲配制PH=5.0的缓冲溶液,需称取多少克NaAc«3H20固体溶解在300mL0.5mol•L-

的HAc溶液中？

覆

14、pH=pKa-\g-^

dn.

=>x=0.875

5.00=4.757-lg—

0.875x0.3x136.tf§=35.70g

4-15某含杂质的一元碱样品0.5000g(已知该碱的分子量为59.1),用0.1000molC1HC1

滴定，需用75.00mL；在滴定过程中，加入49.00mL酸时，溶液的PH为10.65。求该

碱的电离常数和样品的纯度。

15、依据公式

POH=衣处-1g噂

cSn.

75-49

14T0.65=pKi>-lg独

0Kb=8.42x10M

476将NazCOs和NaHCOs混合物30g配成IL溶液，测得溶液的PH=10.62,计算溶液

含Na2c0：,和NaHCd各多少克。

16、pH=pKa-lg^

10.62=10.25-lg-x=0.091

'y

84x+106・==30了=021

即NaHCO3=T64g

而2c°3=22.36g

4-17将5.7gNa2cO3•10H20溶解于水配成100ml纯碱溶液，求溶液中碳酸根离子的平衡浓

度和PH。

17、5.7幽恪UGO共力^M小加。/

286.14

C帆股=0.2moiIL

C*+H2O=OH'+HCO^

0.2-x

xx

/nx=0.006

——=1.786x10^

0.2-x

[COl-]=0.194/KOZ/Z[OH~]=0.0067KO//Z

pH=11.77

4-18在0.10mol•L'1Na3P0」溶液中，[PO门和PH多大?

,oHQ+POl~O0/7-+HPO^

18s

0.1

x210-14

=0.023

0.1-x44x10-13

=x=0.084pH=12.93

4-19计算10mL浓度为0.30mol-L1的HAc和20mL浓度为0.15mol-L1HCN混合得

到的溶液中的[H*]、[Ac][CN]。

HAcOAc~HCN=H，CN-

19、

0.1x+yx+y

0.1

经也1.8x10-5'”亚=6.2x10-1。*

0.10.1

腔eeR『M,

△=^AgprOJAg~9牝牛，至OO.=1nKR

解得嫉2Q-/恕&q=0.6531/

4-20今有3种酸CICHzCOOH.HCOOH和(CfQzAsO2H，它们的电离常数分别为1.40X10、

1.77X10"和6.40X10’,试问：

(1)配制PH=3.50的缓冲溶液选用哪种酸最好？

(2)需要多少毫升浓度为4.0mol•L"的酸和多少克NaOH才能配成1L共腕酸碱对的总

浓度为1.0mol•L1的缓冲溶液。

20、配制PH=3.50的缓冲溶液应选用HCOOH;需要0.16L4.0mol•L的酸和14gNaOH

4-21计算下列反应的平衡常数，并指出其中哪些是酸或碱的电离反应。c

2

(1)HCO3+0H=C03'+H20

(2)HCO3+HO=H2C03+H20

2

(3)CO3+2H30*=H2CO3+2H2O

(4)HPO/+H20=HO+PO/'

(5)HPO『+H2O=H2Poi+OH

(6)HAc+CO,2-=HCOa+Ac

(7)HSO3+OH=S(V~+H20

2

(8)H2SO3+S0：t-t2HS0；s

[HCOqAc-]_

[^c][COl-]与2，畛

^-a2HiSO1

O)K=

吃0打［0月-］Kw

侬QT降

⑻K=

卫€。3咚若］一4

4-22分别计算下列混合溶液的PH：

11

(1)50.0mL0.200mol•LNH4C1和50.0mL0.200mol-LNaOH«

(2)50.0mL0.200mol•L1NH<C1和25.0mL0.200mol-L1NaOH。

(3)25.0mL0.200mol•L'NH.,C1和50.0mL0.200mol-L1NaOH。

11

(4)20.0mL1.00mol•LH2C2O4和30.0mL1.00mol•LNaOH。

22、(1)NH；+OH-=•H2O

0.10.10.1

完全反应

生成O.lmol/LNH3H2O

[OH-]=依Co=71.8XW5X0.1=0.00134加插/£

=11.13

(2)NH；+OH-=NH3HQ

t=00,1330.067

t=80.0670.067

c酸

pH=pKa-\g^=9.26

c盐

⑶NH；+OH-=NH3H2O

t=00,0670.133

t=80.0670.067

pH=12.33

2H2c2O4+3泌OH=Naga+H2O^NaHC2O4

(4)

t=00,40.6

t=80.10.10.1

pH=pKa-\g^=421

Crm

4-23在烧杯中盛有0.2mol•L”20mL乳酸(分子式HC3H5O3,常用符号HLac表示，酸常

数为Ka=1.4X10'),向该烧杯逐步加入0.20mol•LNaOH溶液，试计算：

(1)未加NaOH溶液前溶液的PH。

(2)加入10.0mlNaOH后溶液的PH。

(3)加入20.0mlNaOH后溶液的PH。

(4)加入30.0mlNaOH后溶液的PH。

HLacNaOH=NaLac+H2O

23、

=4Ka~Co=7o.2x1.4x10",=0.0053

pH=2.23

(2)t=00.1330.067

t—o0.0670.067

c酸

=奇=3.85

（3）刚好完全反应

*=傍4募1…

pH=8.43

⑷HLac4-NaOH=NaLac+H2O

_0.2x(30—20)..

[rOH=----------------=Q.Q4mol(L

50

^/f=12,60

第五章

I.说出BaH2,SiH4,NH3,ASH3,PdH0.9和HI的名称和分类？室温下各呈何种状态？哪

种氢化物是电的良导体？

答

BaH2SiH4NH3AsH3PdH09HI

氨化领甲硅烷氨肿把氢合金

氢化物分离子型氧化物：BaH2

金属型氨化物：PdHop

分子型氢化物：SiH”NHm，AsHw>HI

2.如何利用路易斯结构和价层电子对互斥理论判断HzSe,P2H4,H.Q+的结构？

答

+

H2Se折线型P2H4三角锥H3O三角椎

3.写出工业制氢的三个主要化学方程式和实验室中制备氢气最简便的方法？

答

工业伟愎：

水煤

C+%O(g)=%(g)+8(g)

烷的兑氢

5%也)—CH2=CH2+H2

两性金属与晞衩反应

Si+2NaOH+HQ—Ng&Q+2HAT

实验室制备：z照+"2sq-Z%SQ+/T

4.He在宇宙中丰度居第二位，为什么在大气中He含量却很低？

答

在太空，由于光的照射，很可能有一系列的核聚变或者核裂变发生，此时很可能就屋

生成.而在大气中，由于温度、压力、光照等一系列条件的缺乏，反应无法发生.因此，在

宇宙中，淡的含量很多，而在大气中，徭含孰很低.

5.哪种稀有气体可用作低温制冷剂？哪种稀有气体离子势低，可做放电光源需要的安全

气？哪种稀有气体最便宜？

答

低温制冷剂：液He

离子势低：Xe

最便宜：He

6.何为盐型氢化物？什么样的元素能形成盐型氢化物？怎样证明盐型氢化物内存在H-负

离子？

答

盐型氢化物就是离子型氨化物，是氢同电负性较小的减金属和诚士金属直接化合时，倾向

于获得一个电子，形成H•离子，这种性质类似于卤素。

离子型氢化物与水发生强烈反应，放出氢气.

NaH+HQ=凡+NaOH

+

H~+H=H2

7.为什么合成金属氢化物时总是要用干法？38kg的氢化铝同水作用可以产生多少dm3的

氢气(298K,1.03X105Pa)?

解

因为金属型氢化物同样m弹容易水解，且反应剧烈.

AlH-i+3Hq=Al(pH)3+3HA

pV=nRTn-'14x298=93xlid滋3

'101.3

8.怎样纯化由锌同酸反应所制得的氢气？写出反应方程式。

答LaNi5+3H2==LaNi5H6

压强在(2-3)X105Pa,温度是温热。

9.试用反应方程式表示氤的氟化物XeF6和氧化物XeO3的合成方法和条件？

答

%(g)+3%(g)$也皿底(g)

流的氟化物水解便可得到氧化物.

滤稣+2Hq=XeO3+6HF

10.写出XeO-3在酸性介质中被1一离子还原得到Xe的反应方程式。

答

加Q+677++”-=3G+2fe+37/2。

11.巴特列脱用Xe气和PtF6作用，制得Xe的第一种化合物.在某次实验中,PtF6的起始压力

为9.1XlO^Pa,加入Xe直至压力为1.98X10-3Pa,反应后剩余Xe的压力为

1.68X10Tpa,计算产物的化学式。

解

19.8X10-3-l.68X10"'-9.IXIO"^9.1X10'"

两个反应物的压力相等，即反财安1：1进行，生成的产物却同网线］

12.XeC)3水溶液与Ba(OH)2溶液作用生成一种白色固体。此白色固体中各成分的质量分数

分别为：71.75%的BaO,20.60%的Xe和7.05%的O。求此化合物的化学式。

71.75%20.6%7.05%

解-------：-----------：----------==3：1：3

15313116

BaO：Xe：O==3：1：3

此化合物的化学式是Ba3XeO4»

13.比较VB法和MO法对•XeF2分子结构的