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习题参考答案第一章溶液和胶体1求 0.10kgNaOH、0.10kg(2Ca2+)、0.10kg(1Na2CO3)的物质的量。2解：M（NaOH）=40g/molM（2Ca2+）=80g/molM（1Na2CO3）=53g/mol2则各物质物质的量分别为n(NaOH)2+m(NaOH)0.101000 2.50molM(NaOH)40m(2Ca2+)0.101000n(2Ca)1.25mol2+M(2Ca)801m(Na2CO3)10.1010002n(Na2CO3)1.89mol1253M(Na2CO3)212溶液中KI 与 KMnO4反应，假如最终有0.508gI2析出，以(KI+KMnO4)为基本单5元，所消耗的反应物的物质的量是多少？解：题中的反应方程式为10KI+2KMnO4+8H2SO4=5I2+2MnSO4+6K2SO4+8H2O将上述反应方程式按题意变换为141134KMnO4+H2SO4=I2+MnSO4+K2SO4+H2O55255511molmol210.508n（KI+KMnO4）molmol5254KI+则所消耗的反应物的物质的量为n（KI+10.508KMnO4）=2=0.004（mol）52541CaCl2)、c(CaCl2)23 将 5.0g CaCl2溶于水，配制成 500ml 溶液，试求该溶液的(CaCl2)、(和 c(1CaCl2)。2解：M（CaCl2）=111g/molM（1CaCl2）=55.5 g/mol21m(CaCl2)5.010.0g/LV0.51m(CaCl2)15.0(CaCl2)210.0g/L2V0.5(CaCl2)c(CaCl2)(CaCl2)M(CaCl2)10.0 0.09mol/L1111110.02c(CaCl2)0.18mol/L12M(CaCl2)55.52(CaCl2)4静脉注射用KCl 溶液的极限质量浓度为2.7g/L，如果在 250 ml 葡萄糖溶液中加入 1安瓿(10 ml)100 g/LKCl溶液，所得混合溶液中 KCl 的质量浓度是否超过了极限值?解：混合溶液中 KCl 的质量浓度(KCl)m(KCl)1000.010 3.85g/LV0.2500.010所得混合溶液中 KCl 的质量浓度超过了极限值。5某患者需补充 Na+0.050mol，应补充 NaCl 的质量是多少？若用生理盐水补充(NaCl)=9.0g/L，需生理盐水的体积是多少？解：应补充 NaCl 的质量m(NaCl)=n(NaCl)M(NaCl)=0.05058.5=2.925（g）需生理盐水的体积V(生理盐水)m(NaCl)0.05058.5 0.325L 325ml(NaCl)9.06已知冰醋酸的密度为 1.05kg/L，质量分数为 91，试求该溶液的 c(HAc)、b(HAc)和 x(HAc)。解：M(HAc)=60 g/mol冰醋酸的 c(HAc)、b(HAc)和 x(HAc)分别为(1.051000)0.9116(mol/L)6091/60b(HAc)168.5mol/kg9/100091/60 x(HAc)0.752(91/60)(9/18)c(HAc)7什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关系？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2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，可以根据下列公式进行换算pTbTf bBKKbKfRT8293K 时水的饱和蒸气压为 2.338kPa，将18g 葡萄糖(C6H12O6)溶于 100g 水中，求此葡萄糖溶液的蒸气压。解：M(C6H12O6)=180 g/mol葡萄糖溶液中水的摩尔分数为x(H2O)则葡萄糖溶液的蒸气压为100/18 0.98218/180100/18p=p0 x(H2O)=2.3380.982=2.30(kPa)9实验测得赖氨酸中(C)=49.29%、(N)=19.16%、(H)=9.59%、(O)=21.89%。将 3.0g赖氨酸溶于 120g 联苯中，测得溶液的凝固点降低值为1.37K，试求赖氨酸的相对分子质量和分子式。（已知联苯的 K f=8.0Kkg/mol）解：赖氨酸的摩尔质量为M赖氨酸 Kfm赖氨酸Tfm联苯8.03.0146g/mol1.370.120即赖氨酸的相对分子质量为146。一个赖氨酸分子中所含碳原子、氮原子、氢原子和氧原子的数目分别为1460.4929 6121460.1916NN 2141460.0959NH1411460.2189NO 216NC因此赖氨酸的分子式为C6H14N2O2。10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：K f（H2O）=1.86 Kkg/mol3由于TfKfRT0.561.868.314310解得=776（kPa）即 310 K 时人体血液的渗透压为776kPa。11排出下列溶液在 310 K 时，渗透压力由大到小的顺序。（1）c(C6H12O6)=0.20 mol/L（2）c(NaCl)=0.20 mol/L（3）c(Na2CO3)=0.20 mol/L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cos(C6H12O6)=c(C6H12O6)=0.20(mol/L)cos(NaCl)=2c(NaCl)=20.20=0.40(mol/L)cos(Na2CO3)=3c(Na2CO3)=30.20=0.60(mol/L)所以溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)(2)(1)。12生理盐水、50g/L 的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5g/L 的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液和 18.7g/L 的乳酸钠(NaC3H5O3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现将上述溶液，按下列体积配方配成三种混合液：11(50 g/L C6H12O6)+(生理盐水)2212（2）(18.7 g/L NaC3H5O3)+(生理盐水)3312（3）(12.5 g/L NaHCO3)+(生理盐水)33（1）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）11(50 g/L C6H12O6)+(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为2215019.0cos2 0.293mol/L 293mmol/L2180258.512(18.7 g/L NaC3H5O3)+(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为33所以该混合溶液为等渗溶液。（2）4118.729.0cos22 0.316mol/L 316mmol/L3112358.5所以该混合溶液为等渗溶液。（3）12(12.5g/LNaHCO3)+(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为33112.529.0cos22 0.304molL-1 304mmol/L384358.5所以该混合溶液为等渗溶液。13假设某一动物细胞内液的渗透浓度为220 mmol/L，若将该动物细胞分别置于质量浓度为 12.5 g/L、9.25 g/L、5.0 g/L 的 NaHCO3溶液中，试问该动物细胞将各呈什么形态？解：各 NaHCO3溶液的渗透浓度分别为12.51000 298mmol/L849.25cos2NaHCO3 21000 220mmol/L845.0cos3NaHCO3 21000119mmol/L84cos1NaHCO3 2与题目所给动物细胞内液比较，12.5 g/L、9.25 g/L、5.0 g/L 的 NaHCO3溶液分别为高渗溶液、等渗溶液和低渗溶液，因此，该动物细胞在其中呈现的形态分别为皱缩、正常和膨胀。14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，试问该胰岛素的相对分子质量为多少？解：M胰岛素m1.01RT 8.314298 5.77103g/mol V4.340.1所以胰岛素的相对分子质量为5.77103。15将 KBr 溶液和 AgNO3溶液混合以制备 AgBr 溶胶，假设让 KBr 溶液过量，或者让AgNO3溶液过量，试写出这两种情况下所制得的 AgBr 溶胶的胶团结构式，并指出胶粒的电泳方向。解：用 KBr 溶液和 AgNO3溶液制备 AgBr 溶胶的反应式为 KBrAgNO3=AgBr溶胶KNO3若 KBr 溶液过量，则胶核优先吸附Br，胶团结构式为-+AgBrnBr n x KxKmx由于 KBr 过量，因此生成的AgBr 溶胶为负溶胶，胶粒带负电，电泳时胶粒向正极移动。若 AgNO3溶液过量，则胶核优先吸附Ag+，胶团结构式为5+-AgBrnAg n x NOxNO33mx由于 AgNO3过量，因此生成的 AgBr 溶胶为正溶胶，胶粒带正电，电泳时胶粒向负极移动。16用等体积 0.0008 mol/L KI 溶液与 0.0010 mol/L AgNO3溶液混合以制备 AgI 溶胶。若在制得的 AgI 溶胶中，分别加入同浓度等体积的 AlCl3溶液、Na3PO4溶液、MgSO4溶液，试写出三种电解质对上述AgI 溶胶聚沉能力的大小顺序。解：用 KI 溶液和 AgNO3溶液制备 AgI 溶胶的反应式为 KIAgNO3=AgI溶胶KNO3用等体积 0.0008 mol/L KI溶液与 0.0010 mol/L AgNO3溶液混合制备 AgI 溶胶时，AgNO3溶液过量，胶核优先吸附Ag+，胶粒带正电荷，制得的AgI 溶胶为正溶胶。对于AgI 正溶胶，起聚沉作用的主要是电解质的阴离子，阴离子所带电荷数的绝对值越大，电解质的聚沉能力就越强。因此，三种电解质对AgI 正溶胶聚沉能力的大小顺序为Na3PO4 MgSO4 AlCl3。17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有：（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。18高分子溶液具有稳定性的原因有哪些？用什么方法可破坏其稳定性。答：高分子溶液具有稳定性的原因是由于分散相粒子带有电荷和分散相粒子的高度水化作用，其中高分子的水化作用是高分子溶液稳定的主要因素。加入大量的电解质或与水作用强烈的有机溶剂如乙醇、丙酮等可以破坏高分子溶液的稳定性，使高分子化合物沉淀析出。第二章电解质溶液61计算 0.10 mol/L K3Fe(CN)6溶液的离子强度。解：I=1（0.3012+0.1032）=0.6(mol/L)22应用德拜-休克尔极限公式计算 0.10 mol/L KCl溶液中的离子平均活度因子。解：对于 KClI=0.1lg=0.509z+zI=0.50910.1=0.16=0.693计算 0.005 mol/L KCl 溶液在 398K 时的渗透压：(1)用浓度计算；(2)用活度计算（=0.92）。解：（1）=icRT=20.0058.314398=33.09(kPa)（2）=icRT=20.920.0058.314398=30.44(kPa)4.写出下列酸的共轭碱的化学式：NH4、H2S、H2SO4、H2PO4、HSO-4解：NH3,HS,HSO4,HPO4,SO42-5写出下列碱的共轭酸的化学式：2、SSO2-H2PO-4、HSO-4、NH34解：HSO4,HS,H3PO4,H2SO4,NH4+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?2-HS-、CO3、H2PO-4、NH3、H2S、HAc、OH-、H2O、NO-2解：酸：H2S,HAc碱：CO32,NH3,OH,NO2两性物质：HS,H2PO4,H2O7根据有关 Ka、Kb大小，给下列各种酸的强度排序：HAc、HCO3、H2O、HCN、HSO4解：Ka(HSO4)Ka(HAc)Ka(HCN)Ka(HCO3)Ka(H2O)8已知 HCOOH 在 298K 时，Ka=1.8104，求其共轭碱的 Kb是多少？解：Kb=KW/Ka=1014-/(1.8104)=5.610119.将 0.4 mol/L 丙酸(HPr)溶液 125 ml 加水稀释至 400 ml；求稀释后溶液的pH（HPr 的Ka=1.3105）。7解：稀释后丙酸浓度为0.4125/400=0.125(mol/L)c/Ka500H+=Kac=1.31050.125 1.3103(mol/LpH=2.89 10.计算下列溶液的 pH：(1)0.20 mol/L NH3水与 0.20 mol/L HCl等体积混合后的溶液。(2)0.20 mol/L NH3水与 0.20 mol/LHAc 等体积混合后的溶液。(3)0.20 mol/L NaOH与 0.20 mol/L HAc等体积混合后的溶液。解：（1）混合后，全部生成浓度为0.1 mol/L 的 NH4Cl:Ka(NH4+)=KW/Kb=1014/(1.8105)=5.561010c/Ka500H+=Kac=5.5610100.1 7.46106(mol/L)pH=5.13（2）混合后，全部生成浓度为0.1 mol/L 的 NH4Ac:cKa(NH4+)20KW,c20Ka(HAc)H+=Ka(NH4)Ka(HAc)=5.5610101.81051.00107(mol/L)pH=7.00（3）混合后，全部生成浓度为0.1 mol/L 的 NaAc:Kb(Ac)=KW/Ka(HAc)=1014/(1.8105)=5.561010c/Kb500OH=Kbc=5.5610100.1 7.46106(mol/L)pOH=5.13pH=8.8711在 0.10 mol/L NH3溶液中，加入 NH4Cl 晶体，使其溶解后浓度为 0.20 mol/L，求加入NH4Cl 前后，NH3水中的OH 及解离度。解：加入 NH4Cl 前c/Kb500OH=Kbc=1.81050.1 1.34103(mol/L)=OH/c=(1.34103/0.1)100%=1.34%加入 NH4Cl 后,有NH4ClNH4+Cl-设平衡时溶液中OH 为 x mol/L，则NH3H2O NH4+OH-80.1x0.10.2+x0.2x0.2x/0.1=Kb=1.810=5OH=x=9.0106(mol/L)OH100%=9.0103%c2-3-12近似计算 0.10 mol/L H3PO4溶液中的H+、H2PO-4、HPO4及PO4，由计算结果可得出什么结论?解：c/Ka1500H+=Ka1c=7.51030.1 2.74102(mol/L)H+=H2PO4=2.74102(mol/L)HHPO4HPO42Ka2H2PO4HPO42=Ka2=6.2108(mol/L)2HPO4Ka32HPO4PO43=Ka3HPO42/H+=(2.2101336.2108)/(2.74102)=4.98101319(mol/L)13.欲使 H2S 饱和溶液(浓度为 0.10 mol/L)中S2=1.010大？解：Ka1Ka2=H+2S2/H2Smol/L，应控制溶液的 pH 为多H+=Ka1Ka2H2S/S 5.1101.210=7.82106(mol/L)pH=5.1128150.10/(1.01013)14.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 有何影响？（1）NH4Cl；（2）NaCl；（3）H2O；（4）NaOH解：对解离常数均无影响（1）NH4ClpH（2）NaClpH（3）H2OpH（4）NaOHpH第三章缓冲溶液91下列混合溶液是否具有缓冲作用?为什么?（1）1 mol/L 的H2PO4溶液 50 ml 与 0.1 mol/LNa2HPO4溶液 50 ml 混合。（2）0.2 mol/L 的 HAc 溶液 100 ml 与 0.2 mol/L 的 NaOH 溶液 5 ml 混合。（3）0.1 mol/L 的 NH3H2O 溶液 50 ml 与 0.2 mol/L 的 HCl 溶液 25 ml 混合。（4）110mol/L 的 HAc 溶液 50 ml 与 110mol/L 的 NaAc 溶液 50 ml 混合。解：（1）具有缓冲作用，（2）、（3）、（4）无缓冲作用。因为（1）中存在着足够浓度的缓冲对；（2）中尽管有缓冲对，但缓冲对的缓冲比为 19，故其几乎没有缓冲作用；（3）中无缓冲对；（4）中缓冲对浓度太低。2 今需配制 pH 为 7.40 的缓冲液 100 ml，问应取 0.067 mol/L的 Na2HPO4溶液和 0.067 mol/L的 KH2PO4溶液各多少 ml（已知 H3PO4的 pKa12.16，pKa27.21，pKa312.32）？解：pH pKa2V(HPO2V(HPO24)4)即7.4 7.21 lglgV(H2PO4)V(H2PO4)解得：V(HPO24)=60.78 ml，则 V(H2PO4)=39.22 ml3 将 50 ml 0.10 mol/LHAc溶液与 25 ml 0.10 mol/LNaOH溶液相混合，该混合液是否具有缓冲作用？试计算该溶液的pH（已知 HAc Ka=1.74105）。解；HAc+NaOHNaAc+H2O反应前/mmol0.10500.10250反应后/mmol0.10(5025)0.1025 溶液由 HAc-Ac缓冲对组成，故具有缓冲作用。n(Ac-)0.1025H Ka1.74105n(HAc)0.1025=1.74105（mol/L）pH=4.764已知TrisHCl 在 37时的 pKa为 7.85，今欲配制pH 为 7.40 的缓冲液，问在含有Tris 和TrisHCl 各为 0.05 mol/L 的溶液 100 ml 中，需加入 0.05 mol/L 的 HCl 溶液多少 ml？解：设需加入 HCl 的体积为 x mol 根据pH pKa lg7.4 7.85 lgn(Tris)，有n(TrisH)1000.050.05x1000.05 0.05x解得：x=47.6(ml)5用 0.025 mol/L 的 H3PO4溶液配成 pH 为 7.4 的缓冲溶液 100 ml，需加入 0.025 mol/L 的NaOH 溶液与之中和，试计算所需H3PO4溶液与 NaOH 溶液的体积。102解：根据题意，应用H2PO缓冲对。4 HPO4设需 H3PO4x ml，与 H3PO4反应的 NaOH 为 y1 ml，与HPO4反应的 NaOH 为 y2ml。H3PO4+OH=H2PO4+H2Ommol0.025x0.025y10.025y12H2PO4+OH=HPO4+H2O20.025x0.025y10.025y20.025y2x=y1 x+y1+y2=100，x=y1 y2=1002x7.4 7.21 lg0.025y20.025x 0.025y2解得：x=38.34(ml)，即需要 H3PO438.34 ml。NaOH 需要：10038.34=61.66(ml)6今有 0.20 mol/L 的 NH3H2O 和 2.00 L 0.100 mol/L 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 NH3H2O 和 NH4+的浓度各为多少?解：设配制前 NH3H2O 体积 V1L。则NH3H2O+HCl=NH4Cl+H2O起始0.20V10.200平衡0.20V10.2000.20pH pKa lgn(NH3H2O)n(NH4)0.20V10.200.20即9.60 9.25 lgV1=3.24(L)缓冲溶液总体积 V=3.24+2.00=5.24(L)NH3H2O=0.20V10.20V 0.085(mol/L)NH4+=0.20 0.038(mol/L)V7 试计算总浓度为 0.100 mol/L 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。11解：最大=0.576c总=0.5760.100=0.0576（mmol/(mlpH)）c(B)，有：c(HB)c(B)8.00 7.40 lg，解得：c(B)3.98c(HB)c(HB)根据pH pKa lg又 c(B)+c(HB)=0.100c(B)=0.08 mol/Lc(HB)=0.02 mol/L 2.3030.0800.020=0.037（mmol/(mlpH)）0.100第四章沉淀溶解平衡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（Ka、Kb、KW）比较有何异同？答：溶度积常数是指在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度幂的乘积，用Ksp表示；而难溶电解质的离子积是指在任意情况下离子浓度幂的乘积，用IP=cm(An+)cn(B)表示。溶度积是达到沉淀溶解平衡时的离子积，在一定温度下，溶度积是个常数，而离子积不是常数。Ksp仅是 IP 的一个特例。可以根据离子积与溶度积的相对大小，判断溶液中是否有沉淀生成（即溶度积规则）。Ka为弱酸的解离平衡常数；Kb为弱碱的解离平衡常数；KW为水的离子积常数；Ksp为难溶盐的溶度积常数。Ka、Kb、KW和 Ksp都是常数，其中 Ka、Kb和 KW所对应的平衡体系为单相离子平衡体系，而Ksp对应的是一个多相离子平衡体系。2已知 Mg(OH)2的 Ksp是 5.611012，若溶液中 Mg2+浓度为 1.0104mol/L，OH 浓度为 2.0104 mol/L，下列哪种判断沉淀生成的方式是正确的？(1)(1.0104)(2.0104)2=4.01012Ksp不沉淀；Ksp生成沉淀。(2)(1.0104)(22.0104)2=1.610答（1）正确。113已知室温下 PbI2的溶解度为 S mol/L，则其 Ksp为 S3还是 4S3？答 Ksp=4S34判断下列说法是否正确？(1)两种难溶电解质，Ksp大者，溶解度必也大；12(2)AgCl的 Ksp=1.771010，Ag3PO4的 Ksp=1.051010，在Cl 和 PO43浓度相同的溶液中，滴加 AgNO3溶液，先析出 Ag3PO4沉淀；(3)在一定温度下，AgCl 饱和溶液中 Ag+及 Cl 浓度的乘积是常数；(4)沉淀转化的方向是由Ksp大的转化为 Ksp小的。答(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Ksp计算得到可靠的溶解度数值：BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3、BaSO4、AgCl、BaCrO4。答 BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S36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？答 溶度积规则IP=Ksp饱和溶液，无沉淀析出，处于沉淀平衡状态。若有沉淀，沉淀亦不溶解。IP Ksp过饱和溶液，可析出沉淀，直至建立平衡为止。IP Ksp未饱和溶液，无沉淀生成。若向溶液中加入固体，固体会溶解，直至建立平衡。溶度积规则只适用于难溶或微溶电解质，对溶解度较大的物质如氯化钠，溶度积规则是不适用的。因加入含有共同离子的易溶性强电解质而使难溶电解质溶解度降低的效应，称为同离子效应。在难溶电解质饱和溶液中，加入不含共同离子的易溶性强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用称为盐效应。7PbCl2在 0.130 mol/L 的 Pb(NO3)2溶液中的溶解度是 5.710下 PbCl2的 Ksp(不考虑盐效应的影响)。解沉淀平衡时3mol/L，计算在同温度PbCl2 Pb2+2Cl-S0.130+S2S即Pb2+=0.1357(mol/L)Cl=2S=25.7103(mol/L)则Ksp(PbCl2)=Pb2+Cl 2=0.1357(25.7103)2=1.761058 在 0.0015 mol/L的MnSO4溶液10 ml中，加入0.15 mol/L氨水5 ml，能否生成Mn(OH)213沉淀？如在上述 MnSO4溶液中先加 0.49 g 固体(NH4)2SO4，然后再加 0.15 mol/L 氨水 5 ml，是否有沉淀生成？解查表KspMn(OH)2=2.0610 在混合溶液中c(Mn2+)=0.001510/15=0.001(mol/L)c(NH3)=0.155/15=0.05(mol/L)cKb=0.101.810520KWc/Kb=0.10/1.8105500 NH3解离产生的OH 为14Kb(NH3)=1.8105OH-Kbc 1.81050.05 9.5104mol/LIP Mn(OH)2=c(Mn2+)c2(OH)=0.001(9.5104)2=9.010 IPMn(OH)2KspMn(OH)2=2.0610 有 Mn(OH)2析出由(NH4)2SO4解离产生的NH4为0.49132 0.49 mol/LNH+40.01521410NH4的存在对氨的解离产生同离子效应，设溶液中的OH 为 x mol/LNH3 +H2O+NH4 OH-0.05x0.49+xx0.050.49+-KbNH4OH 0.49x1.810-5NH30.05解方程得OH =x=1.84106(mol/L)15IPMn(OH)2=c(Mn2+)c2(OH)=0.001(1.84106)2=3.3910 IPMn(OH)2 KspMn(OH)2=2.0610 没有 Mn(OH)2沉淀析出149在 0.10 mol/L 的 FeCl2溶液中，通入 H2S 气体，制成饱和溶液（H2S 饱和溶液的浓度为 0.10 mol/L），欲使 Fe2+不生成 FeS 沉淀，溶液的 pH 最大为多少？解查表Ksp(FeS)=1.59101915H2S 的 Ka1=5.1108，Ka2=1.21014要使 Fe2+不形成沉淀，S2需小于Ksp（FeS）1.5910-19S=1.591018(mol/L)2Fe0.102在 H2S 饱和溶液中，H2S=0.10 mol/LH2S 2H2O S2-2H3O+S2-H3O2Ka=Ka1Ka2=5.110-81.210-15H2S5.110-81.210-150.10H3O 1.9610-3mol/L-181.5910pH=lg(1.96103)=2.71即溶液最大 pH 值应为 2.71。10 若溶液中 Mg2+和 Fe3+浓度皆为 0.10 mol/L，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KspFe(OH)3=2.641039KspMg(OH)2=5.611012根据溶度积原理，使 Fe3+完全沉淀所需 OH 的最低浓度为OH 3-KspFe(OH)3Fe32.6410-391.3810-11(mol/L)-6110311pH=14.00+lg(1.3810)=3.14Mg2+不沉淀，溶液中 OH 的最高浓度为OH-KspMg(OH)2Mg25.6110-12 7.4910-6(mol/L)0.10pH=14.00+lg(7.49106)=8.87根据计算结果可知，只要将 OH 浓度控制在 1.381011mol/L7.49106mol/L 之间，即 pH 控制在 3.148.87 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，NH4NH3缓冲液可满足这个要求。11解释下列现象（1）CaC2O4溶于盐酸而不溶于醋酸；（2）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。答（1）H2C2O4的酸性比盐酸弱而比醋酸强；15（2）因为 H2S 两步解离只能解离出极少的 S2，因此 ZnS 沉淀不完全。加入 NaAc后，发生中和反应，生成大量S2，与 Zn2+反应生成大量 ZnS 沉淀。第五章化学热力学基础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?答：U、H、S、G、P、T、V 是状态函数。状态函数的改变量只由始态、终态决定，而W、Q 的数值与变化途径有关。2试说明rHm、fHm、cHm、rSm、fGm、rGm和rGm各物理量的意义?答：略3下列说法是否正确？（1）放热反应均为自发反应。（2）生成物的分子数比反应物多，则反应的rS必为正值。（3）稳定单质的fHm、fGm和Sm皆为零。（4）若反应的rGm,2980，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。答：(1)(2)(3)(4)(5)4已知298K，100kPa时：H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)rHm,1241.8 kJ/molH2(g)+O2(g)H2O2(g)rHm,2136.3 kJ/mol试求反应 H2O(g)1/2O2(g)H2O2(g)的rHm值。#解：rHm=136.3 (241.8)=105.5 kJ/mol rHm,2rHm,15已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)rHm,126.7 kJ/mol3 Fe2O3(s)CO(g)2 Fe3O4(s)CO2(g)rHm,250.8 kJ/molFe3O4(s)CO(g)3 FeO(s)CO2(g)rHm,336.5 kJ/mol16（1）不用查表，计算反应 FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的rHm。（2）利用的结果和附录的数据计算FeO(s)的标准生成焓。#解：（1）rHm#rHm,31/2rHm,231#rHm,1236.51/2(50.8)1(26.7)=7.28(kJ/mol)32#（2）rHm fHm,CO2(g)(fHm,FeO(s)fHm,CO(g)即7.28=393.51 fHm,FeO(s)(110.52)fHm,FeO(s)=290.27(kJ/mol)6用标准生成焓(fHm)计算下列反应在 298K 和 100kPa 下的反应热。（1）NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)（2）CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)解：（1）rHm fHm,NH4Cl(s)(fHm,NH3(g)fHm,HCl(g)=314.4 (46.11)+(92.307)=175.98(kJ/mol)（2）rHm fHm,CaCO3(s)(fHm,CaO(s)fHm,CO2(g)=1206.9(635.09)+(393.51)=178.3(kJ/mol)7用标准燃烧热(cHm)计算下列反应在 298K 和 100kPa 下的反应热。（1）2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)（1）C2H5OH(l)CH3CHO(l)+H2(g)解：（1）#rHm 2CHm,C2H2(g)5CHm,O2(g)(4cHm,CO2(g)2cHm,H2O(l)#=2 (1299.6)+5 0(4 0+2 0)=2599.2(kJ/mol)#（1）rHm cHm,C2H5OH(l)(cHm,CH3CHO(l)cHm,H2(g)#cHm,C2H5OH(l)(cHm,CH3CHO(l)fHm,H2O(l)rHm 1366.8 (1166.4)(285.83)=85.43(kJ/mol)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：#17CO(g)C(s)+1/2 O2(g)试从热力学角度判断该设想能否实现？#解：rGm=137.15(kJ/mol)0 fGm,CO(g)该设想无法实现9计算下列反应在298K时的rGm，并指出反应在标准态下自发进行的方向。（1）2NH3(g)2N2(g)+3H2(g)（2）CO(g)+NO(g)CO2(g)+1/2 N2(g)#解：（1）rGm fGm,N2(g)3fGm,H2(g)2fGm,NH3(g)=0+3 0 2 (16.5)=33.0(kJ/mol)0 标态下自发向左进行（2）rGm(fGm,CO2(g)#1#fGm,N2(g)(fGm,CO(g)fGm,NO(g)2=394.36+0 (137.15+86.57)=343.78(kJ/mol)0该条件下分解反应不能自发进行#（3）rGm rHmTrSm 0时发生分解反应#rHm fHm,CH4(g)1#fHm,O2(g)fHm,CH3OH(l)2=74.81+0 (238.7)=163.9(kJ/mol)18#H163.91000=1014 KrmT#161.67rSmO(g)11 计算反应CO(g)+H22(g)+H2(g)在 773K 时的rGm及Kp。（设 273CO773K 范围内的rHm和rSm保持不变。）#解：rHm(fHm,CO2(g)fHm,H2(g)(fHm,CO(g)fHm,H2O(g)=(393.51)+0 (110.52)+(241.82)=41.17(kJ/mol)#rSm(Sm,CO2(g)Sm,H2(g)(Sm,CO(g)Sm,H2O(g)=(213.6+130.58)(197.56+188.72)=42.1(J/Kmol)#rGm rHmTrSm=41.171000 773(42.1)=8626.7(J/mol)#rGm 2.303RTlgKp#rGm8626.7lgK 0.5832.303RT2.3038.314773#p#Kp=3.8312 反应2SO2(g)+O23(g)在 727K 时Kp=3.45，计算在 827K 时的Kp2(g)SO值（rHm=189 kJ/mol 可视为常数）。解：lg#Kp,2#Kp,1#rHmT T(21)2.303RT1T21891000827 727=1.642lg()3.452.3038.314 727827#Kp,2#Kp,2=0.0787第六章化学动力学基础1解释下列名词：化学反应速率；化学反应机制；基元反应；定速步骤；有效碰撞；活化分子；活化能；活化络合物；速率常数；反应分子数；反应级数；半衰期；催化剂；均相催化；多相催化；酶。答；化学反应速率：用来表示化学反应快慢的物理量，它与反应体系中某物质的浓度变化和发生此变化所用的时间有关。19化学反应机制：用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。基元反应：在反应中一步直接转化为产物的反应称为简单反应，又称基元反应。定速步骤：复杂反应的速率取决于组成该反应的多个反应中速率最慢的一步。有效碰撞：化学反应中，反应物分子亿万次碰撞中，只有极少数碰撞发生反应，这种能发生反应的碰撞称为有效碰撞。活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子的平均能量之差。活化络合物：在反应物变成产物的过程中，经过一个旧键即将断裂，新键马上生成的中间过渡状态。速率常数：反应速率方程式中比例常数k 称为反应速率常数。反应分子数：基元反应中参与完成反应的分子数。反应级数：反应速率方程式中各反应物浓度幂的指数之和。半衰期：是指反应物浓度消耗一半所需要的时间，用t表示。催化剂：是加入少量就能够显著改变反应速率，而其本身的质量和化学组成在反应前后保持不变的物质。均相催化：催化剂与反应物处于同一相中的反应称为均相催化反应。多相催化：催化剂与反应物处于不同相的反应称为多相催化反应。酶：是一种特殊的、具有催化活性的生物催化剂。2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）2 N2O54 NO2+O2（2）4 HBr+O2 2 Br2+2 H2O解：（1）1 dc(N2O5)1 dc(NO2)dc(O2)dtdtdt241 dc(HBr)dc(O2)1 dc(Br2)1 dc(H2O)（2）dtdtdt
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