大学化学普通化学习课后题答案

普通化学马家举

第一章物质结构基础习题

4 假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。

（1）3，2，2，1/2；（2）3，0，-1，1/2；（3）2，2，2，2；（2）当角量子数l取0时，磁量子数m不能取-1。

（3）当主量字数取2时，角量子数不能取2；自旋量子数不能取2，只能取+1/2或-1/2。

5写出原子序数为47的银原子的电子分布式，并用四个量子数表示最外层电子的运动状态。

：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 5,0,01/2。

试用杂化轨道理论解释：

（1）H2S分子的键角为920，而3的键角为1020。

（2）3分子为三角锥形构型，而3分子为平面三角形构型。

（1）H2S分子与H2O分子一样，中心原子采取3不等性杂化，在两个孤电子对的作用下，两个键键角减小。之所以键角小于H2O分子中两个键的键角104045’，是因为键的成键电子对更靠近H原子，两个键之间的斥力小，被压缩的程度更大。3分子与3分子一样，也是中心原子采取3不等性杂化，

同理键的成键电子对更靠近原子，所以两个键的键角小于3分子中两个键的键角。

（2）

3分子与3分子一样中心原子采取3

不等性杂化，使分子产生三角锥形构型；3分子中心原子B 采用2

等性杂化，使分子产生平面三角形构型。

7 为什么（1）室温下4为气体，4为液体，而4为其固体？（2）水的沸点高于H 2S ，而4的沸点低于4？

（1）

从4→4→4分子量增加，分子间色散力增大，而色散力在范德华力中占较大比例，即分子间力是增大的，而分子间力越大，熔沸点越高。

（2）

H 2O 分子与H 2S 分子相比，水中H 2O 分子之间存在氢键，虽然H 2O 分子间的色散力较小，氢键的存在却使沸点更高一些。4分子之间没有氢键，只能比较色散力大小，故分子量小的4的沸点低于分子量大的4的沸点。

第二章 热力学基础 习题

6 计算下列反应的(298.15)r m

H K θ∆和(298.15)r m S K θ

∆ （1）32224NH (g)+3O (g)==2N (g)+6H O(l) （2）22224C H (g)+H (g)==C H (g) （1）

2232111

(298.15)2(N ,g)6(H O,l)4(NH ,g)3(O ,g)

206(285.83kJ mol )4(46.11kJ mol )301530.54kJ mol

r m f m f m f m f m H K H H H H θθθθθ

---∆=∆+∆-∆-∆=⨯+⨯-⋅-⨯-⋅-⨯=-⋅

22321111111111

(298.15)2(N ,g)6(H O,l)4(NH ,g)3(O ,g)

2191.6J mol K 669.91J mol K 4192.4J mol K 3205.14J mol K 582.36J mol K r m m m m m S K S S S S θθθθθ----------∆=+--=⨯⋅⋅+⨯⋅⋅-⨯⋅⋅-⨯⋅⋅=-⋅⋅

（2）

24242111

(298.15)(C H ,g)(C H ,g)(H ,g)

(52.26kJ mol )(226.7kJ mol )0174.44kJ mol

r m f m f m f m H K H H H θθθθ---∆=∆-∆-∆=⋅-⋅-=-⋅

2424211111111

(298.15)(C H ,g)(C H ,g)(H ,g)

(219.6J mol K )(200.9J mol K )(130.68J mol K )111.98J mol K r m m m m S K S S S θθθθ--------∆=--=⋅⋅-⋅⋅-⋅⋅=-⋅⋅

7 利用下列反应的(298.15)r m

G K θ

∆值，计算3O4（s ）在和298.15K 时的标准摩尔生成吉布斯函数。

（1）1223r 2Fe(s)+3/2O (g)==Fe O (s), (298.15)742.2kJ mol m

G K θ

-∆=-⋅ （2）12334r 4Fe O (s)+Fe(s)==3Fe O (s) (298.15)77.7kJ mol m

G K θ

-∆=-⋅

111

(298.15)(4/3)(1)(1/3)(2)

(4/3)(742.2kJ mol )(1/3)(77.7kJ mol )1015.5kJ mol

r m r m r m G K G G θθθ

---∆=∆+∆=⨯-⋅+⨯-⋅=-⋅

8 估算反应222CO (g)+H (g)==CO(g)+H O(g)在873K 时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数。若系统中个组分气体的分压为

22(CO )(H )76kPa p p ==，2(CO)(H O)p p =

127kPa =（注意此时系统不一定处于平衡状态），计算此条件下反应的摩尔吉布斯函数变，并判断反应进行的方向。

2221111

(298.15)(CO,g)(H O,g)(CO ,g)(H ,g)

(110.52kJ mol )(241.82kJ mol )(393.51kJ mol )041.17kJ mol

r m f m f m f m f m H K H H H H θθθθθ

----∆=∆+∆-∆-∆=-⋅+-⋅--⋅-=⋅

2221111111111

(298.15)(CO,g)(H O,g)(CO ,g)(H ,g)

(197.67J mol K )(188.83J mol K )(213.7J mol K )130.68J mol K 42.12J mol K r m m m m m S K S S S S θθθθθ----------∆=+--=⋅⋅+⋅⋅-⋅⋅-⋅⋅=⋅⋅ 21111

(873K)(CO,g)(H O,g)

41.17kJ mol 873K 0.04212kJ mol K 4.41kJ mol

r m r m r m G H T S θθθ

----∆=∆-∆=⋅-⨯⋅⋅=⋅

1

11

4.411000J mol [][]0.548.314J mol K 873K

r m G K Exp Exp RT θ

θ

---∆⨯⋅=-=-=⋅⋅⨯ 2221111(/)(/)ln

(/)(/)

127127

4.41kJ mol 0.008314kJ mol K 873Kln 7676

11.86kJ mol 0

CO H O r m r m CO H p p p p G G RT p p p p θθθ

θθ----∆=∆+⨯=⋅+⋅⋅⨯⨯=⋅>

逆向自发。

10 已知反应22H (g)+Cl (g)==2HCl(g)在298.15K 时的164.910K θ

=⨯，

1(298.15)92.31kJ mol r m H K θ

-∆=-⋅，求在

500K 时的K θ值。

2112

2112116

10

1111

ln ()11

Exp[()]

92.31kJ mol 114.910Exp[()] 1.4510

0.008314kJ mol K 298.15K 500K

r m r m H K K R T T H K K R T T θθ

θθ

θ

θ

---∆=-∆=--⋅=⨯-=⨯⋅

12 在298.2K 的标态下，下列反应

33CaO(s)+SO (g)==CaSO (s)

的111402kJ mol ,189.6J mol K r m

r m H S θθ---∆=-⋅∆=-⋅⋅，试求 （1）

上述反应是否能自发进行？逆反应的r m G θ∆是多少？

（2）

升温是有利于上述反应正向进行还是降温有利？