四川大学无机化学答案 第1章 物质的聚集状态
(完整word版)《无机化学》(上)习题答案剖析
第1章 原子结构与元素周期律1-1在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素,问:总共有多少种含有不同核素的水分子?由于3H 太少，可忽略不计,问：不计3H 时天然水中共有多少种同位素异构水分子？解： 共有18种不同核素的水分子 共有9种不同核素的水分子1-2．答:出现两个峰1-3用质谱仪测得溴的两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为 79Br 78。
9183 占 50。
54％，81Br 80。
9163 占 49。
46%,求溴的相对原子质量。
解：1-4铊的天然同位素203Tl 和205Tl 的核素质量分别为202.97u 和204。
97u ，已知铊的相对原子质量为204。
39，求铊的同位素丰度。
解: 设203Tl 的丰度为X ，205Tl 的丰度为1-X204。
39 = 202。
97X + 204.97(1-X) X= 29.00%1-5等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m （AgCl ）：m(AgI ）= 1：1。
63810,又测得银和氯的相对原子质量分别为107.868和35。
453，求碘的原子量.解： X= 126.911-8为什么有的元素原子量的有效数字的位数多达9位，而有的元素的原子量的有效数字的位数却少至3～4位？答：单核素元素只有一种同位素，因而它们的原子量十分准确。
而多核素元素原子量的准确性与它们同位素丰度的测量准确性有关（样品的来源、性质以及取样方式方法等）。
若同位素丰度涨落很大的元素，原子量就不可能取得很准确的数据.1—13．解:（1)r=c /λ=(3×108）/(633×10-9) = 4。
74×1014Hz 氦—氖激发是红光(2）r=c/λ=(3.0×108)/(435。
8×10-9） = 6。
88×1014Hz 汞灯发蓝光 （3）r=c/λ=(3.0×108)/(670.8×10—9） = 4.47×1014Hz 锂是紫红18)33(313131323=+⨯=⋅+⋅c c c c 9)21(313121322=+⨯=⋅+⋅c c c c 91.79%46.499163.80%54.509183.78)Br (=⨯+⨯=Ar X 107.86835.453107.86863810.11)AgI ()AgCl (++==m m1—14 Br 2分子分解为Br 原子需要的最低解离能为190kJ 。
第一章 物质的聚集状态
p1 y1 p; p2 y2 p; p3 y3 p;
;即pB yB p
物理意义 ：低压下气体混合物中，某一组分的分压等于其在混合物中的摩尔分数与混合气体总压的乘积。
【例1-3】
30KPa×1L =
今有293K、30KPa的氧气1L和293K、15KPa的氮氧气4L，将这两 种气体同时装入3L的容器中，温度仍为293K，试求此混合气体的总 压力。 解： 首先求出各个气体的分压力。因为温度不变， 即：
p1 V n 1 RT p2V n2 RT p2V n2 RT
(1-5)
用公式（1.5）各组分的方程式分别除以
pV nRT
p1
可得:
; 即 pB nB p n
令气体摩尔分数用
yB
nB n
表示 ,则有：
n n1 n p; p2 2 p; p3 3 p; n n n
无机化学
第二版
无机化学
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教育部高职高专规划教材
第二版
主编 胡伟光 张桂珍
高职教与学特点:
课程内容多、信息量较大。 每课时讲授内容多、进度较快,课外作业量较少。 通常采用集中安排习题课的方法，对学习的内容进行 总结复习。 自习时间相对较多，强调自学能力的提高。 注重应用能力和实践能力的训练和培养。
2. 一般真实气体，如氮、氧、氢、氦等，在温度不太低，压强不 太大时，都可以近似看做理想气体。 3.不同的气体具有共同的规律，说明这些规律反映了气体的共性。
引入理想气体概念的目的：
为了将实际问题简单化，形成一个标准。
2.理想气体状态方程
低压下气体的n、V与T之间的关系即状态方程：
无机化学基础习题参考答案
无机化学基础习题参考答案《无机化学基础》习题解答第一章物质的量1、计算下列物质的摩尔质量。
（1）Fe (2)H2(3)HCl (4)HNO3(5)H2SO4(6)Al(OH)3(7)KOH (8)Ba(OH)2 (9)K2HPO4(10)NH4Cl (11)Cl—(12)PO43—解：物质的摩尔质量是以g/mol为单位，在数值上等于该物质的式量（分子量或原子量）。
所以以上物质的摩尔质量分别为：（1）mol (2)2 g/mol (3) g/mol (4)63 g/mol (5)98 g/mol (6)84 g/mol (7)56 g/mol (8)171 g/mol (9)174 g/mol (10) g/mol (11) g/mol (12)95 g/mol。
2、计算下列物质的物质的质量。
（1）90g H2O （2）22g CO2（3）Fe3O4（4）200gCaCO3解：H2O、CO2、Fe3O4、CaCO3的摩尔质量M分别为：18 g/mol、44 g/mol、232 g/mol、100 g/mol。
根据公式：n = m / M，计算得出以上物质的量分别为：（1）5 mol （2）mol （3）mol （4）2 mol。
3、计算下列物质的质量。
（1）2molNaHCO3（2）（3）3molCaCl2 （4）解：NaHCO3、AgNO3、CaCl2、Na2SO4的摩尔质量M分别为：84 g/mol、170 g/mol、111 g/mol、142 g/mol。
根据公式：m = n*M ，计算得出以上物质的质量分别为：（1）168 g （2）255g （3）333 g （4）71 g4、请写出下列反应中各物质的“物质的量”之比。
（1）2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑（2）Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑（3）Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2（4）Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O（5）Acl3 + 3NaOH = Al（OH）3↓+ 3NaCl（6）Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑解：根据反应中各物质的“物质的量”之比等于反应中各物质前的系数之比。
物质及其变化
气体
理想气体状态方程式：
pV=nRT
p—气体压力，单位为Pa(帕)； V—气体体积，单位为m3(立方米)； n—气体物质的量，单位为mol(摩)； T—气体的热力学温度，单位为K(开)； R—摩尔气体常数，又称气体常数。
标准状态（T= 273.15K，p=101.325 kPa）下， 测得1.000mol气体所占的体积为22.414×10-3m3， 则： R=pVnT=101.325×103Pa×22.414×10-3 m31.000mol×273.15K=8.314N· m· mol-1· K-1 （或8.314牛· 米· 摩-1· 开-1) =8.314 J· mol-1· K-1(或8.314焦· 摩-1· 开-1)
表示固态，“l”表示液态，“g”表示气态。 (4) 逆反应的热效应与正反应的热效应数值相同 而符号相反
蒸发
液体表面某些运动速度较大的分子所具有的能量足 以克服分子间的吸引力而逸出液面，成为气态分子， 这一过程叫做蒸发。 凝聚 气态分子撞击液体表面会重新返回液体，这个与液 体蒸发现象相反的过程叫做凝聚。
液体的沸点 沸点 液体的蒸气压等于外界压力时的温度即为液体的 沸点。 正常沸点 如果外界压力为101.325 kPa时的沸点就叫正常沸 点。
气体分压定律 分压力(pi) 在混合气体中，每一种组分气体总是均匀地充满整个容 器，对容器内壁产生压力，并且不受其他组分气体的影响， 如同它单独存在于容器中那样。各组分气体占有与混合气 体相同体积时所产生的压力叫做分压力(pi) 。 道尔顿分压定律 混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。 分压定律
气体分压定律 理想气体定律适用于气体混合物 ，则分压定律可以 表示为：
pi=p总×n in e总
大一无机化学第一章
第一章 物质存在状态
教学方式：自学与讲授结合 主要内容： 理想气体的有关定律 液体的一般性质 水以及水溶液的一般性质 非电解质稀溶液的通性---依数性 胶体一般性质 参考书目： 现代化学导论，申泮文等/ 无机与分析化学，陈荣三等 作业：P239/5-5，7，9； P308/8-2，4，7，8，9，10，11，12，13
*
1.1 化学基本术语-自学
元素、同位素 原子、分子、离子 物质---化学研究“实物”，不包括物质的另一基本形态-场(以连续形式存在的物质形态)。 组成--- 化学组成包括定性组成和定量组成。 定性: 含有哪些元素; 定量: 各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式等。 结构---原子、分子和晶体结构以及说明物质结构的各种结构理论。 性质--物理性质和化学性质。物理性质诸如溶解性、热性质和某些谱学性质等。 变化--- 化学不仅研究化学变化，也研究与化学变化相关的物理变化。如热化学、电化学和表面化学都是研究与化学过程相关的物理过程。
*
van der Waals 方程
a, b分别称为van der waals常量。
01
1，体积因素：V实在= (V理想 - nb) 等于气体分子运动的自由空间。b为1mol气体分子自身体积的影响。 2，压力因素：分子间吸引力正比于(n/V)2，内压力p′=a(n/V)2，p实在 = p理想 + a(n/V)2
7. 溶液的蒸气压
6. 稀释规则*
沸点(Boiling-point) Tb时蒸气压=外界压力，沸腾 凝固点(Freezing-point) Tf时蒸气压=外界压力，凝固 稀溶液的Tb上升(Tb)和Tf下降(Tf)
8. 溶液的沸点升高和凝固点降低
*
气体状态方程 的 运用
大学无机化学试题及答案完整版
大学无机化学试题及答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】第一章 一些基本概念和定律本章总目标：1：学习物质的聚集状态分气态、固态、液态三种，以及用来表示这三种聚集态的相关概念。
2;重点掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定律以及拉乌尔定律。
各小节目标 第一节：气体1：了解理想气体的概念，学习理想气体的状态方程推导实际气体状态方程的方法。
2：掌握理想气体状态方程的各个物理量的单位及相关的计算。
理想气体：忽略气体分子的自身体积，将分子看成是有质量的几何点；假设分子间没有相互吸引，分子之间及分子与器璧之间发生的碰撞时完全弹性的，不造成动能损失。
3：掌握Dalton 分压定律的内容及计算。
第二节：液体和溶液1：掌握溶液浓度的四种表示方法及计算 ○1物质的量浓度（符号：Bc 单位1mol L -•）：溶液中所含溶质B 的物质的量除以溶液的体积。
○2质量摩尔浓度（BB An b m =，单位：1mol kg -•）：溶液中溶质B 的物质的量除以溶剂的质量。
○3质量分数（BB m m ω=）：B 的质量与混合物的质量之比。
○4摩尔分数（B B nn χ=）：溶液中溶质的物质的量与溶液的总物质的量之比。
2：了解非电解质稀溶液的依数性及其应用。
第三节：固体1：了解常见的四种晶体类型2：掌握四类晶体的结构特征及对物质性质的影响，比较其熔沸点差异。
Ⅱ习题一选择题：1.如果某水合盐的蒸汽压低于相同温度下的蒸汽压，则这种盐可能发生的现象是（） (《无机化学例题与习题》吉大版)A.气泡B.分化C.潮解D.不受大气组成影响2.严格的讲，只有在一定的条件下，气体状态方程式才是正确的，这时的气体称为理想气体。
这条件是（）A.气体为分子见的化学反应忽略不计B.各气体的分压和气体分子本身的体积忽略不计C.各气体分子的“物质的量”和气体分子间的引力忽略不计D.各气体分子间的引力，气体分子的体积忽略不计3.在300K，把电解水得到的并经干燥的H2和O2的混合气体40.0克，通入60.0L的真空容器中，H2和O2的分压比为（）:1 :1 C.1:1 :14.在下述条件中，能使实际气体接近理想的是（）A.低温、高压B.高温、低压C.低温、低压D.高温、高压5.某未知气体样品为5.0克，在温度为1000C时，压力为291KPa时体积是0.86L，该气体的摩尔质量是（）A.42g/molB.52g/molC.62g/molD.72g/mol6.处于室温一密闭容器内有水及与水相平衡的水蒸气。
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第一章物质的聚集状态§１～１基本概念一、物质的聚集状态１．定义：指物质在一定条件下存在的物理状态。
２．分类：气态（ｇ）、液态（ｌ）、固态（ｓ）、等离子态。
等离子态：气体在高温或电磁场的作用下，其组成的原子就会电离成带电的离子和自由电子，因其所带电荷符号相反，而电荷数相等，故称为等离子态，（也称物质第四态）特点：①气态：无一定形状、无一定体积，具有无限膨胀性、无限渗混性和压缩性。
②液态：无一定形状，但有一定体积，具有流动性、扩散性，可压缩性不大。
③固态：有一定形状和体积，基本无扩散性，可压缩性很小。
二、体系与环境１．定义：①体系：我们所研究的对象（物质和空间）叫体系。
②环境：体系以外的其他物质和空间叫环境。
2．分类：从体系与环境的关系来看，体系可分为①敞开体系：体系与环境之间，既有物质交换，又有能量交换时称敞开体系。
②封闭体系：体系与环境之间，没有物质交换，只有能量交换时称封闭体系。
③孤立体系：体系与环境之间，既无物质交换，又无能量交换时称孤立体系。
三、相体系中物理性质和化学性质相同，并且完全均匀的部分叫相。
１．单相：由一个相组成的体系叫单相。
多相：由两个或两个以上相组成的体系叫多相。
单相不一定是一种物质，多相不一定是多种物质。
在一定条件下，相之间可相互转变。
单相反应：在单相体系中发生的化学反应叫单相反应。
多相反应：在多相体系中发生的化学反应叫多相反应。
２．多相体系的特征：相与相之间有界面，越过界面性质就会突变。
需明确的是：①气体：只有一相，不管有多少种气体都能混成均匀一体。
②液体：有一相，也有两相，甚至三相。
只要互不相溶，就会独立成相。
③固相：纯物质和合金类的金属固熔体作为一相，其他类的相数等于物质种数。
§１～2 气体定律一、理想气体状态方程PV=nRT国际单位制：R=1.0133*105Pa*22.4*10-3 m 3/1mol*273.15K=8.314(Pa.m3.K-1.mol-1)1. (理想)气体状态方程式的使用条件温度不太低、压力不太大。
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理解液体的气化、饱和蒸气压、沸点、凝固点等概念和 实际意义以及非电解质稀溶液的依数性；
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§1-1 气体
通常用气体的物质的量n 压力p 温度T 体积V 来描述气体的状态
大学化学
分析化学的内容
原子吸收光谱 酸碱滴定 配位滴定 原子发射光谱 紫外可见光谱 红外光谱 核磁共振 质谱 色谱 电化学分析法
定量分析
氧化还原滴定 沉淀滴定 重量分析
仪器分析
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显然这样理想化的气体是不存在 的，而都是实际气体. 但实际气 体，在低压、高温的条件下可近 似看作理想气体.
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理想气体状态方程式 ：
pV = nRT
式中p是气体压力，单位：Pa(帕斯卡)
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无机化学的内容主要包括
化学反应的限度和反应的方向性
化学反应速率及化学反应速率理论
无机化学原理
原子结构
分子结构 无机化学的四大平衡
酸碱电离平衡
沉淀溶解平衡
氧化还原平衡 配位平衡
元素无机化学
-------元素单质及化合物的结构、性质、制备应用、鉴别、分 离及去除.
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第1章 物质的聚集状态
1-1
答：理想气体状态方程适合于高温低压的条件，只有在高温低压条件下，气体分子间距离大，气体所占的体积远大于分子本身体积，使得分子间作用力和分子本身的体积可以忽略不计时，实际气体的存在状态才接近理想气体。
实际气体的Van der Waals 方程是考虑了实际气体分子自身体积和分子间作用力，对压强和体积进行了修正。
1-2
答：当压强接近0Pa 时，气体接近理想气体状态，故可用m 01=lim(p P R V T
→）或0lim()P M RT P
ρ→=来计算R 和M ，如果压强不趋近于0，则要用实际气体的状态方程式。
1-3
答：某组分B 的分体积定义为混合气体中某组分B 单独存在并且同混合气体的温度和压强相同时所具有的体积V B 。
分体积定律：当温度压力相同时，混合气体的总体积等于各组分分体积之和。
组分B 的体积分数与其摩尔分数是数值上相等的关系。
1-4答：
(1). 错，在压强一定时才成立。
(2). 错，在标准状态下，一摩尔气体的体积才是22.4L 。
(3). 对。
(4). 错，根据理想气体的状态方程式，组分的压强温度体积中两者确定时它的状
态才确定，所以一者发生变化另一者不一定发生变化。
1-5
答：饱和蒸气压是指蒸发出的分子数和进入液体的分子数相等时达到平衡状态时蒸气的压强。
压强反应的是单位面积处的气体的压力，所以蒸气压液体上方的空间大小无关，由于温度越高，逸出的分子越高速度越快，所以温度会影响蒸气压的大小。
实际上饱和蒸气压是液体的重要性质，它仅与液体的本质和温度有关。
1-6
答：晶体与非晶体的基本区别是组成晶体的质点排列是否有规律，质点排列有规律为晶体，无规律为非晶体。
晶体可以分为金属晶体、离子晶体、分子晶体和原子晶体几种类型。
物理特性：由于不同晶体质点间的作用力强度不同，共价键>离子键>分子间作用力（金属键的强度不确定，但一般都比分子间作用力强），所以晶体的熔点沸点硬度一般是原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体，导电性主要是金属晶体，但离子晶体在一定条件下也可以导电。
1-7说明：理想气体状态方程的基本应用。
解：273.15K 、p θ
下，pV nRT = 33110V m -=⨯，32.8610m kg -=⨯，
64.1r mRT M pV
==；35704.4/r pM g m RT ρ== 1-8
解：（1）已知1202p kPa =，10.500V L =，1273T K =。
在标准状况下，2273T K =，2101p kPa =。
N 一定，T 不变时，1122pV p V =,则11222020.500 1.00101p V kPa L V L p kPa ⨯=
== 该气体的密度ρ14.107 4.111.00m g g L V L
-===⋅ （2）该气体的摩尔质量121 4.1078.31427392.32020.500
mRT M g mol p V -⨯⨯===⋅⨯ 该气体化合物的相对分子质量92.0r M =。
也可以先根据pV nRT =求n ，再根据n=m/M 求M 。
在该化合物分子中92.030.5%(N) 2.0014.0N ⨯==，92.0(130.5%)(O) 4.0016.0
N ⨯-==所以该氮氧化物的分子式为24N O
1-9
解：混合气体状态改变时，物质的量没有改变，因而：
111222//PV T PV T =（）（），
2202/3001014V V T ⨯=⨯（）（） 则 T 2=600（K ）
（2）由于225.0/2.0/75/20.2 3.37H Ne n n ==：（）（）
则222/ 3.37202/3.371156H H H Ne P Pn n n KPa =+=⨯+=（）（）（）（）（）
1-10
解：解：（1） 降低压力，水蒸气分压相应减小，小于蒸气压，不会液化，适用Boyle 定律
1122pV p V =，故2112/ 2.00 L V pV p ==
（2）升高温度，水的蒸气压增大，分压小于蒸气压，全部为气体，适用Gay-Lussac 定律2121/ 1.13 L V VT T ==
1-11
解：此种气体的摩尔质量为46g/mol
通空气前后，其气体体积变化看忽略不记，故
pV nRT =则330.03358.314273 1.65101046
p Pa -⨯⨯==⨯⨯ 1-12
解：根据分压定律，同温同压下，气体所占体积正比于物质的量，22222H O H O +=，完全反应的氢气与氧气之比为2：1，所以（1）11:4（2）8:7
1-13
解：（1）无液体出现。
反应生成200mlH 2O （g ），余100mlH 2（g ），故根据分压
定律，反应后各组分2222::H O H H O H p p V V =,所以267.53H O p kPa =，233.77H p kPa =
（2）
1-14
解：2322(s)2(s)3O (g)MnO KClO KCl −−−→+
100g 3KClO 完全分解生成2O ，323360249
KClO o KClO m n mol M =⨯= 295.0 2.33392.667O p kPa kPa kPa =-=
由pV nRT =得
22232.2o O O n RT V L p ==,2222
0.81H O
H O O O p V V L p ==
2233.01H O O V V V L =+=
(2)干燥氧气222
32.2o O O n RT
V L p ==
1-15
解： 根据分压定律，当Ｔ，ｐ一定时，气体的体积与物质的量成正比， 即∝Ｖｎ，由已知可知气体的体积相同，故Ｏ２Ａｎ＝ｎ，即
0.480.06
32/A
g g mol M =
解得4/mol A M g =，所以A 气体的相对分子质量为4。
根据气体扩散定律，气体的扩散速度与其相对分子质量的平方根成反比，即
2A o u u =
2 2.83A
o u u ==
即A 气体的扩散速度是氧气的2.83倍，由已知可得A 气体扩散用的时间为100352.83s
s =。