《普通化学》习题选解1

《无机及分析化学》《普通化学》习题选解

第1章 水溶液

7. 排出下列稀溶液在310 K 时，渗透压由大到小的顺序

(1) c (C 6H 12O 6) = 0.10 mol·L -1 (2) c (NaCl) = 0.10 mol·L -1 (3) c (Na 2CO 3) = 0.10 mol·L -1

解：Cos(C 6H 12O 6)=c=0.10mol ·L -1 Cos(NaCl)=2c=0.20mol ·L -1

Cos(Na 2CO 3)=3c=0.30mol ·L -1 ∴Cos(1)

6. 某一元弱酸HA100mL ，其浓度为0.10mol·L -1 , 当加入0.10mol·L -1的NaOH 溶液50mL

后，溶液的pH 为多少？此时该弱酸的解离度为多少？(已知HA 的K a =1.0×10-5) 解： HA + NaOH = NaA + H 2O 代入数据 0.10×100 0.10×50 =10mmol =5mmol

可知HA 过量5mmol ，产生NaA 5mmol,构成一个缓冲溶液。 由公式pH p lg

a n K n =+共轭碱共轭酸

=5+lg(5/5)=5

解离度+5

(HA)

[H ]110100%100%0.03%5150

c α-⨯=

⨯=⨯= 11. 欲配制pH=5.00的缓冲溶液500mL ，现有6 mol·L -1的HAc34.0mL ， 问需要加入

NaAc·3H 2O(M=136.1g·mol -1)多少克？如何配制？

解：根据公式-n(A )pH p lg (HA)a K n =+ 代入计算，NaAc 3

5.00 4.75lg 634.010

n -=+⨯⨯ 得到：n NaAc =0.363mol, m(NaAc·3H 2O)=0.363×136.1=49.4克

配制方法：称取49.4克NaAc·3H 2O ，溶解于100mL 烧杯中，转移到500mL 容量瓶中，稀释，定容，酸度计校正。

3. 已知298K 时PbI 2在纯水中的溶解度为1.35⨯10-3 mol • L -1，求其溶度积。（9.8⨯10-9） 解：PbI2(s)

PbI2(aq)

2+ + S 2-

S S 2S

又：sp K Θ

2+

-2

2

3

[Pb ][I ](2)4S S S ==⨯=

sp K Θ = 4×(1.35×10-3)3 = 9.84×10-9

6. 现有0.1 mol • L -1的Fe 2+和Fe 3+溶液，控制溶液的pH 值只使一种离子沉淀而另一种离子留在溶液中？

解：Fe(OH)2开始沉淀时：

-

71[OH ] 4.0510mol L --===⨯⋅ -7

[OH ] 4.0510pOH lg lg 6.39-⨯=-=-=

pH=14-pOH 7.61=

Fe(OH)3开始沉淀时：

-

121[OH ] 3.3210mol L --===⨯⋅ 所以，Fe 3+先沉淀 当Fe 3+沉淀完全时：

-101

[OH ] 1.0410mol L --===⨯⋅ -10

[OH ]

1.0410pOH lg

lg

9.98-⨯=-=-=

pH 14pOH 4.02=-=

所以pH 范围是：4.02﹤pH ﹤7.61

第2章 化学反应的基本原理

11. 估计下列各变化过程是熵增还是熵减。

(1) NH 4NO 3爆炸 2NH 4NO 3(s )→2N 2(g)十4H 2O(g)十O 2(g) (2)臭氧生成 3O 2(g) →2O 3(g)

解：(1)NH 4NO 3爆炸后，气体体积急剧增大，是熵值增大的过程；

(2)生成臭氧后，气体体积减小，是熵减过程。

12. 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： 21

()()()2CO g C s O g +@

试从热力学角度判断该想法能否实现？ 解：受热分解反应一般为吸热反应，所以反应

21

()()()2

CO g C s O g +@

其ΔH 为正值。另从反应式可知，反应前后的气体摩尔数减少，所以ΔS 为负值。根据公式 G H T S ∆=∆-∆

当ΔH 为正值、ΔS 为负值时，在任何温度下ΔG 总是正值，所以此反应在任何温度都不能发生。以加热分解方法来消除汽车尾气中的CO 气在热力学上不能实现所以就不必徒劳去寻找催化剂了。 15. 判断下列反应

25242()()()

C H OH g C H g H O g =+ （1）在25℃下能否自发进行？ （2）在360℃下能否自发进行？ （3）求该反应能自发进行的最低温度。 解：查表得：

25()C H OH g 24()C H g 2()H O g

f m G ∆/kJ·

mol -1 -168.6 68.12 -228.6 f m H ∆/kJ·

mol -1 -235.3 52.28 -241.9 m S /J·

K -1·mol -1 282 219.5 188.7 （1）25242()()()C H OH g C H g H O g =+

24225(298)[()][()][()]r m f m f m f m G G C H g G H O g G C H OH g ∆=∆+∆-∆

1

(228.6)68.12(168.6)8.12kJ mol -=-+--=⋅

因为(298)r m G ∆>0，反应在25℃下不能自发进行。

（2）24225(298)[()][()][()]r m f m f m f m H H C H g H H O g H C H OH g ∆=∆+∆-∆

1

52.28(241.9)(235.3)45.68kJ mol

-=+---=⋅

24225(298)[()][()][()]r m m m m S S C H g S H O g S C H OH g ∆=+- 11

219.5188.7282126.2J K mol --=+-=⋅⋅

根据公式

G H T S ∆=∆-∆

由于H ∆和S ∆随温度变化很小，可以看成基本不变。

633126.245.686331000

K G ∆=-⨯

134.2kJ mol -=-⋅< 0

因此反应在360℃下能自发进行。 （3）求反应能自发进行的最低温度