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。

Ag ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 105s 1 5,0,0,+1/2。

试用杂化轨道理论解释： （1） H 2S 分子的键角为920，而PCl 3的键角为1020。

（2） NF 3分子为三角锥形构型，而BF 3分子为平面三角形构型。

（1）

H 2S 分子与H 2O 分子一样，中心原子采取sp 3不等性杂化，在两个孤电子对的作用下，两个H-S 键键角减小。之所以键角小于H 2O 分子中两个H-O 键的键角104045’，是因为H-S 键的成键电子对更靠近H 原子，两个H-S 键之间的斥力小，被压缩的程度更大。PCl 3分子与NH 3分子一样，也是中心原子采取sp 3不等性杂化，同理Cl-P 键的成键电子对更靠近Cl 原子，所以两个P-Cl 键的键角小于NH 3分子中两个N-H 键的键角。

（2） NF3分子与NH 3分子一样中心原子采取sp 3不等性杂化，使分子产生三角锥形构型；BF 3分子中心原子B 采用sp 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CH 4为气体，CCl 4为液体，而CI 4为其固体？（2）水的沸点高于H 2S ，而CH 4的沸点低于SiH 4？ （1） 从CH 4→CCl 4→CI 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。CH 4分子之间没有氢键，只能比较色散力大小，故分子量小的CH 4的沸点低于分子量大的SiH 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）32224N H (g)+3O (g)==2N (g)+6H O (l) （2）22224C H (g)+H (g)==C H (g) （1）

22321

1

1

(298.15)2(N ,g )6(H O ,l)4(N H ,g )3(O ,g )206(285.83kJ m ol )4(46.11kJ m ol )301530.54kJ m ol

r m f m f m f m f m H K H H H H θθθθθ

---∆=∆+∆-∆-∆=⨯+⨯-⋅-⨯-⋅-⨯=-⋅

22321

1

1

1

1

1

1

1

1

1

(298.15)2(N ,g )6(H O ,l)4(N H ,g )3(O ,g )2191.6J m ol

K

669.91J m ol

K

4192.4J m ol

K

3205.14J m ol

K

582.36J m ol

K

r m m m m m S K S S S S θθθθθ

----------∆=+--=⨯⋅⋅+⨯⋅⋅-⨯⋅⋅-⨯⋅⋅=-⋅⋅

（2）

242421

1

1

(298.15)(C H ,g )(C H ,g )(H ,g )(52.26kJ m ol )(226.7kJ m ol )0174.44kJ m ol

r m f m f m f m H K H H H θθθθ

---∆=∆-∆-∆=⋅-⋅-=-⋅

242421

1

1

1

1

1

1

1

(298.15)(C H ,g )(C H ,g )(H ,g )(219.6J m ol

K

)(200.9J m ol

K

)(130.68J m ol

K

)111.98J m ol

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Fe3O4（s ）在和298.15K 时的标准摩尔生成吉布斯函数。 （1）1

223r 2Fe(s)+3/2O (g)==Fe O (s), (298.15)742.2k J m ol m G K θ-∆=-⋅

（2）1

2334r 4Fe O (s)+Fe(s)==3Fe O (s) (298.15)77.7kJ m ol m G K θ

-∆=-⋅

1

1

1

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

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

r m r m r m G K G G θθθ

---∆=∆+∆=⨯-⋅+⨯-⋅=-⋅

8 估算反应222C O (g)+H (g)==C O (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(C O )(H O )p p =

127kP a =（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。

2221

1

1

1

(298.15)(C O ,g )(H O ,g )(C O ,g )(H ,g )(110.52kJ m ol )(241.82kJ m ol )(393.51kJ m ol )041.17kJ m ol

r m f m f m f m f m H K H H H H θθθθθ

----∆=∆+∆-∆-∆=-⋅+-⋅--⋅-=⋅

2221

1

1

1

1

1

1

1

1

1

(298.15)(C O ,g )(H O ,g )(C O ,g )(H ,g )(197.67J m ol K

)(188.83J m ol

K

)(213.7J m ol

K

)130.68J m ol

K

42.12J m ol

K

r m m m m m S K S S S S θθθθθ

----------∆=+--=⋅⋅+⋅⋅-⋅⋅-⋅⋅=⋅⋅

21

1

1

1

(873K )(C O ,g )(H O ,g )41.17kJ m ol

873K 0.04212kJ m ol

K 4.41kJ m ol

r m r m r m G H T S θ

θ

θ

----∆=∆-∆=⋅-⨯⋅⋅=⋅