南昌大学大学化学第一章课后答案

第一章

1．用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为0.030，这种水溶液的密度为1.0g⋅mL-1，请计算这种水溶液中过氧化氢的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。

解：1L溶液中，m( H2O2) = 1000mL⨯1.0g⋅mL-1⨯0.030 = 30g

m( H2O) = 1000mL⨯1.0g⋅mL-1⨯(1-0.030) = 9.7⨯102g

n( H2O2) = 30g/34g⋅moL-1=0.88mol

n( H2O) = 970g/18g.⋅mol-1=54mol

b( H2O2)= 0.88mol /0.97kg = 0.91mol⋅kg-1

c( H2O2)= 0.88mol/1L = 0.88mol⋅L-1

x( H2O2) = 0.88/(0.88.+54) = 0.016

2．计算5.0%的蔗糖(C12H22O11)水溶液与5.0%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液的沸点。

解：b(C12H22O11)=5.0g/(342g.⋅mol-1⨯0.095kg)=0.15mol⋅kg-1

b(C6H12O6)=5.0g/(180g.⋅mol-1⨯0.095kg)=0.29mol⋅kg-1

蔗糖溶液沸点上升

∆T b=K b⋅b(C12H22O11)= 0.52K⋅kg⋅mol-1⨯0.15mol⋅kg-1=0.078K

蔗糖溶液沸点为：373.15K+0.078K=373.23K

葡萄糖溶液沸点上升

∆T b=K b⋅b(C6H12O6)= 0.52K⋅kg⋅mol-1⨯0.29mol⋅kg-1=0.15K

葡萄糖溶液沸点为：373.15K + 0.15K = 373.30K

3．比较下列各水溶液的指定性质的高低(或大小)次序。

(l)凝固点: 0.1mol⋅kg-1 C12H22O11溶液，0.1mol⋅kg-1 CH3COOH溶液，0.1mol⋅kg-1 KCl溶液。

(2)渗透压：0.1mol⋅L-1 C6H12O6溶液，0.1mol⋅L-1CaCl2溶液，0.1mol⋅L-1 KCl溶液，1mol⋅L-1 CaCl2溶液。（提示：从溶液中的粒子数考虑。）

解：凝固点从高到低：

0.1mol⋅kg-1 C12H22O11溶液>0.1mol⋅kg-1 CH3COOH溶液>0.1mol⋅kg-1 KCl溶液

渗透压从小到大：

0.1mol⋅L-1 C6H12O6溶液<0.1mol⋅L-1 KCl溶液<0.1mol⋅L-1 CaCl2 溶液<1mol⋅L-1CaCl2溶液4．医学上用的葡萄糖(C6H12O6)注射液是血液的等渗溶液，测得其凝固点下降为0.543℃。

(l)计算葡萄糖溶液的质量分数。

(2)如果血液的温度为37℃, 血液的渗透压是多少?

解：(1) ∆T f= K f(H2O)⨯b(C6H12O6)

b(C6H12O6) = ∆T f/K f(H2O)

=0.543K/1.86 K⋅kg⋅mol-1

=0.292 mol⋅kg-1

w=0.292⨯180/(0.292⨯180+1000)

= 0.0499

(2) ∏= c⋅R⋅T

= 0.292mol⋅L-1⨯8.314kPa⋅L⋅mol-1⋅K-1⨯(273.15+37)K

=753kPa

5．在20℃时，将5.0g血红素溶于适量水中，然后稀释到500mL, 测得渗透压为0.366kPa。试计算血红素的相对分子质量。

解：∏= c⋅R⋅T

c =∏/RT = [0.366/(8.314⨯293.15)] mol⋅L-1 = 1.50⨯10-4 mol⋅L-1

500⨯10-3L⨯1.50⨯10-4mol⋅L-1 = 5.0g/M

M = 6.7⨯104g⋅mol-1

6．孕甾酮是一种雌性激素,它含有(质量分数)9.5% H、10.2% O和80.3% C，在5.00g苯中含有0.100g的孕甾酮的溶液在5.18℃时凝固，孕甾酮的相对分子质量是多少？写出其分子式。

解：∆T f =T f-T f'=[278.66-(273.15+5.18)]K=0.33K

∆T f = K f(苯) ⨯b(孕甾酮)= K f(苯)⋅m(孕甾酮)/[M(孕甾酮)⋅m(苯)]

M(孕甾酮)= K f(苯)⋅m(孕甾酮)/[ΔT f⋅m(苯)]

=[5.12⨯0.100/(0.33⨯0.00500)]g⋅mol-1

=3.1⨯102g⋅mol-1

C:H:O =310.30⨯80.3%/12.011 : 310.30⨯9.5%/1.008 : 310.30⨯10.2%/16.00

= 21 : 29 : 2

所以孕甾酮的相对分子质量是3.1⨯102g⋅mol-1，分子式是C21H29O2。

7．海水中含有下列离子，它们的质量摩尔浓度如下：

b(Cl-) = 0.57mol⋅kg-1、b(SO42-) = 0.029 mol⋅kg-1、b(HCO3-) = 0.002 mol⋅kg-1、b(Na+) = 0.49 mol⋅kg-1、b(Mg2+) = 0.055 mol⋅kg-1、b(K+) = 0.011 mol⋅kg-1和b(Ca2+) = 0.011 mol⋅kg-1，请计算海水的近似凝固点和沸点。

解：∆T f = K f(H2O) ⨯b

= [1.86 ⨯ (0.57 + 0.029 + 0.002 + 0.49 + 0.055 + 0.011 +0.011)]K

= 2.17K

T f = 273.15K –2.17K

= 270.98K

ΔT b=K b(H2O)·b

= [0.52 ⨯ (0.57 + 0.029 + 0.002 + 0.49 + 0.055 + 0.011 +0.011)]K

= 0.61K

T b = 373.15K + 0.61K

= 373.76K

8．在严寒的季节里为了防止仪器中的水冰结，欲使其凝固点下降到-3.00℃，试问在500g 水中应加甘油(C3H8O3)多少克?

解：ΔT f = K f(H2O) ⨯b(C3H8O3)

b(C3H8O3) =ΔT f / K f(H2O)

=[3.00/1.86] mol⋅kg-1

=1.61 mol⋅kg-1

m(C3H8O3)=1.61⨯0.500⨯92.09g

=74.1g

9．硫化砷溶胶是通过将硫化氢气体通到H3AsO3溶液中制备得到：

2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 + 6H2O

试写出该溶胶的胶团结构式。