大學(xué)化學(xué)課后題答案.doc

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1、第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.de Bloglie 關(guān)系式： 又 已知；代入，2. (1) 3d；n=3, l=2, m=0,1, 2，共5個軌道，每一軌道至多兩個電子，即：3,2,0, 1/2；3,2,1, 1/2；3,2,-1, 1/2；3,2,+2, 1/2；3,2,-2, 1/2；(2) 4s；n=4, l=0, 即4,0,0 (1/2)； (3) 氧原子中的4個p電子：n=2, l=1, m=0, 1, 即2,1,0, 1/2；2,1,1, +1/2(或-1/2)；2,1,-1, +1/2(或-1/2)； (4) 4s1電子，4,0,0,+1/2或4,0,0,-1/2。3.根據(jù)周期數(shù)、族序

2、數(shù)和主、副族規(guī)律： (1)第3周期，零族，主族；(2)第5周期，A族，主族；(3)第4周期B，副族；(4)第4周期，B，副族。4.填表原子序數(shù)電子構(gòu)型價電子層最高氧化值所屬分區(qū)周期族原子中未成對電子數(shù)26FeAr3d64s23d,4s+8d區(qū)第4周期副族B433AsAr3d104s24p34s,4p+5p區(qū)第4周期主族A355CsXe6s16s+1s區(qū)第6周期主族A175ReXe4f145d56s25d,6s+7d區(qū)第6周期副族B55. (1), (2);, (3), (4)6. (1)Ga價電子構(gòu)型為4s24p1，價電子數(shù)為3； (2)W原子的電子構(gòu)型為Xe 4f145d46s2；(3)最外

3、層有6個電子的元素應(yīng)為A；(4) Sb原子的電子構(gòu)型為Kr4d105s25p3，未成對電子數(shù)為3。7.(1)該元素屬于A；(2)金屬性強(qiáng)，電負(fù)性??；(3)一般氧化值為+2，其氧化物的化學(xué)式可表示為XO。8. (1)第3周期，A元素，硅，Si，Ne3s23p2； (2)第4周期的鐵元素，26Fe，Ar 3d64s2； (3)有4個電子層，最高氧化值又與氯相同的金屬元素是錳，25Mn，Ar3d54s2;(4)為29Cu，Ar3d104s1。9.離子化合物中影響庫侖作用的因素是離子電荷和離子半徑，作用力越大，熔點就越高。據(jù)此即可判斷：(1) MgO BaS；(2) KCl CsCl；(3) NaF

4、NaCl NaBr NaI；(4) MgSO4 K2SO4。10.原子半徑和等于共價鍵鍵長的理論值，故：(1) HCl鍵長為(37+99) pm = 136 pm；(2) CN鍵長為(77+70) pm = 147 pm； (3) CCl鍵長：(77+99) pm = 176 pm；(4) CF鍵長：(77+64) pm = 141 pm； (5) NI鍵長(70+133) pm = 203 pm。11.根據(jù)元素周期表中 (1)陰離子半徑大于相同電子構(gòu)型的陽離子半徑；(2)陰離子負(fù)價越高，外層電子排斥越顯著，故大于相同電子構(gòu)型的低價陰離子；(3)陽離子價數(shù)越高受原子核的吸引更大，故小于相同電子

5、構(gòu)型的低價陽離子。(1) O2-F-Na+Mg2+； (2) P3- Mg2+Al3+Si4+12. (1) BBr3為sp2雜化；(2) HgCl2為sp雜化；(3) SiH4為sp3雜化；(4) CS2為sp雜化；(5) Hg(CN)42-為sp3雜化；(6) PtCl62-為sp3d2雜化。13. (1) SiCl4的空間構(gòu)型為正四面體；(2) H2Se構(gòu)型為角形或V字形；(3) CO32-構(gòu)型為正三角形； (4) ICl3構(gòu)型為T字形；(5) AsCl5構(gòu)型為三角雙錐； (6) AlF63-構(gòu)型為正八面體形。14. (1)ClF3，T字形，有極性；(2)TeCl4，變形四面體，有極性；

6、 (3)SO2，角形（或V字形），有極性；(4)XeF2，直線形，無極性； (5)NF3，三角雙錐，有極性；(6)BrF5，四方錐，有極性。15.根據(jù)“構(gòu)型相同時，元素間電負(fù)性相差越大，其電偶極距越大”規(guī)律： (1) NH3PH3AsH3， (2)AsF3AsCl3AsBr3AsI316.依題意：XMg，YP，ZCl：(1)電負(fù)性：Cl最大，Mg最小；(2)MgP共價鍵，兩元素電負(fù)性差；MgCl離子鍵，Mg與Cl間電負(fù)性差為；(3)MgCl2，為離子化合物；YZ可生成PCl3和PCl5兩種共價分子，其中PCl3構(gòu)型為三角錐形，有極性，而PCl5則為三角雙錐，結(jié)構(gòu)對稱，無極性。17(1) HCl

7、分子間有色散力，誘導(dǎo)力和取向力；(2)He原子間只有色散力；(3)H2O分子間存在色散、誘導(dǎo)、取向三種作用力，此外還有氫鍵；(4) H2O-Ar分子間只有色散力和誘導(dǎo)力；（5）苯和CCl4分子間，只有色散力，因兩者均為非極性分子；（6）苯酚和對甲苯酚間，分子間的三種作用力都有，且有氫鍵。18(1)硬度：MgF2NaCl；(2)熔點：MgOMgCl2；MgSNa2S；(3)在水中溶解度：MgF2CaCl2。 判斷根據(jù)是題中物質(zhì)均為離子化合物19. 根據(jù)：(1)離子晶體與離子電荷和離子半徑有關(guān)；(2)分子晶體：如為同類型分子，分子的體積越大，分子間力越強(qiáng)；極性分子作用力強(qiáng)于相對分子質(zhì)量相近的非極性

8、分子。故：(1)沸點：I2Br2Cl2F2； (2)熔點：BaF2BaCl2BaBr2BaI2；(3)硬度：NaFNaClNaBrNaI。20.填表如下：物質(zhì)晶體類型晶格結(jié)點上的粒子粒子間作用力主要物理性質(zhì)MgCl2離子晶體Mg2+，Cl庫侖力（離子鍵）硬度較大，脆性，熔、沸點較高，熔化或水溶液導(dǎo)電，機(jī)加工性差O2分子晶體O2分子色散力質(zhì)軟，熔、沸點極低，導(dǎo)熱性差，絕緣性好，機(jī)加工性級差SiC原子晶體Si，C原子共價鍵硬度大，脆，熔、沸點高，導(dǎo)熱性差，室溫絕緣，高溫半導(dǎo)體HF分子晶體HF極性分子三種分子間力加氫鍵與O2大致相同SiO2原子晶體SiO44-離子型共價鍵硬度大，脆性，熔、沸點高，導(dǎo)

9、電性差，耐熱性好，機(jī)加工性差BaO離子晶體Ba2+,O2-庫侖力與MgCl2大致相同21. (1) CH4是非極性分子晶體，熔化時只需克服色散力；(2) CaCl2為離子晶體，必須克服其間作用的庫侖力；(3) BN為共價型的原子晶體，要克服其共價鍵力，因此需很高的溫度方可實現(xiàn)；(4) CO2干冰，非極性分子晶體，其中只存在極弱的色散力，很容易分開，這表現(xiàn)為干冰的升華性；(5) Ag，金屬晶體，破壞金屬鍵力，需較高的能量；(6) Ar，非極性分子晶體，只存在微弱的色散力，故常溫下即為氣態(tài)；(7) NH3，極性分子晶體，三種分子間力外，還存在氫鍵；(8) CuF2，離子晶體，克服其正、負(fù)離子間的庫

10、侖作用力。22. (1) X為Si，原子晶體，熔點、沸點高，脆性，硬度大，機(jī)械加工性差，晶體中電子躍遷較易，是典型的半導(dǎo)體元素；(2) XYSi3P4,近于原子晶體，熔、沸點較高，脆性，硬度大，機(jī)械加工性差；(3) XZSiCl4，非極性分子晶體，熔、沸點較低，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性差，不能機(jī)械加工。習(xí) 題1. 某系統(tǒng)由A狀態(tài)變至B狀態(tài)共經(jīng)歷了三步。(1) 放熱300kJ，環(huán)境對系統(tǒng)做功100kJ；(2) 吸熱450kJ，體積不變；(3) 系統(tǒng)對環(huán)境做功500kJ，無熱量變化。試計算該系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化量。解：2. 1.435g萘（C10H8）與適量的氧氣一起放入彈式量熱計中進(jìn)行反應(yīng)。水浴中盛水200

11、0g，反應(yīng)后，水溫由20.17升高25.84，已知量熱計熱容為1.80kJ-1，如忽略溫度計、攪拌器等吸收的少量熱，試計算1mol萘燃燒反應(yīng)的恒容熱效應(yīng)。解：3. 葡萄糖的發(fā)酵反應(yīng)如下：,1mol葡萄糖的發(fā)酵反應(yīng)產(chǎn)生的熱力學(xué)能變化為72.8kJmol-1，試計算1mol葡萄糖在25，100kPa下的恒壓熱效應(yīng)。解： kJmol-14. 比較下列各組物質(zhì)中，何者有更大的焓值：（1）273K 1mol CO(g)和373K的1mol CO(g)H高溫物 H低溫物 ；（2）1mol C6H6（l）和1mol C6H6 (g)H氣 H液 H固，；（3）1mol反應(yīng)CaCO3（s） CaO（s）+ CO

12、2(g)的生成物和反應(yīng)物此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，；（4）1mol反應(yīng) I2（g）+ H2（g） 2 HI(g) 的生成物和反應(yīng)物此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，；。5. 利用標(biāo)準(zhǔn)生成焓數(shù)據(jù)，計算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熱效應(yīng)：（1）N2O4(g) + 3CO(g)N2O(g) + 3CO2(g)/ kJmol-1 9.16 110.52 81.05 393.14= 775.97 kJmol-1（2）2FeO(s) + CO2(g) Fe2O3(s) + CO(g)/ kJmol-1 271.96 393.14 824.25 110.52 = 2.29kJmol-1（3）CH4(g) + 4CuO(s) CO2(g) + 2

13、H2O(l) + 4Cu(s)/ kJmol-1 74.81 157.32 393.14 285.83 0= 260.71 kJmol-1（4）2NaHCO3 Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l)/ kJmol-1 950.81 1130.68 393.14 285.83= 91.97kJmol-16. 已知反應(yīng)SiO2(s)+3C(石墨) S iC(s)+2CO(g)，kJmol-1，試用附錄二中的有關(guān)數(shù)據(jù)計算SiC的標(biāo)準(zhǔn)生成焓，并與附錄中的SiC的標(biāo)準(zhǔn)生成焓相比較。解：查表得(SiC, 立方) = 73.2 kJmol-1 (SiC, 六方) = 65.3 kJmol-1

14、7. 根據(jù)表2.1中C2H6(g) 和C2H4(g) 的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)C2H4(g)+ H2(g) C2H6(g)的標(biāo)準(zhǔn)熱效應(yīng)。解：kJmol-18. 利用表2.1中乙醇（C2H5OH(l)）的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓數(shù)據(jù)及CO2(g)、H2O(l) 的標(biāo)準(zhǔn)生成焓數(shù)據(jù)計算乙醇在298K下的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。解：kJmol-19. 已知 CH3COOH(l) + 2O2(g) 2CO2(g) + 2H2O(l); =873.81 kJmol-1C(石墨) + O2(g) CO2(g); =393.14 kJmol-1H2(g) +1/2O2(g) H2O(l); =285.83 kJmol-1求2C(石墨

15、)+2 H2(g)+O2(g) CH3COOH(l)的。解：2(2)+ (3) (1) = (4) =484.13 kJmol-110. 煤的氣化技術(shù)是由下列熱化學(xué)反應(yīng)組成，由碳與水反應(yīng)生成甲烷。已知：CO (g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，= 41.4kJmol-1C(石墨)+H2O(g)CO(g)+H2(g)， = +131.4kJmol-1CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)， = 206.2kJmol-1試計算反應(yīng)：2C(石墨) + 2H2O(g) CH4(g) + CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)熱效應(yīng)，并與用標(biāo)準(zhǔn)生成焓公式法計算結(jié)果相比較。解： = 15.2kJmol-

16、1用標(biāo)準(zhǔn)生成焓公式法計算結(jié)果為= 15.69 kJmol-111. 如果僅從單位質(zhì)量的放熱量來作比較，試問C2H2（g）、C2H6(g)、H2(g)和N2H4(l)中何者是最佳的高能燃料？C2H2(g) C2H6(g) H2(g) N2H4(l) 所以僅從單位質(zhì)量的放熱量來作比較，H2(g)是最佳的高能燃料。12. 乙醇C2H5OH（l）和乙醛CH3CHO（l）完全燃燒時，分別放出熱量為1366.8kJmol-1和1166.4kJmol-1。（1）寫出該兩化合物燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；（2）計算乙醇氧化為乙醛反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熱效應(yīng)。已知解：, , 乙醇氧化為乙醛的反應(yīng)為：可見乙醇氧化為乙醛反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)

17、熱效應(yīng)為200.4 kJmol-1用標(biāo)準(zhǔn)生成焓公式法計算結(jié)果為204.85kJmol-113. 根據(jù)附錄二中標(biāo)準(zhǔn)熵的數(shù)據(jù)，計算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熵變：(1) SiO2(s) + 2H2(g) Si(s) + 2H2O(g)，41.84 130.57 18.83 188.72(2) NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g)， 94.56 192.34 186.70(3) SiO2(s) + 2H2O(l) SiH4(g) + 2O2(g)，41.84 69.91 204.51 205.03 (4) CH4(g) +2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)，186.15 188.72 21

18、3.64 130.5714. 已知25oC時,;,。試計算此時反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) 的焓變。解： PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g)/ kJmol-1 287 0 374.915. 查附錄二或附錄七，計算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs函數(shù)變，并判斷它們在298K時，能否自發(fā)?(1) 2C2H6(g) + 7O2 (g) 4CO2(g) + 6H2O(l)/ kJmol-1 32.89 0 393.51 237.18= 2929.9 kJmol-1 0; 在298K時能自發(fā).(2) 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l)/ kJmo

19、l-1 16.48 0 86.57 237.18= 1010.88kJmol-1 0; 在298K時能自發(fā).(3) Fe3O4(s) + 4CO(g) 3Fe(s) + 4CO2(g)/ kJmol-1 1015.46 137.15 0 393.51=9.98kJmol-1 0; 在298K時能自發(fā).(4) / kJmol-1 456.01 157.30 833.6=62.99kJmol-1 0; 在298K時不能自發(fā).Jmol-1K-1使 0 則 19. 已知2CH3OH(l) 2CH4(g) + O2(g) 在298K，100kPa下不能自發(fā)，試計算該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件（假定反應(yīng)中各物

20、質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）。解： 2CH3OH(l) 2CH4(g) + O2(g)/ kJmol-1 239.03 74.81 0 127.24 186.15 205.03kJmol-1Jmol-1K-1使 0 則 20. 已知反應(yīng)：N2H4(l) + 2O2(g) N2(g) + 2H2O(g)，（1）試計算N2H4(l)的標(biāo)準(zhǔn)生成Gibbs函數(shù)變；（2）N2H4(l)在298K、100kPa下能否分解？解： N2H4(l) N2(g) + 2H2(g)， 0; 在298K時不能自發(fā)。2C(s) + O2 (g) 2CO(g)/ kJ mol-1 0 0 137.15kJmol-1 0; 在298K

21、時能自發(fā)。兩式相耦合，(1) + (2) 2C(s) + SiO2(s) + 2Cl2 (g) SiCl4(g) + 2CO(g)kJmol-1 5.61 10-12故有Mg (OH)2 沉淀生成。17. 解：Cd(OH)2 = 4.0 10-15 J = c(Cd2+) c(OH)2 = 0.01 c (OH )2 4.0 10-15 解得： c(OH)2 6.3 10-7 molL-1 ，即 pOH 7.8時剛剛有Cd(OH)2沉淀生成，要是其濃度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)10-5 molL-1以下，則 J = c(Cd2+) c(OH)2 = 10-5 c(OH )2 (4.0 10-15) 解得： c(OH )2 4.0 10-10 molL-1 ，即 pOH 9.3含Cd2+的廢水方可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。