(2)△G=-RTlnK=-112.76 kJ·mol-1 (3)?S??H??G?118.1J K-1 T-1
3-12 Ag2O遇热分解 2Ag 2O(s)4Ag(s) + O2(g)。
?已知298K时Ag2O(s)的?fHm=-30.6 kJ·mol-1,?fGm?=-11.2 kJ·mol-1求(1)298K时
Ag2O(s)- Ag(s)体系的p(O2 ), (2) Ag2O(s)的热分解温度(在分解温度时p(O
2 )=100kPa)
-4解:(1)?G??RTlnK?22.4kJ·mol-1 K=1.18310=p(O2)/pθ
-2
p(O2)=1.18310kPa
(2)?S(298.15K)?(61.2?22.4)?1000-1
?130.13 J·k2mol-1
298.15T?61200?470K
130.133-13 在721K时容器中有1mo1 HI,反应
2HI (g)H2 (g)+I2 (g)?达到平衡时有22%的HI分解,总压为100kPa.求:(1)此温度下K值;(2)若将2.00 mo1HI、0.40 mo1 H2和0.30 mo1 I2混合,反应将向那个方向进行? 解:(1)p(H2)=p(I2)=1003(0.22/1.22)=18kPa
(18/100)2K??0.079 2(64/100)(2)p(HI)=(2/2.7)3100=74.1kPa p(H2)=(0.4/2.7)3100=14.8kPa p(I2)=11.1kPa Q=0.03<K 反应正向进行
3-14 超音速飞机燃料燃烧时排出的废气中含有NO气体,NO可直接破坏臭氧层:
NO(g) + O3(g)NO2(g) +O2(g)
已知100kPa,298K时NO、O3和NO2的?fGm?分别为86.57、163.18和51.30 kJ·mol-1,求该温度下此反应的?rGm?和K。
解:△G=51.3-86.57-163.18=-198.45 kJ·mol-1=-RTlnK K=5.87310
3-15 298K时将5.2589g固体NH4HS样品放入3.00L的真空容器中,经过足够时间后建立平
34
?衡,NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g).容器内的总压是66.7 kPa,一些固体NH4HS保留
?在容器中。计算:(1)298K时的K值;(2)固体NH4HS的分解率;(3)如果容器体积减半,容器中固体NH4HS物质的量如何变化?
33.3533.35??0.111 10010033.35?30.04?0.04mol ???38.8% (2) n?298.15?8.3145.2589/51解:(1)K?
(3) n?33.35?1.50.02?0.02mol ???19.4%
298.15?8.3145.2589/51平衡逆向移动,容器中固体NH4HS物质的量增加。
第四章 物质结构基础
1. 核外电子运动为什么不能准确测定?
2. n,l,m3个量子数的组合方式有何规律?这3个量子数各有何物理意义? 3. 什么是原子轨道和电子云?原子轨道与轨迹有什么区别? 4. 比较波函数的角度分布图与电子云的角度分布图的异同点。 5. 多电子原子的轨道能级与氢原子的有什么不同? 6. 有无以下的电子运动状态?为什么? (1)n=l,l=1,m=0 (2)n=2,l=0,m=±1 (3)n=3,l=3,m=±3 (4)n=4,l=3,m=±2
7. 在长式周期表中是如何划分s区、p区、d区、ds区、f区的?每个区所有的族数与s,p,d,f轨道可分布的电子数有何关系?
8. 指出下列说法的错误:
(1)氯化氢(HCl)溶于水后产生H+和Cl-,所以氯化氢分子是由离子键形成的。 (2)CCl4和H2O都是共价型化合物,因CCl4的相对分子质量比H2O大,所以CCl4的熔点、沸点比H2O高。
(3)色散力仅存在于非极性分子之间。 (4)凡是含有氢的化合物都可以形成氢键。 9. 判断题
(1)s电子绕核旋转其轨道为1个圆周,而p电子是走“8”字形。 (2)当主量子数n=1时,有自旋相反的两条轨道。 (3)多电子原子轨道的能级只与主量子数有关。
(4)当n=4时,其轨道总数为16,电子最大容量为32。 (5)所有高熔点物质都是原子晶体。 (6)分子晶体的水溶液都不导电。
(7)离子型化合物的水溶液都能很好导电。
(8)基态原子外层未成对电子数等于该原子能形成的共价单键数,此即所谓的饱和性。
(9)两原子以共价键键合时,化学键为σ键;以共价多重键结合时,化学键均为π键。 (10)所谓sp3杂化,是指1个s电子与3个p电子的混杂。 10. 选择题
(1)已知某元素+2价离子的电子分布式为1s22s22p63s23p63d10,该元素在周期表中所属的区为( C )。
A.s区 B.d区 C.ds区 D.p区
(2)确定基态碳原子中两个未成对电子运动状态的量子数分别为( D )。
A.2,0,0,+1/2; 2,0,0,-1/2; B. 2,1,1,+1/2; 2,1,1,-1/2 C. 2,2,0,+1/2; 2,2,1,+1/2 D. 2,1,0,-1/2; 2,1,1,-1/2
(3)下列各分子中,中心原子在成键时以sp3不等性杂化的是( B,C )。
A.BeCl2 B.PH3 C.H2S D.SiCl4
(4)下列各物质的分子间只存在色散力的是(A )。
A.CO2 B.NH3 C.H2S D.HBr E.SiF4 F.CHCl3 G.CH3OCH3 (5)下列各种含氢物质中含有氢键的是(B )。
A.HCl B.CH3CH2OH C.CH3CHO D. CH4
(6)下列物质的化学键中,既存在σ键又存在π键的是( CE )。
A.CH4 B.乙烷 C.乙烯 D.SiO2 E.N2
(7)下列化合物晶体中既存在离子键,又有共价键的是( A,D )。
A.NaOH B.Na2S C.CaCl2 D.Na2SO4 E.MgO (8)一多电子原子中,能量最高的是( D )。
A.3,1,1, -1/2; B. 3,1,0,-1/2; C. 4,1,1,-1/2; D. 4,2,-2,-1/2;
11. 分别近似计算第4周期K和Cu两种元素的原子作用在4s电子上的有效核电荷数,并解释其对元素性质的影响。
*
K Z=19-(1031+830.85)=2.2
*
Cu Z=29-(1031+1830.85)=3.7 12. 填充下表 原子序数 16 19 42 48 原子的外层电子构型 未成对电子数 周期 族 所属区 最高氧化值 3s3p 4s1 4d55s1 4d105s2 242 1 6 0 3 4 5 5 ⅥA ⅠA ⅥB ⅡB p s d ds +6 +1 +6 +2
13. 指出下列各电子结构中,哪一种表示基态原子,哪一种表示激发态原子,哪一种表示是错误的?
(1)1s22s2 (基) (2) 1s22s12d1 (错) (3) 1s22s12p2 (激) (4) 1s22s22p13s1 (激) (5) 1s22s42p2 (错) (6) 1s22s22p63s23p63d1(激)
14. 某元素的最高化合价为+6,最外层电子数为1,原子半径是同族元素中最小的,试写出:
(1)元素的名称及核外电子分布式;铬,1s22s22p63s23p63d54s1 (2)外层电子分布式;3d54s1
(3)+3价离子的外层电子分布式。3s23p63d3
15. 试用杂化轨道理论解释BF3为平面三角形,而NF3为三角锥形。
BF3中的B原子采取sp2杂化,形成3个sp2杂化轨道,分别与3个F原子的2p轨道重叠,形成3个B-Fσ键,呈平面三角形,B-F键角为120°,正负电荷中心重合,所以BF3分子是非极性分子。而NH3分子中的N原子采取sp3不等性杂化,形成4个sp3杂化轨道,其中一个被孤电子对占据,分别与3个H原子的1s轨道重叠,形成3个N-Hσ键,呈三角锥形,但由于孤电子对的排斥作用,使得N-H键夹角为107°18′,正负电荷中心不重合,所以NH3分子是极性分子。
16. 试写出下列各化合物分子的空间构型,成键时中心原子的杂化轨道类型以及分子的电偶极矩是否为零。
(1)SiH4 (2)H2S (3)BC13 (4)BeC12 (5)PH3 (1) 中心原子Si采取sp3杂化,正四面体,μ=0,非极性分子 (2) 中心原子S采取不等性sp3杂化,V字形,μ≠0,极性分子 (3) 中心原子B采取sp2杂化,平面三角形,μ=0,非极性分子 (4) 中心原子Be采取sp杂化,直线形,μ=0,非极性分子
(5) 中心原子P采取不等性sp3杂化,三角锥,μ≠0,极性分子
17. 说明下列每组分子间存在着什么形式的分子间作用力(取向力、诱导力、色散力、氢键)。
(1)苯和CCl4(色散力) (2)甲醇和水(取向力、诱导力、色散力、氢键) (3)HBr气体(取向力、诱导力、色散力) (4)He和水(诱导力、色散力) (5)HCl和水(取向力、诱导力、色散力)
18. 乙醇和甲醚(CH3OCH3)是同分异构体,但前者沸点为78.5℃,后者的沸点为-23℃。试解释之。乙醇有氢键,而甲醚没有
19. 下列各物质中哪些可溶于水?哪些难溶于水?试根据分子的结构简单说明之。 (1)甲醇 (2)丙酮 (3)氯仿 (4)乙醚 (5)甲醛 (6)甲烷 20. 在He+离子中,3s、3p、3d、4s轨道能级自低至高排列顺序为_3s=3p=3d<4s__,在K原子中,顺序为_3s<3p<4s<3d,Mn原子中,顺序为_3s<3p<4s<3d。
21. A原子的M层比B原子的M层少4个电子,B原子的N层比A原子的N层多5个 电子,则A、B的元素符号分别为 Fe 、 Br ,A与B的单质在酸性溶液中反应得到的两种化合物分别为 FeBr2 、 FeBr3 。
22.某元素基态原子,有量子数n=4,l=0,m=0的一个电子和n=3,l=2的10个电子,该元素的价电子结构是 3d104s1 ,位于元素周期表第 4 周期,第 ⅠB 族。
23.第五周期某元素,其原子失去2个电子,在l = 2的轨道内电子全充满,,试推断该 元素的原子序数、电子结构,并指出位于周期表中那一族?是什么元素? 48,[Kr]4d105s2,第五周期,第ⅡB族,镉,Cd
24. 试判断下列各组化合物熔点高低顺序,并简单解释之。 (1)NaF > NaCl > NaBr > NaI (2)SiF4 < SiC14 < SiBr4 < SiI4
25. 邻硝基苯酚的熔、沸点比对硝基苯酚的熔、沸点要_低_这是因为邻硝基苯酚存在 分子内氢键,而对硝基苯酚存在分子间氢键,这两种异构体中,对硝基苯酚较易溶于水。 26. 稀有气体和金刚石晶格格点上都是原子,但为什么它们的物理性质相差甚远? 稀有气体分子晶体,金刚石晶是原子晶体。
第六章 酸碱平衡及酸碱滴定
6-1.酸碱质子理论是如何定义酸和碱的?什么叫共轭酸碱对? 6-2.下列说法是否正确,若不正确请予以更正。
(1)根据稀释定律,弱酸的浓度越大其解离度越小,因此其酸度也越小。错
(2)因为中和相同浓度和体积的盐酸和醋酸所需碱的量相等,所以它们的溶液中H+离子浓度也相同。错
-
(3)用HCl标准溶液滴定NaOH(浓度均为0.1mol?L1),以甲基红为指示剂时,终点误 差为负误差。错
--
(4)20mL0.1 mol·L1的HCOOH与10mL0.1mol·L1的NaOH相混合,其混合溶液是缓冲溶液。正确
6-3. 写出下列各酸的共轭碱:H2O- OH-,H2C2O4-H2C2O4-,HCO3-- CO32-,H2PO4--HPO42-,HS--S2-,C6H5NH3+-C6H5NH2。
6-4. 写出下列各碱的共轭酸:H2O-H3O+,HC2O4--H2C2O4,HCO3--H2CO3,H2PO4--H3PO4,HS--H2S,S2--HS-。
6-5. 往HAc的稀溶液中分别加入少量(1)HCl;(2)NaAc;(3)NaCl;(4)H2O;(5)NaOH,则HAc的解离度有何变化?为什么?
6-6. 用0.1mol·L-1的NaOH滴定有0.1mol·L-1 NH4Cl存在的0.1mol·L-1HCl,终点应选何种指示剂?为什么?甲基红
6-7. 写出下列物质水溶液的质子条件式:
(1)NaAc (2)HCl (3)NaOH (4)NH4Ac (5)NaNH4HPO4 (6)NH4H2PO4 (1) c(H+)+c(HAc)=c(OH-) (2) c(H+)=c(Cl-) +c(OH-) (3) c(OH-)=c(Na+) + c(H+)
(4) c(H+)+c(HAc)=c(OH-)+c(NH3) (5) c(H+)+c(H2PO4-)+2 c(H3PO4)=c(OH-)+c(NH3) +c(PO43-) (6) c(H+)+ c(H3PO4)=c(OH-)+c(NH3) +c(HPO42-)+2c(PO43-)
6-8.选择题
(1)下列物质既可作酸又可作碱的是( A )。
(A) H2O (B) Ac- (C) H2CO3 (D) CO32- (2)欲配制pH=7.00的缓冲溶液,应选择的缓冲对是( C )。 (A) NH3—NH4Cl (B) H3PO4—NaH2PO4 (C) NaH2PO4—Na2HPO4 (D) Na2HPO4—Na3PO4 (3)下列水溶液pH最小的是( C )。
(A) NaHCO3 (B) Na2CO3 (C) NH4Cl (D) NH4Ac
(4)当H3PO4溶液的pH=3.00时,溶液中主要存在的型体为( B )。 (A) H3PO4 (B) H2PO4- (C) HPO42- (D) PO43-
(5) 用强酸滴定弱碱时,突跃范围与弱碱的Kb?的关系是( C )
(A)Kb?愈大,则突跃范围愈窄 (B)Kb?愈小,则突跃范围愈宽 (C)Kb?愈大,则突跃范围愈宽 (D)Kb?与突跃的大小无关。
(6) 用HCl溶液滴定某碱样,滴至酚酞变色时,消耗盐酸V1 mL,再加入甲基橙指示剂连续滴定至橙色,又消耗盐酸V2 mL,且V1>V2>0,则此碱样是( D )。
(A) NaOH (B) NaHCO3 + Na2CO3 (C) Na2CO3 (D) NaOH + Na2CO3
6-9.利用分布系数计算pH=5.0和pH=10.0时0.1mol·L-1NH4Cl溶液中各型体的平衡浓度。
10?55.6?10?10?5?1?(NH)??5.6?10解:pH=5时?(NH)??5 3?10?5?1010?5.6?1010?5.6?10?4c(NH4+)≈0.1 mol·L-1 c(NH3)≈5.6310 mol·L-1
-6
10?105.6?10?10?0.15?(NH3)??10?0.85 pH=10时: ?(NH)??10?10?1010?5.6?1010?5.6?10?4c(NH4+)≈0.015 mol·L-1 c(NH3)≈0.085 mol·L-1
6-10.人体中的CO2在血液中以HCO3-和H2CO3存在,若血液的pH为7.4,求血液中HCO3-和H2CO3各占多少百分数?
解:
(3.98?10?8)2?(H2CO3)??0.086 ?82?8?7?7?11(3.98?10)?3.98?10?4.2?10?4.2?10?5.6?103.98?10?8?4.2?10?7?(HCO)??0.91
(3.98?10?8)2?3.98?10?8?4.2?10?7?4.2?10?7?5.6?10?11-36-11. 已知下列各种弱酸的Ka值,求它们的共轭碱的Kb值,并将各碱按照碱性由强到弱的顺序进行排列。
θθ