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：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 5,0,0,+1/2。 试用杂化轨道理论解释：
（1） H2S分子的键角为920，而PCl3的键角为1020。
（2） NF3分子为三角锥形构型，而BF3分子为平面三角形构型。
（1） H2S分子与H2O分子一样，中心原子采取sp3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H2O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。PCl3分子与NH3分子一样，也是中心原子采取sp3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NH3分子中两个N-H键的键角。
（2） NF3分子与NH3分子一样中心原子采取sp3不等性杂化，使分子产生三角锥形构型；BF3分子中心
原子B采用sp2等性杂化，使分子产生平面三角形构型。
7 为什么（1）室温下CH4为气体，CCl4为液体，而CI4为其固体？（2）水的沸点高于H2S，而CH4的沸点低于SiH4？
（1） 从CH4→CCl4→CI4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） H2O分子与H2S分子相比，水中H2O分子之间存在氢键，虽然H2O分子间的色散力较小，氢键的存
在却使沸点更高一些。CH4分子之间没有氢键，只能比较色散力大小，故分子量小的CH4的沸点低于分子量大的SiH4的沸点。
第二章 热力学基础 习题
6 计算下列反应的?rHm(298.15K)和?rSm(298.15K) （1）4NH3(g)+3O2(g)==2N2(g)+6H2O(l) （2）C2H2(g)+H2(g)==C2H4(g) （1）
??????rHm(298.15K)?2?fHm(N2,g)?6?fHm(H2O,l)?4?fHm(NH3,g)?3?fHm(O2,g)???2?0?6?(?285.83kJ?mol)?4?(?46.11kJ?mol)?3?0??1530.54kJ?mol??????rSm(298.15K)?2Sm(N2,g)?6Sm(H2O,l)?4Sm(NH3,g)?3Sm(O2,g)?1?1?1
?2?191.6J?mol?1?K?1?6?69.91J?mol?1?K?1?4?192.4J?mol?1?K?1?3?205.14J?mol?1?K?1??582.36J?mol?1?K?1（2）
?????rHm(298.15K)??fHm(C2H4,g)??fHm(C2H4,g)??fHm(H2,g)
?(52.26kJ?mol)?(226.7kJ?mol)?0??174.44kJ?mol1 / 6
?1?1?1
?????rSm(298.15K)?Sm(C2H4,g)?Sm(C2H4,g)?Sm(H2,g)?(219.6J?mol?1?K?1)?(200.9J?mol?1?K?1)?(130.68J?mol?1?K?1) ??111.98J?mol?1?K?17 利用下列反应的?rGm(298.15K)值，计算Fe3O4（s）在和298.15K时的标准摩尔生成吉布斯函数。 （1）2Fe(s)+3/2O2(g)==Fe2O3(s), ?rGm(298.15K)（2）4Fe2O3(s)+Fe(s)==3Fe3O4(s) ?rGm(298.15K)????rGm(298.15K)?(4/3)?rGm(1)?(1/3)?rGm(2)?????742.2kJ?mol?1 ??77.7kJ?mol?1
?(4/3)?(?742.2kJ?mol)?(1/3)?(?77.7kJ?mol)??1015.5kJ?mol?1?1?18 估算反应CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(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
p(CO2)?p(H2)?76kPa，p(CO)?p(H2O)
，计算此条件下反应的摩尔吉布斯函数变，并判断反应?127kPa（注意此时系统不一定处于平衡状态）进行的方向。
??????rHm(298.15K)??fHm(CO,g)??fHm(H2O,g)??fHm(CO2,g)??fHm(H2,g)?(?110.52kJ?mol)?(?241.82kJ?mol)?(?393.51kJ?mol)?0?41.17kJ?mol??????rSm(298.15K)?Sm(CO,g)?Sm(H2O,g)?Sm(CO2,g)?Sm(H2,g)?1?1?1?1
?(197.67J?mol?1?K?1)?(188.83J?mol?1?K?1)?(213.7J?mol?1?K?1) ?130.68J?mol?1?K?1?42.12J?mol?1?K?1????rGm(873K)??rHm(CO,g)?T?rSm(H2O,g)?41.17kJ?mol?873K?0.04212kJ?mol?K?4.41kJ?mol??1?1?1?1
??rGm4.41?1000J?mol?1K?Exp[?]?Exp[?]?0.54
RT8.314J?mol?1?K?1?873K?rGm??rGm?RTln?(pCO/p?)(pH2O/p?)(pCO2/p?)(pH2/p?)127?127
76?76?4.41kJ?mol?1?0.008314kJ?mol?1?K?1?873Kln?11.86kJ?mol?1?0逆向自发。
10 已知反应H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)在298.15K时的K??4.9?1016，
??rHm(298.15K)??92.31kJ?mol?1，求在500K时的K?值。
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???rHmK211ln??(?)K1RT1T2??rHm11K2?K1Exp[(?)]RT1T2??
?92.31kJ?mol?11110?4.9?10Exp[(?)]?1.45?100.008314kJ?mol?1K?1298.15K500K1612 在298.2K的标态下，下列反应
CaO(s)+SO3(g)==CaSO3(s)
的?rHm????402kJ?mol?1,?rSm??189.6J?mol?1?K?1，试求
?（1） 上述反应是否能自发进行？逆反应的?rGm是多少？ （2） 升温是有利于上述反应正向进行还是降温有利？ （3） 计算上述逆反应进行所需要的最低温度。 （1）
????rGm(298.2K)??rHm?T?rSm??402kJ?mol?298.2?(?0.1896kJ?mol?K)??345.46kJ?mol??1?1?1?1
能自发进行。逆反应的?rGm(298.2K)?345.46kJ?mol?1
（2）由于反应正向放热，降温有利于正向移动。 （3）
??rHm402kJ?mol?1T???2120K ??1?1?rSm0.1896kJ?mol?K第三章 溶液与离子平衡 习题
3 将1kg乙二醇与2kg水相混合，可制得汽车用的防冻剂，试计算 （1）25C时该防冻剂的蒸气压； （2）该防冻剂的沸点； （3）该防冻剂的凝固点。
（1） M(乙二醇)=0.062kg?mol?10
，M(H2O)=0.01801kg?mol?1
n（乙二醇）=
1kg?16.13mol ?10.062kg?moln(H2O)=
2kg?111.11mol
0.018kg?mol?1
????rHm(298.15K)??fHm(H2O,g)??fHm(H2O,l)??241.82kJ?mol?(?285.83kJ?mol)?44.01kJ?mol?1?1?13 / 6
??K2p2?rHm11ln??ln?(?)K1p1RT1T2??rHm11p2?p1Exp[(?)]RT1T244.01kJ?mol?111?101.325kPa?Exp[(?)]?2.86kPa0.008314kJ?mol?1K?1373.15K298.15K111.1p?p*xA?2.86kPa??2.50kPa
111.1+16.13(2)bB?nB16.13mol??8.07mol?kg?1 WA2kg
Tb?Tb*??Tb?Tb*?kbbB?373.15K?0.512K?kg?mol?1?8.07mol?kg?1?377.28K (104.13C) (3)
0
Tf?Tf*??Tf?Tb*?kfbB?273.15K?1.86K?kg?mol?1?8.07mol?kg?1?258.14K0
(-15.01C)
7 在100kPa、20℃时，H2S 气体在水中的溶解度是2.61体积H2S/1体积H2O，求饱和H2S水溶液的物质的量浓度及H3O和S离子的平衡浓度；如用HCl溶液调节酸度到pH=2.00时，溶液中的S离子浓度又是多少？
2-2-
+计算结果说明什么问题？ 将H2S看成是理想气体
RT8.314J?mol?1?K?1?293.15KVm???24.37dm3?mol?1
p100kPacH2S2.61dm3/24.37dm3mol?1??0.107mol?dm?3 31dmcH??(cH2Sc???)Ka0.107?9.1?10?8mol?dm?3?9.87?10?5mol?dm?3 1c????12?3 cS2??Kac?1.1?10mol?dm2pH=2.00
cS2??????KaK(c/c)1a2H2S(cH?/c)?8?2?12c?
9.1?10?1.1?10?0.107?3?16?3mol?dm?1.07?10mol?dm(1.0?10?2)2+
+
计算H浓度时，可以将多元弱酸当成一元弱酸来处理；二元弱酸的酸根离子浓度数值上近似等于二级酸解离常数；弱酸的浓度一定，酸根离子浓度与H浓度平方成反比。
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9 正常情况下，人体动脉血液中c(HCO3)??24mmol?dm?3，c(CO2)?1.2mmol?dm?3此时人
体血液的pH值为多少？在某些情况下，如糖尿病患者体内能快速产生酸性物质，假设因此有
10mmol?dm?3的H流入血液，而因此产生的过多的CO2通过呼吸排出，仍维持
+
c(CO2)?1.2mmol?dm?3的话，血液的pH值又为多少？，
?pH?pKa1?lgcb24?6.37?lg?7.67 ca1.2cb14?6.37?lg?7.44 ca1.2-9
?pH?pKa1?lg12已知25℃时，PbI2的容度积是8.4×10，试求 （1） PbI2在纯水中的溶解度（mol?dm（2） 饱和溶液中Pb和I离子浓度； （3） 在0.01mol?dm?Ksp?32+
-
?3）；
KI溶液中Pb离子浓度。
2+
（1）sPbI2?3?98.4?10c?3mol?dm?3?0.00128mol?dm?3 44?（2）
cPb2??sPbI2?0.00128mol?dm?3cI??2sPbI2?0.00256mol?dm?(cPb2?/c?)(cI?/c?)2?Ksp ?3
?(s/c?)[(0.01mol?dm?3+2s)/c?]2=Ksp （3）
8.4?10?9?3?5?3s?mol?dm?mol?dm?8.4?10mol?dm220.010.01cPb2??s?8.4?10?5mol?dm?3?33+
2+
?Ksp1425℃时，溶液中含有Fe、Fe离子，它们浓度都是0.05mol?dmFe离子不生成Fe(OH)2沉淀，试问溶液的pH值应控制为多少？ Fe沉淀完全
3+2+
?3，如果要求Fe(OH)3沉淀完全，而
cOH??3?Ksp(cFe3??392.64?10c?3mol?dm?3?6.42?10?12mol?dm?3??5 /c)1.0?10?pH?14?pOH?14?11.19?2.81Fe开始沉淀
2+
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大学化学普通化学习课后题标准答案
