第一章 分散体系
1-1 3%Na2CO3溶液的密度为1.03g2ml-1,配制此溶液200ml，需用Na2CO3210H2O多少g?溶液的物质的量浓度是多少？
解：设所需Na2CO3m克，则
m＝ρ2V23％＝1.03 g2ml3200 ml33％＝6.18g m(Na2CO3210H2O) = 6.18 3286 / 106 = 16.7 (g) c(Na2CO3)＝m/[M(Na2CO3)2V]
＝6.18÷（10630.200）
＝0.292（mol2L-1）
1-2 为了防止500ml水在268K结冰，需向水中加入甘油（C3H8O3）多少克？ 解：设需加入甘油x克，根据题意ΔTf＝273-268＝5（K）
ΔTf＝Kf2b（B）
5K＝1.86K2kg2mol-13[x÷M（C3H8O3）÷0.5] x＝（92g2mol-135K30.50kg）÷1.86K2kg2mol-1
x＝123g
1-3某水溶液，在200g水中含有12.0g蔗糖(M=342),其密度为1.022g2ml,,试计算蔗糖的摩尔分数，质量摩尔浓度和物质的量浓度。
解：x(蔗糖)＝n(蔗糖)/[n(蔗糖)+n(水)]＝(12.0÷342)÷[(12.0÷342)+(200÷18.0)]
＝0.035÷[0.035+11.1]＝0.035÷11.15＝0.00314
b(蔗糖)= n(蔗糖)/m(水)＝0.035÷(200310-3)＝0.175mol2kg-1
c(蔗糖)= n(蔗糖)/V(溶液)＝0.035÷[(200+12.0)/1.022]=0.169 mol2L
1-4 101mg胰岛素溶于10.0ml水中，该溶液在298K时的渗透压为4.34kPa，求胰岛素的摩尔质量。
解：π=c胰RT=n胰RT/V n胰=m胰/M胰
M胰＝m胰?RT＝0.101g?8.31kPa?L?K?1-1
-1
-1
?mol?1?298K?V4.34kPa?0.010L?5766g?mol?1
1-5实验测定未知物水溶液在298K时的渗透压为750kPa，求溶液的沸点和凝固点。 解：溶液的浓度为：
c= π/ RT＝750kPa /(8.314kPa2L2K2mol3298K)＝0.303mol2L≈0.303mol2kg ΔTb=Kb2b未≈0.512K2kg2mol-130.303 mol2kg-1＝0.155K Tb = 373.15 + 0.155 = 373.31 (K)
ΔTf=Kf2b未≈1.86K2kg2mol-130.303 mol2kg-1＝0.564K
Tf = 273.15 – 0.564 = 272.59 (K)
1-6 某一学生测得CS2(l)的沸点是319.1K，1.00mol2kg-1S溶液的沸点是321.5K，当1.5gS溶解在12.5g CS2中时，这溶液的沸点是320.2K，试确定S的分子式。
解：CS2的Kb可由下式求出：
Kb＝ΔTb/b(S)=(321.5K-319.1K)/1.00 mol2kg-1=2.4K2kg2mol-1 MS＝KbmS?1000?Tb?mCS2＝2.40?1.5?1000(320.2?319.1)?12.5?261.8g?mol?1-1-1-1-1
Ms＝261.8÷32≈8 则硫的分子式为S8
1-7 人体血浆的凝固点为272.5K，求310K时渗透压。
1
解：人体血浆的浓度为c≈ΔTf/Kf = (273.15-272.5)/1.86=0.349mol2L
π=c RT=0.349 mol2L38.314kPa2L2K2mol3310K＝899.5kPa
1-8 今有两种溶液，一种为3.6g葡萄糖(C6H12O6)溶于200g水中，另一种为20.0未知物溶于500g水中，这两种溶液在同一温度下结冰，计算未知物的摩尔质量。
解：这两种溶液在同一温度下结冰，说明它们的bB相等。
m(葡萄糖)M(葡萄糖)m(水)＝m(未知物)M(未知物)m?(水)
-1
-1
-1
-1
3.61800.200＝20.0M(未知物)0.500 M(未知物)＝400g2mol
-1
1-9 293K时，葡萄糖(C6H12O6)15g溶于200g水中，试计算该溶液的蒸气压、沸点、凝固点和渗透压。(已知293K时的p=2333.14kPa)
解：K蒸＝p*2MA＝2333.14kPa30.018kg2mol-1＝42.0 kPa2kg2mol-1
Δp= K蒸b(葡萄糖)=42.03(15÷180)/0.200=42.030.417＝17.5kPa p = 2333.14 – 17.5 = 2315.6 (kPa)
ΔTb＝Kb2b(葡萄糖)＝0.51230.417＝0.21K Tb＝ 373.15 + 0.21 = 373.36 (K)
ΔTf＝Kf2b(葡萄糖)＝1.8630.417＝0.78K
Tf = 273.15 – 0.78 = 272.37 (K)
π= cRT≈ bRT = 0.41738.3143293 = 1015.8 (kPa)
1-10 试比较MgSO4，K3[Fe(CN)6],和AlCl3三种电解质在下列两种情况中凝结值大小的顺序。（1）0.01mol2L-1 AgNO3溶液和0.03mol2L K2CrO4
（1）0.001mol2L-1 AgNO3溶液和0.01mol2L KBr溶液等体积混合制成的AgBr溶胶 （2）0. 01mol2L -1AgNO3溶液和0.001mol2L KBr溶液等体积混合制成的AgBr溶胶 解：（1）因为KBr过量所得AgBr溶胶为负溶胶，决定AgBr负溶胶凝结值大小的因素为电解质中阳离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为，K3[Fe(CN)6]> MgSO4>AlCl3。
（2）因为AgNO3过量所得AgBr溶胶为正溶胶，决定AgBr负溶胶凝结值大小的因素为电解质中阴离子电荷的多少，电荷愈多，凝结值愈小，所以其凝结值由大到小的顺序为，K3[Fe(CN)6]< MgSO4 1-11 为制备AgI负溶胶，应向25ml0.016 mol2L –1的KI溶液中最多加入多少毫升的0.005 mol2L –1的AgNO3溶液？ 解：要制备负溶胶，则I－要多一些，所以： 25?0.016?0.005?VAgNO3 ?VAgNO3* ?25?0.0160.005?80(ml) 1-12 混合等体积0.008mol2L-1AgNO3溶液和0.003mol2L-1的K2CrO4溶液，制得Ag2CrO4溶胶，写出该溶胶的胶团结构，并注明各部分的名称，该溶液的稳定剂是何种物质？ 解：因为AgNO3过量，电位离子是Ag+，也是稳定剂，胶团结构为： [(Ag2CrO4)m2nAg2(n-x)NO3]2xNO3, 胶核：(Ag2CrO4)m， 胶粒：[(Ag2CrO4)m2nAg+2(n-x)NO3-]x+， 胶团：[(Ag2CrO4)m2nAg+2(n-x)NO3-]x+2xNO3-， 电位离子：Ag+ 2 + -x+ - 反离子：NO3 - 1-13 苯和水混合后加入钾肥皂摇动，得到哪种类型的乳浊液；加入镁肥皂又将得到哪种类型的乳浊液？ 解：钾肥皂是亲水型乳化剂，形成水包油型乳浊液。镁肥皂是亲油型乳化剂，形成油包水型乳浊液。 1-14 现有0.01 mol2L AgNO3溶液和0.01 mol2L KI溶液，欲制AgI溶胶，在下列四种条件下，能否形成AgI溶胶？为什么？若能形成溶胶，胶粒带何种电荷？ （1） 两种溶液等体积混合； （2） 混合时一种溶液体积远超过另一种溶液； （3） AgNO3溶液体积稍多于KI溶液； （4） KI溶液体积稍多于AgNO3溶液。 解： （1） 不能；反应完后，没有剩余的电位离子，恰好生成AgI沉淀； （2） 不能；由于过多的剩余电解质溶液也能使溶胶凝结； （3） 能；AgI颗粒能吸附少量的Ag＋而形成溶胶粒子；溶胶粒子正电荷。 （4） 能；AgI颗粒能吸附少量的I－而形成溶胶粒子；溶胶粒子负电荷。 -1 -1 第二章 化学热力学基础 2-1 什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？ 解：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数； 体系的广度性质在数值上与体系中物质的量成正比，即具有加和性。体系某一广度性质的数值等于体系中各部分该广度性质的加和。 体系的强度性质在数值上与体系中物质的量无关，即不具有加和性。平衡体系某一强度性质的数值与体系中任一部分该强度性质的数值相等。 2-2 自发过程的特点是什么？ 解：（1）自发过程具有方向性； （2）自发过程具有一定的限度； （3）进行自发过程的体系具有做有用功（非体积功）的能力。 2-3 什么叫混乱度？什么叫熵？它们有什么关系？ 解：混乱度也称为无序度，它的大小与体系中可能存在的微观状态数目有关。 熵就是用来描述体系混乱程度大小的函数。 体系的混乱度越高，熵值就越大。 2-4 什么叫自由能判据？它的应用条件是什么？ 解：用自由能的改变量来判断过程的自发性就叫自由能判据。 应用条件：定温、定压不作有用功。 2-5 298K时6.5g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热272.3kJ。求该反应的?rUm和 ?rHm。 ??解：因为：C6H6（l）＋7.5O2（g）＝6CO2（g）＋3H2O（l） mol ?rUm＝－272.3÷（6.5/78）=－3267.6 kJ· ?-1 3 ??rHm＝?rUm＋ ??vBB(g)RT ＝－3267.6＋（6－7.5）×8.314×298×10-3 -1 ＝－3271.3. kJ·mol 2-6 298K，标准状态下HgO在开口容器中加热分解，若吸热22.7kJ可生成Hg（l）50.10g，求该反应的?rHm?，若在密封的容器中反应，生成同样量的Hg（l）需吸热多少？ 解：HgO(s)＝Hg(l) + 1/2O2(g) ?mol?rHm＝22.7÷（50.10/200.59）＝90.89 kJ· -1 ??rHm＝?rUm＋ ??vBBB(g)RT ∴?rUm?＝?rHm?－?vB(g)RT＝90.89－0.5×8.314×298×10-3 ＝89.65 kJ·mol-1 Q＝89.65×50.10÷200.59＝22.4 kJ·mol-1 2-7 已知298K，标准状态下 （1）Cu2O(s)?1mol O2(g)?2CuO(s) ?rHm?(1)＝－146.02 kJ·2（2）CuO(s)?Cu(s)?Cu2O(s) ?rHm?(2)＝－11.30 kJ·mol-1 求(3)CuO(s)?Cu(s)?12-1 O2(g)的?rHm?。 解：因为反应 （3）= – [（1）+（2）], 所以ΔH3°= - (-146.02 – 11.30) = 157.32( kJ/mol ) 2-8 已知298K，标准状态下 （1） Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ?rHm?(1)=－24.77 kJ·mol-1 （2） 3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ?rHm?(2)＝－52.19 kJ·mol-1 （3） Fe3O4(s)＋CO(g) ＝3FeO(s)＋CO2(g) ?rHm?(3)＝39.01 kJ·mol-1 求（4）Fe(s)＋CO2(g) ＝FeO(s)＋CO(g)的?rHm?。 解：因为反应 （4）= [（3）×2 +（2）－（1）×3]÷6 2 +(－52.19)－（－24.77）×3]÷6 ?rHm(4)＝[39.01× ＝16.69 kJ·mol-1 2-9 由?fHm?的数据计算下列反应在298K、标准状态下的反应热?rHm?。 （1） 4NH3(g)＋5O2(g) ＝ 4NO(g) ＋ 6H2O(l) （2） 8Al(s) + 3Fe3O4(s) ＝ 4Al2O3(s) + 9Fe(s) （3） CO(g) + H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g) 4 ?