《无机化学》上册例题选

无机化学-----上册例题化学与生命科学学院专业基础课例题：已知：C（s）+O2（g）→CO2（g）=-393.5kJ.mol-1CO(g)+O2(g)→CO2(g)=-283.0kJ.mol-1问:C(s)+O2(g)→CO(g)=?ΔHm1ΔHm2ΔHm3解:按盖斯定律={(-393.5)-(-283.0)}kJ.mol-1=-110.5kJ.mol-1ΔHm3解:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)例题：计算合成氨反应在298.15K时的熵变。按式：ΔrSm(298.15K)=ΣBνBSm,B(298.15K)得:ΔrSm(298.15K)=(2×192.45-191.61-3×130.684)J.mol-1.K-1=-198.462J.mol-1.K-1Sm/J.mol-1.K-1191.61130.684192.45例题：在25℃,问反应2SO2（g）+O2（g）=2SO3向什么方向进行？已知:p(SO3)=1×105Pa，p(SO2)=0.25×105Pa,p(O2)=0.25×105Pa。解：按ПB 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式计算得：ПB=64，查热力学数据表算得ΔrGm=-141.73kJ.mol-1因此，按等温方程得：ΔrGm=(-141.73+8.314×103×298.15ln64)kJ.mol-1=-131.42kJ.mol-1答：因为ΔrGm<0所以，反应向正方向进行。例如：对于：2SO2（g）+O2（g）==2SO3（g）在25℃， 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 条件下向什么方向进行？ΔrGm={2×(-371.06)-2×(-300.194)}kJ.mol-1=-141.732kJ.mol-1解:ΔfGm,B/kJ.mol-1-300.1940-371.06答:ΔrGm<0所以，反应向正方向自发进行。例如：制备甲烷的反应CH3OH（l）→CH4（g）+O2在25℃下能否自发进行？解：ΔfGm,B/kJ.mol-1-166.27-50.720ΔrGm=(-50.72+166.27)kJ.mol-1=115.55kJ.mol-1答:因为ΔrGm>40kJ.mol-1所以不能自发进行。上例可进一步计算：在标准状态下可以自发进行的最低温度。O2ΔfHm,B/kJ.mol-1-238.66-74.810Sm,B/J.mol-1.K-1126.8186.264205.138ΔrHm(298.15K)=163.85kJ.mol-1ΔrSm(298.15K)=162J.mol-1.K-1解：CH3OH（l）→CH4(g)+例题：计算合成氨反应在25℃和427℃时的标准平衡常数，简单说明其意义。解：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）ΔfHm,B/kJ.mol-100-46.11ΔfGm.B/kJ.mol-100-16.45Sm,B/J.mol-1.K-1191.61130.684192.45⑴ΔrGm(298.15K)=-32.90kJ.mol-1lnK(298.15K)=lnK(298.15K)=13.27K(298.15K)=5.8×105⑵ΔrHm(298.15K)=-92.22kJ.mol-1ΔrSm(298.15K)=-198.76J.mol-1.K-1ΔrGm(700K)≈ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K)ΔrGm(700K)=46.91kJ.mol-1lnK(700K)==-8.06K(700K)=3.2×10-4讨论:合成氨是(-,-)型反应,低温自发，高温非自发。25℃时K=5.8×105反应很彻底；427℃时K=3.2×10-4反应进行的程度较小。T≈465.76KT<465K时合成氨反应是自发的。此题可进一步计算转换温度:按吉-亥方程：ΔrGm(T)≈ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K)则：解：根据Π=cBRT有：775kPa=cB×8.314Pa.m3.mol-1.K-1×310KcB=(775/8.314×310)mol.dm-3=0.3mol.dm-3或:cB=0.3mol.dm-3×180g.mol-1=54g.dm-3例题：37℃时,血液的渗透压为775kPa。问与血液具有相同渗透压的葡萄糖(C6H12O6)静脉注射液的浓度(g.dm-3)解：溶液的凝固点决定于：溶剂（Kfp）和粒子（分子或离子）浓度。甲醇视为弱电解质，则⑴>⑵（Tfp约0℃）；Kfp（水）=1.86℃.kg.mol-1,Tfp(H2O)=0.0℃Kfp（苯）=5.12℃.kg.mol-1,Tfp=(C6H6)5.5℃0.1mol.kg-1使Tfp分别约为(0-0.186)℃和(5.5-0.55)℃。则(3)>>(2);因此,凝固点由高到低的顺序是(3)>(1)>(2)例题：下列溶液凝固点的高低顺序：⑴0.1mol.kg-1糖的水溶液;⑵0.1mol.kg-1甲醇的水溶液；⑶0.1mol.kg-1甲醇的苯溶液；例题：在饱和H2S和HCl的混合溶液中b(H+)=0.3mol.kg-1。求此溶液中b(S2-)=？2H++S2-初始浓度/mol.kg-10.10.30平衡浓度/mol.kg-10.1-x-y0.3+xy其中,一级解离之b(H+)为xmol.kg-1,二级解离之b(S2-)为ymol.kg-1。解：H2S代入:Ka=1.0×10-19=1.0×10-19近似处理:0.3+x≈0.3；0.1-x-y≈0.1得:y=1.1×10-19答:此溶液中b(S2-)为1.1×10-19mol.kg-1所以:b(S2-)=1.1×10-19mol.kg-1例题：向100g浓度为0.1mol.kg-1的HAc和0.1mol.Kg-1NaAc混合溶液中加入1.0g1.0mol.kg-1的HCl,求此溶液的pH值。已知：Ka=1.76×10-5。yb（HCl）=0.01mol.kg-1b(酸)=0.11mol.kg-1;b(碱)=0.09mol.kg-1代入式①:pH=-lg(1.76×10-5)-lg(0.11/0.09)=4.75-0.087=4.66答:此溶液pH=4.66。解：例如：25℃时Ag2CrO4的KS=1.12×10-12求它在水中的溶解度。y解：对于Ag2CrO4，KS=4S3(b)-3，所以其溶解度为：S(Ag2CrO4)=(1.12×10-12/4)1/3b(Ag2CrO4)=6.54×10-5mol.kg-1yy例题:根据热力学原理计算AgCl的溶度积lnK=yyyyAg++Cl-解：多相离子平衡AgCl(s)ΔfGmB/kJ.mol-1-109.78977.107-131.228ΔrGm=55.67kJ.mol-1=-22.458K=1.76×10-10y例题:在0.1mol.kg-1FeCl3溶液中加入等体积含0.2mol.kg-1氨水和2.0mol.kg-1NH4Cl的混合溶液是否有Fe(OH)3沉淀生成?解:按题意,b(Fe3+)=0.05mol.kg-1;b(NH4+)=1.0mol.kg-1;b(NH3.H2O)=0.1mol.kg-1,NH3.H2ONH4++OH-平衡浓度/mol.kg-10.1-x1.0+xx=(1.0+x)x/(0.1-x)=1.7×10-5yyyy近似处理,有:1.0x/0.1=1.7×10-5所以x=1.7×10-6ΠB(bB/b)νB=5.0×10-2(1.7×10-6)3=2.5×10-19yΠB(bB/by)νB=2.5×10-19KS{Fe(OH)3}=2.64×10-39ΠB(bB/by)νB>KSy{Fe(OH)3}答:有Fe(OH)3沉淀生成。y例题：求25℃时Mg(OH)2在水中的溶解度和在0.5mol.kg-1氨水中的溶解度。解:⑴在水中KS{Mg(OH)2}=b(Mg2+).{b(OH-)}2.(by)-31.2×10-11=4S3(by)-3S{Mg(OH)2}=1.4×10-4mol.kg-1⑵在氨水中b(OH-)/bb(OH-)=0.003mol.kg-1yyyy由于同离子效应，溶解度下降近十万倍。*为什么S{Mg(OH)2}=b(Mg2+)？S{Mg(OH)2}=b(Mg2+)yyy={KS/b2(OH-)}b={KS/(0.003mol.kg-1/b)2}b={1.2×10-11/0.0032}b=4.0×10-9mol.kg-1yyy解：写成配合物：⑴K2[PtCl6]；⑵[Co(NH3)6]Cl3⑶[Cr(NH3)4Cl2]Cl；⑷[Pt(NH3)6]Cl4导电能力与离子数成正比，所以有：⑷>⑵>⑴>⑶例题：判断下列配合物溶液的导电能力（配位数皆为6）⑴K2PtCl6；⑵Co(NH3)6Cl3；⑶Cr(NH3)4Cl3；⑷Pt(NH3)6Cl4解:因为等体积混合,所以初始浓度各为其半。建立如下关系：[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3初始浓度/mol.kg-10.10.50浓度变化/mol.kg-1-(0.1-x)-2(0.1-x)0.1-x平衡浓度/mol.kg-1x0.3+2x0.1-x例题：在50g0.2mol.kg-1AgNO3溶液中加入等体积的1.0mol.kg-1的氨水.计算平衡时溶液中Ag+的浓度。K(稳)=(0.1-x)/x(0.3+2x)2近似处理后得:K(稳)=0.1/0.32x=107.05x=9.91×10-8答:平衡时b(Ag+)=9.91×10-8mol.kg-1yy例题：求在6.0mol.kg-1氨水中可溶解多少AgCl?解:平衡式:AgCl（S）+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-平衡浓度/mol.kg-1(-x)6.0-2xxxK=KS(AgCl)×K(稳,[Ag(NH3)2]+)=1.1×107×1.77×10-10=1.95×10-3=x2/(6.0-2x)2x=0.243yyy换算成AgCl的质量：0.243mol.kg-1×143.35g.mol-1×1kg=34.83g答:1.0kg6mol.kg-1氨水可溶解34.83g(0.243mol)AgCl。例题：b(Pb2+)=0.1mol.kg-1，b(Sn2+)=1.0mol.kg-1问下述反应进行的方向:Pb2++Sn==Sn2++Pb解:按能斯特方程式,有E(Pb2+/Pb)=E(Pb2+/Pb)+(0.0592V/2)lg(0.1)=-0.1262V-0.0296V=-0.1558V而E(Sn2+/Sn)=E(Sn2+/Sn)=-0.1375V。根据题意,Sn2+│Sn为负极,Pb2+│Pb为正极yy所以电动势E=E(Pb2+/Pb)-E(Sn2+/Sn)=-0.019V<0答:题给反应向逆向(←)进行。例题：用以下二电极组成原电池：(1)Zn∣Zn2+（1.0mol.kg-1)(2)Zn∣Zn2+(0.001mol.kg-1)判断正、负极，计算电动势。解：按能斯特方程式：E2(Zn2+/Zn)=可见:(1)为正极,(2)为负极,其电动势为:E=E+-E-=E1-E2=0.089V这种电池称为浓差电池，电动势太小。y=-0.8506VE1(Zn2+/Zn)=E=-0.7618Vy2MnO4-+16H++10Cl-→5Cl2+2Mn2++8H2O当pH=7,其他离子浓度皆为1.0mol.kg-1时,下述反应能否自发进行:例题=0.844V电动势E=-0.516V<0答:反应不能自发进行。解:yE-(Cl2/Cl-)=E=1.36Vy例题：判断下述反应进行的程度：2H++2Fe2+H2+2Fe3+电动势E=-0.771VlgK=2(-0.771V)/0.0592V=-26.05K=8.91×10-27答：反应程度极小。解:E(H+/H2)=0VE(Fe3+/Fe2+)=0.771Vyyyyy例题:简单说明:为什么最外电子层的电子数不能超过8个,次外电子层的电子数不能超过18个?解:在最外电子层(n),8个电子是:ns2np6若有第9个电子应是nd1。由于能级交错，nd能级高于(n+1)s能级.所以此电子必定填为(n+1)s1。此时，n层已不是最外电子层了。习题写出30A、50B的：电子分布式、外层电子构型、周期、族、区、属金属非金属、最高氧化值。30A1s22s22p63s23p64s23d10①1s22s22p63s23p63d104s2=[Ar]3d104s2②3d104s2③4周期ⅡB族⑤④ds区金属⑥+2此元素为Zn50B1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2①1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2=[Kr]4d105s25p2②5s25p2③5周期ⅨA族④p区⑤准金属⑥+4此元素为Sn解:35Br-:[Ar]3d104s24p6—8电子型；56Ba2+:[Xe]6s0=[Kr]5s25p6—8电子型；30Zn2+:[Ar]4s0=[Ne]3s23p63d10—18电子型;83Bi3+:[Xe]5d106s26p0=[Kr]5s25p65d106s2—18+2电子型；22Ti2+[Ar]3d24s0=[Ne]3s23p63d2—9-17电子型例题:下列离子所属的类型:Br-Ba2+Zn2+Bi3+Ti4+解：⑴C6H6-CCl4—⑵CH3OH-H2O—⑶He-H2O—⑷H2S-H2O—例题：下列每组物质中，不同物质间分子之间存在着何种成分分子间力。色散力；色散力、诱导力、取向力、氢键；色散力、诱导力；取向力、诱导力、色散力。例题：下列两类化合物熔点(℃)如下：NaFNaClNaBrNaI993801747661SiF4SiCl4SiBr4SiI4-90.2-705.4120.5说明:①为什么钠的卤化物的熔点总是比硅的卤化物的熔点高?②为什么钠的卤化物的熔点的递变规律与硅的卤化物不一致?①钠的卤化物是离子晶体,硅的卤化物是分子晶体。所以钠的卤化物的熔点总是比硅的卤化物的熔点高。②离子晶体的熔点随离子半径的增大而降低；分子晶体的熔点随分子量的增大而升高。解:例题：下列几种元素之间可以形成哪些二元化合物：Si、C、O、H？各举一例，写出它们的化学式或分子式，预测其熔点高低，简述理由。SiO2SiCH2OSiH4CH4CO晶型原子晶体分子晶体熔点很高较高很低解：因为结合力是共价键分子间力氢键例题：试说明CO2分子中化学键的形成。已知CO2分子偶极矩为零。解：根据偶极矩为零可知，其分子是直线型。进而知C原子发生sp杂化(成O-C-O形)：未参与杂化的C的两个p电子(相互垂直,且垂直于两个键的直线)与两个O形成两个相互垂直的键。110