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cbulogin.center.et2Server is OK草莓蛋糕卷——这个季节不该错过的美味（外卷法）
转眼又是一年草莓季，不做点什么似乎对不起这春天的气息更对不起那么鲜美诱人的莓果果。趁有点时间做个蛋卷吧，正好很久没有卷东西了，哈哈~~什么也不用说，吃了就知道有多美味了。
这次用了酸奶油，同样的方法我还用过淡奶油代替其他油脂，不仅味道更柔、更香，操作起来也更容易成功呢。
原料:此量做 36cm*26cm
蛋糕：蛋白4个(162g)&&
蛋黄5个(78g)& &细砂糖(20+50)g&&
低粉66g&&&酸奶油70g&
新鲜草莓4个
夹馅：奶油奶酪40&
黄油80g& 砂糖12g&
酸奶油40g& 少量
1.草莓洗净,沿皮切成2*2左右大小的小片,剩下的果肉留着做夹馅用；
2.分离蛋黄、蛋白，低粉过筛备用；
3.蛋黄+糖（20g)打至糖溶化且完全乳化；
4.蛋白+糖打至湿性发泡；
5.取少量蛋白霜与蛋黄糊翻拌均匀；
6.筛入低粉拌匀后全部倒回蛋白霜中拌匀；
7.酸奶油隔水加热至温热后加入6中拌匀；
8.入模，震出大气泡后抹平表面；
9.铺上1中处理好的草莓小片（摆在面上就可以，烤的时候蛋糕发起来它自然会嵌入到蛋糕里去的）；
10.烤箱提前预热160度，入炉烘烤
烘烤：烤箱下层，上下火160度15分钟至全熟
1.草莓连同做蛋糕剩下的草莓果肉一起用勺背压成果泥（不用太细）；
2.黄油+糖打发后加奶油奶酪打匀；
3.加酸奶油打匀后加草莓泥搅拌均匀。
撕去背面烤纸后的蛋糕片晾到微温时，烤面向下抹上内馅，卷起。
1.这个蛋卷用外卷法，蛋黄比蛋白多一个做出的蛋糕片会更柔软,卷蛋卷时也不易开裂；
2.蛋糕片上的草莓不要切成厚方块，不然易沉到蛋糕糊底下表面就不好看了；
3.各家烤箱脾气不同，温度和时间可自行调整。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。基础化学（第 3 版） 思考题和练习题解析第一章答： （略） 2. “1 mol 硫酸的质量是 98.0g” ，对吗？ 答：错误！未指明基本单元，正确说法是 1 mol H2SO4 的质量是 98.0g 或 1 mol [(1/2) (H2SO4)]的质量是 49.0g 。 3. 0.4 mol H2SO4 溶解于水，配成 500 m L 溶液，其浓度表示正确的是 A. c (H2SO4) = 0.8 mol· L-1 C. c[ B. c[绪 论1. 为什么说化学和医学的关系密切，医学专业学生必须学好化学？1 (H2SO4)] = 0.8 mol· L-1 21 (H2SO4) ]= 0.4 mol· L-1 2D. 硫酸的浓度为 0.8 mol· L-1答；正确的是 A。根据定义，1L 溶液中含有 0.8 mol H2SO4，c (H2SO4) = 0.8 mol· L-1。 4. 下列说法正确的是 A. “1 mol O”可以说成“1 mol 原子 O” B. 1 摩尔碳 C 原子等于 12g C. 1 L 溶液中含有 H2SO4 98 g，该溶液的摩尔浓度是 1 mol· L-1 D. 基本单元不仅可以是构成物质的任何自然存在的粒子或粒子的组合， 也可以是想象 的或根据需要假设的种种粒子或其分割与组合 答：正确的是 D。 A 应说成“1 mol 氧原子” ；B 应为“1 摩尔碳 C 原子的质量等于 12g” ； C 不应该使 用“摩尔浓度” ，此术语已被废除。 5. 求 0.100kg ( 解：M ( n( 6.1 Ca2+)的物质的量。 21 Ca2+) =（40.08 / 2）= 20.04 (g ·mol-1)， 21 1 Ca2+) = [ m / M ( Ca2+) ] = (0.100×103 )/20.04 = 4.99 (mol) 2 2每 100m L 血浆含 K+ 为 20mg，计算 K+的物质的量浓度，单位用 mmol· L-1 表示。解：M（K+）= 39.10 g ·mol-1， n（K+）= [ m / M (K+) ] = 20 / 39.10 = 0.51 (mmol)1c（K+）= [n（K+）/V] = 0.51 mmol / 0.100L = 5.1 mmol· L-1 。 7. 计算下列常用试剂的物质的量浓度(1) 浓硝酸，含 HNO3 的质量分数为 0.700，密度为 1.42g ·mL -1 (2) 浓氨水，含 NH3 的质量分数为 0.280，密度为 0.900 g ·mL -1 解：(1) c(HNO 3 ) ? (2) c( NH 3 ) ? 8.1000 ? 1.42 ? 0.700 ? 15.8 （mol ? L?1） 63.01 ? 1.001000 ? 0.900 ? 0.280 ? 14.8 （mol ? L?1） 17.03 ? 1.00某患者需补充 Na+ 5.0×10-2 mol，应补充 NaCl 的质量是多少？若用生理盐水[ρ(NaCl) = 9.0 g· L-1] 补充，应需生理盐水的体积是多少？ 解：m = 5.0×10-2 ×58.5 = 2.9 (g) 设补充生理盐水 x L，则 x ·9.0 = 2.9 x = 0.32 L 9. 实验室现有剩余的 0.100 mol· L-1H2SO4 500 mL 和 0.050 0 mol· L-1H2SO4 300 mL，如何利用上述溶液加入一定体积的ω B= 0.960 的 H2SO4（相对密度 d = 1.84 kg· L-1）配制成 1 000 mL 浓度为 0.250 mol· L-1 的 H2SO4 溶液？ 解：500 mL 0.100 mol ·L-1H2SO4 中， n(H2SO4) = c1V1 = 500×0.100 = 50.0 (mmol) 300 mL 0.050 0mol ·L-1H2SO4 中， n(H2SO4) = c2V2 = 300×0.050 0 = 15.0 (mmol) ω = 0.960 H2SO4 的浓度为c3 ? 1000 ? 1.84 ? 0.960 ， 这里 Mr（H2SO4）=98.0 g· mol-1 ? 18.0 （m o l ? L?1） 98.0 ? 1.00设取该酸体积为 V3 mL，则有 （50.0+15.0+18.0V3）= 1000 ×0.250 V3 = 10.3 (m L) 10.1 溶液中 KI 与 KMnO4 反应，假如最终有 0.508g I2 析出，以(KI+ KMnO4)为基本 5单元，所消耗的反应物的物质的量是多少？ 解：5KI + KMnO4 + 4H2SO4 = MnSO4 + 3K2SO4 + KI +1 KMnO4 55 I2 + 4H2O 2 4 1 3 1 4 + H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + H2O 5 5 5 2 52n[KI+1 1 KMnO4] ]= n [ I2 ]= 0.508? 1000 = 4.00 (mmol) 5 2 126.911. 用质量摩尔浓度来表示溶液的组成标度有何优点？ 答：质量摩尔浓度不会因为温度的变化而变化，在物理化学应用较多. 12. 100 g 浓硫酸中含纯 H2SO4 95 g，将此 100 g 浓硫酸加入 400 g 水中，混合后溶液的密度为 1.13 kg· L-1，计算此溶液的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。 解:95 / 98 ? 2.4 （mol? kg-1） (400 ? 5) ? 10?3 95 / 98 cB ? ? 2.2 （mol? L?1） 500?10?3 / 1.13 bB ?x(H 2SO 4 ) ?95 / 98 ? 0.041 (95 / 98) ? (405 / 18)13. What is the mole fraction of the solute in a 1.00 mol · kg-1 aqueous solution? 解: xB ?1 ? 0.018 14. A solution contains 20.0 g acetic acid ,CH3COOH, in 250 g water . What is the concentration of the solution expressed as (1) mole fraction of CH3COOH and H2O (2) molality? 解：(1) x(CH COOH) ? 320 /60 ? 0.023 20 250 ? 60 18x (H2O) = 1 – 0.023 = 0.97720.0 60 (2 ) bB ? .00 ? 1.33 （mol? kg?1） 0.250第二章稀溶液的依数性1. 一杯白糖水和一杯等量的纯水同时放置，哪个蒸发得快？为什么？ 答：纯水蒸发得快。在相同温度下，糖水溶液的蒸气压低于纯水，即纯水易于挥发，所以 蒸发得快。 2. 冬天，室外水池结冰时，腌菜缸里的水为什么不结冰？ 答： 腌菜缸里是盐的水溶液， 溶液的凝固点比纯水低， 冬天室外水池结冰时温度为 0℃， 此时的温度还不到溶液的凝固点，所以腌菜缸里的水不结冰。 3. 0.01mol· kg-1 葡萄糖(C6H12O6)、 盐(NaCl)及蔗糖 （C12H22O11） 水溶液的沸点相同吗？ 答：C6H12O6 、C12H22O11 都为非电解质，同为 0.01mol·kg-1 溶液的沸点比 100℃高，3且沸点相同。但是 NaCl 是强电解质，1mol NaCl 近似产生 1mol 的 Na+和 1mol 的 Cl-，总 的质量摩尔浓度变为 0.02 mol·kg-1，它的沸点升高是那两份溶液的 2 倍，沸点最高。 4. 在 20℃时水的饱和蒸气压为 2.34 kPa ， 若于 100g 水中溶有 10.0 g 蔗糖 （C12H22O11 ， 相对分子质量 Mr= 342） ，求此溶液的蒸气压。 解；先求溶液中溶剂的摩尔分数：100g xA ? 18.02g? mol -1 ? 0.995 100g 10.0g ? 18.02g? mol -1 342g ? mol -1根据拉乌尔定律可求出溶液的蒸气压p ? p ? xA ? 2.34kPa? 0.995? 2.33kPa5. 甲溶液由 1.68 g 蔗糖 （C12H22O11 ， M r =342） 和 20.00 g 水组成， 乙溶液由 2.45 g M r = 690 的某非电解质和 20.00 g 水组成。 (1) 在相同温度下，哪个溶液的蒸气压高？ (2) 将两份溶液放入同一个恒温密闭的容器中，经过足够长时间，两份溶液浓度会不 会发生变化，为什么？ (3) 当达到系统蒸气压平衡时，转移的水的质量是多少？ 答：(1) 先比较两份溶液中的水的摩尔分数20.0g 18.02g? mol -1 ? 0.9 9 6 20.0g 1.68g ? 1 18.02g? mol -1 3 4 2? g m o -l 20.0g 18.02g? mol -1 ? 0.9 9 7 20.0g 2.45g ? 1 18.02g? mol -1 6 9 0? g m o -l甲溶液xA ?乙溶液xA ?乙溶液溶剂的摩尔分数大，所以乙溶液的蒸气压大。 (2) 在同一个恒温密闭的钟罩里，乙溶液的蒸气压大，乙溶液的水会向甲溶液转移，甲 溶液变稀，乙溶液变浓，直到二者蒸气压相等，两溶液的浓度不再变化。 (3) 设当达到系统蒸气压平衡时，从乙溶液转移到甲溶液的水的质量为 y g，平衡时两 溶液中水的摩尔分数相等4(20.0 ? y )g-1(20.0 ? y )g18.02g? mol 18.02g? mol -1 ? (20.0 ? y )g 1.68g (20.0 ? y )g 2.45g ? ? -1 -1 -1 18.02g? mol 342g? mol 18.02g? mol 690g? mol -1y = 3.22 g 6. 现有碳的质量分数ω （C）= 0.944 的某种难挥发碳氢化合物 2.00 g。在 20 ℃ 时将 它溶解在 100 g 苯中，使苯的蒸气压从 9.953 8 kPa 降低到 9.867 2 kPa，试求此碳氢化合 物的化学式。 解：根据拉乌尔定律有 p = p* xA，设该碳氢化合物的摩尔质量为 MB g·mol-1,100g 9.867 2kP a ? 9.9538kP a? 78g? mol -1 100g 2.00g ? -1 78g? mol M B g ? mol -1MB = 178 g·mol-1，ω （C）= 0.944，设碳原子（C）数为 x 个，氢原子（H）数为 y 个， x = 178×0.944÷12 = 14，y = 178×（1-0.944）÷1.00 = 9.97≈10 此碳氢化合物的化学式为 C14H10。 7. 将 2.80 g 难挥发性物质溶于 100 g 水中， 该溶液在 101.3 kPa 下， 沸点为 100.51℃ 。 求该溶质的相对分子质量及此溶液的凝固点。 (Kb = 0.512 K· kg· mol-1， Kf = 1.86K· kg· mol-1) 解： ?Tb ? K b ? bB ? K b ?mB M B mAMB ? Kb ?bB ??T bmB 2.80 -1 ? 0.512 ? ? 28.1 ( g ? mol ) ?T b m A 0.51 ? 0.10.51 ? 0.996 1 (mol ? kg ? 1 ) 0.512Kb??Tf ? K f ? bB ? 1.86 ? 0.9961 ? 1.85 (K)Tf = -1.85℃ 8. 烟草有害成分尼古丁的实验式是 C5H7N，今将 538 mg 尼古丁溶于 10.0 g 水，所得 溶液在 101.3 kPa 下的沸点是 100.17 ℃。 求尼古丁的分子式。 （水的 Kb = 0.512 K· kg· mol-1） 解： ?Tb ? K b ? bB ? K b ?mB M B mAMB ? KbmB 0.538 ? 0.512 ? ?T b m A 0.17 ? 0.0100? 162 (g ? mol - 1 )C5H7N 的相对式量为 81，所以尼古丁的分子式为 C10H14N2 。59. 溶解 3.24 g 硫于 40.0 g 苯中，苯的凝固点降低 1.61 ℃。问此溶液中硫分子是由几 个硫原子组成的？（Kf = 5.10 K·kg·mol-1 ） 解： ?Tf ? K f ? bB ? K f ?M B ? Kf ? mB?Tf m AmB M B mA3.24 -1 ? 256 .6 (g ? m o l ) 1.61 ? 0.04? 5.10 ?硫原子（S）的摩尔质量是 32.07g·mol-1， 组成硫分子 S 原子个数为 256.6÷32.07 = 8 10. 今有两种溶液， 一为 1.50 g 尿素 （Mr = 60.05） 溶于 200 g 水中， 另一为 42.8 g 某 非电解质溶于 1 000 g 水中，这两种溶液在同一温度下结冰，试求该非电解质的相对分子 质量。 解：两份非电解质的溶液在同一温度下结冰，说明两溶液的质量摩尔浓度相同。设某 非电解质的摩尔质量为 MB g·mol-1，有1.50g 60.05g? mol ? 0.2kg-1?42.8g M B ? 1kgMB=342.7 g·mol-1 该非电解质的相对分子质量为 342.7。 11. 试比较下列 0.1 mol · L-1 溶液的凝固点的高低（苯的凝固点为 5.5 ℃， Kf = 5.10K·kg·mol-1，水的凝固点为 0.0 ℃，Kf = 1.86 K·kg·mol-1） A. 蔗糖 C12H22O11 水溶液 C. 萘 C10H8 的苯溶液 B. 葡萄糖 C6H12O6 的水溶液 D. 氯化钠 NaCl 水溶液解：讨论凝固点时要考虑以下几个问题：①溶质是电解质还是非电解质，非电解质以 分子在溶液中存在，电解质在溶液中解离，以离子存在，产生较大的依数性。②溶剂是水 还是其他什么物质，不同的溶剂有不同的凝固点和不同的摩尔凝固点降低常数。③溶质的 浓度（或质量摩尔浓度） ，浓度越大，凝固点降低越多。 A、B 中 2 种非电解质溶液的浓度都为 0.1 mol·L-1，所以凝固点都为-0.186℃。 D 溶液为电解质，近似凝固点为-0.372℃。 纯苯的凝固点是 5.5 ℃，C 溶液的凝固点降低是 Δ Tf = 5.10 K·kg·mol-1×0.10 mol·L-1≈5.10 K·kg·mol-1×0.10 mol·kg -1 = 0.51 K Tf = 5.5℃-0.51℃ = 4.99 ℃ 所以，这 4 种溶液的凝固点从高到低的顺序为 C＞A = B＞D 12. 试比较相同温度下以下溶液渗透压的大小6A. c(C6H12O6)= 0.2 mol·L-1 C. c[(1/3)Na3PO4]= 0.2 mol·L-1B. c[(1/2)Na2CO3]= 0.2 mol·L-1 D. c(NaCl)= 0.2 mol·L-1解：B 溶液的离子总浓度为 0.3 mol·L-1，C 溶液的离子总浓度为 0.27 mol·L-1，D 溶 液的离子总浓度为 0.4 mol·L-1。在相同温度下，总浓度越大渗透压越大，所以 4 种溶液渗 透压由大到小的顺序是 D＞B＞C＞A 13. 有一氯化钠(NaCl)溶液，测得凝固点为 -0.26 ℃，下列说法哪个正确，为什么？ A. 此溶液的渗透浓度为 B. 此溶液的渗透浓度为 C. 此溶液的渗透浓度为 140 mmol·L-1 280 mmol·L-1 70 mmol·L-1D. 此溶液的渗透浓度为 7 153 mmol·L-1 答：正确说法是 A。bB ? ?Tb 0.26K ? ? 0.140 mol ? kg ?1 K b 1.86K ? kg ? mol -1cos≈140 mmol·L-1注意利用凝固点降低法来求其渗透浓度时，凝固点的降低是由溶液的总的粒子浓度 （即渗透浓度）决定的。 14. 100 mL 水溶液中含有 2.00 g 白蛋白，25 ℃ 时此溶液的渗透压力为 0.717 kPa 求 白蛋白的相对分子质量。 解： Π ? cRT ?mB RT M B ?V，MB ?mBΠ ?VRT ?2.0 ? 8.314 ? 298 ? 6.91 ? 10 4(g ? mol ? 1 ) 0.717 ? 0.10015. 测得泪水的凝固点为 -0.52 ℃，求泪水的渗透浓度及 37 ℃时的渗透压。 解：Δ Tf = KbbB ， b B ? cos≈280 mmol·L-1 Π = bBRT≈cRT = 0.280×8.314×310 = 722 （kPa） 16. 实验测得 4.94g 化学式为 K3Fe(CN)6 的物质溶解在 100g 水中所得溶液的凝固点 为-1.12℃，M（K3Fe(CN)6）= 329g·mol-1，写出 K3Fe(CN)6 在水中的解离方程式。 解：按题目所给数据计算基本单元为 K3Fe(CN)6 的质量摩尔浓度?TfKb?0.52 ? 0.280 (mol ? kg - 1 ) 1.86bB1 ?mB M B ? mA?4.94 ? 0.150( mol ? kg - 1 ) 329 ? 0.1007根据凝固点降低的数据求出该物质在溶液中的质量摩尔浓度bB2 ??TfKf?1.12 ? 0.602( mol ? kg - 1 ) 1.86这两者不一致，是因为 K3Fe(CN)6 为电解质，在溶液中发生解离，bB2 0.602 ? ?4 bB1 0.1501mol K3Fe(CN)6 产生 4 mol 离子，所以解离方程为 K3Fe(CN)6 → 3K+ + [Fe(CN)6]317. Which aqueous solution has the higher osmotic pressure at a given temperature, 10% glucose (C6H12O6), or 10% sucrose(C12H22O11) ? (Both are molecular compounds.) 解：两者都是非电解质，但 C6H12O6 的摩尔质量小，所以质量相同时，C6H12O6 的浓 度大，在同样温度下渗透压大。 18. The vapor pressure of water at 20℃ is 2.338 kPa. If the solute in a solution made from 10.0 g of NaCl in 1.00 kg of water is 100% dissociated, what is the vapor pressure of the solution at 20℃? 18.02 ? ? 0.9939 解： xA ?
? ? 2 55.49? 0.34 18.02 58.44p = p*xA=2.338 × 0.9939 = 2.32 4 kPa 19. Dextran （右旋糖酐） is a polymeric carbohydrate produced by certain bacteria. It is used as a blood plasma substitute. An aqueous solution contains 0.582g of dextran in 106 mL of solution at 21℃.It has an osmotic pressure of 1.47mmHg. What is the average molecular weight of the dextran. 解： M B ?mB RT Π ?V?0.582? 760 ? 8.314? 294? 6.85?104 ( g ? mol-1 ) 1.47?101.3 ? 0.10620. Urea （尿素） , (NH2)2CO， has been used to melt ice from sidewalk because the use of salt is harmful to plants. If the saturated aqueous solution contains 44% urea by mass. What is the freezing point?( The answer will be approximate, because the equation in the text applies8accurately only to dilute solution). 解：ΔTf = 1.86 × [(44÷ 60 ) ÷ 0.056 ]=24.4( K), Tf = -24.4℃21. The osmotic pressure of blood at 37℃ is 780 kPa, A solution that is given intravenously(由静脉内) must have the same osmotic pressure as the blood. What should be the molarity （物质的量浓度） of a glucose solution to give an osmotic pressure of 780 kPa at 37℃. 解： Π ? bB RTbB ?ΠRT?780 ? 0.30 (m o l? L- 1 ) 8.314 ? 310第三章电解质溶液1. 强电解质与弱电解质的解离度有何不同？ 答： 强电解质的解离度与弱电解质的解离度意义不同， 后者反映电解质解离的百分数， 而前者表示溶液中离子间相互牵制作用的大小， 因此强电解质的解离度被称为表观解离度。 2. 测得质量摩尔浓度 b 为 0.10 mol· Kg-1 的某电解质 HB 水溶液凝固点为 0.19℃， 求 该电解质的解离度。 解：HB 在水溶液中存在解离平衡，设其解离度为 α，则 HB + H2O 初始时 b/ mol· Kg-1 平衡时 b/ mol· Kg-1 0.10 0.10-0.10α H3O+ + B0 0.10α 0 0.10α达到解离平衡后，溶液中所含分子和离子的总浓度为 0.10 - 0.10α + 0.10α + 0.10α = 0.10 + 0.10α (mol· Kg-1) 根据 ΔTf = Kf b B 0.19 = 1.86× (0.10+0.10α) α = 0.022 = 2.2% 3. 指出下列各酸的共轭碱 H2O、H3PO4、HCO3-、NH4+、H2S、H PO42-、NH3+ - CH2 - COO-、H3O+ 答：OH-、H2PO4-、CO32-、NH3、HS-、PO43-、NH2-CH2-COO-、H2O 4. 指出下列各碱的共轭酸 H2O、NH3、H2PO4-、 ［Al(H2O)5OH］2+、S2-、NH3+ - CH2 - COO答：H3O+、NH4+、H3PO4、[Al(H2O)6]3+、H S -、NH3+-CH2-COOH 5. H3PO4 溶液中存在着哪几种离子?其中 H3O+浓度是否为 PO43-浓度的 3 倍? 已知9H3PO4 的 Ka1 = 6.92× 10-3，Ka2 = 6.23× 10-8，Ka3 = 4.79× 10-13 答：H3PO4 不是强酸，给出质子分三步进行。 H3PO4 + H2O?H2PO4- + H3O+[H PO ][H3O? ] Ka1 ? 2 4 ? 6.92?10?3 [H3PO4 ]H2PO4- + H2O2?HPO42- + H3O+Ka 2 ?[HPO4 ][H3O? ] ? 6.23?10?8 ? [H2PO4 ]PO43-+H3O+HPO42-+H2O3?Ka 3 ?[PO4 ][H3O? ] ? 4.79 ? 10?13 2? [HPO4 ]因此溶液中存在[H3O+]、 [H2PO4- ]、 [HPO42-]、 [PO43-]和[OH-]。 其中 H3O+ 的浓度并不是 PO43浓度的 3 倍。 6. 决定酸的强度的因素是 A．解离度 C．解离平衡常数 答：选 C 7. HAc 在下列哪一种溶液中解离度最大 A．0.1 mol· L-1NaCl 答：选 A 8. 以下叙述正确的是 A. 凡是多元弱酸溶液中，其酸根的浓度都等于其最后一级的酸常数。 B. NaAc 溶液与 HCl 溶液起反应，反应达平衡时，平衡常数等于醋酸的酸常数的倒 数。 C. H2CO3 溶液中加入 NaHCO3 后产生同离子效应，往 NaHCO3 溶液中加入 Na2CO3 不 会产生同离子效应。 D. 中和体积和 pH 均相同的盐酸溶液和醋酸溶液，所需的 NaOH 的物质的量相同。 答：选 B 9. 试述在氨水中分别加入下列各物质，对氨水的解离常数、解离度及溶液的 pH 有何 影响？(假设氨水温度维持不变)10B．浓度 D．浓度与解离平衡常数的乘积B．0.1 mol· L-1HClC．0.1 mol· L-1NaAcD．纯水(1) NH4Cl 答：(2) H2O(3) NaOH在氨水中所加 物质 NH4Cl 固体 H2O NaOH 固体 NaCl 固体解离常数解离度pH不变 不变 不变 不变降低 增大 降低 略为增大降低 降低 增大 略为增 大10. 乳酸 HC3H5O3 是糖酵解的最终产物，剧烈运动时，肌肉组织会积累一些乳酸，在 体内积蓄过量会引起机体疲劳和酸中毒。已知乳酸的 Ka= 1.4× 10-4，试计算浓度为 1.0× 10-3 mol· L-1 的乳酸溶液的[H3O+]和 pH。 解：Ka· ca = 1.4× 10-4× 1.0× 10-3 = 1.4× 10-7 ＞20Kw = 2.00× 10-13， ca／Ka = (1.0× 10-3)／(1.4× 10-4) = 7.1＜500，故只能用近似式进行计算[H 3 O ] ??? K a ? K a ? 4 K a ca 2? 1.4?10-4 ? (1.4?10-4 ) 2 ? 4 ?1.4?10-4 ?1.0?10-3 = 3.1× 10-4 (mol· L-1) 22?pH= -lg［H3O+］= -lg(3.1× 10-4) = 3.51 11. 叠氮钠(NaN3)加入水中可起杀菌作用。计算 0.010 mol· L-1 NaN3 溶液的 pH。已知 叠氮酸(HN3)的 Ka = 1.9× 10-5。 解： K b ?K w 1.0 ?10?14 ? ? 5.3 ?10?10 ?5 Ka 1.9 ?10Kbcb＞20Kw，cb／Kb ＞500，[OH ? ] ? K b1cb ? 5.3 ? 10 ?10 ? 0.010 ? 2.30 ? 10 ?6 (mol ? L-1 )pOH =5.64， pH =14- pOH =8.36 12. 将 50.0 mL 0.10 mol· L-1H3PO4 与 50.0 mL 0.20 mol· L-1NaOH 相混合， 求混合后溶11液的 pH。 解：H3PO4 是个多元酸，有多个 H+与 NaOH 中和，混合后 c(H3PO4)=0.050 mol· L-1 c(NaOH)=0.10 mol· L-1，c(NaOH)是 c(H3PO4)的二倍，正好将 H3PO4 反应为 HPO4H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O生成的 c (Na2HPO4)= 0.05 mol· L-1， Na2HPO4 为两性物质，其 pH 计算公式为 pH= 1 (pKa2+pKa3) = 1 （7.21+12.32）= 9.762 213. 现有 0.20 mol· L-1 HCl 溶液，问 (1) 如要调整该溶液至 pH = 4.0，应该加入 HAc 还是 NaAc? (2) 如果加入等体积的 2.0 mol· L-1 NaAc 溶液，则混合溶液的 pH 是多少? (3) 如果加入等体积的 2.0 mol· L-1 NaOH 溶液，则混合溶液的 pH 又是多少? 解：(1) 应加入碱性的 NaAc。 (2) 生成 0.9 mol· L-1 NaAc 和 0.10 mol· L-1 HAc,[ H 3O ? ] ?K a [HAc] 1.76 ? 10?5 ? 0.10 ? ? 1.9 ? 10?6 ( m o? L l -1 ) [Ac? ] 0.90pH = 5.70 (3) NaOH 过量 [OH-]= 0.90 mol· L-1， pOH = 0.046 , pH = 13.95 14. 计算下列溶液的 pH (1) 0.10 mol· L-1 HCl 溶液与 0.10 mol· L-1 NH3· H2O 等体积混合； (2) 0.10 mol· L-1 HCl 溶液与 0.10mol· L-1 Na2CO3 溶液等体积混合； (3) 0.10 mol· L-1 NaOH 溶液与 0.10 mol· L-1 NaHCO3 溶液等体积混合。 解：(1)反应后，产物为 NH4Cl ，c(NH4Cl) = 0.050 mol· L-1，NH4+ 的 Ka = 5.62× 10-10 Kaca＞20Kw，ca／Ka ＞500，[H 3O ? ] ? K a ? c( NH ? 5.62 ? 10?10 ? 0.050 ? 5.3 ? 10?6 (mol? L-1 ) 4) ? pH ? 5.28(2) 反应后，产物为 NaHCO3， c(HCO3-) = 0.050 mol· L-1pH ?1 (pK a1 ? pK a 2 ) ? 8.34 2(3) 反应后，产物是 NaCO3，c(NaCO3)＝0.050 mol· L-112K b1 ?Kw 1.0 ?10?14 ? ? 2.14?10?4 K a 2 4.68?10?11Kb2=Kw / Ka1=1.00× 10-14/(4.47× 10-7)= 2.24× 10-8 因 Kb1／Kb2＞102，作一元弱碱；Kb1c(NaCO3)＞20Kw，c(NaCO3)／Kb1＞500，用最简 式计算[OH ? ] ? K b1cb ? 2.14 ? 10 ?4 ? 0.050 ? 3.27 ? 10 ?3 (mol ? L-1 )pH =11.51 15. HCO3- 和 H2PO4- 均为两性物质， 为什么前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈 弱酸性? 答：两性物质的酸常数比碱常数大，则显酸性；酸常数比碱常数小，则显碱性。 HCO3-：作为酸 Ka2 = 4.68× 10-11。 作为碱 Kb2 =1.0× 10-14/ Ka1=1.0× 10-14/ 4.47× 10-7 = 2.2× 10-8， Kb2 ＞Ka2 ， 所以溶液显弱碱性。 pH = 1 (pKa1 + pKa2) = 1 (6.35+10.33) = 8.34＞7 (碱性)2 2H2PO4-：作为酸 Ka2 = 6.23× 10-8。 作为碱 Kb3 = 1.0× 10-14/ Ka1=1.0× 10-14/ 6.92× 10-3 = 1.4× 10-12，Ka2 ＞Kb3 ，所以溶液显弱碱 性。 pH = 1 (pKa1+pKa2) = 1 (2.16+7.21) = 4.68＜7 (酸性)2 216. 喹啉(C20H24 O2N2，Mr=324.4)是一种重要的主要来源于金鸡纳树皮的生物碱，具 有抗疟疾的作用。已知 1.00 L 水中能溶解喹啉 0.53 g，计算该饱和喹啉溶液的 pH。喹啉的 pKb1=5.48, pKb2=9.87。 解：喹啉的浓度为 c = 0.53/(1.00× 324.4) = 1.63× 10-3 (mol· L-1) pKb1=5.48, Kb1=3.31× 10-6 pKb2=9.87, Kb2=1.35× 10-10 Kb1/Kb2 =3.31× 10-6/(1.35× 10-10 ) = 2.45× 104＞102，可作一元弱碱处理； Kb1cb = 3.31× 10-6× 1.63× 10-3 = 5.40× 10-9＞ 20Kw，可忽略水的质子自递反应产生的 OH－； cb / Kb1 = 1.63× 10-3/ (3.31× 10-6) = 492≈500，可用最简式。 ［OH-］= K b1cb ? 3.31 ? 10 ?6 ? 1.63 ? 10 ?3 ? 7.35 ? 10 ?4 (mol· L-1)13pOH=3.13pH=14.00-3.13=10.8717. 取 0.10 mol· L-1HB 溶液 50.00 mL，与 0.10 mol· L-1 KOH 溶液 20.00 mL 混合，将混 合溶液加水稀释至 100.0 mL，测得其 pH 为 5.25，试求此弱酸(HB)的酸常数。 解：0.10 ? 50.00 ? 0.10 ? 20.00 ? 3.0 ? 10?2 (mol? L-1 ) 100.0 0 . 10 ? 20 . 00 [B- ] ? ? 2.0 ? 10?2 (mol? L-1 ) 100.0 [H 3O ? ] ? 10?5.25 ? 5.6 ? 10?6 (mol? L-1 ) [HB] ? Ka ? [H 3O ? ][B- ] 5.6 ? 10?6 ? 2.0 ? 10?2 ? ? 3.73 ? 10?6 ?2 [HB] 3.0 ? 1018. 0.20 mol· L-1 三甲胺[(CH3) 3N] 溶液 250.0 ml 加水至 500.0 ml， 求稀释后溶液的 pH。 已知(CH3) 3N 的 Kb=8.1× 10-5。 解：稀释后(CH3) 3N 的浓度为 cb= 0.20× 250 / 500 = 0.10 (mol· L-1) 因 Kbcb＞20Kw，cb / Kb ＞ 500，故用式 [OH ] = [OH-] =－K b ? cb 计算K b ? cb =L-1) 8.1? 10?5 ? 0.10 = 2.80×10-3 (mol·[H3O+] = Kw / [OH- ] = 1.0× 10-14 / (2.8× 10-3) =3.6× 10-12 (mol· L-1) pH = - lg [H+] = -lg (3.6× 10-12) =11.44 19. 计算 0.100 mol· L-1 H2S 溶液的［ H3O+ ］ 、 [H2S] 、 ［ HS ］ 、 ［ S2- ］和 [OH-] 。已知－Ka1=8.91× 10-8，Ka2=1.12× 10-12。 解：先检查是否符合简化处理条件 Ka1/Ka2 = 8.91× 10-8/(1.12× 10-12) =1.96× 104＞102，可作一元弱酸处理； Ka1ca = 8.91× 10-8× 0.10 = 8.91× 10-9 ＞ 20Kw，可忽略水产生的 H3O+； ca / Ka1 = 0.100/ (8.91× 10-8) = 1.12× 106＞500，可用最简式。 10-5 (mol· L-1) [H3O? ] ? K a 1ca ? 8.91?10-8 ? 0.100 = 9.44× 由于第二步质子传递反应程度很小，所以[H2S] ≈0.100 mol·L-1， ［HS ］≈［H3O+］= 9.44× 10-5 mol· L-1－多元弱酸第二步质子传递平衡反应程度很小，所得的共轭碱的浓度近似等于 Ka2， 故 H2S 水溶液中， ［S2-］= Ka2 (H2S)= 1.12× 10-12 mol· L-1 ［OH-］= Kw /［H3O+］=1.00× 10-14/( 9.44 × 10-5) = 1.06× 10-10(mol· L-1)1420. 在 H2CO3 和 HCl 混合溶液中，已知 H3O +浓度为 0.10 mol· L-1， H2 CO3 的浓度 0.020 mol· L-1，求该溶液的 CO32-浓度。 解： H2CO3 为二元弱酸，其第一步质子传递反应和质子传递平衡常数为 H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3－[H3O? ][HCO3 ] Ka1 ? = 4.47× 10-7 [H2CO3 ]第二步的反应为 HCO3- + H2O2??H3O+ + CO32-Ka2 ?[H3O? ][CO3 ] =4.68× 10-11 ? [HCO3 ]2?2? ? 2 0.102 [CO3 ] Ka1Ka2= [H3O ] [CO3 ] = =2.09× 10-17 0.020 [H 2CO3 ]［CO32-］= 4.18× 10-17 mol· L-1 21. At the temperature of the human body, 37℃, the value of Kw is 2.4× 10-14. Which the follow is right? A. [H+] = [OH-] =10-7mol· L-1 C. pH + pOH = 14 Answer B 22. All of the following are acid-base conjugate pairs EXCEPT A. HNO2—NO2Answer B 23. Phenol, C6H5OH, is a weak acid contained in some sore-throat madications. A 0.10 mol· L-1 solution of phenol has a pH of 5.43. What is the proton transfer equilibrium constant of phenol? What is the degree of ionization of phenol in this solution? Solution C6H5OH + H 2O H3O+ + C6H5O-? B. H3O+—OHC. HS-—S2D. CH3NH3+—CH3NH2 B. [H+] = [OH-] = 1.55× 10-7mol· L-1 D. [H+]＜[OH-] =10-7mol· L-1[H3O+] = [C6H5O-] = 10-5.43 =3.71× 10-6 (mol· L-1) [C6H5OH] = 0.10 - 3.71× 10-6≈ 0.10 (mol·L-1)Ka ?[H3O ? ][C6 H5O- ] (3.71? 10?6 ) 2 ? ? 1.38 ? 10?10 [C6 H 5OH] 0.10α= [H3O+]/ ca =3.71× 10-6/ 0.10 =3.71× 10-51524. Morphine, C17H19NO3, is a base, and the Kb of morphine is 7.9× 10-7. What is the pH of 0.010 mol· L-1 morphine solution? Solution Kb· cb = 7.9× 10-7× 0.100＞ 20Kw， cb／Kb=0.015／(7.9× 10-7) ＞500， 10-5 (mol· L-1)? [OH ? ] ? K b ? cb ? 7.9 ? 10 ?7 ? 0.010 = 8.89× pOH=4.05 pH=14.00-4.05=9.9525. It’s known that the pKa of HA is 4.20, calculate the [H3O+], pH and [A-] of the following solutions: (1) a solution consisted of 0.10 mol· L-1 of HA and 0.20 mol· L-1 of NaA; (2) a solution consisted of 0.10 mol· L-1 of HA and 0.20 mol· L-1 of HCl. Solution (1) Starting / mol· L-1 Equilibrium / mol· L-1 HA 0.10 0.10-[H3O+]≈0.10 + H2O H3O+ 0 ［H3O+］ + A-? 0.20 0.20+[H3O+]≈0.20［H3O+］[A-]/[HA]= KaKa=10-4.20 = 6.31× 10-5［H3O+］=Ka· [HA]／[A-]=(6.31× 10-5× 0.10／0.20) mol· L-1 =3.16× 10-5 mol· L-1 pH =4.50 （2） Starting / mol· L-1 Equilibrium / mol· L-1 HA 0.10 0.10-[ A-]≈0.10 [A-] = 0.20 mol· L-1 + H2O H3O+ 0.20 [A-]+0.20≈0.20 + A-? 0 [A-]［H3O+］[A-] / [HA]= Ka [A-] =Ka· [HA] / [H3O+] = 6.31× 10-5× 0.10/0.20 =3.16× 10-5 (mol· L-1) [H3O+] = 0.20 mol· L-1 pH =0.70第四章哪些?缓冲溶液1. 什么是缓冲溶液? 什么是缓冲容量? 决定缓冲溶液 pH 和缓冲容量的主要因素各有答：能够抵抗外来的少量强酸或强碱或稍加稀释，而保持 pH 基本不变的溶液称为缓 冲溶液。16缓冲容量是缓冲能力大小的量度， 定义为： 单位体积的缓冲溶液 pH 改变 1 时 （?pH=1） ， 所需加入的一元强酸或强碱的物质的量。 决定缓冲溶液 pH 的主要因素是 pKa 和缓冲比。 决定缓冲容量的主要因素是总浓度和缓冲比。 2. 试以 KH2PO4-Na2HPO4 缓冲溶液为例， 说明为何加少量的强酸或强碱时其溶液的 pH 值基本保持不变。 答：KH2PO4-Na2HPO4 缓冲溶液由浓度较大的 H2PO4-和 HPO42-组成，有同离子效应， 溶液处于质子传递平衡中 H2PO4- + H2O Na2 HPO4 HPO42-+H3O+ HPO42-+2Na+其中 HPO42-是抗酸成分，当加入少量强酸时，HPO42-与 H3O+ 结合成 H2PO4-而使平衡 左移，[HPO42-]略为减少，[H2PO4-]略有增加，溶液的 H3O+ 浓度无显著的增加。H2PO4-是 抗碱成分，当加入少量强碱时，OH-与溶液的 H3O+生成 H2O，平衡右移，H2PO4-进一步解 离，提供更多的 H3O+。达到新的平衡时，[H2PO4-]略为减少，[HPO42-]略有增加，溶液的 H3O+ 浓度无显著的减少。 3. 已知下列弱酸 pKa，试求与 NaOH 配制的缓冲溶液的缓冲范围。 （1）硼酸(H3BO3)的 pKa=9.27； （2）丙酸(CH3CH2COOH)的 pKa=4.87；（3）磷酸二氢钠(NaH2PO4)的 pKa=7.21； （4）甲酸(HCOOH)pKa=3.75。 答：缓冲溶液的缓冲范围为 pH=pKa± 1，据此算出各缓冲系的缓冲范围。 （1）pH=8.27~10.27； （2）pH=3.87~5.87； （3）pH=6.21~8.21； （4）pH=2.75~4.75。 4. 0.20 mol· L-1 NH3 和 0.10 mol· L-1 NH4Cl 组成的缓冲溶液的 pH 为多少? 已知 pKb = 4.75。 解： pKa=14.00-pKb=14.00-4.75=9.25pH ? pK a ? lg [NH3 ] [NH ? 4]pH=9.25 + lg0.20 =9.55 0.105. 计算下列 NH3 和 NH4Cl 组成的不同 pH 的缓冲溶液的[NH3]/[NH4+]缓冲比。 已知 pKb= 4.75。 （1）pH = 9.00； （1）pH = 8.80； （3）pH = 10.00； （4）pH = 9.60。 解：pKa=14.00-pKb=14.00 - 4.7=9.25。缓冲比的计算可利用 Henderson-Hasselbalch 方程 式17pH ? pK a ? lg[NH3 ] [NH ? 4]（1）pH = 9.00；[NH3]/[NH4+] = 0.56； （2）pH = 8.80；[NH3]/[NH4+] = 0.35； （3）pH = 10.00；[NH3]/[NH4+] = 5.6； （4）pH = 9.60；[NH3]/[NH4+] = 2.2。 6. 一个由 0.25 mol· L-1 KHCO3 和 0.32 mol· L-1 K2CO3 组成的缓冲溶液， H2CO3 是二元 酸，Ka1= 4.47?10-7；Ka2= 4.68?10-11。 （1）哪一个 Ka 对于这个缓冲溶液是更重要? （2）这个缓冲溶液的 pH 为多少? 解：组成缓冲溶液的缓冲对为 KHCO3 和 K2CO3，其中共轭酸为 HCO3-；共轭碱为 CO32-。 （1）计算缓冲溶液 pH 的 Henderson-Hasselbalch 方程式： pH＝pKa+lgn(A? ) n(HA)式中 Ka 为共轭酸的酸常数，所以 Ka2 = 4.68?10-11 对于这个缓冲溶液更重要。 （2）2? pH＝pKa2(H2CO3) + lg [CO3 ] ? [HCO3 ]pH= -lg(4.7?10-11) + lg 0.32 = 10.44 0.25 7. 用 0.055 mol· L-1KH2PO4 和 0.055 mol· L-1Na2HPO4 两种溶液配成 pH 近似值为 7.40 的缓冲溶液 1 000 mL，问需取上述溶液各多少毫升？pKa(H2PO4-) = 7.21 解：相同浓度共轭酸、碱组成缓冲溶液的配制，缓冲溶液 pH 值的计算可利用 Henderson-Hasselbalch 方程式2? pH = pKa + lg V (HPO4 ) V (H 2 PO? 4)2? 7.40 = 7.21 + lg V (HPO4 ) V (H 2 PO? 4)? V (HPO2 4 ) =1.55 V (H 2 PO? 4)V(H2PO4- ) + V(HPO42-)=1 000 mL V(H2PO4- )=392 mL V(HPO42-)=608 mL 8. 阿司匹林（乙酰水杨酸，以 HAsp 表示）以游离酸（未解离的）形式从胃中吸收， 若病人服用解酸药，调整胃容物的 pH 为 2.95，然后口服阿司匹林 0.65g。假设阿司匹林立 即溶解，且胃容物的 pH 不变，问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克（乙酰水18杨酸的 Mr=180.2、pKa=3.50）？ 解： pH=pKa + lgn(Asp- ) n(Asp- ) = 3.50 + lg =2.95 n(HAsp) n(HAsp) n(Asp- ) =0.28 n(HAsp)又 n(Asp-) + n(HAsp) = 0.65 = 0.0036 (mol)，所以 180.2 n(HAsp) = 0.0028 mol 被吸收的阿司匹林的质量 m=0.0028 mol × 180.2 g· mol-1=0.50 (g)。 9. 配制 pH=7.40 的缓冲溶液 1 500 mL。 （1）今有缓冲系 CH3COOH-CH3COONa、KH2PO4-Na2HPO4、NH4Cl-NH3，问选用何 种缓冲系最好? （2）如选用的缓冲系的总浓度为 0.200 mol· L-1，需要固体共轭酸和固体共轭碱物质的 量为多少（假设不考虑体积的变化）? 解： （1）由于 pKa(H2PO4-)=7.21，更接近所需缓冲溶液的 pH，在相同总浓度下缓冲容 量最大，所以选择 KH2PO4-Na2HPO4 缓冲系。 （2） pH= pKa (H2PO4-) + lg? n(HPO2 4 ) n(H 2 PO? 4)7.40 = 7.21 + lg? n(HPO2 4 ) n(H 2 PO? 4)? n(HPO2 4 ) =1.55 n(H 2 PO? 4)? n 总= n(HPO2 + n(H2 PO? = 0.200× 1.5 = 0.30 (mol) 4 ) 4) ? = 0.182 mol， n(H2 PO? = 0.118 mol n(HPO2 4 ) 4)10. 溶解有 NH4Cl 和 NH3 的溶液中 NH3 的浓度为 0.500 mol ·L-1， 并且溶液的 pH 是 8.95，pKa(NH4+) = 9.25。 （1）计算 NH4+的平衡浓度； （2） 当 4.00g 的 NaOH(s)被加入到 1.00 L 的此溶液后 （忽略体积的变化） ， pH 为多少? 解： （1）计算可利用 Henderson-Hasselbalch 方程式19pH=pKa+lg [NH 3 ] [NH ? 4] 8.95=9.25 + lg 0.500 [NH ? 4] [NH4+]=1.0 (mol· L-1) （2）4.00g 的 NaOH(s)的物质的量 n= 0.100 mol。 pH=pKa + lg n( NH3 ) ? n( NaOH) = 9.25 + lg 0.500 ? 0.100 1.00 ? 0.100 = 9.07 11. 单纯性酸碱失衡主要靠血气分析诊断，根据 pH 的变化可判断酸中毒还是碱中毒。 临床检验测得三人血浆中 HCO3-和溶解的 CO2 的浓度如下 （1）[HCO3-]＝24.0 mmol· L-1、[CO2(aq)]＝1.20 mmol· L-1； （2）[HCO3-]＝21.6 mmol· L-1、[CO2(aq)]＝1.34 mmol· L-1； （3）[HCO3-]＝56.0 mmol· L-1、[CO2(aq)]＝1.40 mmol· L-1。 试计算三人血浆的 pH，并判断何人属正常，何人属酸中毒（pH＜7.35） ，何人属碱中 毒（pH＞7.45） 。pKa1 [CO2(aq)]=6.10(37℃) 解： CO2(aq)是共轭酸；HCO3-是共轭碱。? pH=pKa1?[CO2(aq)] + lg [HCO 3 ] [CO 2 (aq)]，n( NH ? 4 ) ? n( NaOH)? =6.10 + lg [HCO 3 ] [CO 2 (aq)]（1）pH=6.10 + lg （2）pH=6.10 + lg24.0 = 7.40，正常； 1.20 21.6 = 7.31＜7.35，酸中毒； 1.34（3） pH=6.10 + lg56.1 =7.70＞7.45，碱中毒。 1.4012. 由 184 mL 0.442 mol· L-1 HCl 和 0.500L 0.400 mol· L-1 NaAc 混合形成的缓冲溶液， 已知 pKa(HAc) = 4.76，问 （1）此缓冲溶液的 pH 为多少? （2）多少质量 KOH 固体加到 0.500 L 此缓冲溶液可以使 pH 改变 0.15 (?pH = 0.15)? 解： （1）此缓冲溶液的 pH 计算可利用 Henderson-Hasselbalch 方程式20? pH=pKa + lg n(Ac ) n(HAc）0.400 ? 0.500 ? 0.442 ? 0.184 = 4.92 0.442 ? 0.184 0.400 ? 0.500 ? 0.442 ? 0.184 （2）[Ac-] = = 0.173 (mol ·L-1) 0.500 ? 0.184 0.442 ? 0.184 [HAc] = = 0.119 (mol ·L-1) 0.500 ? 0.184pH=4.76 + lg 加入 KOH 后缓冲溶液 pH pH=pKa + lg n(Ac ) ? n(KOH) n(HAc) ? n(KOH) 4.92 + 0.15 = 4.76 + lg 0.173 ? 0.5 ? n(KOH)0.173 ? 0.5 ? n(KOH) = 2.04 0.119 ? 0.5 ? n(KOH)0.119 ? 0.5 ? n(KOH)?n(KOH) = 0.0115 (mol) m (KOH 固体) = 0.64 (g) 13. 柠檬酸（缩写为 H3Cit）及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的 缓冲溶液。如用 1 000 mL 的 0.200 mol· L-1 柠檬酸，须加入多少质量的 NaOH 固体，才能配 成 pH 为 5.00 的缓冲溶液? （已知柠檬酸的 pKa1=3.13，pKa2=4.76，pKa3=6.40） 解：由于 pKa2 更接近所需的缓冲溶液的 pH，所以应该选择 H2Cit-和 H2Cit2-缓冲系， 而 H2Cit-和 HCit2-是 H3Cit 与 NaOH 反应生成 H3Cit + NaOH = H2Cit- +H2O 第一步反应需要 NaOH 物质的量为 n1，则 n1 = n (H3Cit) = 0.200 mol· L-1 × 1.00 L = 0.200 (mol) 生成的 H2Cit-物质的量也相等 n(H2Cit-)=0.200 mol 设第二步反应所需 NaOH 物质的量为 n2 ，则 H2Cit- + NaOH = HCit2- + 0.200-n2 n2-n2 n2 H2O2? pH=pKa2 + lg n(HCit ) n(H 2 Cit ?）2? n2 5.00 = 4.76 + lg n(HCit ) ? 4.76 ? lg ? n(H2Cit ） 0.200 ? n2n2 =1.74 0.200 ? n221n2 = 0.127 (mol) n(NaOH) = n1 + n2 = 0.200 +0.127 =0.327 mol m (NaOH) = n(NaOH)· MB = 0.327× 40.0= 13.1 (g) 14. 今欲配制 37℃时 pH 近似为 7.40 的缓冲溶液， 试求在 Tris 和 Tris· HCl 浓度均为 0.050 mol· L-1， 总体积为 1.0 L 的溶液中， 需加 0.10 mol· L-1 HCl 多少体积?在此溶液中需加入多少 NaCl 固体才能配成与渗透浓度为 300 mmol· L-1 等渗的溶液?（已知 Tris· HCl 在 37℃时的 pKa=7.85；忽略离子强度的影响） 。 解：根据 Henderson-Hasselbalch 方程式 pH=pKa+lg [T ris] pH=pKa+lg[T ris? H ? ]n(T ris) ? n(HCl) n(T ris? H ? ) ? n(HCl)（1）设需加 0.10 mol· L-1HCl 的体积为 V(HCl)，则 7.40=7.85 + lg 0.050 ?1.0 ? 0.1V (HCl) 0.050 ?1.0 ? 0.1V (HCl)0.050 ?1.0 ? 0.1V (HCl) =0.35 0.050 ?1.0 ? 0.1V (HCl)V(HCl)=0.24 (L) （2）总体积为 V 总=1.0 + 0.24 = 1.24 L，设加入的 NaCl 的质量为 m，有 cos = 0.050 ?1.0 ? 0.10 ? 0.24 +2×0.050 ?1.0 ? 0.10 ? 0.24 +2× m(NaCl) 1.24 58.5 ?1.24 1.24 = 0.30 (mol· L-1) m(NaCl)=5.8 (g) 15. Choose the factor that determine the capacity of a buffer from among the following and explain your choices. (1) Conjugate acid-base pair (2) pH of the buffer (3) Concentration of buffer-component reservoirs (4) Buffer range (5) Buffer-component ratio (6) pKa of the acid component Answer Selection of (3) and (5). Buffer capacity depends on the total concentration and buffer ratio.2216. What are the [H3O+] and the pH of a propionate buffer that consists of 0.25 mol· L-1 CH3CH2COONa and 0.15 mol· L-1 CH3CH2COOH ? Ka (CH3CH2COOH)=1.3?10-5 Note: propionate——丙酸盐。 Answer pKa(CH3CH2COOH) = -lg1.3?10-5 = 4.89pH ? pKa ? [A ? ] [HA]pH = 4.89 + lg0.25 = 5.11 0.15[H3O+]=7.8?10-6 (mol· L-1) 17. What the pH of a buffer that consists of 0.55 mol· L-1 HCOOH and 0.63 mol· L-1 HCOONa? pKa=3.75 AnswerpH ? pKa ? lg [HCOO? ] [HCOOH]=3.75 + lg0.63 =3.81 0.5518. A buffer is prepared by mixing 50.0 mL of 0.050 mol· L-1 sodium bicarbonate and 10.0 mL of 0.10 mol ·L-1 NaOH. pKa2(H2CO3)=10.33. (1) What is the pH? (2) How much mass of HCl must be added to 25.0 mL of the buffer to change the pH by 0.07 units? Note: sodium bicarbonate——碳酸氢钠。2? Answer (1) pH= pKa2(H2CO3) + lg n(CO 3 ) ? n(HCO3 )=10.33 + lg (2) pH + ? pH＝pKa2(H2CO3) + lg 10.15 - 0.07=10.33 +lg0.10 ?10.0 =10.15 0.050 ? 50.0 ? 0.10 ? 10.02? n(CO 3 ) ? n(HCl) ? n(HCO3 ) ? n(HCl)(0.10 ?10.0 ? 60) ? 25 ? n(HCl) [(0.050 ? 50.0 ? 0.10 ?10.0) ? 60] ? 25 ? n(HCl)(0.10 ?10.0 ? 60) ? 25 ? n(HCl) =0.56 [(0.050 ? 50.0 ? 0.10 ?10.0) ? 60] ? 25 ? n(HCl)n(HCl)= 0.043 (mol)，m(HCl)=1.6 (g) 19. Normal arterial blood has an average pH of 7.40. Phosphate ions is one of the key buffering systems in the blood. Find the buffer-component ratio of a Na2HPO4/KH2PO4。 pKa(H2PO4-)=7.2123Note: arterial blood——动脉血；Phosphate ions——磷酸盐离子。 Answer2? pH = pKa (H2PO4-) + lg n(HPO4 ) n(H 2 PO? 4)2? 2? 7.40 = 7.21 + lg n(HPO4 ) ， n(HPO4 ) =1.55 ? n(H 2 PO4 ) n(H 2 PO? 4)20. As an FDA physiologist, you need 0.600 L of formate buffer with a pH of 3.75. pKa(HCOOH) =3.75 (1) What is the required buffer-component ratio? (2) How would you prepare this solution from stock solutions of 1.0 mol· L-1 HCOOH and 1.0 mol· L-1 NaOH? Hint: Mix x mL of HCOOH with (600-x) mL of NaOH. (3) What is the final concentration of HCOOH in this solution? Note: FDA ——Food and Drug Administration 食品及药物管理局；stock solutions——贮 备溶液。 Answer (1)pH ? pKa ? lg 3.75 ? 3.75 ? lg [HCOO? ] [HCOOH][HCOO? ] ， [HCOO? ] ?1 [HCOOH] [HCOOH](2) Mix 400 mL 1.0 mol· L-1 of HCOOH with 200 mL 1.0 mol· L-1 of NaOH. (3) 0.333 mol ·L-1 HCOOH. 21. A buffer solution is made by adding 75g of sodium acetate to 500.0 mL of a 0.64 mol· L-1 solution of acetic acid. What is the pH of the final solution? (Assume no volume change.). pKa(acetic acid)=4.76 Answer? pH=pKa + lg n(CH 3 COO ) n(CH 3 COOH）pH=4.76 + lg75g ? 82.0 0.64 ? 0.50pH=5.22 22. The pH of human blood is always close to 7.40. Calculate the ratio of [HCO3-]/[ CO2] in blood at this pH. pKa1 [CO2(aq)]=6.10 (37?C)，Answer? ， pH=pKa1 [CO2(aq)] + lg [HCO3 ] [CO 2 (aq)]24? ? 7.40=6.10 + lg [HCO3 ] ， [HCO3 ] =20 [CO 2 (aq)] [CO 2 (aq)]第五章 难溶强电解质的多相离子平衡1. 如何应用溶度积常数来比较难溶强电解质的溶解度？ 答：(1) 对于相同类型的难溶强电解质来说，由于溶度积与溶解度的关系表达式相同， 所以可以根据溶度积直接比较它们的溶解度的大小。Ksp 越大，S 越大，反之亦然。 (2) 对于不同类型的难溶电解质来说，其溶度积与溶解度的关系表达式是各不相同的， 因此，不能根据溶度积来直接比较它们的溶解度的大小，但可以通过用溶度积常数来计算 它们的溶解度，然后再比较它们的溶解度大小。 2. 溶度积常数与温度和离子浓度有关吗？ 答：溶度积常数在一定温度下是一个常数，它是溶液处在平衡状态（或饱和溶液状态） 时的有关离子幂的乘积，所以溶度积常数与温度有关，温度不同溶度积常数也不同。但它 与离子的浓度无关，在一定温度下，不管溶液中离子浓度怎么变化，溶度积常数都是不变 的。 3. 同离子效应和盐效应对难溶强电解质的溶解度有什么影响？ 答：同离子效应就是在难溶电解质溶液中，加入与难溶电解质具有共同离子的强电解 质，而使难溶电解质的溶解度降低的效应，它对难溶电解质溶解度的影响是使其溶解度大 大地降低；而盐效应就是在难溶电解质溶液中，加入与难溶电解质不具有共同离子的强电 解质，由于强电解质的加入，增大了离子强度而使难溶电解质溶解度略微增大的效应，它 对难溶电解质溶解度的影响是使其溶解度稍有增加。当两种效应共存时，同离子效应起主 要作用，可忽略盐效应作用的影响。 4. 难溶强电解质的溶度积越大，其溶解度也越大吗？为什么？ 答：不能简单地用溶度积的大小来比较溶解度的大小，对于同类型的难溶电解质，可 以直接用溶度积的大小来比较溶解度的大小。而对于不同类型的难溶电解质，要通过计算 来比较溶解度的大小， 不能直接根据溶度积的大小来比较。 所以难溶电解质的溶度积越大， 其溶解度不一定也越大。 5. 解释为什么 BaSO4 在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的，而 AgCl 的溶解度在生 理盐水中却小于在纯水的。 答：BaSO4 在纯水中的溶解度小于在生理盐水中的溶解度，这是因为在生理盐水中有25NaCl 电解质而产生盐效应，致使 BaSO4 在生理盐水中的溶解度稍有增加。 AgCl 在纯水中的溶解度大于在生理盐水中的溶解度，这是因为在生理盐水中有 NaCl 电解质，溶液中含有与 AgCl 相同的 Cl-而产生同离子效应，致使 AgCl 在生理盐水中的溶 解度大大下降。 6. 当向含有几种能与某沉淀剂生成沉淀的离子混合溶液中逐滴加入该沉淀剂时， 它们 的沉淀顺序是否按溶度积的大小进行？ 答：错。首先析出的是离子积最先达到溶度积的化合物。 7. 解释下列现象 （1）CaC2O4 溶于 HCl 而不溶于 HAc； （2）在 H2C2O4 中加入 CaCl2 溶液，则产生 CaC2O4 沉淀；当滤去沉淀后，加氨水于滤 液中，又产生 CaC2O4 沉淀。 解： （1）H2C2O4 的 Ka1 =5.9× 10-2，Ka2 = 6.5× 10-5，HAc 的 Ka = 1.75× 10-5，HAc 是弱酸 而 HCl 是强酸。 HCl 解离的 H+与 C2O42-离子结合成弱酸 HC2O4-（或 H2C2O4） ，[C2O42-]不断减少， [Ca2+][ C2O42-]＜Ksp，使平衡向右（溶解）方向移动，所以 CaC2O4 能溶于 HCl 中。而 HAc 的酸常数（1.75× 10-5）比 HC2O4-的 Ka2（6.5× 10-5）还小，因此加入 HAc 溶液后不能形成比 它还强的 HC2O4-，更不能形成 H2C2O4。加入 HAc 后，CaC2O4 沉淀平衡中任一离子的浓度 都不减小，故 CaC2O4 不溶于 HAc。 （2）a．H2C2O4 + CaCl2 Ca C2O4 ↓ + HCl滤去沉淀，溶液(饱和溶液)中：[Ca2+] [C2O42- ] = Ksp b．H2C2O4 2H+ + C2O42NH3 + NH4溶液中的[C2O42-] 增大。 此时，[Ca2+][C2O42-]＞Ksp ，生成 CaC2O4↓。 8. 在含有固体 BaCO3 的饱和溶液中， 加入下列物质， 对 BaCO3 的溶解度有什么影响？ 并解释之。 (1) Na2CO3 （2）BaCl2 (3) KNO3 (4) HCl答：加入（1）Na2CO3 和（2）BaCl2，由于同离子效应，将使 BaCO3 的溶解度降低； 加入（3）KNO3 则由于盐效应，将使 BaCO3 的溶解度稍有增加； 加入（4）HCl，由于 H+与 CO32-离子形成的 H2CO3 分解成 CO2 逸出，将使 CO32- 离子＋26的浓度大大地减少，BaCO3 的溶解度大大地增加。 9. Al(OH)3 溶解度(S)与溶度积常数(Ksp)之间的关系是 A. S = (Ksp)1/2 解： 平衡时 Ksp = (3S)3S 所以，答案是：D 10. 欲使 Mg(OH)2 的溶解度降低，最好加入 A. NaOH 答：选 A。 11. When NaCl is added to the saturated solution of AgCl, the solubility of AgCl would A. increase slightly 答：选 C。 12. 已知某难溶强电解质 A2B(Mr = 80g· mol-1)，常温下在水中溶解度为 2.4× 10-3g· L-1, 则 A2B 的溶度积 Ksp 为 A. 1.1× 10-13 D. 9.0× 10-10 解：A2B (s) 2A B. 2.7× 10-14 E. 1.77× 10-11. + B C. 1.8× 10-9 B. increase greatly C. decrease slightly D. decrease greatly B. Fe(OH)3 C. H2O D. HCl B. S = (1/4Ksp)1/2 C. S = (Ksp)1/3 D. S = (1/27Ksp)1/4Al(OH)3 S3OH- + Al3+ 3S S= (1/27Ksp)1/4 SS = 2.4× 10-3/80 = 3.0× 10-5 mol ·L-1 Ksp (A2B) ＝ (2S)2 S＝1.08× 10-13 所以，答案是 A。 13. Fe2S3 的溶度积 Ksp 表达式是 A. Ksp.= [Fe3+][S2-] D. Ksp = [Fe3+]2[S2-]3. 答：选 D。 14. 将 1.0 mol· L-1CaCl2 溶液通入 CO2 气体至饱和，则溶液中有无 CaCO3 沉淀？[已知 CaCO3 的 Ksp= 3.36× 10-9，H2CO3 的 Ka1= 4.47× 10-7，Ka2= 4.68× 10-11] A. 刚好饱和，无沉淀 D. 与溶液 pH 无关，无沉淀 B. 未达到饱和，无沉淀 E. 与溶液 pH 无关，有沉淀 C. 有沉淀 B. Ksp = [Fe23+][S32-] E. Ksp = [1/2Fe3+]2[1/3S2-]3 C. Ksp = 2 [Fe3+]× 3[S2-]解：根据题意，溶液中[Ca2+]= 1.0 mol ·L-127[CO32--]= Ka2 = 4.68× 10-11 mol ·L-1 Q＝[Ca2+] [CO32--]＝1.0× 4.68× 10-11＝4.68× 10-11 ＜Ksp= 3.36× 10-9 所以，答案是：B。 15. 如果溶液中 Fe3+和 Mg2+离子的浓度都是 0.10 mol· L-1，如何控制溶液的 pH 使 Fe3+ 定量形成氢氧化物沉淀， 而与 Mg2+加以分离? 已知 Ksp[Fe(OH)3]＝2.79× 10 ＝5.61× 10－12 －39, Ksp[Mg(OH)2]。解： Fe3+离子沉淀完全时cOH? ? 3 K sp / c(Fe 3? ) =pH ＞1.48 Mg2+ 离子不生成沉淀时32.79?10?39 / 0.1 = 3.03×10-13 (mol ·L-1)cOH? ? K sp / c(Mg 2? ) = 5.61?10?12 / 0.10 = 7.49×10-6 (mol ·L-1)pH ＜8.87 控制溶液 pH 在 1.48 ～8.87 之间，Fe3+离子定量形成氢氧化物沉淀，而与 Mg2+加以分 离。 16. 已知 Ksp{ M(OH)2}＝1.0× 10－12，假设溶于水中的 M (OH) 2 完全解离，试计算：(1) M(OH) 2 在水中的溶解度/mol· L-1； (2) M(OH) 2 饱和溶液中的［M2+］和［OH-］ ； (3) M(OH) 2 在 0.10 mol· L-1 NaOH 溶液中的溶解度[假如 M(OH) 2 在 NaOH 溶液中不发 生其它变化]； (4) M(OH) 2 在 0.20 mol· L-1 MCl2 溶液中的溶解度。 (5) 比较（1） 、 （3） 、 （4）的结果，能说明什么问题？ 解： M(OH)2(s) (1) S= 3 M2+ + 2OH -K sp 4?31.0 ? 10?12 = 6.3× 10-5 (mol ·L-1) 4(2) [M2+] = 6.3× 10-5 (mol ·L-1)，[OH-] =1.26× 10-4(mol ·L-1) (3) [OH-]= 0.10 mol ·L-1 S = [M2+ ] =K sp [OH ? ] 2?1.0 ?10?12 = 1.0× 10-10 (mol ·L-1) (0.10) 2(4) [M2+ ] = 0.20 mol· L-128S= [OH- ]/2 =K sp 1 1 1.0 ? 10 ?12 =1.1× 10-6(mol ·L-1) ? 2 [M 2 ? ] 2 0.20(5) 比较（1） 、 （3） 、 （4）的结果，得到 M(OH)2 在纯水的溶解度为 6.3× 10-5 mol· L-1， 在 0.10 mol· L-1 NaOH 溶液中的溶解度为 1.0× 10-10 mol ·L-1，而在 0.20 mol ·L-1MCl2 溶液中 的溶解度为 1.1× 10-6 mo l·L-1，说明同离子效应使 M(OH)2 的溶解度大大地降低，而 OH 的影响比 M2+大。 17. 在 0.200 mol· L-1 MnCl2 100 mL 溶液中， 加入含有 NH4Cl 的 0.100 mol· L-1 NH3· H2O 溶液 100.0 mL，为了不使 Mn(OH)2 沉淀形成，需含 NH4Cl 多少克?（已知 Mn(OH)2 的 Ksp =2.06× 10-13， Kb(NH3· H2O) =1.78× 10-5） 解：为了不使 Mn(OH)2 沉淀形成，允许最高[OH - ]为 [OH - ]= Ksp /[Mn 2 ? ] ? 2.06 ? 10 ?13 / 0.100 =1.44× 10-6 (mol ·L-1)? ?6 Kb= [NH4 ][OH ] ? [NH4 ] ?1.44?10 =1.78× 10-5 [NH3 ] 0.0500 ? ?-c(NH4+) ≈ [NH4+] = 0.618 mol ·L-1100 ? 53.49 = 6.61 (g) m(NH4Cl) =0.618× 2× 1000需含 NH4Cl 至少为 6.61g。 18. 500 mL 0.20 mol· L-1 的 Na2SO4 溶液与同浓度同体积的 BaCl2 溶液混合， 计算混合后 的溶液（1）离子强度； （2）渗透浓度。已知 Ksp( BaSO4)＝1.08× 10－10解：Na2SO4 溶液与 BaCl2 溶液混合后，反应生成了 BaSO4 与 NaCl，由于两种溶液的 浓度和体积都相同，两者刚好反应完全，生成 NaCl 的浓度为 0.20 mol ·L-1，而 BaSO4 因 为其溶度积很小而以沉淀的形式存在，所以混合后溶液中可认为只有 NaCl，因此可以通过 NaCl 的浓度来计算混合后溶液离子强度和渗透浓度。 （1）离子强度为1 1 I= [c(Na+)z2(Na+) + c(Cl-)z2(Cl-)]= [(0.20)(+1)2 + (0.20)(-1)2] = 0.20 (mol ·L-1)? 2 2（2）渗透浓度为 cos = ic(NaCl) = 2× 0.20 = 0.40( mol· L-1 ) = 400 (mmol ·L-1) 19. 把 0.010 mol· L-1 的 MgCl2，加入 1L pH＝5 的酸性溶液中，会有沉淀出现吗？已知 Ksp[Mg(OH)2]＝5.61× 10－12解：在溶液中，c(Mg2+)=0.010 mol· L-129c(OH-) = Kw / c(H+) = 1.0× 10－14/10－5= 1.0× 10－－9(mol ·L-1)所以，Q ＝[Mg2+][ OH-]2 = 0.010× （1.0× 10 9）2 =1.0× 10-20 ＜ Ksp[Mg(OH)2] 因此溶液中没有沉淀生成。 20. Ksp for SrSO4 is 3.44× 10-7. (1) Calculate the solubility of SrSO4 in H2O. (2) What would be the solubility of SrSO4 in a solution which is 0.1000 mol· L-1 with respect to sulfate ion? (3) By what factor is the solubility decreased from part (1) to part (2)? 解： （1）求硫酸锶在纯水中的溶解度 在 SrSO4 饱和溶液中，其溶度积与溶解度的关系为： Ksp (SrSO4)＝S 2 则-4 -110 (mol ·L ) S ? K sp (SrSO 4 ) ? 3.44?10-7 =5.87× (2) 求在 0.10 mol· L-1SO42-溶液中的溶解度 在有 SO42-离子存在的溶液中，SrSO4 的溶解－沉淀平衡为 SrSO4 (s) 平衡时 Sr2+ S ＋ SO420.10+S≈0.10S ＝ Ksp (SrSO4)／c (SO42-)＝3.44× 10-7／0.10＝3.44× 10-6 (mol· L-1) (3) 计算表明， SrSO4 的溶解度比在纯水中的溶解度要小 100 多倍。 这是因为在 SrSO4 的沉淀平衡系统中，若加入含有共同离子 SO42-的试剂后，会有更多的 SrSO4 沉淀生成，致 使 SrSO4 溶解度降低。这就是难溶电解质沉淀溶解平衡的同离子效应的影响所致。 21. The fluoride ions in drinking water the convert hydroxyapatite,Ca3(PO4)3OH, of teeth into fluorapatite, Ca3(PO4)3F. The Ksp of the two compounds are 1.0× 10-36 and 1.0× 10-60, respectively. What are the molar solubilities of each substance? The solubility equilibria to consider are: Ca5(PO4)3OH(s) Ca5(PO4)3F(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH-(aq) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + F-(aq)Hydroxyapatite——羟磷灰石, fluorapatite——氟磷灰石 解：设 Ca5(PO4)3OH, 和 Ca5(PO4)3F.的溶解度分别为 S1 和 S2 (1) Ca5(PO4)3OH(s) S1 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH-(aq) 5 S1 3 S1 S1Ksp(Ca5(PO4)3OH)＝[Ca2+]5[PO43-]3[OH-]＝(5 S1)5(3 S1)3(S1)30＝ 55× 33× S19 ＝8.0× 10-36 S1 = 2.8 × 10-5 (mol ·L-1) (2) Ca5(PO4)3F(s) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + F-(aq)Ksp(Ca5(PO4)3F)＝[Ca2+]5[PO43-]3[F-]＝(5 S2)5(3 S2)3(S2)＝55× 33× S29 ＝8.0× 10-60 S2 = 6.1 × 10-8 (mol ·L-1) 22. (1) A solution consists of 0.15 mol· L-1 of Pb2+ and 0.20 mol· L-1 of Ag+. If solid Na2SO4 is very slowly added to this solution, which will precipitate first, PbSO4 or Ag2SO4? (2) The addition of Na2SO4 is continued until the second cation just starts to precipitate as the sulfate. What is the concentration of the first cation at this point? Ksp for PbSO4 = 2.53× 10-8, Ag2SO4 =1.2× 10-5. 解：(1) PbSO4 开始沉淀时所需的 SO42-最低浓度： c(SO42-)＝Ksp (PbSO4) / c(Pb2+)＝2.53× 10-8/0.15＝1.69× 10-7 (mol ·L-1) Ag2SO4 开始沉淀时所需的 SO4 2-最低浓度： c(SO42-)＝Ksp(Ag2CrO4) / c(Ag+)2＝1.2× 10-5/(0.20)2＝3.0× 10-4 (mol ·L-1) 计算表明，沉淀 Pb2+所需的 c(SO42-)比沉淀 Ag+所需的 SO42-少，所以 PbSO4 的离子积 Q 最先达到溶度积而先生成白色沉淀。 (2) 当加入的 c(SO42-)＝3.0× 10-4 mol· L-1 时，Ag2SO4 才开始沉淀，此时溶液中剩余的 Pb2+浓度为： c(Pb2+)＝Ksp (PbSO4)/ c(SO42-)＝2.53× 10-8 / (3.0× 10-4)＝8.4× 10-5 (mol ·L-1) 23. To improve the quality of X-ray photos in the diagnosis of intestinal disorders, the patient drinks an aqueous suspension of BaSO4. however, since Ba2+ is toxic, its concentration is lowered by the addition of dilute Na2SO4. What is the solubility of BaSO4 in (1) pure water, (2) 0.10 mol· L-1 Na2SO4.(Ksp of BaSO4 = 1.1× 10-10.) 解(1)： BaSO4 Ba2+(aq) + SO42-(aq) S Ksp= [Ba2+][SO42-] = S2 SS ? K sp ? 1.08? 10?10 ? 1.0 ? 10?5 (mol? L?1 )(2) BaSO4 Ba2+(aq) + SO42-(aq)31S0.10 + S ≈ 0.10S ＝ Ksp (BaSO4)／c (SO42-)＝1.08× 10-10.／0.10＝1.1× 10-9 (mol· L-1)第六章胶体和乳状液1. 粒为何会带电？何种情况带正电荷？何种情况带负电荷？ 答：胶核吸附与其组成类似的离子而带电荷，所带电荷与吸附离子电荷性质一致。有 的溶胶表面分子会解离，如硅胶，这样也会使胶粒带电。 2. 由 AgNO3（过量）和 KCl 制备 AgCl 溶胶，下列说法错误的是 A. 胶核是 AgCl C. 电场中胶粒向正极运动 B. 胶核吸附的离子是 Cl－ D. 进入吸附层的反离子越多，溶胶越不稳定答：选 C。因为形成了正溶胶，胶粒向负极运动。 3. 对于 As2S3(负溶胶)，聚沉能力最强的是？ B. CaCl2 C. AlCl3 D. Na3PO4A. K2SO4答：选 C。因为对于负溶胶，正离子起主要作用。 4. 设有未知带何种电荷的溶胶 A 和 B 两种，A 种只需加入 0.69 mmol· L-1 的 BaCl2 或 51 mmol· L-1 的 NaCl，就有同样的聚沉能力；B 种加入 0.22 mmol· L-1 的 Na2SO4 或 9.3 mmol· L-1 的 NaCl，也有同样的聚沉能力，问 A 和 B 两种溶胶原带有何种电荷？ 答：A 和 B 两种溶胶原分别带有负电荷和正电荷。 5. （1）由 FeCl3 水解制备的 Fe(OH)3 溶胶； （2）向 H3AsO3 稀溶液中通入 H2S 气体制备的 As2S3 溶胶。写出胶团的结构式。若将 两溶胶等体积混合将产生什么现象？ 答： （1）[(Fe(OH)3)m· n FeO+· (n-x) Cl-]x+· x Cl- ； （2）[(As2S3)m· nHS-· (n-x) H+]x-· x H+ 由于两溶胶带相反电荷，因此将两溶胶等体积混合将会产生沉淀。 6. 电动电位是指哪两部分之间的电位差？ A. 胶核表面与均匀液相 C. 吸附离子与反离子 答：B 7．什么是气溶胶？什么是雾霾及 PM2.5？32B. 胶粒表面与均匀液相 D. 扩散层与整个溶剂答：由微纳米固体或液体粒子悬浮在气体介质中所形成的胶体分散系称为气溶胶。 霾（灰霾）是悬浮于空气中的直径 1 到 2.5 微米之间微小颗粒物形成的气溶胶。 PM2.5 直径小于等于 2.5 微米的颗粒物也称细颗粒物。 8．怎样解释高分子物质对溶胶的保护作用？ 答：分子化合物溶液对溶胶的保护作用的机理是，高分子化合物分子被溶胶胶粒所吸 附，并在胶粒表面形成保护膜，因而大大削弱了胶粒聚结的可能性，可以显著地增加溶胶 的稳定性。 9．在鸡蛋清溶液中加入 95%乙醇，溶液变混浊的主要原因是什么？ A. 乙醇去蛋白质电荷 C. 乙醇既能去水化膜又能去电荷 答：B 10．什么叫凝胶？凝胶的结构和性质有哪些？ 答：在一定条件下，高分子溶液粘度逐渐增大至使失去流动性而成为半固体状，称为 凝胶。凝胶中的高分子相互交联形成立体空间网状结构，而溶剂小分子充满在网状结构的 空隙中。 凝胶主要有自动吸收溶剂而膨胀的溶胀性质及静置后部分液体自动从凝胶分离出来的 离浆性质。 11． 溶胶与高分子溶液具有稳定性的原因是哪些？用什么方法可以分别破坏它们的稳 定性？ 答：溶胶具有相对稳定性质的主要原因是胶粒带有电荷。当胶粒相互接近时，相同性 质的电荷的排斥作用使其不能聚集。另外，胶团吸附层和扩散层的溶剂化，也阻碍了胶粒 碰撞聚集；加之胶粒粒径较小，布朗运动所造成的扩散现象使胶粒克服重力沉降，也是溶 胶的稳定的因素。加入少量强电解质电解质或带相反电荷的溶胶以及加热可使溶胶发生聚 沉。 高分子化合物周围形成的水合膜是高分子化合物溶液具有稳定性的主要原因。加入一 定量的易溶强电解质[如(NH4)2SO4、Na2SO4 等]，或可与水强烈结合的有机溶剂（如乙醇、 甲醇、丙酮、乙腈等） ，可降低了高分子的水合程度，使其因水合膜受破坏而聚集沉淀。 12．什么是表面活性剂？试从其结构特点说明它能降低溶剂表面张力的原因。 答：体系中可使相间的表面张力显著降低的物质，叫做表面活性剂。表面活性剂分子， 都有一端为亲水的极性基团，另一端为疏水的非极性基团。亲水的极性基团朝向水相，而33B. 乙醇去蛋白质水化膜 D. 蛋白质使乙醇凝固疏水的非极性基团朝向油相。这样就在油和水两相界面上作定向排列，形成一层把分散液 滴包裹起来的薄膜。这些定向排列的表面活性剂分子，降低了两相界面的张力， 。 13．什么是乳化剂？乳化剂的乳化作用原理是什么？ 答：使乳状液趋于稳定的表面活性剂称为乳化剂。表面活性剂在乳状液中，亲水的极 性基团朝向水相， 而疏水的非极性基团朝向油相。 这样就在油和水两相界面上作定向排列， 形成一层把分散液滴包裹起来的薄膜。这些定向排列的表面活性剂分子，一方面降低了两 相界面的张力，另一方面又由于形成一层具有机械强度的膜层，阻止它们在相互碰撞时的 聚集，形成稳定的乳状液。 14． 有一金溶胶， 先加明胶溶液再加 NaCl 溶液， 与先加 NaCl 溶液再加明胶溶液相比， 现象有何不同？ 答：先加明胶溶液，明胶对金溶胶起保护作用，再加 NaCl 溶液时金溶胶不会聚沉。 若先加 NaCl 溶液，金溶胶发生聚沉，再加明胶溶液时，沉淀也不会溶解。 15．20 mL 0.20 mol· L-1AgNO3 solution mixed with 35 mL 0.15 mol· L-1NaCl solution,the structure of gained colloid can be expressed by , this colloid can move toelectrode in the electric field. When we want to coagulate this colloid with Na3PO4 、Al(NO)3 and CaSO4, the series of ability of these electrolytes is 答：[(AgCl)m· n Cl- · (n-x) Na+]x-· xNa+， Al(NO)3&CaSO4 &Na3PO4－。第七章化学热力学基础1、化学热力学的定义、主要内容及意义是什么？ 答：化学热力学是研究化学变化的方向和限度及其伴随变化过程中能量的相互转换所 遵循规律的科学。 化学热力学的主要内容是：(1) 利用热力学第一定律来计算变化中的热效应问题，即 研究化学变化和相变化过程中的能量转化，主要是吸热和放热的规律，应用于生产中的能 量或热量衡算，以有助于在生产过程中更合理地利用能量。(2) 利用热力学第二定律及其 热力学第三定律研究化学变化和相变化的方向与限度，建立化学平衡与相平衡的理论，这 些理论是化学反应器设计及精馏、萃取、结晶等工艺单元操作的理论基础，应用于选择工 艺路线、设计工艺装置、确定操作条件时。 化学热力学提供科学原理和方法，依据体系的宏观可测性质和热力学函数关系，判断34给定条件下物质的稳定性和它们朝某一方向变化的能力，它给出化学反应过程或物理变化 过程的热效应，它提供化学反应的深度及结晶、精馏、萃取的限度的计算方法。 2、 热力学中的系统与环境各怎样定义？它们之间有何关系？系统与环境之间的能量传 递和物质交换存在怎样的关系？ 答：系统是指将一部分物质从其余的物质中划分出来作为研究的对象；环境是指系统 之外与系统密切相关的部分； 系统与环境是共存的，在系统与环境之间总有一个实际存在的或想象中的界面存在。 系统与环境之间能量传递和物质交换的不同可分为三种情况： (1) 系统与环境之间既无物质的交换，也无能量的传递，这种系统称为孤立系统； (2) 系统与环境之间既有物质的交换，又有能量的传递,这种系统称为敞开系统。 (3) 系统与环境之间没有物质的交换，但有能量的传递,这种系统称为封闭系统。 3、 状态函数是怎样定义？它具有哪些特性？内能是怎样定义？它的改变取决于什么？ 答：由系统的状态所确定的系统的各种热力学性质称为体系的状态函数。它具有下列 特性： (1) 状态函数是系统状态的单值函数，状态一经确定，状态函数就有唯一确定的数值， 此数值与系统到达此状态前的历史无关。 (2) 系统的状态发生变化，状态函数的数值随之发生变化，变化的多少仅取决于系统 的终态与始态，与所经历的途径无关。无论系统发生多么复杂的变化，只要系统恢复原态， 则状态函数必定恢复原值，即状态函数经循环过程，其变化必定为零。 (3) 状态函数的组合（和、差、积、商）仍然是状态函数。 内能是体系中物质所有能量的总和。它包括分子的平动能、转动能、振动能，电子的 运动能，电子与核及电子之间、核与核之间的作用能、分子之间的作用能等。 内能是系统的状态函数。系统从始态变为终态，内能的改变值仅取决于始、终态，与 所经历的过程或途径无关。若系统经一循环过程，则内能的变化必定为零。 4、什么是自发过程？ 在一定条件下不用外力帮助就能自动进行的过程称为自发过程。 5、在等温等压下，如果用△H 来判断化学反应的方向（即△H＜0 可以自发进行） ，也 常与事实相符，但有时却不符。这是为什么？ 答：等温等压下，应该用△G 作判据。在△G = △H－T△S 式中，第一项△H 代表焓 效应，第二项 T△S 反映熵效应。有的反应△S 较小，温度不高时，T△S 项较小。这时，35用 △H 作判据与用△G 作判据的结果基本一致。 但当熵效应起主导作用时，即︱△H︱＜︱T△S︱时，用△H 作判据与用△G 作判据 所得的结果不一致。这时，用△H 作判据就会得出错误结论。 6、从热力学数据手册查出，25℃，100 kPa 下，反应 H2O(l) → H2（g）+1 O2（g） 2的 △G 值为 237.2 kJ·mol-1，说明此反应不能自发进行。但在实验室内却用电解水制取氢 与氧。这两者有无矛盾？ 答：不矛盾。反应的△G＞0，说明在该条件下（25℃，100 kPa） ，水不能自发分解为 氢和氧，但这不意味着根本不能进行。电解水是靠环境对体系作电功而进行的，和△G＞0 并不矛盾。 7、下列说法是否正确？请判断。 （1）状态函数的变化取决于体系的终态与始态，与经历的途径无关。 （2）封闭系统的循环过程中，△Ｕ＝０，Q = -W。 （3） 在非体积功为零时， 经恒容过程的封闭系统所吸收的热全部用于增加系统的内能。 （4）赫斯定律只应用于非体积功的系统中。 （5）H = U + pV 是在定压条件下推导出来的，因此只有定压过程才有焓变。 答： （1）对 （2）错 （3）对 （4）对 （5）错 8、下列关于熵函数的说法是否正确？请判断。 （1）同一物质，当温度升高时，熵值增大。 （2）熵增加的放热反应是自发反应。 （3）孤立系统中的熵值总是有增无减。 （4）系统的混乱度越大，则其熵值越大。 （5）热力学第三定律可表示为：在 0 K 时任何物质的熵值 S 为零。 答： （1）对 （2）对 （3）对 （4）对 （5）错 9、下列关于化学平衡的说法是否正确？请判断。 （1）K 是温度的函数，数值大小与计量方程式的写法无关。 （2） 化学反应等温方程式可用于判断化学反应进行的方向和限度， 但不能用于判断是 否达到化学平衡。 （3）△r Gm? 是特定情况下的△r Gm，它可以决定反应的限度。?36（4）当△r Gm?＞40 kJ· mol-1时，反应自发地由左向右进行。 答：（1）错（2）错（3）对（4）错 10、系统接受环境作功为 280 J，热力学能增加了 360 J，则系统( A、吸收热量 80J 答： A 11、某系统经一循环过程回到始态，则不一定为零的是( A、?U 答： D 12、封闭体系中公式 ΔH＝Q 的适用条件是( A、定压过程 功 答： B 13、下列过程中，△S 为负值的是（ ） A、液态溴蒸发为气态溴 C、电解水生成氢气和氧气 答：B 14、 试求下列反应在 298.15K、100 kPa 时的恒压热效应。 (1) 2H2S(g) + SO2(g) = 2H2O(l) + 3S(斜方) (2) 2C(石墨) + O2(g) = 2CO(g) 解：(1) Qp = QV + △nRT = - 223.8+ (0-3) × 8.314× 10-3 × 298 = -231.2 (kJ) （2）Qp = QV + △nRT = -231.3 + (2-1) × 8.314× 10-3 × 298 = -228.8 (kJ) 15、 某反应系统，起始时含 10 mol H2 和 20 mol O2，在反应进行的 t 时刻，生成了 4 mol H2O。请计算下述反应方程式的反应进度： （1） H 2 ( g ) ? B、SnO2+2H2(g) ? Sn(s)+2H2O(l) D、公路上撒盐，使冰融化 )。 D、 定压、不做体积 B、?G C、?S )。 D、Q B、放出热量 80J C、 吸收热量 640J )。D、放出热量 640JB、定压、只做体积功 C、 定容过程QV = - 223.8 kJ QV = -231.3 kJ1 O 2 ( g ) ? H 2 O(g) 2（2） 2H2 ( g ) ? O 2 ( g ) ? 2H2 O(g)37解： （1）???nB?B?nB ? nB (0)?B?4?0 ? 4(mol) 1 4?0 ? 2(mol) 2（2）???nB?B?nB ? nB (0)?B?16、 已知下列反应在 298.15K 的时热效应。 （1） Na(s) ?1 Cl 2 (g) ? NaCl(s) 2Δ rH?m,1= - 411 kJ·mol-1（2） H 2 (g) ? S(s) ? 2O2 (g) ? H 2SO 4 (l) （3） 2Na(s) ? S(s) ? 2O2 (g) ? Na 2SO 4 (s) （4）Δ rH?m,2= - 811.3 kJ·mol Δ rH?m,3 = - 1383 kJ·mol Δ rH?m,4= - 92.3 kJ·mol-1-11 1 H 2 (g) ? Cl 2 (g) ? HCl(g) 2 2-1求反应 2NaCl(s)? H 2SO 4 (l) ? Na 2SO 4 (s) ? 2HCl(g)在 298.15K 时的 Δ rH?m。 解：根据赫斯定律，所求反应=[(3)+(4)× 2]－[(1)× 2+(2)] Δ rH?m= [Δ rH?m,3 +Δ rH?m,4× 2 ]- [Δ rH?m,1 ×2 +Δ rH?m,2 ] =[- 1383 + (- 92.3) ×2] -[( - 411) ×2 + (- 811.3)] = 65.7 (kJ·mol ) 17、 已知下述反应 298.15K 时的热效应： （1） C 6 H 5 COOH(l) ? 7-11 O 2 (g) ? 7CO 2 (g) ? 3H 2 O(l) 2Δ rH?m,1= - 3230 kJ·mol-1-1(2) C(s) ? O 2 (g) ? CO 2 (g) （3） H 2 (g) ?Δ rH?m,2= - 394 kJ·mol Δ rH?m,3= - 286 kJ·mol1 O 2 (g) ? H 2 O(l) 2-1求 C6H5COOH（l）的标准摩尔生成焓 ΔfHm?。 解：由标准摩尔生成焓的定义可知，C6H5COOH（l）的标准摩尔生成焓 ΔfHm? 为以 下反应的反应热 7C(s) + 3H2(g) + O2(g) = C6H5COOH(1) 该反应 = (2)× 7 + (3)× 3－(1) ΔfHm? = Δ rH?m,2× 7 + Δ rH?m,3× 3－Δ rH?m,1 = - 394 × 7 + (- 286) × 3 – (- 3230) = -386 (kJ· mol-1) 18、 已知下列反应 298.15K 时的热效应： （1） C(金刚石) + O2(g) = CO2(g) （2） C(石墨) + O2(g) = CO2(g)38Δ rH?m,1= - 395.4 kJ·mol-1Δ rH?m,2= - 393.5 kJ·mol-1求 C(石墨) = C(金刚石) 在 298.15K 时的 ΔrH?m。 解： 该反应 = (2)－(1) ΔrH?m =ΔrH?m,2 -ΔrH?m,1 =- 393.5 -(- 395.4) = 1.9 (kJ· mol-1) 19、试分别由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧热计算下列反应： 3 C2H2(g) = C6H6(l) 在 100 kPa 和 298.15K 时的 ΔrHm?。 解： 查表数据为 C2H2(g) ΔfHm? / kJ· mol-1 ΔcHm? / kJ· mol-1 由标准摩尔生成焓计算: ΔrHm? = 49.1 - 3× (227.4) = - 633.1 (kJ· mol-1) 由标准摩尔燃烧热计算: ΔrHm? = 3× (-1301.1) - (-3267.6) = - 635.7 (kJ· mol-1) 20、已知反应 2NaHCO3(s) ＝ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)?C6H6(l) 49.1 -3267.6227.4 -1301.1在温度为 50℃、 100℃时系统的平衡总压分别为 3950 Pa 和 96300 Pa。 设反应的 Δ r Hm 与温度无关，试求： (1) 计算 50℃时该反应的 K 和△r Gm? 。 (2) 计算该反应的 Δ r H m 。 解：(1) 设平衡总压为 p，则 2NaHCO3(s) ＝ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) 平衡压力 p/2 p/2??平衡常数 KT1?＝{p[H2O(g)] / p?}× {p [CO2(g)]/ p?} ＝(p / p?)2 /4 ＝(0 )2/4 ＝0.0003901 ? 由 ΔrGm? ＝-RTln K ，代入数据，得： ΔrGm? = -8.314 ×323.15 × ln(0.000 390 1) = 2.109×10 (J·mol ) =21.09 (kJ·mol ) (2) KT2?＝(p’/ p?)2/4394 -1 -1?＝(96 300 /100 000 ) /4 = 0.231 8 ?根据 ln? ? ?r Hm T ?T KT 2 = ( 2 1 ) ，得： ? R T1T2 KT12Δ r H m? = R ? ( =T1T2 K? 2 ) ln T ? T2 ? T1 KT 18.314 ? 373 .15 ? 323 .15 0.2318 ln 373.15 ? 323.15 0.0003901＝1.281×105 (J· mol-1) ＝128.1 (kJ· mol-1) 21、 298.15K 时，反应 N2O4(g)＝2NO2 (g)的平衡常数 K ＝0.155，标准摩尔焓变为 57.24 kJ· mol-1 (温度对标准摩尔焓变的影响可以忽略不计)，试计算 373.15K 时反应的平衡 常数 K 。 解：由题意知，Δ r H m? = 57.24 kJ· mol-1，K298.15 ＝0.155， 代入 ln? ? ?r Hm T ?T KT 2 = ( 2 1 ) ，得： ? R T1T2 KT1? ? ?ln? K 373
.15 ? 298 .15 ( ) = 0.155 8.314 373 .15 ? 298 .15计算得 K373? ＝16.07 22、已知下列各物质的标准生成吉布斯能△f Gm? (kJ· mol-1) 分别为： CH3COOH(l) △f Gm? /kJ· mol-1 -389.9 C2H5OH(l) -174.8?CH3COOC2H5(l) -341.1H2O(l) -237.1求出 298.15K 时下列反应的平衡常数 K 。 CH3COOH(l) + C2H5OH(l) 解：△r Gm? = △f Gm? (CH3COOC2H5,l) + △f Gm? (H2O,l) - △f Gm? (CH3COOH,l) - △f Gm? (C2H5OH,l) = -341.1 +(-237.1) - (-174.8) – (-389.9) = -13.5 (kJ· mol-1) 由△r Gm?＝－RTln K ，代入数据，得： ln K ＝ ?? ? ?CH3COOC2H5(l) + H2O(l)? 13 500 ＝5.446 8.314? 298.15K = 231.83 23、292.15K 时，血红蛋白(Hb)与氧反应40Hb(aq) + O2(g)HbO2(aq)的标准平衡常数为 K1? = 85。若在 292.15K 时，空气中 O2(g)的压力为 20 kPa.，O2 在水中 的溶解度为 2.3× 10?－4mol· L-1，试求反应 Hb(aq)+ O2(aq)HbO2(aq)的标准平衡常数 K2 和标准摩尔吉布斯能变△r Gm?。 解：在 292.15K 时反应 Hb(aq) +O2(g) ) K1? = HbO2(aq)的标准平衡常数为：?HbO 2 (aq)? ? 85 ?Hb(aq)?? ?p?O 2 ? / p? ?HbO2(aq)的标准平衡常数为：在 292.15K 时反应 Hb(aq)+O2(aq) K2 =??HbO 2 (aq)? ?Hb(aq)?? ?O 2 (aq)?? 85? 20 / 100 ? 7.4 ? 104 ?4 2.3 ? 10? HbO 2 ? p?O 2 ? / p ? = ? ?Hb?? ?p?O 2 ? / p? ? ?O 2 (aq)?其标准摩尔吉布斯能变为：?△r Gm? = - RT ln K2 = -8.314 ×292.15×ln(7.4× 104) = -2.72× 104 (J·mol-1) = - 27.2 ( kJ·mol-1) 24、 某蛋白质由天然折叠态变到张开状态的变性过程的焓变 ?H 和熵变 ?S 分别为 251.04 kJ· mol－1和 753 J· K 1· mol 1，计算－ －(1) 298K 时蛋白变性过程的 ?G， (2) 发生变性过程的最低温度。 解： （1）?G = ?H－T?S = 251.04 × 103 - 298 × 753 = 2.665×104 (J· mol-1) = 26.65 (kJ· mol-1) （2）只有当 ?G ≤ 0 时，蛋白质才能发生变性，即 ?H－T?S≤0 T ≥?H 251.04 ? 103 = 333(K) = 60(℃) ? ?S 75325、 Photosynthesis is a complicated process to change CO2 (g) and H2O(l) into glucose, total reaction as:6CO 2 (g) + 6H2O(l) = C6H12O6 (s) + 6 O2 Calculate the reaction at 298.15 K、100 kPa’s △r Gm?, and judge41the reaction whether it is spontaneous.（注：Photosynthesis——光合作用，glucose——葡萄糖，spontaneous——自发）【解】由附录查得 298.15K 和标准条件下有关热力学数据如下 CO2(g ) ΔfGm?/( kJ· mol-1) ΔfHm?/( kJ· mol-1) Sm?/(J· mol-1 · K-1) 6CO 2 (g) + 6H2O(l) = C6H12O6 (s) + 6 O2(g) 方法一? ? ?B? ? r Gm ? ?? B ? f Gm BH2O(l ) -237.1C6H12 O6 (s) -910.6O2(g)-394.40-393.5-285.8-1273. 30213.870.0212.1205.2= - 910.6 - 6× (-237.1) - 6× (-394.4 ) =2 878.43 (kJ· mol-1) 方法二ΔrHm? =??BB? ?f H m (B)= - 1 273.3 - 6× (-285.8) - 6× (-393.5 ) = 2 802.5 (kJ· mol-1)? ΔrSm? = ?? B S m ?B ? B=6 ? 205.2+212.1-6× 70.0 - 6× 213.842= - 259.5( J· mol-1· K-1)? ? ΔrGm? = ? r H m , 298.15 ? T? r S m, 298.15=2 802.5 -298.15 × (-0.2595 ) = 2 879.87 (kJ· mol-1)【归纳】由于采用不同的方法计算，所得结果略有差异。计算结果 ΔrGm?＞0，说明 即使上述反应提供 2 802.5 kJ· mol-1 的能量，在 298.15K 和标准状态下反应也不能自发进 行。实际上，此反应是在叶绿素和阳光下进行的，靠叶绿素吸收光能，然后转化成系统 的 Gibbs 吉布斯能变，使光合反应得以实现。 26、Combine the following thermochemical equations: N2O4 (g) = 2NO2 (g)……① 2 NO(g) + O2 (g) = 2NO2 (g)……② ΔrHm,1? = 57.20 kJ·mol-1ΔrHm,2? = -114.14 kJ·mol-1to find the heat of reaction for 2 NO(g) + O2 (g) = N2O4 (g) …….③ （注：thermochemical equations——热化学方程式） 解：③ = ② - ① ΔrHm,3? =ΔrHm,2? -ΔrHm,1? = -114.14 - 57.20 = - 171.34 (kJ·mol ) 27、Find the heat of reaction for CH4 (g) + 4F2 (g) = CF4 (g) + 4HF (g) using the following heat-of-formation data: ΔfHm?( CF4) = -925 kJ·mol-1, ΔfHm?( HF) = -273.3 kJ·mol-1, ΔfHm?( CH4) = -74.6 kJ·mol-1, ΔfHm?( F2) = 0 kJ·mol-1. 解：ΔrHm? =ΔfHm?( CF4) + 4ΔfHm?( HF) -ΔfHm?( CH4) – 4ΔfHm?( F2) = - 925 + 4× (-273.3)– (-74.6 ) - 4× 0 = - 1944 (kJ·mol-1) 28、At 298.15K, each substance of ΔfHm? and Ag2O(s) ＝ 2Ag(s) + ΔfHm? Sm? (kJ ·mol-1)-1 -1?-1Sm?of the reaction separately is:1 O2(g) 20 205.2-31.0 121.0?0 42.6( J ·K ·mol )Calculate △r Gm and K of the reaction at 298.15K. 解： 由题意知，该反应的43ΔrHm? = 2ΔfHm? (Ag，s) +1 ΔfHm? (O2，g) - ΔfHm? (Ag2O，s ) 2＝0- (-31.0)＝31.0 (kJ ·mol-1) ΔrSm?＝2 Sm? (Ag，s) + ＝2× 42.6 +1 Sm? (O2，g) - Sm? (Ag2O，s ) 21 × 205.2 - 121.0＝66.80 (J ·K-1 ·mol-1) 2根据 ΔrGm?＝ΔrHm? -TΔrSm?，代入数据得： ΔrGm? ＝31.0×
× 66.80 ＝1.108×104 (J · mol-1)=11.08 (kJ ·mol-1) 由 ΔrGm? ＝-RT ln K ，代入数据，得： ln K? ? ?＝-11084 ＝- 4.47 8.314 ? 298 .15K = 0.0114第八章1. 选择题化学反应速率（1）关于反应速率 r，表达不正确的是： A. 与体系的大小无关而与浓度大小有关 B. 与各物质浓度标度选择有关C. 可为正值也可为负值 D. 与反应方程式写法无关 E. 表示反应速率需标明采用何种物质浓度的变化 （2）对于反应 Cl2(g)+2NO(g) 则反应速率增至 8 倍。该反应的级数是 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 1/2 2NOCl(g)，实验发现，如两反应物浓度都加倍，（3）已知 A+2B A. r = kcAcB2 D. r =kc3C，则其速率方程式为 B. r = kcAcB E. 无法确定 C. r = k cB2（4）进行反应 A + 2D→3G 在 298K 及 2dm3 容器中进行，若某时刻反应进度随时间 变化率为 0.3 mol· s?1，则此时 G 的生成速率为(单位：mol· dm?3· s?1) ： A. 0.15 B. 0.9 C. 0.45 D. 0.2 E.0.3544（5）某反应速率常数 k = 2.31 × 10?2mol?1· dm3· s?1，反应起始浓度为 1.0 mol· dm?3， 则其反应半衰期为： A 43.29 s B 15 s C 30 s D 21.65 s E.25s答： （1）C（2）D （3）E（4）C （5）C 2. 解释下例名词 (4) 有效碰撞 (9) 半衰期 答： （略） 3. 什么是质量作用定律？应用时要注意些什么？ 答：当温度一定时，元反应的反应速率与各反应物浓度幂(以化学反应计量方程式中相 应的化学计量数为指数)的乘积成正比，这就是质量作用定律。 应用时要注意：①质量作用定律只适用于元反应。②固态、纯液态反应物或溶剂的浓 度不写入速率方程式。 4. 试比较碰撞理论与过渡态理论的异同。 答：同——活化能越大，反应速率越慢。 异，见下表。 碰撞理论 活化能定义 活化分子具有的最低能量与 分子平均能量之差 分子结构 能量种类 进程 忽略 动能 一碰即发生 过渡态理论 活化络合物具有的能量比反应物分子平均能 量高出的额外能量 考虑 势能 先生成活化络合物 (1) 化学反应速率 (5) 活化分子 (10) 催化剂 (2) 元反应 (3) 速率控制步骤 (8) 反应级数(6) 活化能 (11 )酶(7) 速率常数5. 温度是影响反应速率的主要因素吗？ 答：温度增加，活化分子分数增加，因此有效碰撞次数也增加，因而反应速率加快。 利用公式 lnA ? lnk ?Ea 可知，温度是影响反应速率的主要因素主要有以下几点： RT①某反应的活化能 Ea、R 和 A 是常数，温度 T 升高，k 变大，反应加快； ②当温度一定时，如反应的 A 值相近，Ea 愈大则 k 愈小，即活化能愈大，反应愈慢； ③对不同的反应，温度对反应速率影响的程度不同。由于 lnk 与 1/T 呈直线关系，而45直线的斜率为负值(-Ea /R)，故 Ea 愈大的反应，直线斜率愈小，即当温度变化相同时，Ea 愈大的反应，k 的变化越大。 6. 酶催化的主要特征及缺点有哪些？ 答：酶除了具有一般催化剂的特点外，尚有下例特征： (1)高度特异性。 一种酶只对某一种或某一类的反应起催化作用。 即使底物分子为对映 异构体时，酶一般也能识别，并选择其中之一进行催化。 (2)高度的催化活性。 对于同一反应而言， 酶的催化能力常常比非酶催化高 10 ~10 倍。 酶分子中只有某些基团才有催化作用能力，那些起催化作用的特殊基团或局部区域叫活性 中心。了解酶的活性中心及结构模型，可深入酶催化动力学的研究。 (3) 酶通常在一定 pH 范围及一定温度范围内才能有效地发挥作用。 酶的活性常常在某 一 pH 范围内最大，称为酶的最适 pH，体内大多数酶的最适 pH 接近中性。同样温度升高， 反应速率加快，当温度升高到一定程度时，再继续升高，由于酶的变性，失去活性，反应 速率会转为下降直至为零。速率最大时的温度称为酶的最适温度，人体内大多数酶的最适 温度在 37?C 左右。 7. 已知在 320?C 时反应 SO2Cl2(g) 2.2?10-5s-1。试计算： (1)10.0g SO2Cl2 分解一半所需时间。 (2)2.00g SO2Cl2 经 2 小时后还剩多少？ 解： （1） t1/2 ? （2） SO2(g) + Cl2(g)是一级反应，速率常数为6 100.693 0.693 ? ? 3.2 ? 104 s ?5 k 2.2 ? 10ln c0 m ? ln 0 ? k ? t c m 2 ? 2.2 ? 10 ? 5 ? 2 ? 60 ? 60 mlnm ? 1.7g8.气体 A 的分解反应为 A(g)产物，当 A 的浓度为 0.50 mol?L–1时，反应速率为 0.014 mol?L-1?s-1。如果该反应分别属于 (1)零级反应 (2)一级反应 (3)二级反应，则当 A 的浓度等于 1.0 mol?L –1 时，反应速率常数各是多少？ 解： （1）k = ? = 0.014 mol?L-1?s-1 （2） k ??c?0.014 ? 0.028 s ?1 0.546（3） k ??c2?0.014 ? 0.056(L ? mol-1 ? s ?1 ) (0.5) 2O2(g) + NO2(g)。己知此9. 形成光化学烟雾的化学反应之一是 O3(g) + NO(g)反应对 O3 和 NO 都是一级， 且速率常数为 1.2?107 mol-1?L?s-1。 试计算当受污染的空气中 c(O3) = c(NO) = 5.0?10-8mol?L c(NO)。 解： （1）r = k?c(O3)?c(NO) = 1.2 ? 107? (5.0 ? 10-8)2 = 3.0 ? 10-8 （2） t1 / 2 ?–1时，(1) NO２生成的初速率 (2) 反应的半衰期 (3) 5 个半衰期后的1 1 ? ? 1.7 s 7 kc0 1.2 ? 10 ? 5.0 ? 10?8（3）?1? c(NO) ? ? ?2? ? ? c 0 (NO) ? ? ?1? ?8 ? ? ? 1.6 ? 10 ? 9 mol ? L? 1 ?2? ? ? 5.0 ? 10 ? ?5510. 某药物的分解反应为一级反应，在体温 37?C 时，反应速率常数 k 为 0.46 h-1 ,若服 用该药物 0.16 g，问该药物在体内多长时间可分解 90%。 解： t ?c 1 1 100% ln 0 ? ln ? 5.0 h k c 0.46 1 ? 90%2C6H12O6 是一级反应，在 25?C 时速率常数为11. 蔗糖的水解 C12H22Oll + H2O 5.7?10-5 s-1，试计算：(1) 浓度为 1 mol?L –1 蔗糖溶液水解 10%需要的时间。 (2) 若反应活化能为 110 kJ?mol–1，什么温度时其反应速率是 25?C 时的十分之一。 解： }