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1、第一章习题解1-1 第一章第一章 习 题 解 答习 题 解 答 基本题 1-1 有一混合气体，总压为 150Pa，其中 N2和 H2的体积分数分别为 0.25 和 0.75， 求 H2和 N2的分压。 解：根据式(1-6) p V V p B B p(N2) = 0.25p = 0.25 150 Pa = 37.5 Pa p(H2) = 0.75p = 0.75150 Pa =112.5 Pa 1-2 液化气主要成分是甲烷。某 10.0m3贮罐能贮存 164、100kPa 下的密 度为 415kgm 3 的液化气。计算此气罐容纳的液化气在 20C、100kPa 下的气体 的体积。 解：甲烷的物
2、质的量为 n(4151000g.m-310m3/16.04g.mol-1) = 259103mol 所以 3 3 -1-133 m 6309 Pa10100 .293K.K.mol8.314Pa.mmol10259nRT p V 1-3 用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为 0.03，这种水溶液 的密度为 1.0gmL 1 ，请计算这种水溶液中过氧化氢的质量摩尔浓度、物质量的 浓度和摩尔分数。 解：1L 溶液中，m( H2O2) = 1000mL1.0gmL 10.030 = 30g m( H2O) = 1000mL1.0gmL 1 (10.030) = 9.7102g n( H2O
3、2) = 30g/34gmoL 1 =0.88mol n( H2O) = 970g/18g.mol 1 =54mol b( H2O2)= 0.88mol /0.97kg = 0.91molkg 1 c( H2O2)= 0.88mol/1L = 0.88molL 1 x( H2O2) = 0.88/(0.88.+54) = 0.016 1-4 计算 5.0%的蔗糖(C12H22O11)水溶液与 5.0%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液的 沸点。 解： b(C12H22O11)=5.0g/(342g.mol 1 0.095kg)=0.15molkg 1 1-2第一章习题解 b(C6H12O6)=5
4、.0g/(180g.mol 1 0.095kg)=0.29molkg 1 蔗糖溶液沸点上升 Tb=Kbb(C12H22O11)= 0.52Kkgmol 1 0.15molkg 1 =0.078K 蔗糖溶液沸点为：373.15K+0.078K=373.23K 葡萄糖溶液沸点上升 Tb=Kbb(C6H12O6)= 0.52Kkgmol10.29molkg1=0.15K 葡萄糖溶液沸点为：373.15K + 0.15K = 373.30K 1-5 比较下列各水溶液的指定性质的高低(或大小)次序。 (l)凝固点：0.1molkg1C12H22O11溶液，0.1molkg1CH3COOH 溶液， 0.1
5、molkg 1 KCl 溶液； (2)渗透压：0.1molL 1 C6H12O6溶液，0.1molL 1 CaCl2溶液，0.1molL 1 KCl 溶液，1molL 1 CaCl2溶液。 （提示：从溶液中的粒子数考虑。 ） 解：凝固点从高到低： 0.1molkg 1 C12H22O11溶液0.1molkg 1 CH3COOH 溶液0.1molkg 1 KCl 溶液 渗透压从小到大： 0.1mol L 1 C6H12O6溶 液 500 故由12=1得V =3004/1mL =1200mL 此时仍有 caKa20Kwca/Ka500 。 Kb(NH3H2O)=1.810-5由于 cKa20Kwc
6、/ Ka500 故可用 c(OH-)= b Kc求 c(OH-)= 5 108 . 12 . 0 =1.910-3mol.L-1 %95 . 0 105 . 9 20 . 0 109 . 1 )(OH 3 3 b c c 4-2奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(C3H7COOH)，有恶臭。今测得 0.20mol.L 1 丁酸溶液的 pH 为 2.50, 求丁酸的 Ka为多少？ 1-32第一章习题解 解：pH=2.50则 c(H+)=10-2.5mol.L-1 a=10-2.5/0.2=510-2.5 Ka= a ca 1 2 = 5 . 3 2 5 . 2 1021 1052 . 0 =2510
7、-50.2=510-5 4-3What is the pH of a 0.025mol.L 1 solution of ammonium acetate at 25? pKaof acetic acid at 25 is 4.74, pKaof the ammonium ion at 25 is 9.25, pKw is 14.00。 解：已知 25时乙酸的 pKa= 4.74 ， NH4+的 pKa= 9.25 求乙酸铵溶液(0.025 mol.L-1)的 pH 值? NH4Ac 为弱酸弱碱盐，NH4+为 Ka，HAc 为 Ka(解离常数)则 cKa 20Kw，c(H+)= 995 . 6
8、25 . 9 74 . 4 101010 aaK K pH= - logc（H+） =6.995 7.00 4-4已知下列各种弱酸的 Ka值，求它们的共轭碱的 Kb值，并比较各共 轭碱的相对强弱。 (1) Ka(HCN) = 6.210 10 (2) Ka(HCOOH) =1.810 4 (3) Ka(C6H5COOH 苯甲酸)=6.210 5 (4) Ka(H6O5OH 苯酚)=1.110 10 (5) Ka(HAsO2)=6.010 10 (6) Ka1(H2C2O4)=5.910 2 ， Ka2=6.410 5 解： (1)HCNKa= 6.210 10 Kb=Kw/6.210 10 =
9、1.610 5 (2)HCOOHKa= 1.810 4 Kb=Kw/1.810 4 =5.610 11 (3)C6H5COOHKa= 6.210 5 Kb=Kw/6.210 5 =1.6110 10 (4)C6H5OHKa=1.110 10 Kb=Kw/1.110 10 =9.110 5 (5)HAsO2Ka=6.010 10 Kb=Kw/6.010 10 =1.710 5 (6)H2C2O4Ka1=5.910 2 Kb2=Kw/5.910 2 =1.710 13 Ka2=6.410 5 Kb1=Kw/6.410 5 =1.510 10 碱性强弱：C6H5OAsO2 CN C6H5COOC2O
10、4 2 HCOO HC2O4 4-5用质子理论判断下列物质哪些是酸？并写出它的共轭碱。哪些是碱？也写 出它的共轭酸。其中哪些既是酸又是碱？（列表） H2PO4；CO3 2 ；NH3；NO3；H2O；HSO4；HS；HCl.。 解： 酸共轭碱碱共轭酸既是酸又是碱 H2PO4 HPO4 2 H2PO4 H3PO4H2PO4 第一章习题解1-33 NH3NH2NH3NH4+NH3 H2OOHH2OH3O+H2O HSO4 SO4 2 HSO4 H2SO4HSO4 HS S 2 HS H2SHS HClClNO3 HNO3 CO3 2 HCO3 4-6写出下列化合物水溶液的 PBE： (1)H3PO4
11、(2) Na2HPO4(3) Na2S(4)NH4H2PO4 (5) Na2CO3(6) NH4Ac(7) HCl+Hac(8)NaOH+NH3。 解： (1) H3PO4：c( H+) = c(H2PO4) + 2c( HPO4 2 ) + 3c (PO4 3 ) + c(OH) (2) Na2HPO4：c(H+) + c(H2PO4) + 2c(H3PO4) = c(PO4 3 ) + c(OH) (3) Na2S：c(OH) = c(H+) + c(HS) + 2c(H2S ) (4)NH4H2PO4：c(H+) + c(H3PO4) = c(NH3) + c(HPO4 2 ) + 2c
12、(PO4 3 ) + c(OH) (5)Na2C2O4：c(OH) = c(H+) + c(HC2O4) + 2c(H2C2O4) (6)NH4AC：c(HAc) + c(H+) = c(NH3) + c(OH) (7)HCl + HAc：c(H+) = c(Ac) + c(OH) + c(Cl) (8)NaOH + NH3：c(NH4+) + c(H+) = c(OH) c(NaOH) 4-7某药厂生产光辉霉素过程中，取含 NaOH 的发酵液 45L (pH=9.0)，欲 调节酸度到 pH=3.0，问需加入 6.0 mol.L-1HCl 溶液多少毫升？ 解：pH = 9.0pOH = 14.
13、0 9.0 = 5.0c(OH) =1.0 10 5 mol.L-1 n(NaOH)= 4510 5 mol 设加入 V1mLHCl 以中和 NaOH V1= 4510 5 /6.0103mL = 7.510 2 mL 设加入 xmLHCl 使溶液 pH =3.0 c(H+) =110 3 molL 1 6.0 x10 3 /(45+7.510 5 + x10 3 ) = 110 3 x = 7.5mL 共需加入 HCl：7.5mL + 7.510 2 mL = 7.6mL 4-8H2SO4第一级可以认为完全电离，第二级 Ka2=1.210 2 ， ，计算 0.40 molL 1 H2SO4溶
14、液中每种离子的平衡浓度。 解：HSO4H+SO4 2 起始浓度/molL 1 0.400.400 平衡浓度/molL 1 0.40x0.40 +xx 1.210 2 = x(0.40 + x)/(0.40 x)x = 0.011 molL 1 1-34第一章习题解 c(H+) = 0.40 + 0.011 = 0.41 molL 1 pH = lg0.41 = 0.39 c(HSO4) = 0.40 0.011 = 0.39 molL 1 c(SO4 2 ) = 0.011 molL 1 4-9求 1.010 6 molL 1 HCN 溶液的 pH 值。 （提示：此处不能忽略水的解 离） 解：
15、Ka(HCN)= 6.210 10 caKa10 8 K 1/K2=5.9102/6.410 5 10 8 caK 210 8 caK 210 8 但 K 1/ K2=7.410 4 /1.710 5 10 8 c K 210 8 但 K 1/ K2= 9.110 4 /4.310 5 500 c(H+)=0163 . 0 105 . 1 751 . 3 aa Kc pH=1.79 甲酸钠的 Kb= Kw/Ka= 1014.00/103.751=1010.25 cb=1.0molL 1 cbKb20Kwcb/Kb500 c(OH)= 625.10 bb105 . 7100 . 1 Kc pOH = 5.12pH = 14-5.12 = 8.88 4-20Calculate the concentration of sodium acetate ne
