無機化學(xué)(上冊)：第2章 化學(xué)的基本概念 習題與答案

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1、第2章 化學(xué)的基本概念 習 題 1. 下列說法是否正確，為什么？ （1）分子總是比原子重； （2）58.5 g氯化鈉中有6.022×1223個分子； （3）離子型化合物中正負離子數(shù)相等； （4）1.0 mol 氯化鈉； （5）0.25 mol Fe0.92S 2. 給出(a)氘3H ；(b) 60Co ；(c)氯-35；(d) 235U中的質(zhì)子，中子和電子數(shù)。 3.元素，核素，同位素之間有何區(qū)別與聯(lián)系？某核素的原子核含30個中子，質(zhì)量數(shù)為56。指出該核素是哪一種元素的同位素，并寫出該同位素的符號。 4. 下列同位素各是什么？ （1）

2、其原子具有78個中子，52個質(zhì)子和2個電子； （2）其原子具有108個中子，73個質(zhì)子和73個電子； （3）其原子具有32個中子，28個質(zhì)子和28個電子 5. 碳元素由126C(98.9%)與136C（1.1%）兩種同位素組成，前者的質(zhì)量可以為12.00，假定后者的質(zhì)量為前者的13/72，計算碳的平均原子量。 6.將下列物質(zhì)按質(zhì)量由大到小的順序排列 a. 一個硫原子; b.1×10-12mol的硫; c. 5×10-22mol水;d.一個S2-離子；e.三個水分子 7.指出下列物質(zhì)是元素，化合物還是混合物？ （a）金（b）氯氣（c）食鹽（d）青銅（e）糖水

3、8.寫出下列物質(zhì)分子式或化學(xué)式 （a）磷酸銨（b）碳酸氫銨（c）硫酸氫鋰（d）六水合硝酸鈷（e）七水合硫酸亞鐵（f）高氯酸（g）砷酸鈉（h）銻酸鋇 9.某維生素C樣品中含1.29×1024氫原子，氫原子摩爾數(shù)是多少？（2.14mol） 10.計算（a）蔗糖C6H12O6（b）硫酸鉀K2SO4的摩爾質(zhì)量 （（a）98.08 g·mol-1（b）101.96 g·mol-1） 11.已知1.546 g的溴與氟反應(yīng)生成2.649 g的氟化溴，確定該化合物的經(jīng)驗式。（BrF3） 12.已知草酸的摩爾質(zhì)量為90.0 g·mol-1，其中H和C的質(zhì)量百分

4、數(shù)分別為2.22%和26.66%，求草酸的分子式。 13.某學(xué)生將1.345 g的KNO3固體溶于水中配制成25.00 ml的溶液，該溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？（0.532 mol·L-1） 14.在25.00 ml，1.85 mol·L-1的NaCl水溶液中含有多少摩爾NaCl？（4.62×10-2 mol） 15.在多大體積的1.25×10-3 mol·L-1 C6H12O6水溶液中含有1.44×10-6 mol的C6H12O6分子？（1.15 ml） 16.欲配制150 ml、0.442 M的C6H12O6水溶液，需要C

5、6H12O6多少克？ 17. 欲配制100ml、5.23×10-4 mol·L-1的鹽酸溶液需要0.0155 mol·L-1的鹽酸溶液多少毫升？（3.37 ml） 18.某學(xué)生將2.50 g(NH4)3PO4·3H2O和1.50 g K3PO4溶于500 g水中，求（a）每種化合物（化學(xué)式單位）的物質(zhì)的量；（b）溶液中存在多少摩爾的PO43-；（c）溶液中PO43-的質(zhì)量；（d）溶液中水的總質(zhì)量。 19.通常用連續(xù)稀釋法來配制極稀的溶液，現(xiàn)將0.661 g K2Cr2O7加入到250.0 ml容量瓶中加水至刻度，混勻后取1.000 ml該溶液加到5

6、00 ml容量瓶中加水稀釋到刻度，混勻后再取此溶液10ml稀釋到250 ml，求（a）K2Cr2O7溶液最后的濃度是多少？（b）在最后配制的溶液中K2Cr2O7的質(zhì)量是多少？ 20.求H2和N2的相對運動速度。 21.一氣態(tài)二元化合物在標準狀態(tài)下的密度為2.77g·L-1，0.500 L該氣體在充足氧氣中完全燃燒，生成1.21 g水。試求： （a）化合物的相對分子質(zhì)量； （b）化合物分子中的氫原子數(shù)； （c）化合物的分子式。 22.某氮氫化合物氣體0.473 g，在25 ℃和183 kpa下的體積為200 ml，由元素分析得該化合物中氫含量為12.49%，求該化合物的摩爾

7、質(zhì)量和分子式。 23.體積為50 L的氫氣鋼瓶，在18 ℃時，使用前的壓力為13.6 MPa，使用后的壓力降為5.2 MPa，計算總共用了多少kg氫氣。 24.在標準狀態(tài)下，10.0L CO2通過熾熱的碳層后，完全轉(zhuǎn)變?yōu)镃O，此時溫度為950 ℃，壓力為101 kPa，求CO的體積。 25.在恒定溫度下，將①150 ml，300 Pa的N2；②300 ml，500 Pa的H2；③500 ml，700 Pa的Cl2三種氣體裝入300 ml的真空瓶中，求各氣體的分壓力和總壓力。 26.在25 ℃，將電解水得到的經(jīng)干燥的氫氣和氧氣的混合氣貯于800 L3的容器中，混合氣體的總質(zhì)量為60.0

8、g，求氫氣、氧氣的分壓力。 27.某氣體在標準狀態(tài)下所占體積為3.00 L。求它在300 ℃和20 atm下的體積是多少？ 28.已知標準狀態(tài)下，1 mol氣體體積位22.4 L，求①在100 ℃下，將1 mol氧氣壓縮到5.00 L的容器中所需壓力是多少？②如果上述量的氧氣在3.00 atm下裝如3.00 L的容器中所允許的最高溫度是多少？③如果上述量的氧氣在100 ℃和3.00 atm下裝入容器所需體積是多大？ 29.求6.00 L的NH3在標準狀態(tài)下的質(zhì)量是多少？ 30.某氮氧化合物中氮的質(zhì)量分數(shù)是30.5%，一體積為0.05 L的容器中充有該氮氧化合物氣體，質(zhì)量是4.017 g

9、，壓力為202.7 kPa，溫度為0 ℃，試求： （1）在大氣壓下，0 ℃下該氣體的密度； （2）該化合物的相對分子質(zhì)量； （3）該化合物的分子式。 31. NH4ClO4是一種固體火箭燃料，在200 ℃以上發(fā)生如下式分解： （a）計算7.00×105 kg NH4ClO4分解形成的產(chǎn)物在800 ℃和6400 m3時的壓力。 （b）計算Cl2的分壓力。 （c）計算在200℃和324 kPa時，產(chǎn)物所占的體積。 答 案 1. (1) 錯誤。分子有大有小。最小的分子只含一個原子，大的分子可以大到含成千上萬個原子。例如，H

10、2分子比C原子質(zhì)量要小。 (2) 錯誤。氯化鈉為離子型化合物，構(gòu)成基元是離子，不是分子。 (3) 錯誤。離子化合物正負電荷總數(shù)相等，正負離子數(shù)不一定相等。 (4) 錯誤。應(yīng)當為1.0 mol NaCl，使用“摩爾”時，“摩爾”的基本單元必須用化學(xué)式指明粒子的種類。 (5) 正確。 2. 質(zhì)子 中子 電子 氘3H 1 2 1 60Co 27 33 27 氯-35 17 18 17 235U 92 143 92 3. 元素是核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同的一類原子的總稱, 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同但中子數(shù)不等的原子稱為“核素”，同一種元素的各

11、種核素也互稱為“同位素”。是鐵元素，同位素符號是Fe。 4. Fe,Ta, Ni 5. 碳的平均原子量 = 12.00 × 98.9% + (12 × 13/72) × 1.1% = 11.92 6. b > c > e > a > d 7. 元素：金，氯氣 混合物：食鹽，青銅，糖水 8. (NH4)3PO4, NH4HCO3, LiHSO4, Co(NO3)2×6H2O, FeSO4×7H2O, HClO4, Na3AsO4, Ba(SbO3)2 9. 氫原子摩爾數(shù) n ＝ 氫原子個數(shù)/NA ＝ 1.

12、29×1024/6.022×1023 mol-1 ＝ 2.14 mol 10. 蔗糖摩爾質(zhì)量M（C6H12O6）＝ 58.45 g·mol-1 硫酸鉀摩爾質(zhì)量M（K2SO4）＝ 101.96 g·mol-1 11. 解：Br原子的摩爾質(zhì)量是79.9 g·mol-1，F(xiàn)原子的摩爾質(zhì)量是19.0 g·mol-1 Br的原子數(shù) = 1.546 g/79.9 g·mol-1 = 0.02 mol F的原子數(shù) = (2.649 – 1.546) g /19 g·mol-1 = 0.06 mol 原子數(shù)之比

13、為Br/F = 1/3, 故該化合物的分子式為BrF3。 12. 解：1 mol 草酸質(zhì)量 = 1 mol × 90.0 g·mol-1 = 90.0 g，則其中所含原子的物質(zhì)的量為 H物質(zhì)的量 = (90 g × 2.22%)/1 g·mol-1 = 2 mol C物質(zhì)的量 = (90 g × 26.66%)/12 g·mol-1 = 2 mol O物質(zhì)的量 = (90 g × 71.12%)/16 g·mol-1 = 4 mol 所以草酸分子式為：H2C2O4。 13. 解：已知KNO3的摩爾質(zhì)量為

14、101.11 g·mol-1， KNO3的物質(zhì)的量n ＝ 1.345 g / 101.11 g·mol-1 ＝1.330×10-2 mol 因為溶液體積為25.00 cm3，即0.02500 dm3，所以物質(zhì)的量濃度 c ＝ n / V ＝ 1.330×10-2 mol / 0.02500 dm3 ＝ 0.532 mol·dm-3 14. 解：n = cV = 25.00×10-3 mol·L-1×1.85 ml = 4.62×10-2 mol 15. 解：V = n / c =

15、 1.44×10-6 mol / 1.25×10-3 mol·L-1 = 1.15×10-3 L = 1.15 ml 16. 解：因為 M (C6H12O6)= 180.2 g·mol-1 n = m / M 所以m = nM = c×V×M = 0.442 mol·L-1×150×10-3 L×180.2 g·mol-1 = 11.9 g 17. 解：稀釋后溶液的體積 V終= c始V始/ c

16、終 = 5.23×10-4 mol·L-1×100 ml / 0.0155 mol·L-1 = 3.37 ml 18. 解：(a) n((NH4)3PO4·3H2O) = m / M = 2.50 g / 203.13 g·mol-1 = 0.0123 mol n (K3PO4) = m / M = 1.50 g / 212.28 g·mol-1 = 0.00707 mol (b) 溶液中總的PO43-的物質(zhì)的量為 n = n((NH4)3PO4·3H2O) + n (K3PO4)

17、 = 0.0123+ 0.00707 = 0.0194 mol (c) 溶液中PO43-的質(zhì)量 m = nM = 0.0194 mol ×95.0 g·mol-1 = 1.84 g (d) 溶液中水的總質(zhì)量 m = 500+ 2.50×= 500.66 g 19. 解：(a) K2Cr2O7 摩爾質(zhì)量為M = 294.2 g·mol-1 先求出K2Cr2O7固體的物質(zhì)的量 n = m / M = 0.661 g / 294.2 g·mol-1 = 0.002

18、25 mol c始= n / V = 0.00225 mol / 0.250 L= 0.00899 mol·L-1 最終濃度為 c終= 0.00899×1÷500×10÷250 mol·L-1 = 7.19×10-7 mol·L-1 (b) m = 0.661÷250 ×g = 5.29×10-5g 20. 解： 氣體分子的平均速率公式為 氣體分子的平均相對速率 在25oC時，H2的平均速率為

19、 H2的平均相對速率為 = 2.51×103 m·s-1 在25oC時，N2的平均速率為 N2的平均相對速率為 = 6.71×102 m·s-1 21.解：設(shè)該化合物的化學(xué)式為HaXb，0.500L該氣體的物質(zhì)的量為： n ==0.0233mol,m=2.77g/L×0.500L=1.385g, 所以 M==1.385g/0.0233mol≈62g/mol， 又已知1.2g水中n(H)=×2mol=0.13

20、44mol,則a=0.1344/0.0233≈6,即化合物分子中氫原子數(shù)是6. b個X的式量是62-6=56，當b=1時，X的式量是56，不符合； 當b=2時，X是28，可能為Si;當b=4時，X為C,則化合物最可能是C4H6. 22.解：根據(jù)PV=nRT得：該化合物的n===0.01477mol 則M=m/n=0.473g/(0.01477g/mol)=32; n(H)=0.473×12.49﹪ mol=0.05980mol, 則該化合物含氫個數(shù)為：0.05908/0.01477≈4 所以該化

21、合物摩爾質(zhì)量為32g/mol,分子式為N2H4 . 23.解：使用前后氫氣的物質(zhì)的量變化為： △n==mol≈173.6mol 則△m=△n*M(H)= 173.6mol×2g/mol×0.001=0.3472Kg. 24.解：反應(yīng)前n(CO2)=≈0.4464mol, 根據(jù)CO2 + C = 2CO 可知反應(yīng)后n(CO)=2n(CO2)≈0.8929mol, 由PV=nRT可得V(CO)== 化簡得：V(CO)≈89.9L. 25.解：由PV=nRT可知，當n,T一定時，P與V成反比，那么： （1）中V1=150mL

22、,變?yōu)閂a=300mL時，P1=300Pa變?yōu)镻a=150Pa;同理： （2）中H2的體積沒有變，則裝入真空瓶中后，H2分壓Pb=500Pa; （3）中Cl2的分壓為Pc=×700Pa≈1166.7Pa. 所以總壓P總=Pa+Pb+Pc=150Pa+500Pa+1166.7Pa=1816.7Pa 26. 解： 根據(jù)質(zhì)量守恒，可知電解的H2O的總質(zhì)量為60 g 則 n(H2O) = m /M = 60g / 18.0 g·mol-1 = 3.3

23、3 mol n總 = 1.5 n(H2O) 根據(jù) pV = nRT p總= n總RT / V =1.5×3.33 mol × 8.314 kPa · m3· K-1· mol-1 × (273+25) K / 800 L = 15.47 kPa P(H2) = p總= 10.31 kPa P(O2) = p總= 5.16 kPa 27. 解：由理想氣體的狀態(tài)方程：PV=nRT，得P1V1/T1=P2V2/T2，P1=P0

24、=1atm，T1=273K，V1=3.00L，P2=20atm，T2=300+273=573K，所以解得V2=P1V1T2/T1P2=0.315L。 28. 解：（1）根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：P1V1=nRT1，得P1=nRT1/V1，將n=1mol， R=8.314J/K·mol，T1=100+273=373K，V1=5.00代入，計算得P1=620.22 KPa。 （2）由P1V1/T1= P2V2/T2，得T2= P2V2 T1/ P1V1，P1V1=nRT1，P2=3.03×105 Pa，V2=3.00 L，所以T2=109K。 （3）由P3V

25、3=nRT3，得V3=nRT3/P3，n=1 mol，T3=100+273=373 K，P3=3.03×105 Pa，代入后求得V3=0.01 L。 29. 解：由理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT=mRT/M，得m=PVM/RT，將P=1.01×105 Pa，V=6.00 L，M=17.03 g/mol，T=273 K，R=8.314 J/K·mol代入上式，得到m=4.55 g。 30. 解：（1）根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：PV=nRT，等溫條件下P1V1=P2V2，變換得到V2= P1V1/ P2 將 P1=202.7KPa V1=0.05 L P2=1

26、.01×105 Pa代入上式求得V2=0.10 L由ρ=m/V，得ρ=4.017 g÷0.10 L =40.17g/ L。 （2）由PV=nRT，得n=PV/RT；M=m/n=mRT/PV=899.6g/ mol （3）n(N)：n(O)=30.5%/14：(1-30.5%)/16=1：2，因此化合物分子式為NO2。 31. 解：（a）n(NH4ClO4)= 7.00×105×103 g/117.5 g mol-1=6.00×106 mol 由分解方程式可得到如下關(guān)系式： n(總氣)=n(Cl2)+n(N2)+2n(O2)+4n(H2O)=4 n(NH4ClO4)= 2.40×107 mol，據(jù)PV=nRT，將T=1073K V=6400 m3 代入，P=nRT/V=3.35 ×107 Pa。 （b）根據(jù)分壓定律P分=P總×XCl2=1/8P總=4.18×106Pa。 （c）由P1V1=n總RT1，把P1=324 kPa T1=473K n(總氣)= 2.40×107 mol代入V1= n總RT1/ P1，將會得到V1=n總RT1/P1=2.91×105 m3。 （南開大學(xué) 吳世華）