2023年无机化学上册第2章 化学的基本概念 习题与超详细解析超详细解析答案.pdf

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1、第 2 章 化学的基本概念 习 题 1.下列说法是否正确，为什么？（1）分子总是比原子重；（2）58.5 g 氯化钠中有 6.022 1223个分子；（3）离子型化合物中正负离子数相等；（4）1.0 mol 氯化钠；（5）0.25 mol Fe0.92S 2.给出(a)氘3H；(b)60Co；(c)氯-35；(d)235U 中的质子，中子和电子数。3.元素，核素，同位素之间有何区别与联系？某核素的原子核含 30 个中子，质量数为56。指出该核素是哪一种元素的同位素，并写出该同位素的符号。4.下列同位素各是什么？（1）其原子具有 78 个中子，52 个质子和 2 个电子；（2）其原子具有 108

2、 个中子，73 个质子和 73 个电子；（3）其原子具有 32 个中子，28 个质子和 28 个电子 5.碳元素由126C(98.9%)与136C（1.1%）两种同位素组成，前者的质量可以为 12.00，假定后者的质量为前者的 13/72，计算碳的平均原子量。6.将下列物质按质量由大到小的顺序排列 a.一个硫原子;b.1 10-12mol 的硫;c.5 10-22mol 水;d.一个 S2-离子；e.三个水分子 7.指出下列物质是元素，化合物还是混合物？（a）金（b）氯气（c）食盐（d）青铜（e）糖水 8.写出下列物质分子式或化学式（a）磷酸铵（b）碳酸氢铵（c）硫酸氢锂（d）六水合硝酸钴（e

3、）七水合硫酸亚铁（f）高氯酸（g）砷酸钠（h）锑酸钡 9.某维生素 C 样品中含 1.29 1024氢原子，氢原子摩尔数是多少？（2.14mol）10.计算（a）蔗糖 C6H12O6（b）硫酸钾 K2SO4的摩尔质量（a）98.08 g mol-1（b）101.96 g mol-1）11.已知 1.546 g 的溴与氟反应生成 2.649 g 的氟化溴，确定该化合物的经验式。（BrF3）12.已知草酸的摩尔质量为 90.0 g mol-1，其中 H 和 C 的质量百分数分别为 2.22%和26.66%，求草酸的分子式。13.某学生将 1.345 g 的 KNO3固体溶于水中配制成 25.00

4、ml 的溶液，该溶液的物质的量浓度是多少？（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尔 NaCl？（4.62 10-2 mol）15.在多大体积的 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 C6H12O6多少克？17.欲配制 100ml、5.23 10-4 mol L-1的盐酸溶液需要 0.0155 mol L-1的盐酸溶液多少毫升？（3.37 ml）18.

5、某学生将 2.50 g(NH4)3PO4 3H2O 和 1.50 g K3PO4溶于 500 g 水中，求（a）每种化合物（化学式单位）的物质的量；（b）溶液中存在多少摩尔的 PO43-；（c）溶液中 PO43-的质量；（d）溶液中水的总质量。19.通常用连续稀释法来配制极稀的溶液，现将 0.661 g K2Cr2O7加入到 250.0 ml 容量瓶中加水至刻度，混匀后取 1.000 ml 该溶液加到 500 ml 容量瓶中加水稀释到刻度，混匀后再取此溶液 10ml 稀释到 250 ml，求（a）K2Cr2O7溶液最后的浓度是多少？（b）在最后配制的溶液中 K2Cr2O7的质量是多少？20.求

6、 H2和 N2的相对运动速度。21.一气态二元化合物在标准状态下的密度为 2.77g L-1，0.500 L 该气体在充足氧气中完全燃烧，生成 1.21 g 水。试求：（a）化合物的相对分子质量；（b）化合物分子中的氢原子数；（c）化合物的分子式。22.某氮氢化合物气体 0.473 g，在 25 和 183 kpa 下的体积为 200 ml，由元素分析得该化合物中氢含量为 12.49%，求该化合物的摩尔质量和分子式。23.体积为 50 L 的氢气钢瓶，在 18 时，使用前的压力为 13.6 MPa，使用后的压力降为 5.2 MPa，计算总共用了多少 kg 氢气。24.在标准状态下，10.0L

7、CO2通过炽热的碳层后，完全转变为 CO，此时温度为 950，压力为 101 kPa，求 CO 的体积。25.在恒定温度下，将150 ml，300 Pa 的 N2；300 ml，500 Pa 的 H2；500 ml，700 Pa 的 Cl2三种气体装入 300 ml 的真空瓶中，求各气体的分压力和总压力。26.在 25，将电解水得到的经干燥的氢气和氧气的混合气贮于 800 L3的容器中，混合气体的总质量为 60.0 g，求氢气、氧气的分压力。27.某气体在标准状态下所占体积为 3.00 L。求它在 300 和 20 atm 下的体积是多少？28.已知标准状态下，1 mol 气体体积位 22.4

8、 L，求在 100 下，将 1 mol 氧气压缩到5.00 L 的容器中所需压力是多少？如果上述量的氧气在3.00 atm 下装如3.00 L 的容器中所允许的最高温度是多少？如果上述量的氧气在 100 和 3.00 atm 下装入容器所需体积是多大？29.求 6.00 L 的 NH3在标准状态下的质量是多少？30.某氮氧化合物中氮的质量分数是 30.5%，一体积为 0.05 L 的容器中充有该氮氧化合物气体，质量是 4.017 g，压力为 202.7 kPa，温度为 0，试求：（1）在大气压下，0 下该气体的密度；（2）该化合物的相对分子质量；（3）该化合物的分子式。31.NH4ClO4是一

9、种固体火箭燃料，在 200 以上发生如下式分解：4422222NH ClO(s)N(g)Cl(g)2O(g)4H O(g)（a）计算 7.00 105 kg NH4ClO4分解形成的产物在 800 和 6400 m3时的压力。（b）计算 Cl2的分压力。（c）计算在 200和 324 kPa 时，产物所占的体积。为指出该核素是哪一种元素的同位素并写出该同位素的符号下列同位素各是什么其原子具有个中子个质子和个电子其假定后者的质量为前者的计算碳的平均原子量将下列物质按质量由大到小的顺序排列一个硫原子的硫水一个离子三个硫酸氢锂六水合硝酸七水合硫酸亚铁高氯酸砷酸钠锑酸钡某维生素样品中含氢原子氢原子摩尔

10、数是多少计算蔗糖硫酸 答 案 1.(1)错误。分子有大有小。最小的分子只含一个原子，大的分子可以大到含成千上万个原子。例如，H2分子比 C 原子质量要小。(2)错误。氯化钠为离子型化合物，构成基元是离子，不是分子。(3)错误。离子化合物正负电荷总数相等，正负离子数不一定相等。(4)错误。应当为 1.0 mol NaCl，使用“摩尔”时，“摩尔”的基本单元必须用化学式指明粒子的种类。(5)正确。2.3.元素是核内质子数相同的一类原子的总称,核内质子数相同但中子数不等的原子称为“核素”，同一种元素的各种核素也互称为“同位素”。是铁元素，同位素符号是5626Fe。4.5626Fe,18173Ta,6

11、028Ni 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，氯气 混合物：食盐，青铜，糖水 8.(NH4)3PO4,NH4HCO3,LiHSO4,Co(NO3)2 6H2O,FeSO4 7H2O,HClO4,Na3AsO4,Ba(SbO3)2 9.氢原子摩尔数 n 氢原子个数/NA 1.29 1024/6.022 1023 mol-1 2.14 mol 10.蔗糖摩尔质量 M（C6H12O6）58.45 g mol-1 硫酸钾摩尔质量 M（K2SO4）101.96 g mol-1 11.解：Br 原子的摩尔质量是 79

12、.9 g mol-1，F 原子的摩尔质量是 19.0 g mol-1 Br 的原子数=1.546 g/79.9 g mol-1=0.02 mol F 的原子数=(2.649 1.546)g/19 g mol-1=0.06 mol 原子数之比为 Br/F=1/3,故该化合物的分子式为 BrF3。12.解：1 mol 草酸质量=1 mol 90.0 g mol-1=90.0 g，则其中所含原子的物质的量为 质子 中子 电子 氘3H 1 2 1 60Co 27 33 27 氯-35 17 18 17 235U 92 143 92 为指出该核素是哪一种元素的同位素并写出该同位素的符号下列同位素各是什么

13、其原子具有个中子个质子和个电子其假定后者的质量为前者的计算碳的平均原子量将下列物质按质量由大到小的顺序排列一个硫原子的硫水一个离子三个硫酸氢锂六水合硝酸七水合硫酸亚铁高氯酸砷酸钠锑酸钡某维生素样品中含氢原子氢原子摩尔数是多少计算蔗糖硫酸H 物质的量=(90 g 2.22%)/1 g mol-1=2 mol C 物质的量=(90 g 26.66%)/12 g mol-1=2 mol O 物质的量=(90 g 71.12%)/16 g mol-1=4 mol 所以草酸分子式为：H2C2O4。13.解：已知 KNO3的摩尔质量为 101.11 g mol-1，KNO3的物质的量 n 1.345 g/

14、101.11 g mol-1 1.330 10-2 mol 因为溶液体积为 25.00 cm3，即 0.02500 dm3，所以物质的量浓度 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 =1.44 10-6 mol/1.25 10-3 mol L-1 =1.15 10-3 L=1.15 ml 16.解：因为 M(C6H12O6)=180.2 g mol-1 n=m/M 所以 m=nM =c V M =0.442 mol

15、 L-1 150 10-3 L 180.2 g mol-1 =11.9 g 17.解：稀释后溶液的体积 V终=c始V始/c终 =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)溶液中总的 PO43-的物质的量为 n=n(NH4)3PO4 3H2O)+n(K3PO4)=0.0123+0.00707=0.0194 mol (c

16、)溶液中 PO43-的质量 m=nM=0.0194 mol 95.0 g mol-1=1.84 g (d)溶液中水的总质量 m=500+2.5013.2030.54=500.66 g 19.解：(a)K2Cr2O7 摩尔质量为 M=294.2 g mol-1 为指出该核素是哪一种元素的同位素并写出该同位素的符号下列同位素各是什么其原子具有个中子个质子和个电子其假定后者的质量为前者的计算碳的平均原子量将下列物质按质量由大到小的顺序排列一个硫原子的硫水一个离子三个硫酸氢锂六水合硝酸七水合硫酸亚铁高氯酸砷酸钠锑酸钡某维生素样品中含氢原子氢原子摩尔数是多少计算蔗糖硫酸先求出 K2Cr2O7固体的物质的

17、量 n=m/M=0.661 g/294.2 g mol-1=0.00225 mol c始=n/V=0.00225 mol/0.250 L=0.00899 molL-1 最终浓度为 c终=0.00899 1 500 10 250 mol L-1=7.19 10-7 mol L-1 (b)m=0.661 250 50010g=5.29 10-5g 20.解：气体分子的平均速率公式为 8kBT m1/28RT M1/2v=气体分子的平均相对速率 =u2v 在 25oC 时，H2的平均速率为 8 8.314 kg m2 s-2 mol-1 K-1 298 K1/2v=(H2)3.14 2 10-3 k

18、g mol-1m s-1m s-11.78 103 H2的平均相对速率为 =u(H2)2v(H2)=2.51 103 m s-1 在 25oC 时，N2的平均速率为 8 8.314 kg m2 s-2 mol-1 K-1 298 K1/2v=(N2)3.14 28.0 10-3 kg mol-1m s-1=m s-14.75 102 N2的平均相对速率为 =u(N2)2v(N2)=6.71 102 m s-1 21.解：设该化合物的化学式为 HaXb，0.500L 该气体的物质的量为：n=22.4L/molL500.0=0.0233mol,m=2.77g/L0.500L=1.385g,为指出该

19、核素是哪一种元素的同位素并写出该同位素的符号下列同位素各是什么其原子具有个中子个质子和个电子其假定后者的质量为前者的计算碳的平均原子量将下列物质按质量由大到小的顺序排列一个硫原子的硫水一个离子三个硫酸氢锂六水合硝酸七水合硫酸亚铁高氯酸砷酸钠锑酸钡某维生素样品中含氢原子氢原子摩尔数是多少计算蔗糖硫酸 所以 M=nm=1.385g/0.0233mol62g/mol，又已知 1.2g 水中 n(H)=1821.1 2mol=0.1344mol,则 a=0.1344/0.02336,即化合物分子中氢原子数是6.b 个 X 的式量是62-6=56，当 b=1 时，X 的式量是 56，不符合；当 b=2

20、时，X 是 28，可能为 Si;当 b=4 时，X 为 C,则化合物最可能是 C4H6.22.解：根据 PV=nRT 得：该化合物的 n=RTPV=273)(25*314.82.0*183=0.01477mol 则 M=m/n=0.473g/(0.01477g/mol)=32;n(H)=0.473 12.49 mol=0.05980mol,则该化合物含氢个数为：0.05908/0.014774 所以该化合物摩尔质量为 32g/mol,分子式为 N2H4.23.解：使用前后氢气的物质的量变化为：n=RTVPP前）后（=18)(273*8.3141000*50*)2.56.13(mol173.6m

21、ol 则m=n*M(H)=173.6mol2g/mol 0.001=0.3472Kg.24.解：反应前 n(CO2)=mol/4.220.10LL0.4464mol,根据 CO2+C=2CO 可知反应后 n(CO)=2n(CO2)0.8929mol,由 PV=nRT 可得 V(CO)=PRTn=a101000)950273(*)*mol/(314.8*mol8929.0PKKJ 化简得：V(CO)89.9L.25.解：由 PV=nRT 可知，当 n,T 一定时，P 与 V 成反比，那么：（1）中 V1=150mL,变为 Va=300mL 时，P1=300Pa 变为 Pa=150Pa;同理：（2

22、）中 H2的体积没有变，则装入真空瓶中后，H2 分压 Pb=500Pa;（3）中 Cl2的分压为 Pc=35700Pa1166.7Pa.所以总压 P总=Pa+Pb+Pc=150Pa+500Pa+1166.7Pa=1816.7Pa 26.解：电 解2H2O2H2+O2 根据质量守恒，可知电解的 H2O 的总质量为 60 g 则 n(H2O)=m/M =60g/18.0 g mol-1 =3.33 mol n总=1.5 n(H2O)根据 pV=nRT p总=n总RT/V =1.5 3.33 mol 8.314 kPa m3 K-1 mol-1 (273+25)K/800 L =15.47 kPa

23、P(H2)=32 p总=10.31 kPa 为指出该核素是哪一种元素的同位素并写出该同位素的符号下列同位素各是什么其原子具有个中子个质子和个电子其假定后者的质量为前者的计算碳的平均原子量将下列物质按质量由大到小的顺序排列一个硫原子的硫水一个离子三个硫酸氢锂六水合硝酸七水合硫酸亚铁高氯酸砷酸钠锑酸钡某维生素样品中含氢原子氢原子摩尔数是多少计算蔗糖硫酸 P(O2)=31 p总=5.16 kPa 27.解：由理想气体的状态方程：PV=nRT，得 P1V1/T1=P2V2/T2，P1=P0=1atm，T1=273K，V1=3.00L，P2=20atm，T2=300+273=573K，所 以 解 得V2

24、=P1V1T2/T1P2=0.315L。28.解：（1）根据理想气体的状态方程：P1V1=nRT1，得 P1=nRT1/V1，将 n=1mol，R=8.314J/Kmol，T1=100+273=373K，V1=5.00 代入，计算得 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 P3V3=nRT3，得 V3=nRT3/P3，n=1 mol，T3=100+273=373 K，P3=3.03105 Pa，代入后求得 V3=0.01 L。2

25、9.解：由理想气体状态方程：PV=nRT=mRT/M，得 m=PVM/RT，将 P=1.01105 Pa，V=6.00 L，M=17.03 g/mol，T=273 K，R=8.314 J/Kmol 代入上式，得到m=4.55 g。30.解：（1）根据理想气体的状态方程：PV=nRT，等温条件下 P1V1=P2V2，变换得到 V2=P1V1/P2 将 P1=202.7KPa V1=0.05 L P2=1.01105 Pa 代入上式求得 V2=0.10 L 由=m/V，得=4.017 g 0.10 L=40.17g/L。（2）由 PV=nRT，得 n=PV/RT；M=m/n=mRT/PV=899.

26、6 g/mol（3）n(N)：n(O)=30.5%/14：(1-30.5%)/16=1：2，因此化合物分子式为 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关系式：n(总气)=n(Cl2)+n(N2)+2n(O2)+4n(H2O)=4 n(NH4ClO4)=2.40 107 mol，据 PV=nRT，将 T=1073K V=6400 m3 代入，P=nRT/V=3.35 107 Pa。（b）根据分压定律 P分=P总 XCl2=1/8P总=4.18 106Pa。（c）由 P1V1=n总RT1，把 P1=324 kPa T1=473K n(总气)=2.40 107 mol 代入 V1=n总RT1/P1，将会得到 V1=n总RT1/P1=2.91 105 m3。（南开大学 吴世华）为指出该核素是哪一种元素的同位素并写出该同位素的符号下列同位素各是什么其原子具有个中子个质子和个电子其假定后者的质量为前者的计算碳的平均原子量将下列物质按质量由大到小的顺序排列一个硫原子的硫水一个离子三个硫酸氢锂六水合硝酸七水合硫酸亚铁高氯酸砷酸钠锑酸钡某维生素样品中含氢原子氢原子摩尔数是多少计算蔗糖硫酸