《无机化学》习题及解答
第一章 物质极其变化
思考题
1.下列说法是否正确:
⑴某物质经分析后,只含一种元素,此物质一定是单质。 ⑵某物质经分析,含五种元素,此物质有可能是纯净物。
⑶某物质的组成分子经分析,含有相同种类元素,且百分组成也相同,可确定该物质为纯净物。
⑷某物质只含一种元素,但原子量不同,该物质是混合物。 1.⑴不一定。有些同素异形体的混合物,如白磷与红磷或黑磷的混合物,氧气和臭氧的混合物,元素确实只有一种,但物质(分子)不只一种,是混合物,不是单质。
⑵正确,一种分子可以含多种元素,如(NH4)2Fe(SO4)2,虽含多种元素,但分子只有一种,是纯净物。
⑶不正确。对于单质的同素异形体,就不是单质。对于同分异构体,虽分子式相同,但结构不同,性质也不同,不是纯净物。
2.某气态单质的分子量为M,含气体的分子个数为x,某元素的原子量为A,在其单质中所含原子总数为y,NA为阿佛加德罗常数,则M/NA用克为单位表示的是这种气体的质量数值;用x/NA表示这种气态单质的 摩尔数 ;y/NA是表示这种单质中A原子的摩尔数 ;A/NA用克为单位表示这种元素的A原子的质量 数值。 3.下列说法是否正确:
⑴分子是保持物质性质的最小微粒。
⑵36.5克氯化氢含阿佛加德罗常数个分子,气体的体积约为22.4L。 ⑶1体积98%浓硫酸与1体积水混合,所得溶液的浓度为49%。 ⑷2克硫与2克氧气反应后,生成4克二氧化硫。 3.⑴正确。
⑵不正确。36.5克氯化氢确实含阿佛加德罗常数个分子,但气体的体积与温度和压力有关,只有在标准态,即0℃,1个大气压时的体积约为22.4L。
⑶不正确。98%浓硫酸与水的密度不同,由于浓硫酸密度大,混合后,所得溶液的浓度为远大于49%。
⑷不正确。化学反应严格按化学反应方程式上的量进行反应,不是简单的按投入量反应。
4.下列有关气体的说法是否正确:
⑴同温同压下不同气体物质的量之比等于它们的体积比。 ⑵同温同压下,相同质量的不同气体体积相同。
⑶同温同压下,质量相同的不同气体,分子量越大则体积越小。 ⑷同温同压同体积的两种不同气体的质量比等于它们的摩尔质量之比。
⑸同温同压同体积的两种气体的质量之比等于它们的密度之比。 4.⑴正确。根据阿佛加德罗定律,气体的分子数、体积、温度、压力四个参数中只要有三个相同,第四个参数必然相同。两个参数相同,另外两个参数呈的比例关系。
⑵不正确。只要气体的摩尔质量不同,相同质量时,气体的摩尔数不同,在同温同压下,体积不相同。
⑶正确。质量相同时,分子量越大,摩尔数越少,气体体积越小。 ⑷正确。这时两种气体的摩尔数相同,质量之比等于摩尔质量之比。 ⑸正确。因为体积相同,质量除体积就是密度。
5.n摩尔N2和n摩尔14CO相比较,下列叙述正确的是( A、D ) (A)同温同压下,体积相等 (B)同温同压下,密度相等
(C)标准状态下,质量相等 (D)所含分子数相同 6.在相同的温度下,将等质量的O2和N2分别充入体积相等的两个容器中。下列有关这两种气体的说法中,正确的是( B、D )。 (A) N2分子碰撞器壁的频率小于O2分子 (B)N2的压力大于O2的压力
(C) O2分子的平均动能大于N2分子的平均动能 (D)O2和N2分子的速度分布图是相同的
习题
1.
用对比方法找出下列概念间的区别:
原子与分子,原子与元素,元素与单质,同位素与同素异形体,分子式与化学式,原子量与原子质量。
1.①分子是由原子按一定方式组合成的、保持物质性质的最小微粒。原子是构成分子的原料,化学反应是原子间重心的一次组合,故原子是化学反应中的最小微粒,除稀有气体外,原子不能稳定地存在。
②元素是含有相同质子数的同一类原子,这一类原子可以是中子数不同的原子。元素是宏观上的概念,只讲种类,不讲个数。 ③单质是由有一种元素的同种分子组成。
④同位素是指含相同质子数、不同中子数的原子间的互称,是不同的原子。同素异形体是指同种元素组成的不同性质的单质,其原子可以相同,但由于原子间组合的方式不同,即结构不同,具有不同的性质。 ⑤分子式表示一个分子中含原子的种类和个数。化学式表示一个分子中含原子的种类和个数比,也称最简式。
⑥原子量是原子的相对质量,是一个原子的真实质量与
12C
质量的
1/12比得出的数据,若有同位素,则是其平均相对质量。原子质量是一个原子的真实质量。
2.判断下列说法是否正确,并说明理由。
⑴氧的原子量就是一个氧原子的质量。 ⑵氧的原子量等于氧的质量数。
2.⑴错误。氧的原子量是一个氧原子的真实质量与12C质量的1/12比得出的数据。
⑵错误。氧存在三种同位素,其原子量是按丰度的氧的平均原子量。氧的质量数是一个氧原子的中子数和质子数之和。 3.判断下列说法是否正确:
⑴在58.44g NaCl中,有6.022×l023个分子。
⑵溶液浓度为1mol?L-1,表示一升此溶液中含溶质的摩尔数为1mol。 ⑶一摩尔某物质的质量,称为该物质的“摩尔质量”。 ⑷一定量气体的体积与温度成正比。 ⑸1mol任何气体的体积都是22.4升。
⑹在273K与101.3kPa下1mol气体的体积才大约是22.4升。 ⑺混合气体中各组分气体的体积百分组成与其摩尔分数相等。
3.⑴错误。NaCl是离子化合物,NaCl并不表示一个NaCl分子,只表示构成氯化钠的Na原子和Cl原子个数之比为1:1,NaCl是其最简式。NaCl是个巨大分子。 ⑵正确。
⑶错误。一摩尔某物质的质量在数值上等于其摩尔质量,但单位不同,一摩尔某物质的质量,单位是克或千克,而摩尔质量的单位是克/摩尔。
⑷错误。在温度不变时,气体体积与温度成正比。
⑸错误。气体体积与温度、压力有密切关系。只有在0℃、1大气压时,1mol任何气体的体积都约是22.4升。 ⑹正确。
⑺正确。混合气体温度相同,根据阿佛加德罗定律,体积比等于气体摩尔比。当然,这个体积是指各分体积。
4.氯由质量为34.98和36.98的两种同位素组成,它的平均原子量为35.45。计算同位素丰度。
4.解:设质量为34.98的氯的含量为x,质量为36.98的氯的含量则为(1-x)
34.98x+36.98(1-x)=35.45 x =0.765=76.5% (1-x)=0.235=23.5%
质量为34.98的氯的含量为76.5%,质量为36.98的氯的含量为23.5%。
5.100ml98%的浓硫酸,密度ρ=1.84g.cm-3,和400ml水混合,所得混合溶液的密度为1.22 g.cm-3,求混合溶液的物质的量的浓度(摩尔浓度)。(提示:混合后,溶液体积不是500ml),取此溶液13ml稀释至1升,求稀释后溶液的物质的量的浓度。
1.84?100?98?5.解:⑴M1==3.84 mol?L-1 100?1.84?4001.22?10003.84?13⑵M2==0.05 mol?L-1
10006.在1000℃和97kPa下测得硫蒸气的密度为0.5977g.dm-3,求硫蒸气的摩尔质量和分子式。 6.解:pV=nRT=
mRT MmRT?RT0.5977?8.314?(1000?273.15)M====0.06522kg?mol-1
pVp97?1000硫蒸气的摩尔质量65.22g?mol-1,分子式为S2。
7.一敞口烧瓶在280K时所盛的气体,需加热到什么温度时才能使其三分之一逸出瓶外?
7.解:加热到原2/3体积为1体积时才能使其三分之一逸出瓶外。