《大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》是與普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材《大學(xué)化學(xué)》(柯強(qiáng)等，科學(xué)出版社，2016)配套的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。《大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》按照教材的章節(jié)順序編寫，各章包括內(nèi)容提要、典型例題、習(xí)題及參考答案三部分。內(nèi)容提要為每章主要知識點(diǎn)簡介，便于學(xué)生了解本章知識結(jié)構(gòu)；典型例題主要提供解題分析和方法；習(xí)題及參考答案為所有習(xí)題提供解答，方便學(xué)生鞏固本章知識。
大學(xué)化學(xué)是高等工科院校工程技術(shù)專業(yè)必修的一門公共主干課，其緊密聯(lián)系工業(yè)和現(xiàn)代科技發(fā)展的實(shí)際，簡明地闡述化學(xué)的基本原理和知識，充分發(fā)揮了化學(xué)與工程技術(shù)之間的橋梁作用。本書是學(xué)生學(xué)習(xí)《大學(xué)化學(xué)》（柯強(qiáng)等，科學(xué)出版社，2016）的輔助讀物，旨在指導(dǎo)學(xué)生如何審題、解題，同時(shí)通過解題和學(xué)習(xí)解題分析達(dá)到鞏固和掌握大學(xué)化學(xué)基本原理和基本知識，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，了解化學(xué)在能源、環(huán)境以及與石油天然氣行業(yè)相關(guān)學(xué)科中的應(yīng)用、交叉和滲透，體會(huì)化學(xué)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。
做適量的習(xí)題，是學(xué)習(xí)一門課程極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。本書按照教材的章節(jié)順序編寫，各章包括內(nèi)容提要、典型例題、習(xí)題及參考答案三部分。內(nèi)容提要為每章主要知識點(diǎn)簡介，便于學(xué)生了解本章知識結(jié)構(gòu)；典型例題主要提供解題分析和方法；習(xí)題及參考答案為所有習(xí)題提供解答，方便學(xué)生鞏固本章知識。
本書各章執(zhí)筆人分別是柯強(qiáng)（第1、3、6章），朱元強(qiáng)（第2、7、9章），余宗學(xué)（第4章），張世紅（第5章），段文猛（第8章）。全書由柯強(qiáng)統(tǒng)稿，由西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院梁發(fā)書教授審稿，梁教授對本書提出了中肯的意見和建議，在此表示衷心的感謝。在本書編寫過程中參考了相關(guān)的參考書，在此對這些參考書的作者表示感謝。
由于編者水平有限，學(xué)識淺陋，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇請使用本書的師生、讀者批評、指正。
目錄
前言
第1章氣體與稀溶液1
第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理15
第3章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識39
第4章電解質(zhì)溶液和解離平衡59
第5章配位化合物74
第6章電化學(xué)基礎(chǔ)85
第7章無機(jī)化合物103
第8章有機(jī)化合物117
第9章化學(xué)與社會(huì)131
參考文獻(xiàn)141
1.1 內(nèi)容提要
1.1.1 氣體
1. 理想氣體
理想氣體模型：氣體分子本身沒有體積；氣體分子間沒有相互作用力。
理想氣體狀態(tài)方程：pV = nRT 或mpV = RT。
道爾頓分壓定律：。
阿馬伽分體積定律：。
氣體的擴(kuò)散定律：。
2. 實(shí)際氣體
實(shí)際氣體的臨界狀態(tài)：氣態(tài)物質(zhì)處于臨界溫度、臨界壓力和臨界體積的狀態(tài)下，我們說它處于臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)是一種不夠穩(wěn)定的特殊狀態(tài)，在這種狀態(tài)下氣體和液體之間的性質(zhì)差別將消失，兩者之間的界面也將消失。統(tǒng)稱臨界參數(shù)。
范德華方程：
壓縮因子Z：pV m = ZRT。Z值的大少反映實(shí)際氣體偏離理想氣體的程度。
1.1.2 稀溶液
1. 溶液的濃度
物質(zhì)的量濃度：
質(zhì)量摩爾濃度：
物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)：
物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：
混合物的平均相對分子質(zhì)量：
2. 稀溶液的通性
稀溶液的通性：對于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液來說，蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓與一定量的溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。
蒸氣壓下降：
凝固點(diǎn)降低：
沸點(diǎn)升高：
滲透壓：
適用范圍：難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液。
電解質(zhì)溶液的通性可根據(jù)溶液中微粒數(shù)的多少，估計(jì)不同濃度的溶液的蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)的高低和滲透壓的大小。
稀溶液通性的應(yīng)用：用作干燥劑、冷凍劑、制冷劑、等滲輸液等。
1.2 典型例題
【例1.1】 下列說法是否正確？如不正確，請說明原因。
(1)溶液的蒸氣壓隨著溶解的質(zhì)量的增加而增加。
答 錯(cuò)。溶液的蒸氣壓隨所溶解的難揮發(fā)溶質(zhì)的質(zhì)量增加而降低，從而引起溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低。對于難揮發(fā)、非電解質(zhì)的稀溶液，其蒸氣壓下降滿足公式。若溶質(zhì)是易揮發(fā)的，則蒸氣壓上升。
(2)由于海水和淡水的滲透壓不同，所以海水魚和淡水魚不能調(diào)換生活環(huán)境，否則將會(huì)引起魚體細(xì)胞的腫脹和萎縮，使其難以生存。
答 對。
【例1.2】 填空題。
(1)水中加乙二醇可以防凍的原因是。
(2)氯化鈣和五氧化二磷可用作干燥劑的原因是。
(3)人體輸液用的生理鹽水及葡萄糖溶液的濃度不能隨意改的原因是。
答 (1)水中溶解溶質(zhì)后使水的凝固點(diǎn)降低；(2)在它們的表面所形成的溶液的蒸氣壓顯著下降，可不斷地吸收水蒸氣，使體系中的水分降低；(3)保證所輸入的液體與人體血液的滲透壓相近或相等。
【例1.3】 對于一定量的混合氣體，試回答下列問題：
(1)恒壓下，溫度變化時(shí)各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)是否變化？
(2)恒溫下，壓強(qiáng)變化各組分氣體的分壓是否變化？
(3)恒溫下，體積變化時(shí)各組分氣體的量分?jǐn)?shù)是否變化？
答 (1)不變。pV= nRT，當(dāng)各組分的n一定時(shí)，混合氣體的總體積和各組分的分體積與T成正比，故其體積分?jǐn)?shù)不變。
(2)變化。恒溫下B B p = p y 總，而各組分氣體的量分?jǐn)?shù)不變，故各組分氣體的分壓隨p總變化。
(3)不變。雖然體積變化但各組分氣體的量和系統(tǒng)氣體的總量不變，故各組分氣體的量分?jǐn)?shù)不變。
【例1.4】 在273K時(shí)，將相同初壓的4.0dm3N2和1.0dm32O2壓縮到一個(gè)容積為2.0dm3 的真空容器中，混合氣體的總壓為3.26×105Pa。求：
(1)兩種氣體的初壓；
(2)混合氣體中各組分氣體的分壓；
(3)各氣體的物質(zhì)的量。
解 (1)設(shè)兩種氣體的初壓為p，由p1V1 = p2V2 ，得
(2)
(3)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式pV= nRT，得
【例1.5】 1000mol CO2壓力為15MPa，溫度為430K，試用壓縮因子圖求其體積。
解 查表得CO2的臨界參數(shù)：則
從壓縮因子圖中查出Z= 0.79，則
【例1.6】 海水中鹽的總濃度約為0.60mol？dm-3。假設(shè)鹽全部為NaCl，試估算海水的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算在25℃時(shí)用反滲透法凈化海水所需要的最低壓力。
解 由于海水可看成是鹽的稀溶液，故其質(zhì)量摩爾濃度可近似為0.60mol？kg-1。
故海水的凝固點(diǎn)約為(0.0-2.2)℃ = -2.2℃。同理
故海水的沸點(diǎn)約為(100.0+0.62)℃=100.62℃。
【例1.7】 3.62g 尼古丁溶于73.4g 水中，其凝固點(diǎn)降低了0.563℃。求尼古丁的相對分子質(zhì)量。
解 由公式可得
尼古丁的相對分子質(zhì)量為
【例1.8】 已知下列兩種溶液具有相同的凝固點(diǎn)，溶液A是1.5g尿素溶解在200g水中得到的，溶液B是21.38g某未知物溶解在1000g水中得到的，求未知物的摩爾質(zhì)量。
解 由于兩種溶液的凝固點(diǎn)相同且溶劑也相同，根據(jù)凝固點(diǎn)下降公式，推知兩種溶液的質(zhì)量摩爾濃度相等。設(shè)未知物的摩爾質(zhì)量為M，于是有
【例1.9】 用范德華公式計(jì)算在300K，把2.0mol NH 3(g)裝在5.0dm3真空容器內(nèi)的壓力。
解 查表得3 NH (g)的范德華參數(shù)為a= 4.22×10-1Pa？m6？mol-2，b= 3.71×10-5m3 ？mol-1。
由可得
【例1.10】 由于食鹽對草地有損傷，因此有人建議用化肥如硝酸銨或硫酸銨代替食鹽來融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g 溶于1kg 水中，哪一種凝固點(diǎn)下降得多？若各0.1mol溶于1kg水中，哪一種凝固點(diǎn)下降得多？
(1)(2) (3)
解 根據(jù)依數(shù)性定律，答案分別為(1)、(3)。
1.3 習(xí)題及參考答案
一、選擇題
1. 當(dāng)用壓縮因子Z=pV／(nRT)來討論實(shí)際氣體時(shí)，如Z > 1，則表示該氣體和理想氣體相比較 ( )
A. 易于壓縮 B. 不易壓縮 C. 易于液化 D. 不易液化
2. 25℃、總壓為1000kPa 時(shí)，下面幾種氣體的混合氣體中分壓最大的是 ( )
A. 0.1g H2 B. 1.0g He C. 1.0g N2 D. 1.0g CO2
3. 氣體與理想氣體更接近的條件是 ( )
A. 高溫高壓 B. 高溫低壓 C. 低溫高壓 D. 低溫低壓
4. 壓力為200kPa 的2 O 5.0dm3 和100kPa 的2 H 5.0dm3 同時(shí)混合在20dm3 的密閉容器中，在溫度不變的條件下，混合氣體的總壓力為 ( )
A. 120kPa B. 125kPa C. 180kPa D. 75kPa
5. 質(zhì)量摩爾濃度的優(yōu)點(diǎn)是 ( )
A. 準(zhǔn)確度高 B. 應(yīng)用廣泛
C. 計(jì)算方便 D. 其值不隨溫度而改變
6. 溫度為T、體積恒為V的容器中有A與B兩組分的混合理想氣體，分體積分別為VA與VB。若向容器中注入n(mol)理想氣體C，則A與B的分體積 ( )
A. 均不變 B. VA增大，VB 減小
C. VA減小，VB增大 D. 均減小
7. 一定溫度下，等體積的甲醛(HCHO)溶液和葡萄糖( 6 12 6 C H O )溶液的滲透壓相等，溶液中甲醛和葡萄糖的質(zhì)量比是 ( )
A. 6∶1 B. 1∶6 C. 1∶3 D. 3∶1
8. 下列相同濃度的稀溶液，蒸氣壓最高的是 ( )
A. HAc 溶液 B. 2 CaCl 溶液 C. 蔗糖水溶液 D. NaCl 水溶液
9. 取相同質(zhì)量的下列物質(zhì)融化路面的冰雪，效果最好的是 ( )
A. 氯化鈉 B. 氯化鈣 C. 尿素[CO(NH2)2] D. 蔗糖
10. 在一定的外壓下，向易揮發(fā)的純?nèi)軇〢 中加入不揮發(fā)的溶質(zhì)B 形成稀溶液。此稀溶液的沸點(diǎn)隨著bB的增加而 ( )
A. 升高 B. 降低
C. 不發(fā)生變化 D. 無一定變化規(guī)律
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11. 室溫25℃時(shí)，0.1mol？dm-3 糖水溶液的滲透壓為 ( )
A. 25kPa B. 101.3kPa C. 248kPa D. 227kPa
12. 鹽堿地的農(nóng)作物長勢不良，甚至枯萎，其主要原因?yàn)?( )
A. 天氣太熱 B. 很少下雨
C. 肥料不足 D. 水分從植物向土壤倒流
13. 與0.58% NaCl 溶液產(chǎn)生的滲透壓較接近的是 ( )
A. 0.1mol？dm-3 蔗糖溶液 B. 0.2mol？dm-3 葡萄糖溶液
C. 0.1mol？dm-3 葡萄糖溶液 D. 0.1mol？dm-3BaCl2溶液
14. 37℃時(shí)，人體血液的滲透壓為780kPa，與血液具有相同滲透壓的葡萄糖靜脈注射液濃度是 ( )
A. 85g？dm-3 B. 5.4g？dm-3 C. 54g？dm-3 D. 8.5g？dm-3
15. 有一半透膜，將水和某溶質(zhì)水溶液隔開，其結(jié)果是 ( )
A. 水向溶液滲透，并建立滲透平衡 B. 溶液向水滲透，并建立滲透平衡
C. 水向溶液滲透，不能建立滲透平衡 D. 不能確定
16. 將0.45g 非電解質(zhì)溶于30g 水中，使水的凝固點(diǎn)降低0.15℃，已知H2O的K t=1.86K？kg？mol-1，則該非電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g？mol-1)是 ( )
A. 100 B. 83.2 C. 186 D. 204
17. 若氨水的質(zhì)量摩爾濃度為m (mol？kg-1)，則其中3 NH 的量分?jǐn)?shù)為 ( )
A. B.C.D. 不確定
18. 某難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)為100.400℃，則其凝固點(diǎn)為 ( )
A. -0.110℃ B. -0.400℃ C. -0.746℃ D. -1.45℃
19. 20℃時(shí)水的蒸氣壓為2.34kPa，若將62.0g 乙二醇2 4 2 [C H (OH) ] (不揮發(fā))溶于72.0g水中，則此時(shí)水溶液的蒸氣壓為 ( )
A. 1.87kPa B. 2.34kPa C. 2.93kPa D. 9.36kPa
20. 1dm3 含甘油(摩爾質(zhì)量為92g？mol-1)46.0g 的水溶液，在27℃時(shí)的滲透壓為 ( )
A. 112kPa B. 1.13×103kPa C. 1.25×103kPa D. 2.49×103kPa
21. 將0.900g某物質(zhì)溶于60.0g水中，使溶液的凝固點(diǎn)降低0.150℃，此物質(zhì)的相對分子質(zhì)量是(水的Kt = 1.86K？kg？mol-1) ( )
A. 204 B. 186 C. 83.2 D. 51.2
22. 在0℃的NaCl 溶液中，加入質(zhì)量為100g 的冰，一段時(shí)間后，冰的質(zhì)量 ( )
A. 大于100g B. 少于100g C. 等于100g D. 不能確定
23. 2000g 水中溶解0.1mol NaCl 的水溶液，2000g 水中溶解0.1mol 甘油的水溶液。在101.33kPa下，下列關(guān)于沸點(diǎn)說法正確的是 ( )
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