141编号大学《无机化学》第四版-上册 习题答案

无机化学（第四版）答案 第一章物质的结构 1-1 在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问 ： 总共有种含不同核素的水分子？ 由于 3H 太少，可以忽略不计，问：不计3H 时天然水中共有多少种同位素异构水分子？ 1-2 天然氟是单核素（19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（12C 和 13C） ，在质谱仪中， 每一质量数的微粒出现一个峰，氢预言在质谱仪中能出现几个相应于 CF4+的峰？ 1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为 79Br 789183 占 50。54%，81Br 80。9163 占 49。46%，求溴的相对原子质量（原子量） 。 1-4 铊的天然同位素 203Tl 和205Tl 的核素质量分别为 202。97u 和 204。97u，已知铊的相 对原子质量（原子量）为 204。39，求铊的同位素丰度。 1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银， 测得质量比 m（AgCl） ： m（AgBr） =1。 63810： 1， 又测得银和氯得相对原子质量（原子量）分别为 107。868 和 35。453，求碘得相对原子 质量（原子量） 。 1-6 表 1-1 中贝采里乌斯 1826 年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量（原子 量）相比，有多大差别？ 1-7 设全球有 50 亿人，设每人每秒数 2 个金原子，需要多少年全球的人才能数完 1mol 金 原子（1 年按 365 天计）？ 1-8 试讨论，为什么有的元素的相对质量（原子量）的有效数字的位数多达 9 位，而有的 元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至 34 位？ 1-9 太阳系，例如地球，存在周期表所有稳定元素，而太阳却只开始发生氢燃烧，该核反 应的产物只有氢，应怎样理解这个事实？ 1-10 中国古代哲学家认为，宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质， “元气生阴阳，阴阳 生万物” ，请对比元素诞生说与这种古代哲学。 1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论，至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不 疑。与化学元素论相比，它出发点最致命的错误是什么？ 1-12 请用计算机编一个小程序，按 1.3 式计算氢光谱各谱系的谱线的波长（本练习为开 放式习题，并不需要所有学生都会做） 。 n1 n2 1(来曼光谱) 1 2 3 4 波长 2（巴尔麦谱系） 1 2 3 4 波长 3（帕逊谱系） 1 2 3 4 波长 4（布来凯特谱系） 1 2 3 4 波长 5（冯特谱系） 1 2 3 4 波长 1-13 计算下列辐射的频率并给出其颜色：（1）氦-氖激发光波长 633nm；（2）高压汞灯 辐射之一 435。8nm；（3）锂的最强辐射 670。8nm。 1-14 Br2分子分解为 Br 原子需要的最低离解能为 190KJ。mol-1 ，求引起溴分子解离需 要吸收的最低能量子的波长与频率。 1-15 高压钠灯辐射 589.6nm 和 589.0nm 的双线，他们的能量差为多少 KJ.mol-1 ？ 1-16 当频率为 1.010-15Hz 的辐射照射到金属铯的表面，发生光电子效应，释放出的光 量子的动能为 5.210-19 ，求金属铯释放电子所需能量。 1-17 变色眼镜因光照引起玻璃中的氯化银发生分解反应AgCl-Ag+Cl ，析出的银微 粒导致玻璃变暗，到暗处该反应逆转。已知该反应的能量变化为 310KJ.mol-1 ，问：引起 变色眼镜变暗的最大波长为多少？ 1-18 光化学毒雾的重要组分之一NO2 解离为 NO 和 O2 需要的能量为 305KJ.mol- 1， 引起这种变化的光最大波长多大？这种光属于哪一种辐射范围 （可见， 紫外， X 光等等）？ 已知射到地面的阳光的最短波长为 320nm，NO2 气体在近地大气里会不会解离？ 1-19 氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为 103nm，问：它相应于氢 原子核外电子的哪一个跃迁？ 1-20 氦首先发现于日冕。 1868 年后 30 年间， 太阳是研究氦的物理， 化学性质的唯一源泉。 （a）观察到太阳可见光谱中有波长为 4338A，4540A，4858A，5410A，6558A 的吸收（1A=10-10m 来分析，这些吸收是由哪一种类氢原子激发造成的？是 He，He +还 是 He2+ ？ （b）以上跃迁都是由 ni=4 向较高能级（nf）的跃迁。试确定 nf 值，求里德堡常数 RHei+。 （c）求上述跃迁所涉及的粒子的电离能 I（Hej+） ，用电子伏特为单位。 （d）已知 I（He+）/ I（He）=2.180。这两个电离能的和是表观能 A（He2+） ，即从 He 得到 He2+的能量。A（He2+）是最小的能量子。试计算能够引起 He 电离成 He2+ 所需要 的最 低能量子。在太阳光中，在地球上，有没有这种能量子的有效源泉？ （c=2.997925108 ms-1;h=6.62610-34Js;1eV=96.486KJ.mol-1=2.41801014Hz） 1-21 当电子的速度达到光速的 20.0%时，该电子的德布罗意波长多大？ 锂原子（质量 7.02amu）以相同速度飞行时，其德布罗意波长多大？ 1-22 垒球手投掷出速度达 152Km.h-1质量为 142g 的垒球，求德布罗意波长。 1-23 处于 KLM 层的最大可能数目各为多少？ 1-24 以下哪些符号是错误的？（a）6s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f 1-25 描述核外电子空间运动状态的下列哪一套量子数是不可能存在的？ n l m n l m n l m n l m 2 0 0 1 1 0 2 1 -1 6 5 5 1-26 以下能级的角量子数多大？(a)1s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f 1-27 4s5p6d7f5g 能级各有几个轨道？ 1-28 根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态： (a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22) (e)Zn(Z=30) (f)As(Z=33) 1-29 若构造原理对新合成的及未合成的人造元素仍有效，请预言第 118 和 166 号元素在 周期表中的位置（注：1999 年美国宣布合成了 118 号元素及其衰变产物 116 号元素，但 2001 年因不能重复而收回该报道） 。 1-30 给出下列基态原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道，填入轨道的电 子则用箭头表示。(a)Be (b)N (c)F (d)Cl- (e)Ne+ (f)Fe3+ (g)As3+ 1-31 下列哪些组态符合洪特规则？ 1s 2s 2p 3s 3p 1-32 以下哪些原子或离子的电子组态是基态激发态还是不可能的组态？ （a）1s22s2 （b）1s23s1 （c）1s23d3 （d）Ne3s23d1 （e）Ar3d24s2 （f） 1s22s22p63s1 （g）Ne3s23d12 （f）Xe4f7 （ g）Ar3d6 1-33 Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ 的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如 何？ 1-34 以下+3 价离子哪些具有 8 电子外壳？Al3+ , Ga3+, Bi3+, Mn3+, Se3+ 1-35 已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为： （a）3s23p5（b）3d64s2（c）5s2（d）4f96s2（e）5d106s1 试根据这个信息确定它们在周期表中属于哪个区？哪个族？哪个周期？ 1-36 根据 Ti Ge Ag Rb Ne 在周期表中的位置，推出它们的基态原子的电子组 态。 1-37 有人推测尚未合成的第 114 号元素有相当稳定的同位素， 恰处在不稳定核素的 “海洋” 中浮起的一群较稳定核素的“岛屿”的中心。问 ： 114 号元素是第几周期第几族元素？它的 可能氧化态？ 1-38 若推导基态原子电子组态的构造原理对未合成的重元素仍然适合，请问：第 8 周期的 最后一个元素的原子序数多大？请写出它的基态原子的电子组态。 38、第 8 周期的最后一个元素的原子序数为：148。 电子组态：8S26P6 1-39 若我们所在的世界不是三维的而是二维的，元素周期系将变成什么样子？ 39、二维化的周期表可叫宝塔式或滴水钟式周期表。这种周期表的优点是能够十分清楚地 看到元素周期系是如何由于核外电子能级的增多而螺旋发展的， 缺点是每个横列不是一个周 期，纵列元素的相互关系不容易看清。 1-40 1869 年门捷列夫发现元素周期律时预言了一些当时尚未发现的元素的存在， “类铝” 就是其中之一，1879 年，门氏的预言的“类铝”被发现。当时他已知：Ca 与 Ti 的熔点 分别为 1110K 1941K ，沸点分别为 1757K 3560K ，密度分别为 1.55g/m3 4.50 g/m3 ，试预言在周期表中处于钙-钛之间的“类铝”熔沸点和密度，并与现代数据对比。 40、 “类铝”熔点在 1110K1941K 之间，沸点在 17573560K 之间，密度在 1.55g/m3 4.50 g/m3之间。 1-41 若核外电子的每个空间运动状态只能容纳一个电子，试问：仍按构造原理的 41 号元 素的最高氧化态和最低氧化态？ 41、最高氧化态+3，最低氧化态-5。 1-42 某元素的基态价层电子构型为 5d26s2 ，请给出比该元素的原子序数小 4 的元素的基 态原子电子组态。 1- 43 某元素的价电子为 4s24p4 ，问：它的最外层次外层的电子数；它的可能氧化态， 它在周期表中的位置（周期族区） ，它的基态原子的未成对电子数，它的氢化物的 立体结构。 1-44 某元素基态原子最外层为 5s2，最高氧化态为+4 ，它位于周期表哪个区？是第几周 期第几族元素？写出它的+4 氧化态离子的电子构型。 若用 A 代替它的元素符号， 写出相对 应氧化物的化学式。 1-45 Na+ , Mg2+, Al3+ 的半径为什么越来越小？Na, K, Rb, Cs 的半径为什么越来越 大？ 1-46 周期系从上到下从左到右原子半径呈现什么变化规律。主族元素与副族元素的变化 规律是否相同？为什么？ 1-47 周期系中哪一个元素的电负性最大？哪一个元素的电负性最小？周期系从左到右和从 上到下的电负性变化呈现什么规律？为什么？ 1-48 马立肯电负性的计算式表明电负性的物理意义是什么？ 1-49 试计算 FONH 的阿莱-罗周电负性，并与泡林电负性对照。 1-50 哪些元素的最高氧化态比它在周期表内的族序数高？ 1-51 金属是否有负氧化态？ 1-52 周期系从上到下从左到右元素的氧化态稳定性有什么规律？ 1-53 什么叫惰性电子对效应？它对元素的性质有何影响？ 1-54 阅读 中国大百科全书 光盘第 3 盘化学部分中的条目 “化学史” “原子结构” “周 期律。 ” 1-55 试一试，会不会查阅英国化学会网站上的周期表： http:/chemsoc.org/viselements/pages 1-56 打开 网站，下载一张周期表，点击表上的几个元 素，获取这些元素的最新相对原子质量同位素宇宙地壳海洋人体中的丰度等数据。 1-57 打开网页 http:/www.chemlab.pc.maricopa.edu/period.html，翻动网页至 Alternate styles for the Periodic Table 点击其中下标 Giguere 的图标，观察一张会 旋转的三维周期表。 仔细考察这张周期