无机化学课后答案全解(武大吉大第三版)

第一章 1.某气体在 293K 与 9.97×104Pa 时占有体积 1.910-1dm3其质量为 0.132g，试求这种气体 的相对分子质量，它可能是何种气体? 解 2一敝口烧瓶在 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? 解 3 温度下，将 1.013105Pa 的 N2 2dm3和 0.5065Pa 的 O23 dm3放入 6 dm3的真空容器中，求 O2和 N2的分压及混合气体的总压。 解 4 容器中有 4.4 g CO2，14 g N2，12.8g O2，总压为 2.026105Pa，求各组分的分压。 解 5 在 300K，1.013105Pa 时，加热一敝口细颈瓶到 500K，然后封闭其细颈口，并冷却至原 来的温度，求这时瓶内的压强。 解 6 在 273K 和 1.013×105Pa 下，将 1.0 dm3洁净干燥的空气缓慢通过 H3COCH3液体， 在此过程中，液体损失 0.0335 g，求此种液体 273K 时的饱和蒸汽压。 解 7 有一混合气体，总压为 150Pa，其中 N2和 H2的体积分数为 0.25 和 0.75，求 H2和 N2 的分压。 解 8 在 291K 和总压为 1.013×105Pa 时，2.70 dm3含饱和水蒸汽的空气，通过 CaCl2干燥管， 完全吸水后，干燥空气为 3.21 g，求 291K 时水的饱和蒸汽压。 解 9 有一高压气瓶，容积为 30 dm3，能承受 2.6×107Pa，问在 293K 时可装入多少千克 O2 而不致发生危险？ 解 10在 273K 时，将同一初压的 4.0 dm3 N2和 1.0dm3 O2压缩到一个容积为 2 dm3的真空容 器中，混合气体的总压为 3.26×105 Pa，试求 （1）两种气体的初压； （2）混合气体中各组分气体的分压； （3）各气体的物质的量。 解 11273K 时测得一氯甲烷在不同压强下的密度如下表： P/1051.0130.6750.5070.3380.253 /g·dm 3 2.30741.52631.14010.757130.56660 用作图外推法（p 对/p）得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量。 解 0.00.20.40.60.81.01.2 2.0 2.2 2.4 /P (g· dm -3· 10 -5 pa-1) P (105pa) 可得出一氯甲烷的相对分子质量是 50.495 12.（1）用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律； （2）用表示摩尔分数，证明 xi = 总 V i （3）证明= 2 M kT3 证明：（1）PV=nRT 当 p 和 T 一定时，气体的 V 和 n 成正比 可以表示为 Vn （2）在压强一定的条件下，V总=V1+V2+V3+- 根据分体积的定义，应有关系式 P总Vi=nRT 混合气体的状态方程可写成 P总V总=nRT = 总V Vi n ni 又=xi 所以 xi = n ni 总 V i （3）= B A A B M M 又 pV=N0m()2 3 1 2 = 2 m pV 0 N 3 M RT3 所以= 2 M kT3 13已知乙醚的蒸汽热为 25900J·mol-1，它在 293K 的饱和蒸汽压为 7.58×104Pa，试求在 308K 时的饱和蒸汽压。 解 14水的气化热为 40 kJ·mol-1， ，求 298K 时水的饱和蒸汽压。 解 15如图所示是 NaCl 的一个晶胞，属于这个晶胞的 Cl （用表示）和 Na+（用表示） 各多少个？ 解 第三章 1.原子中电子的运动有何特点？几率与几率密度有何区别与联系？ 答 2.什么是屏蔽效应和钻穿效应？怎样解释同一主层中的能级分裂及不同主层中的能级交 错现象？ 答 3.写出原子序数为 24 的元素的名称、符号及其基态原子的电子结构式，并用四个量子数 分别表示每个价电子的运动状态。 答 4.已知 M2+离子 3d 轨道中有 5 个电子，试推出：（1）M 原子的核外电子排布；（2）M 原子的最外层和最高能级组中电子数；（3）M 元素在周期表中的位置。 答 5.按斯莱脱规则计算 K，Cu，I 的最外层电子感受到的有效核电荷及相应能级的能量。 答 6.根据原子结构的知识，写出第 17 号、23 号、80 号元素的基态原子的电子结构式。 答 7.画出 s，p，d 各原子轨道的角度分布图和径向分布图，并说明这些图形的含意。 答 见课本 65 页 s 电子云 它是球形对称的。 p 电子云 它是呈无柄的桠铃形。 d 电子云 形状似花瓣。 8.描述原子中电子运动状态的四个量子数的物理意义各是什么？它们的可能取值是什么？ 答 9.下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？ （1）n=2，l=1，m=0 （2）n=2，l=2，m=-1 （3）n=3，l=0，m=0 （4）n=3，l=1，m=1 （5）n=2，l=0，m=-1 （6）n=2，l=3，m=2 答 10. 下列说法是否正确？不正确的应如何改正？ （1）s 电子绕核运动，其轨道为一圆周，而电子是走 S 形的； （2）主量子数 n 为 1 时，有自旋相反的两条轨道； （3）主量子数 n 为 4 时，其轨道总数为 16，电子层电子最大容量为 32； （4）主量子数 n 为 3 时，有 3s，3p，3d 三条轨道。 答 11. 将氢原子核外电子从基态激发到 2s 或 2p，所需能量是否相等？若是氦原子情况又会怎 样？ 答 12. 通过近似计算说明，12 号、16 号、25 号元素的原子中，4s 和 3d 哪一能级的能量高？ 13. 根据原子轨道近似能级图，指出下表中各电子层中的电子有无错误，并说明理由。 元 素 K L M N O P 19 22 30 33 60 2 2 2 2 2 8 10 8 8 8 9 8 18 20 18 2 2 3 18122 答 14. 说明在同周期和同族中原子半径的变化规律，并讨论其原因。 答 15. 说明下列各对原子中哪一种原子的第一电离能高，为什么？ S 与 P Al 与 Mg Sr 与 Rb Cu 与 Zn Cs 与 An Rn 与 At 答 16. 电子亲合能与原子半径之间有何规律性的关系？为什么有些非金属元素（如 F，O 等） 却显得反常？ 答 17. 什么是元素的电负性？电负性在同周期，同族元素中各有怎样变化规律？ 答 18. 若磁量子数 m 的取值有所变化，即 m 可取 0，1，2，l 共 l+1 个值，其余不变。那么 周期表将排成什么样？按新周期表写出前 20 号元素中最活泼的碱金属元素，第一个稀 有气体元素，第一个过度元素的原子序数，元素符号及名称。 答 前 20 号元素中最活泼的碱金属元素 Rb 第一个稀有气体元素是 He 第一个过度元素的原子序数是 21，元素符号是 Sc，名称钪 第四章 1.试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应，形成氯化钾的过程？如何理解离子键没 有方向性和饱和性？ 答 原子所得，二者因静电引力而吸引，之间得作用力成为离子键。 离子键没有方向性可以这样理解：阴离子与阳离子并非只有再某一方向才具有吸引力， 而是在任何方向都有力的作用，只不过当距离远时其作用力小一点而已。 2.用下列数据求氢原子的电子亲和能： K(s) K(g) H1=83 kJ·mol 1 K(g) K+(g) H2=419 kJ·mol 1 H2(g) H(g) H3=218kJ·mol 2 1 1 K+(g) + H (g) KH(s) H4= -742kJ·mol 1 K(s) + H2(g) KH(s) H5= -59kJ·mol 2 1 1 解 3.ClF 的解离能为 246kJ·mol-1 ，ClF 的生成热为56 kJ·mol-1 Cl2的解离能为 238 kJ·mol-1，试计算 F2（g）解离能。 解 4.试根据晶体的构型与半径比的关系，判断下列 AB 型离子化合物的晶体构型： BeO，NaBr，CaS，RbI，BeS，CsBr，AgCl。 答 5.试从电负性数据，计算下列化合物中单键的离子性百分数各为多少？ 并判断哪些是离 子型化合物？哪些是共价型化合物？ NaF，AgBr，RbF，HI，CuI，HBr，CrCl。 答 6.如何理解共价键具有方向性和饱和性？ 答 7.BF3是平面三角形的几何构型，但 NF3却是三角 的几何构型，试用杂化轨道理论加以 说明。 答 8.指出下列化合物合理的结构是哪一种？不合理结构的错误在哪里？ （a) （b) （c) 答 N2O 存在 9.在下列各组中，哪一种化合物的键角大？说明其原因。 （a）CH4和 NH3 （b）OF2和 Cl2O （c）NH3和 NF3 （d）PH3和NH3 答 10. 试用价层电子互斥理论判断下列分子或离子的空间构型。说明原因。 HgCl2 BCl3 SnCl2 NH3 H2O PCl5 TeCl4 ClF3 ICl SF6 IF5 FCl4 CO2 COCl2 SO2 NOCl 2 SO2Cl2 POCl3 SO ClO IO2F 2 3 2 2 答 11. 试用价键法和分子轨道法说明 O2和 F2分子的结构。这两种方法有何区别？ 答 见书 177 页。 价键理论认为形成共价键的电子只局限于两个相邻原子间的小区域内运动，缺反对分 子作为一个整体的全面考虑，因此它对有些多原子分子，特别是有机化合物分子的结构不 能说明，同时它对氢分子离子中的单电子键、氧分子中的三电子键以及分子的磁性等也无 法解释。 分子轨道理论，着重于分子的整体性，它把分子作为一个整体来处理，比较全面地反 映了分子内部电子的各种运动状态，它不仅能解释分子中存在的电子对键、单电子键、三 电子键的形成，而且对多原子分子的结构也能给以比较好的说明。 12. 今有下列双原子分子或离子 Li2 ， Be2 ， B2 ， N2 ， HF ， F2 ，CO+ 写出它们的分子轨道式。 计算它们的键级，判断其中哪个最稳定？哪个最不稳定？ 判断哪些分子或离子是顺磁性。哪些是反磁性？ 答 13. 写出 O，O2 ，O ，O 分子或离子的分子轨道式。并比较它们的稳定性？ 2 2 2 2 答 14. 已知 NO2，CO2，SO2分子其键角分别为 132°，180°，120°，判断它们的中心原子 轨道的杂化类型？ 答 。 15. 写出 NO+，NO，NO 分子或离子的分子轨道式，指出它们的键级，其中哪一个有磁性？ 答 16. 举例说明金属导体，半导体和绝缘体的能带结构有何区别？ 答 17. 简单说明键和 键的主要特征是什么？ 答 18. 试比较如下两列化合物中正离子的极化能力的大小： ZnCl2 ，Fe Cl2 ，CaCl2 ，KCl。 SiCl4 ，AlCl3 ，PCl5 ，MgCl2，NaCl。 答 19. 试用离子极化的观点，解释下列现象： AgF 易溶于水，AgCl，AgF，AgI 难溶于水，溶解度由 AgF 到 AgI 依次减小。 AgCl，AgBr，AgI 的颜色依次加深。 答 20. 试比较下列物质中键的级性的大小。 NaF， HF， HCl， HI， I2 答 21. 何谓氢键？氢键对化合物性质有何影响？ 答 22. 下列化合物中哪些存在氢键？并指出它们是分子间氢键还是分子内氢键？ C6H6，NH3，C2H6， ， OH CHO NO2 OH ，H3BO3（固） NO2 OH 答 23. 判断下列各组分子之间存在着什么形式的分子间作用力？ 苯和 CCl4； 氦和水； CO2气体； HBr 气体；