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1、无机化学课后练习题解答 第二章 物质的状态 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：由题知要使三分之一的气体逸出瓶外，即体积为原来的 1.5 倍，而这一过程压力始终保持不变，故有： (P0V1)/T1 = (P0V2)/T2 所以有 T2 = (T1V2)/V1 = 280 1.5=420K 答：略。 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：由题意知： CO2: n= 4.4/44 = 0.1mol N2: n=14/28=0.5mol O2: n=12.8/32

2、=0.4mol 有道尔顿分压定律： CO2: p=2.026 104Pa N2: p=1.013 104Pa O2: p=8.104 104Pa 答：略。 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 ： 3.21g 空气在 291K， 2.7L 的容积中其压力为： PV=Nrt 所以 P 空气 =3.21 291 8.31/29 0.0027=99185Pa P 水蒸气 =P 总压 - P 空气 =101300-99185=2.12 103Pa 答

3、：略 第三章 原子结构 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：（ 1） Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 (2) 最外层 2个电子 ,最高能级组中 5 个电子 (3) 第四周期 ,第 VIIIB 族 6 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： 17 号元素 Cl,其电子结构式为 1s22s22p63s23p5 23号元素 V, 其电子结构式为 1s22s22p63s23p63d34s2 80

4、号元素 Hg, 其电子结构式为 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 9 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： (2)、（ 5）、（ 6）不合理 10 列说法是否正确？不正确的应如何改正？ a) s电子绕核运动，其轨道为一圆周，而电子是走 S 形的； b) 主量子数 n 为 1时，有自旋相反的两条轨道；

5、c) 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； d) 主量子数 n 为 3时，有 3s， 3p， 3d 三条轨道。 答：（ 1）错误， （ 2）错误 （ 3）正确 （ 4）错误 13 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 18 12 2 答： 元素 K L M N O P 19 2 8 8 1 22 2 8 10 2 30 2 8 18 2 33 2 8 18 5 60 2 8 18 22

6、 8 2 17 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：电负性：原子在分子中吸引电子的能力。 同周期依次递增，同族中依次递减，副族变化不太明显。 第四章 化学键与分子结构 6 何理解共价键具有方向性和饱和性？ 答：共价键具有方向性：原子轨道在空间有一定的取向，成键时要满足最大重叠原理。 共价键具有饱和性：成键时原子提供 的成键轨道和成单电子数目是一定的。 7 F3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：根据杂化轨道理论： BF3分子中的 B采取 sp2杂化，其分子构型为平面三角形 NF3分子中的 N采取 sp3不等性杂

7、化，其分子构型为三角锥形 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 SF6 IF5 COCl2 答： 分子或离子 中心原子的电子对数 杂化方式 空间构型 HgCl2 2 sp 等性 直线型 BCl3 3 sp2等性 平面三角型 SnCl2 3 sp2不等性 V 型 NH3 4 sp3不 等性 三角锥型 H2O 4 sp3不等性 V型 PCl5 5 sp3d 等性 三角双锥型 SF6 6 sp3d2等性 正八面体型 IF5 6 sp3d2不等性 四角锥型 COCl2 3 sp2等性 平面三角型 11试用价键法和分

8、子轨道法说明 O2和 F2分子的结构。这两种方法有何区别？ 答 ：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，不把分子作为一个整体考虑，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。 11 写出 O22-， O2 ， O2+ ， O2-分子或离子的分子轨道式。并比较它们的稳定性？ 答：由氧分子的分子轨道能级顺序及键级的计算方法，得：

9、键级 O2+ O2 O2- O22- 2.5 2 1.5 1 稳定性为： O2+ O2 O2- O22- 12 已知 NO2， CO2， SO3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： NO2 分子的键角介于 1200到 1800之 间，故其中心原子 N 的杂化类型为sp2,CO2 分子的键角为直线形，故其中心原子 C的杂化类型为 sp,而 SO3的键角为120 故其中心原子 S的杂化类型为 sp2, 19. 试用离子极化的观点，解释下列现象： a) AgF 易溶于水， AgCl， AgF， AgI 难溶于水，溶解度由 AgF 到 AgI 依次减小

10、。 b) AgCl， AgBr， AgI 的颜色依次加深。 答： Ag+为 18e 构型，有较强的极化作用，同时又有较大的变形性；而由 F-到 I-其变形性依次增大，所以由 AgF 到 AgI 其共价性依次增强，导致溶解度依次减小，颜色依次加深。 20. 试 比较下列物质中键的级性的大小。 NaF， HF， HCl， HI， I2 答：键级大小顺序： NaFHFHClI2 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； 甲醇和水。 答：（ 1）、（ 3）只有色散力 （ 2）色散力和诱导力 （ 4）取向里、色散力和诱导力 （

11、5） 取向里、色散力和诱导力，氢键 24. 试判断 Si 和 I2晶体哪种熔点较高，为什么？ 答：熔点 Si I2 晶型 原子晶体 分子晶体 第五章 氢和稀有气体 3. 写出工业制氢的三个主要化学方程式和实验室中制备氢气最简便的方法？ 答： 工业 水煤气法： C + H2O K1273 H2 + CO 烷烃脱氢法： C2H6 CH2=CH2 + H2 实验室法： Zn + H2SO4 H2 + ZnSO4 6 何为盐型氢化物？什么样的元素能形成盐型氢化物？怎样证明盐型氢化物内存在 H 负离子？ 答 : 为离子型氢化物，指氢同电负性较小的碱金属或碱土金属化合时获得一个电子形成 H-离子。 离子型

12、氢化物与水发生强烈反应放出氢气： NaH + H2O = H2 + NaOH H- + H+ = H2 10 出 XeO3在酸性介质中被 I 离子还原得到 Xe的反应方程式。 答： XeO3 + 6H+ + 9I- = 3I3- + Xe + 3H2O 14完成并配平下列反应方程式： （ 1） XeF4 + ClO3 （ 2） XeF4 + Xe （ 3） Na4XeO6 + MnSO4 + H2SO4 （ 4） XeF4 + H2O （ 5） XeO3 + Ba(OH)2 （ 6） XeF6 + SiO2 答 XeF4 +2 ClO3-+2 H2O=Xe + 2ClO4-+ 4HF XeF4

13、 + Xe = 2XeF2 5Na4XeO6 + 2MnSO4 +7 H2SO4 =5XeO3 +2 NaMnO4 + 7 H2O + 9Na2SO4 6XeF4 + 12 H2O = 2 XeO3 +4Xe + 24HF+ 3O2 2XeO3 +2 Ba(OH)2 = Ba2XeO6 + Xe + O2 + 2H2O 2XeF6 + SiO2 = 2XeOF4 + SiF4 第六章 化学热力学初步 2.计算体系的热力 学能变化，已知： （ 1） 体系吸热 1000J，对环境做 540J 的功； （ 2） 体系吸热 250J，环境对体系做 635J 的功； 解： (1) U= Q-W = 10

14、00-540=460J (2) U= Q-W = 250+635=885J 9.为什么在标准状态下稳定单质的熵不为零？ 答 : 在 0K 是任何完整晶型中的分子或原子只有一种排列方式，即唯一的一种微观状态，其熵值为零。而在标准状态下的单质不符合上述条件，其熵值是一个差值。所以不为零。 13.已知下列数据 fHm0（ CO2， g） = 393.5 kJ mol-1 fHm0（ Fe2O3， s） = 822.2 kJ mol-1 fHm0（ CO2， g） = 394.4kJ mol-1 fHm0（ Fe2O3， s） = 741.0kJ mol-1 求反应 Fe2O3（ s） + 3/2C(

15、s) 2Fe(s) + 3/2CO2(g)在什么温度下能自发进行。 解： Fe2O3（ s） + 3/2C(s) 2Fe(s) + 3/2CO2(g) rGm0= rHm0 - T rSm0 rSm0= ( rHm0 - rGm0)/T 计算得： rHm0=231.95kJ/mol rGm0=149.4 kJ/mol rSm0= 276.83 kJ/mol 则临界温度为 T= rHm0/ rSm0 = 837K 答：略 14.查表求反应 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)能够自发进行的最低温度。 解： CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) rHm0= 178.29 k

16、J/mol rSm0= 160.49 kJ/mol K T= rHm0/ rSm0 = 1110K 答：略 第七章 化学反应速率 3.简述反应速率的碰撞理论的理论要点。 答： (1)反应物分子间的碰撞频率越高，反应速率越大。 （ 2）发生反应的分子必须具有一定的能量。 （ 3） 发生反应的分子必须有一定的空间取向。 （ 4） 活化能的概念。 4.简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。 答：（ 1）在反应过程中，要经过一个过渡状态，即反应物分子要先形成活化配合物。 （ 2）反应速率的大小决定于：活化配合物的浓度、活化配合物的分解速率等因素。 （ 3）活化能的概念：反应物与活化配合物之 间的能量差

17、。 6. 295K 时，反应 2NO + Cl2 2 NOCl，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下： NO/mol dm3 Cl2/mol dm3 Cl2/mol dm3 s1 0.100 0.500 0.100 0.100 0.100 0.500 8.0 10-3 2.0 10-1 4.0 10-2 问：（ 1）对不同反应物反应级数各为多少？ （ 2）写出反应的速率方程； （ 3）反应的速率常数为多少？ 解： v= k cNOx c Cl2y (1)x=2 y=1 (2)v= k cNO2 c Cl2 (3)k=8dm3 mol-1 s-1 答：略 7.反应 2 NO（ g） + 2 H2

18、（ g） N2（ g） + 2 H2O其速率方程式对 NO（ g）是二次、对 H2（ g）是一次方程。 （ 1） 写出 N2生成的速率方程式； （ 2） 如果浓度以 mol dm 3表示，反应速率常数 k 的单位是多少？ （ 3） 写出 NO 浓度减小的速率方程式，这里的速率常数 k和（ 1）中的 k的值是否相同，两个 k值之间的关系是怎样的？ 解： (1) vN2= k1 cNO2 c H2 （ 2） (3) vNO= k2 cNO2 c H2 vN2 = vNO/2 k2 = 2k1 11. 高温时 NO2分解为 NO和 O2，其反应速率方程式为 (NO2) = kNO22 在 592K，

19、速率常数是 4.98 10-1dm3 mol-1s-1，在 656K，其值变为4.74dm3 mol-1s-1，计算该反应的活化能。 解：由阿伦尼乌斯公式 解得 Ea = 113.7 kJ/mol 第八章 化学平衡 4.已知下列反应的平衡常数： HCN H+ + CN- K10 NH3 + H2O NH4+ + OH- K20 H2O H+ + OH K30 试计算下面反应的平衡常数： NH3 + HCN NH4 + CN 答： K=( K10 K20)/ K30 = 0.822 7. 反应 H2 + CO2 H2O + CO 在 1259K 达 平 衡 ， 平 衡 时H2=CO2=0.44m

20、ol dm3 ， H2O=CO=0.56mol dm3 。 求此温度下反应的经验的平衡常数及开始时 H2和 CO2的浓度。 解： 9. HI 分解反应为 2HI H2 + I2，开始时有 1molHI，平衡时有 24.4%的 HI发生了分解，今欲将分解百分数降低到 10%，试计算应往此平衡系统中加若干摩 I2。 解： 2HI H2 + I2 起始 1 0 0 转化 0.244 0.122 0.122 22756.0122.0= 92.0 05.0)05.0( x x=0.37mol 10. 在 900K 和 1.013 105Pa时 SO3部分离解为 SO2和 O2 SO3（ g） SO2（

21、g） + 21 O2（ g） 若平衡混合物的密度为 0.925g dm 3，求 SO3的离解度。 解： PV=nRT Pm =nRT PM= RT M= PRT = 53 10013.1 900314.810925.0 =68.33 SO3（ g） SO2（ g） + 21 O2（ g） x 0 0 a-x x 21 x xxxaxxxa21213264)(80= 68.33 ax = 0.34 所以 SO3的离解度是 34%。 答：略 13. 对于下列化学平衡 2HI（ g） H2（ g） + I2（ g） 在 698K 时， Kc=1.82 102 。如果将 HI（ g）放入反应瓶内，问：

22、 （ 1）在 HI为 0.0100mol dm3 时， H2和 I2各是多少？ （ 2） HI（ g）的初始浓度是多少？ （ 3）在平衡时 HI 的转化率是多少？ 解： （ 1） 2HI（ g） H2（ g） + I2（ g） 2x x x xx 201.0 2 =1.82 102 x=1.35 103 mol dm3 H2和 I2各是 1.35 103 mol dm3 ， 1.35 103 mol dm3 。 （ 2） HI=0.01+2 1.35 103 =0.0127mol dm3 （ 3） = 0127.0 1035.123 100%=21.3% 答：略 15. 某温度下，反应 PCl

23、5（ g） PCl3（ g） + Cl2（ g）的平衡常数 K =2.25。把一定量的 PCl5引入一真空瓶内，当达平衡后 PCl5的分压是 2.533 104Pa。问： （ 1） 平衡时 PCl3和 Cl2的分压各是多少？ （ 2） 离解前 PCl5的压强是多少？ （ 3） 平衡时 PCl5的离解百分率是多少？ 解： （ 1） 2)(. 23PPP ClPCl=2.25 PPPCl5 P 3PCl =P 2Cl =7.60 104Pa （ 2） P 5PCl =(2.533+7.6) 105Pa （ 3） P 5PCl = 44101.10 106.7 100% = 75.25% 答：略 2

24、3. 在一定温度和压强下，某一定量的 PCl5的气体体积为 1dm3,此时 PCl5气体已有 50%离解为 PCl3和 Cl2。试判断在下列情况下， PCl5的离解度是增大还是减小。 （ 1） 减压使 PCl5的体积变为 2 dm 3； （ 2） 保持压强不变，加入氮气，使体积增至 2dm3； （ 3） 保持体积不变，加入氮气，使压强增加 1倍； （ 4） 保持压强不变，加入氯气，使体积变为 2dm3； （ 5） 保持体积不变，加入氯气，使压强增加 1倍。 解： （ 1）增大； （ 2）增大； （ 3）不变； （ 4）减小； （ 5）减小 ； 第九章 溶液 9.回答下列问题： （ a）提高水的

25、沸点可采用什么方法？ （ b）为什么海水鱼不能生活在淡水中？ （ c）气体压强 和溶液渗透压 有何差别？ （ d）为什么临床常用质量分数为 0.9%生理食盐水和用质量分数为 5%葡萄糖溶液作输液？ （ e）为什么浮在海面上的冰山其中含盐极少？ （ f）试述亨利（ Henry）定律和拉乌尔（ Raoult）定律的适用范围是。 答 ： （ a）增大水的蒸气压； （ b）因为渗透压不同； （ c） =CRT ; p=(n/V)RT 稀溶液的渗透压与溶液的 浓度和温度的关系同理想气体方程式一致。 （ d）在一定条件下，难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓度成正比，而与溶质的本性无关。 （ e）

26、溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点。 （ f）亨利（ Henry）定律的适用范围是中等强度的压强； 拉乌尔（ Raoult）定律的适用范围是任何强度。 11.10.00cm3NaCl 饱和溶液重 12.003g，将其蒸干后得 NaCl3.173g，试计算： （ a） NaCl 的溶解度。 （ b）溶液的质量分数。 （ c）溶液物质的量的浓度。 （ d）溶液的质量摩尔浓度。 （ e）盐的摩尔分数。 （ f）水的摩尔分数。 解： 13.计算下列各溶液的物质的量浓度 （ 1） 把 15.6gCsOH 溶解在 1.50dm3水中； （ 2） 在 1.0dm3水溶液中含有 20gHNO3； （ 3） 在 100cm3四氯化碳（ CCl4）溶液中含有 7.0mmolI2； （ 4） 在 100mL 水溶液中含 1.00gK2Cr2O7。 解： 第十章 电解质溶液 4.将 1.0dm30.20 mol dm3 的 HAc 溶液稀释到多大体积时才能使 HAc 的解离度比原溶液增大 1倍？ 解 : HAc H+ + Ac-