1、 无机化学第 6 版 张天蓝主编 课后习题答案第一章 原子结构1、= E/h=(2.03410-18 J) / (6.62610-34 Js)=3.0701015 /s; =hc/E= (6.62610-34 Js 2.998108 m/s ) / (2.03410-18 J)= 9.76610-8 m2、 h/2mx = (6.62610-34 kgm2/s) / (23.149.1110-31 kg110-10 m)=1.16106 m/s。其中 1 J=1(kgm2)/s2, h=6.62610-34 (kgm2)/s 3、(1) =h/p=h/m=(6.62610-34 kgm2/s)
2、 / (0.010 kg1.0103 m/s)= 6.62610-35 m，此波长太小，可忽略；（2） h/4m =(6.62610-34 kgm2/s) / (43.140.010 kg1.010-3 m/s)= 5.2710-30 m，如此小的位置不确定完全可以忽略，即能准确测定。4、He +只有 1 个电子，与 H 原子一样，轨道的能量只由主量子数决定，因此 3s 与 3p 轨道能量相等。而在多电子原子中，由于存在电子的屏蔽效应，轨道的能量由 n 和 l 决定，故 Ar+中的 3s 与 3p 轨道能量不相等。5、代表 n=3、l=2 、m=0，即 3dz2 轨道。6、（1）不合理，因为
3、l 只能小于 n；（2）不合理，因为 l=0 时 m 只能等于 0；（3）不合理，因为 l 只能取小于 n 的值；（4）合理7、（1）3；（2）4l1；（3）m=08、 14Si：1s 22s22p63s23p2，或Ne 3s 23p2； 23V：1s 22s22p63s23p63d34s2，或Ar3d34s2； 40Zr：1s 22s22p63s23p63d104s24p64d25s2，或Kr4d 25s2； 42Mo： 1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1，或Kr4d55s1； 79Au：1s 22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25
4、p65d106s1，或Xe4f145d106s1；9、3s 2：第三周期、IIA 族、s 区，最高氧化值为 II；4s 24p1：第四周期、IIIA 族、p 区，最高氧化值为 III； 3d54s2：第四周期、VIIB 族、d 区，最高氧化值为 VII；4d 105s2：第五周期、IIB 族、 ds 区，最高氧化值为 II；10、（1）33 元素核外电子组态：1s 22s22p63s23p63d104s24p3 或Ar3d10s24p3，失去 3 个电子生成离子的核外电子组态为：1s22s22p63s23p63d104s2 或Ar3d 104s2，属第四周期，V A 族；（2）47 元素核外电
5、子组态：1s 22s22p63s23p63d104s24p64d05s1 或Kr4d 105s1，失去 1 个电子生成离子的核外电子组态为：1s 22s22p63s23p63d104s24p64d10 或Kr4d 10，属第五周期，I B 族；（3）53 元素核外电子组态：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5 或Kr4d 105s25p5，得到 1 个电子生成离子的核外电子组态为：1s 22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 或Kr4d105s25p6，属第五周期，VII A 族。11、根据电子填充顺序，72 元素的电子组态为：1s
6、22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d26s2，或Xe4f 145d26s2；其中最外层电子的主量子数 n=6，属第 6 能级组，在第 6 周期，电子最后填入 5d 轨道，是副族元素，属 IV B 族，d 区元素，其价电子为 5d26s2，用 4 个量子数表示为：5、2、0、+1/2；5、2、1、+1/2；6、0、0、+1/2；6、0、0、-1/2；12、（1）Br 比 I 的电负性大；（2）S 比 Si 的电离能大；（3）S -比 S 的电子亲和能大。13、1s 22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f14
7、5g186s26p66d106f147s17d108s28p5，第 8 周期，VII A 族，p 区。14、最外层 6 个电子，次外层 18 个电子（3s 23p63d10）；它位于第 4 周期、VI A 族、p 区；其基态原子的未成对电子数为 2。第二章 分子结构1、略。2、3、CH 4：sp 3 杂化；C 2H2：sp 杂化；C 2H4：sp 2 杂化；H 3COH：sp 3 杂化；CH2O：sp 2 杂化。4、物种 价电子数 成键电子数 孤对电子 空间构型ClO4- 4 4 0 四面体NO3- 3 3 0 平面三角形SiF62- 6 6 0 八面体形BrF5 6 5 1 正方锥形NF3
8、4 3 1 三角锥形NO2- 3 2 1 V 形NH4+ 4 4 0 四面体5、根据电负性的差距越大，所形成的化学键的极性越大可以进行判断：（1）极性 NaClMgCl2AlCl3SiCl4PCl5；（ 2）LiFHClHBrHI 。6、略。7、（1）C 原子的价层电子组态为 2s22p5，得到 4 个电子或失去 4 个电子才能形成稳定的电子层结构，但得失 4 个电子是十分困难的，故很难形成离子键。（2）AlBr 3 为共价化合物，熔融时以分子形式存在，故导电性能差。AlBr3 溶于水后，在极性水分子的作用下发生电离，生成 Al3+和 Br-，故水溶液能导电。（3）邻羟基苯甲酸的羟基和羧基相邻
9、，主要形成分子内氢键。而对羟基苯甲酸的羟基和羧基相互背离，不能形成分子内氢键，但能形成分子间氢键，分子间氢键使分子间的作用力增大，导致对羟基苯甲酸的熔点高于邻羟基苯甲酸。（4）根据 VSEPR 理论， BeF2 分子中心原子 Be 的价层电子对数为 2，为直线型分子。SF 2 分子中心原子 S 的价层电子对数为 4，轨道构型为四面体，但因有 2 对孤对电子，故 SF2 的分子构型为 V 型。（5）P 元素有 3s、 3p 和 3d 轨道，价层电子组态为 3s23p3，与 Cl 原子化合时，可采用 sp3 不等性杂化与 3 个 Cl 原子生成 PCl3 分子，也可以采用sp3d 杂化与 5 个
10、Cl 原子生成 PCl5 分子；N 元素只有 2s 和 2p 轨道，价电子组态为 2s22p3，只能采用 sp3 不等性杂化，有 3 个未成对电子与 3 个 Cl原子生成 NCl3 分子。（6）用分子轨道理论解释（略）。（7）H 2S 分子中存在取向力、诱导力和色散力，而 H2O 分子中除了存在取向力、诱导力和色散力外，还有分子间氢键，导致分子间作用力较大，沸点较高。故是 H2O 液体，而 H2S 是液体。（8）用极化理论进行解释（略）。（9）CO 分子为碳氧三键，成键时氧原子多提供一对电子，抵消了C、 O 间由于电负性差距而产生的偶极矩，故 CO 分子的偶极矩很小；CO2 分子的碳氧键虽为极
11、性键，但其分子为对称的直线型分子，故偶极矩为零。（10）BF 3 分子为对称的平面三角形构型，虽 B-F 键为极性键，但其分子偶极矩仍为零。NF 3 分子为不对称的三角锥型构型，且 N-F 键为极性键，正负电荷中心不重合，故分子的偶极矩不为零。8、（1）色散力。（2）取向力、诱导力、色散力、氢键。（3）取向力、诱导力、色散力。（4）诱导力、色散力。（5）取向力、诱导力、色散力。9、（1）H 2N eCOHF 。H 2、N e 为非极性分子，分子间只存在色散力，色散力随分子量增大而增大，因此 Ne 的分子间作用力大于 H2 分子间作用力。CO 分子为极性分子，分子间存在着取向力、诱导力、色散力，
12、其分子量又比 Ne 大，分子间色散力大于 Ne。HF 分子间除存在取向力、诱导力、色散力以外，还存在分子间氢键。（2）CF 4CCl 4CB 4CI 4。CF 4、CCl 4、CB 4 和 CI4 均为非极性分子，分子间只存在色散力，色散力随分子量增大而增大，因此沸点依次升高。10、略。第三章 溶解与沉淀1、（1）离子积和溶度积的表达式均是所有产物浓度的系数次方之积比上所有反应物浓度的系数次方之积。但离子积表示的是任意溶液，是个变量，而溶度积表示的是饱和溶液，是个常量。（2）AgBr 在 AgNO3 溶液中的溶解度很小，是因为同离子效应；而在 KNO3 溶液中的溶解度增大，是因为盐效应。2、P
13、bI 2：K sp=Pb2+I-2；AgBr：K sp=Ag+Br-；Ba 3(PO4) 2：K sp=Ba2+3CO32-2；Fe(OH) 3：K sp=Fe3+OH-3； Ag2S：K sp=Ag+2S2-；3、BaSO 4 设的溶解度为 S，则 S(BaSO4)=Ksp(BaSO4)1/2=1.0810-101/2=1.0810-5 (mol/L)=1.0810-5233 (g/ L)=2.3310-3 (g/ L)。4、先将 PbI2 的溶解度转化为以 mol/L 为单位，即 S(PbI2)= 6.2210-210/461=1.3510-3 (mol/L)，假设其全部电离，则：K sp
14、(PbI2)= Pb2+I-2=S(2S)2=4S3=9.810-9 5、AB 2 的溶解度为 S=(2.410-3)/80=310-5 (mol/L)，则 Ksp(AB2)=4S3=4(310-5)3=1.0810-13 6、混合后：c(Ag +)=10/301.010-4=1/310-4 (mol/L)，c(CrO 42-)=20/302.010-4=4/310-4 (mol/L)，则 Q(Ag CrO4)= c(Ag+)2 c(CrO42-)= (1/310-4)2 (4/310-4)= 1.4810-13 Ksp，故有沉淀生成。若混合后稀释至 500ml，则溶液中的 Ca2+和 CO3
15、2-浓度分别为：c (Ca2+)=(201.010-4)/500=410-6 mol/L，c (CO32-)=(305.010-4)/500=310-5 mol/L，离子积 Q= c (Ca2+) c (CO32-)=410-6310-5=1.210-10 CH3COOH NH4+H2O 2、HS -+H2O=S2-+H3O+，K a=H3O+S2-/HS-；HS -+H2O= H2S+OH-，K b=H3O+H2S/HS-；H 2O +H2O=H3O+OH-，K a= H3O+OH-= KW；H 3O+H2O=H3O+H2O，K a=OH-/OH-=1；Zn(H 2O)62+H2O=H3O+
16、Zn(H2O)5(OH)+，K a=Zn(H2O)5(OH)+H3O+/ Zn(H2O)62+；OH- S2- Zn(H2O)5(OH)+ H2O3、因为H 3O+OH-= KW=1.010-14，所以OH -= KW/H3O+=1.010-14/1.010-5=1.010-9 mol/L4、已知 pKa(HCO3-)=10.32，pK a(HPO42-)=12.36，因酸性 HCO3- HPO42-，故碱性 CO32- H2O，故乙酸在液氨中的酸性更强。6、质子传递平衡式为：NH 3+H2O=NH4+OH-，且 c=1.00 mol/L，查表知Ka(NH4+)=5.6210-10， 则 Ka
17、(NH3)=1.7810-5，由于 cKb(NH3)10KW，且c/Kb(NH3)100，故用最简式求 pH 值。即OH -=cKb1/2=1.001.7810-51/2=4.2210-3，即 pH=14-pOH=11.63。7、（1）质子传递平衡式为：NH 4+H2O= NH3+ H3O+，且 c=0.10 mol/L，查表知 Ka(NH4+)=5.6210-10。由于 cKa(NH4+)10KW，且 c/Ka(NH4+)100，故用最简式求 pH 值。即H +=cka1/2=0.105.6210-101/2=7.510-6，即 pH=5.12。（2）CH 3NH2+H2O= CH3NH3+
18、 OH-，且 c=1.0 mol/L，查表知 Kb(CH3NH2)=4.3810-4。由于 c Kb(CH3NH2)10KW，且 c/ Kb(CH3NH2)100，故用最简式求 pH 值。即OH -=ckb1/2=0.104.3810-41/2=2.110-2，即 pH=14-pOH=14.00-1.68=12.32。（3）F -+H2O= HF+ OH-，且 c=0.30 mol/L，查表知 Kb(F-)=5.6210-4。由于 cKb(F-)10KW，且 c/Kb(F-)100，故用最简式求 pH 值。即OH -=ckb1/2=0.305.6210-41/2=2.310-6，即pH=14-
19、pOH=8.36。8、c=0.030 mol/L，查表知 KaAl(H2O)3+=1.310-5。由于 c KaAl(H2O)3+10KW，且 c/ KaAl(H2O)3+100，故用最简式求 pH 值。即OH -=cka1/2=0.0301.310-51/2=1.310-5，即 pH=3.21。9、已知乙酰水杨酸的摩尔质量为 180，故其物质的量浓度 c=(0.65/180) (1/0.24)=1.510-2 mol/L，且查表知其 Ka=3.310-4。由于 cKa10KW，而c/Ka=4510KW，且 c/Ka100，故H +=cka1/2=1.01.7510-51/2=4.210-2，即
