无机化学第四版(北京师范大学大学等)答案——下册
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精心整理第十一章电化学基础11-1用氧化数法配平下列方程式(1)KClO 3→KClO 4+KCl(2)Ca 5(PO 4)3F+C+SiO 2→CaSiO3+CaF 2+P 4+CO(3)NaNO 2+NH 4Cl →N 2+NaCl+H 2O(4)K 2Cr 2O 7+FeSO 4+H 2SO 4→Cr 2(SO 4)3+Fe 2(SO 4)3+K 2SO 4+H 2O(5)CsCl+Ca →CaCl 2+Cs解:(((((11-2(1(2(3(4(5解:(2(3(4(511-3.用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式(1)K 2Cr 2O 7+H 2S+H 2SO 4——K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+H 2O(2)MnO 42-+H 2O 2———O 2+Mn 2+(酸性溶液)(3)Zn+NO 3-+OH -——NH 3+Zn (OH )42-(4)Cr (OH )4-+H 2O 2——CrO 42-(5)Hg+NO 3-+H +——Hg 22++NO解:(1)K 2Cr 2O 7+3H 2S+4H 2SO 4==K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+7H 2O+3S(2)MnO 42-+2H 2O 2+4H +==2O 2+Mn 2++4H 2O(3)Zn+NO 3-+3H 2O+OH -==NH 3+Zn (OH )42-(4)2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH==-2CrO42-+8H2O(5)6Hg+2NO3-+8H+==3Hg22++2NO+4H2O11-4将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号.(1)Zn+2Ag+=Zn2++2Ag(2)2Fe3++Fe=3Fe2+(3)Zn+2H+=Zn2++H2(4)H2+Cl2=2HCl(5)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O11-5写出下列各对半反应组成的原电池的电池反应、电池符号,并计算标准电动势。
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3~4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)。
第九章 酸碱平衡9-1 以下哪些物种是酸碱质子理论的酸,哪些是碱,哪些具有酸碱两性?请分别写出它们的共轭碱或酸。
SO -24, S-2, H 2PO -4, NH 3, HSO -4, [Al(H 2O)5OH]+2, CO -23, NH +4, H 2S, H 2O,OH -,H 3O +, HS -, HPO -24。
解: 质子酸 — 共轭碱H 2PO -4 — HPO -24 HSO -4 — SO -24 [Al(H 2O)5OH]+2—[Al(H 2O)4(OH)2]+NH +4 —NH 3 H 2S — HS -H 2O — OH -H 3O +— H 2O HS -— S-2 HPO -24 — PO -34质子碱 — 共轭酸SO -24 — HSO -4 S-2 — HS -NH 3 — NH +4 HSO -4— H 2SO 4[Al(H 2O)5OH]+2—[Al(H 2O)6]+3 CO -23 — HCO -3 H 2O — H 3O +OH -— H 2O HS -— H 2S HPO -24 — H 2PO -4酸碱两性:H 2PO -4, HSO -4, [Al(H 2O)5OH]+2, H 2O , HS -, HPO -24。
9-2 为什么pH=7并不总表明水溶液是中性的。
解: 因为水的解离是一个明显的吸热过程,因此水的离子积是温度的函数,只有在常温下K w =1.0×1014-,即[H +]=[OH -]=1.0×107-,所以pH =7,其他温度下则不然。
9-3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种,一种如c(HAc)、c(NH +4),另一种如[HAc],[NH +4]等,它们的意义有何不同?什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如c(HAc)、c(NH +4)等代替诸如[HAc],[NH +4]等?有的书上没有诸如c(HAc)、c(NH +4)这样的浓度符号,遇到浓度时一律用诸如[HAc],[ NH +4]等来表示,这样做有可能出现什么混乱?解:c(HAc)、c(NH +4)用来表示初始状态的浓度,而[HAc],[ NH +4]用来表示平衡状态下的浓度。
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3~4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)。
北师大无机化学第四版下册答案1. 下列关于氢原子结构叙述不正确的是: [单选题] *A. 电子在r<53pm的区域出现的概率密度大B. 电子在r=53pm处出现的概率最大C. 电子在r=53pm处出现的概率密度最大(正确答案)D. 电子在r>53pm的空间出现的概率和概率密度随r的增大都减小2. 下列说法错误的是: [单选题] *A. │Y│2表示电子出现的概率密度B. │Y│2图形与Y图形相比, 形状相同, 但│Y│2图略“瘦”些C. │Y│2在空间分布的图形称为电子云D. │Y│2值一定大于Y值(正确答案)3. 描述一确定的原子轨道(即一个空间运动状态),需用的参数是 [单选题] *A. n,lB. n,l,m(正确答案)C. n,l,m,msD. 只需n4. 下列关于p轨道电子云形状叙述正确的是: [单选题] *A. 球形对称B. 8字形平面C. 极大值在x.y.z轴上的双梨形(正确答案)D. 互相垂直的梅花瓣形5. n=4时m的最大取值为: [单选题] *A. 4B. ±4C. 3(正确答案)D. 06. 对于原子中的电子,下面量子数组容许的是: [单选题] *A. n=3, l=1, m=-1(正确答案)B. n=3, l=1, m=2C. n=2, l=2, m=-1D. n=4, l=-2, m=17. 下列对四个量子数的说法正确的是: [单选题] *A. 电子的自旋量子数是½,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l(正确答案)8. 下列多电子原子中,能量最高的为: [单选题] *A. 3, 2,-2,-1/2(正确答案)B. 2, 0, 0,-1/2C. 2, 1, 1,-1/2D. 3, 1, 1,-1/29. 下列说法错误的是: [单选题] *A. 电子所受屏蔽效应越强,电子能量越低(正确答案)B. 电子的钻穿效应越强,电子能量越低C. 屏蔽效应和钻穿效应的结果引起能级交错D. n值相同,l越小,则钻穿效应越强10. 下面按电离能增加的顺序排列的是: [单选题] *A. C,P,SeB. O,F,Ne(正确答案)C. B,Be,LiD. Li,Na,K11. 第一电子亲和能最大的元素是: [单选题] *A. FB. Cl(正确答案)C. NaD. H12. 为表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成: [单选题] *A. 310B. 3d10C. 3s23p63d2(正确答案)D. 3s23p64s213. 有A、B和C三种主族元素,若A元素阴离子与B、C元素的阳离子具有相同的电子层结构,且B的阳离子半径大于C,则这三种元素的原子序数大小次序是: [单选题] *A. B<C<AB. A<B<C(正确答案)C. C<B<AD. B>C>A14. 下列分子中心原子是sp2杂化的是: [单选题] *A. PBr3B. CH4C. BF3(正确答案)D. H2O15. 下列各组物质沸点高低顺序中正确的是: [单选题] *A. HI>HBr>HCl>HFB. H2Te>H2Se>H2S>H2OC. CH4>GeH4>SiH4D. NH3>AsH3>PH3(正确答案)16. 下列分子中偶极矩为零的是: [单选题] *A. NF3B. NO2C. PCl3D. BCl3(正确答案)17. 已知某元素的序号小于36,此元素失去三个电子后,它的角量子数为2的轨道内电子恰好半充满,此元素序号为:[单选题] *A. 25B. 26(正确答案)C. 27D. 2818. 下列物质熔沸点高低顺序正确的是: [单选题] *A. K2O>CaO>PH3>NH3B. CaO>K2O>PH3>NH3C. K2O>CaO>NH3>PH3D. CaO>K2O>NH3>PH3(正确答案)19. 加热熔化时需要打开共价键的物质是: [单选题] *A. SiO2(正确答案)B. CO2(s)C. MgCl2D. H2O20. 下列各物质化学键中同时存在键和键的是: [单选题] *A. SiO2B. H2SC. H2D. C2H4(正确答案)21. 某元素的+2氧化态离子的核外电子结构为1s22s22p63s23p63d5,此元素在周期表中的位置是: [单选题] *A. d区第四周期ⅦB族(正确答案)B. d区第四周期ⅤB族C. d区第四周期Ⅷ族D. p区第三周期ⅤA族22. 铁原子的价电子构型是: [单选题] *A. 4s2B. 4s24d6C. 3d64s2(正确答案)D. 3s23p63d623. 从中性原子Li、Be、B原子中去掉一个电子,需要大约相同的能量,而去掉第二个电子时,最难的是: [单选题] *A. Li(正确答案)B. BeC. BD. 都一样24. 电子构型相同的阳离子,其极化力最强的是: [单选题] *A.高电荷和半径大的离子B.低电荷和半径大的离子C.高电荷和半径小的离子(正确答案)D.低电荷和半径小的离子25. 在多电子原子中,决定电子能量的量子数为: [单选题] *A.nB. n和l(正确答案)C. n, l, mD. l26. 下列有关元素核外电子排布错误的是: [单选题] *A. Fe(Z = 26):1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2B. Cr (Z=24) :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1C. Cu (Z=29) :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2(正确答案)D. Ca(Z = 20):1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s227. 由分子轨道理论可推断,在下列四种阳离子中最稳定的是: [单选题] *A、N2+B、NO+C、O2+(正确答案)D、Be2+28. 在水分子之间存在的各种相互作用力由强到弱的顺序正确的是: [单选题] *A、氢键>取向力>色散力>诱导力B、取向力>色散力>诱导力>氢键C、氢键>色散力>取向力>诱导力(正确答案)D、氢键>诱导力>取向力>色散力29. 下列离子的电子结构中,未成对电子数等于零的是: [单选题] *A、Cu2+B、Mn2+(正确答案)C、Cd2+D、Fe2+30. 在下列分子或离子中,不含有孤对电子的是: [单选题] *A、H2OB、NH3C、NH4+(正确答案)D、H2S31. 同核双原子分子中,能级相近的两个原子的p轨道可组成的分子轨道数是: [单选题] *A、4B、6(正确答案)C、8D、232. 根据分子轨道理论,下列解释正确的是: [单选题] *A、F2分子中 E (π2 p ) < E (σ2 p )B、O2+离子中不存在双键,键级为2C、N2 分子的稳定性略低于O2+离子的稳定性D、CO+离子中有一个σ单电子键(正确答案)33. 第二周期元素双原子分子中有未成对电子的分子有: [单选题] *A、Be2 ,O2 两种B、N2 ,C2 两种C、B2 ,O2 两种(正确答案)D、Be2 ,C2 两种34. ClO3F分子的几何构型属于: [单选题] *A、直线形B、平面正方形C、四面体形(正确答案)D、平面三角形35. 下列各物质的摩尔质量近乎相等,其中沸点最高的可能是: [单选题] *A、C2H5OC2H5B、CH3CH2CH2SHC、(CH3)2NC2H5D、CH3CH2CH2CH2OH(正确答案)36. 按分子轨道理论,O2分子中最高能量的电子所处的分子轨道是: [单选题] *A、π2 pB、π*2 p(正确答案)C、σ 2 pD、σ *2 p37. 下列分子中属于极性分子的是 : [单选题] *A、CCl4B、CH3OCH3(正确答案)C、BCl3D、PCl538. CH3OCH3和HF分子之间存在的作用力有: [单选题] *A、取向力、诱导力、色散力、氢键B、取向力、诱导力、色散力(正确答案)C、诱导力、色散力D、色散力39. 在Br-CH=CH-Br分子中,C-Br键的轨道重叠方式是: [单选题] *A、s p-pB、s p2-sC、s p2-p(正确答案)D、s p3-p40. 原子轨道之所以要发生杂化是因为: [单选题] *A、进行电子重排B、增加配对的电子数(正确答案)C、增加成键能力D、保持共价键的方向性41. 一个稳定的分子没有价电子在反键轨道上。
无机化学第四版习题答案【篇一:天大第4版无机化学_课后习题参考答案】>第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案3.解:一瓶氧气可用天数n1(p?p1)v1(13.2?103-1.01?103)kpa?32l???9.6dn2p2v2101.325kpa?400l ? d-14.解:t?pvmpv?= 318 k ?44.9℃5.解:根据道尔顿分压定律pi?p(n2) = 7.6?104 pap(o2) = 2.0?104 pa p(ar) =1?103 panip n6.解:(1)n(co2)? 0.114mol; p(co2)? 2.87 ? 104 pa(2)p(n2)?p?p(o2)?p(co2)?3.79?104pa (3)n(o2)p(co2)4???0.286 np9.33?104pa7.解:(1)p(h2) =95.43 kpa(2)m(h2) =pvm= 0.194 g 8.解:(1)? = 5.0 mol(2)? = 2.5 mol结论: 反应进度(?)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关,但与反应式的写法有关。
9.解:?u = qp ? p?v = 0.771 kj 10.解:(1)v1 = 38.3?10-3 m3= 38.3l(2) t2 =pv2= 320 k nr(3)?w = ? (?p?v) = ?502 j (4) ?u = q + w = -758 j (5) ?h = qp = -1260 j11.解:nh3(g) +5o(g) ???3?298.15k4212.解:?rhm= qp = ?89.5 kj ?rum= ?rhm? ?nrt= ?96.9 kj13.解:(1)c (s) + o2 (g) → co2 (g)1co(g) + 1c(s) → co(g)222?co(g) +1feo(s) → 2fe(s) + co(g)23233?(2)总反应方程式为3c(s) + o(g) + 1feo(s) → 3co(g) + 2fe(s)22322323?由上看出:(1)与(2)计算结果基本相等。
无机化学_第四版_北师大版_课后答案(补充:1-11章)_khdaw第一章原子结构与元素周期系1-14Br2分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol,求引起溴分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。
答:∵E=190kJ/mol∴每个分子解离所需要的能量为190×10-3/6.02×1023=3.156×10-19(J)所需吸收光子能量为E=hν=3.156×10-19J∴λ=c/ν=c·h/E=3×108×6.63×10-34/3.156×10-19=6.3×10-7(m)=630(nm)ν=4.76×10141-19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?答:氢原子莱曼系的跃迁吸收光子的波数公式为ǔ=1/λ=R H·(1/12-1/n2)已知波长λ=103nm=1.03×10-7m∴1/1.03×10-7=R H·(1/12-1/n2),R H=1.09677×10-7∴n=2.95≈3∴相应于氢原子电子从n=1的轨道向n=3的轨道跃迁的过程,即从K 层→M层轨道的跃迁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?当锂原子(质量7.02amu)以相同速度飞行时,其德布罗意波长多大?答:对电子,λ=h/mv=6.63×10-34×(9.11×10-31×3×108×20%)-1=1.21×10-11m=12.1(pm)对锂原子,其m=7.02×1.660×10-24×10-3=1.165×10-26(kg)∴λ=h/mv=6.63×10-34×(1.165×10-26×3×108×20%)-1 =9.48×10-16m=9.48×10-4(pm)1-23处于K、L、M层的电子最大可能数目各为多少?答:处于K层,即n=1,而每个能层能容纳的最大电子数目为2n2∴第K层:2×12=2(个)第L层:2×22=8(个)第M层:2×32=18(个)1-24以下哪些符号是错误的?(a)6s(b)1p(c)4d(d)2d(e)3p(f)3f答:(a)6s对;(b)1p错(因为n=1,则l只能是0,即s);(c)4d对;(d)2d错(因为n=2,则l可能是0,1,即s,p轨道);(e)3p对;(f)3f错(因为n=3,则l可能是0,1,3即s,p,d轨道)。
(a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、 解: 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形3XeO 三角锥 XeO 直线形13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。
8、解: 2XeF 直线形 4XeF 平面四边形 6XeF 八面体 4XeOF 四方锥 4ClF 三角锥13-9用化学方程式表达下列化合物的合成方法(包括反应条件): (a) XeF 2 (b) XeF 6 (c) XeO 39、解: )()()(21.0,4002g XeF g F g Xe MPaC −−−−→−+︒ )()(3)(66,3002g XeF g F g Xe MPa C −−−−→−+︒ HF XeO O H XeF 63326+=+13-10 完成下列反应方程式: (1) XeF 2 + H 2O → (2) XeF 4 + H 2O → (3) XeF 6 + H 2O → (4) XeF 2 + H 2 → (5) XeF 4 + Hg → (6) XeF 4 + Xe → 10、解:2424224263262324222222226312232632212XeF Xe XeF HgF Xe XeF Hg HF Xe H XeF HF XeOF O H XeF HF XeO O H XeF HFO Xe XeO O H XeF OH F O Xe OH XeF =++=++=++=++=++++=++++=+--14-5 三氟化氮NF 3(沸点-129℃)不显Lewis 碱性,而相对分子质量较低的化合物NH 3 (沸点-33℃)却是个人所共知的Lewis 碱。
(a )说明它们挥发性差别如此之大的原因;(b )说明它们碱性不同的原因。
5、解:(1)NH 3有较高的沸点,是因为它分子间存在氢键。
(2)NF 3分子中,F 原子半径较大,由于空间位阻作用,使它很难再配合Lewis 酸。
第19章金属通论19-1举例说明哪些金属能从(1)冷水,(2)热水,(3)水蒸气,(4)酸,(5)碱中置换出氢气,写出有关的反应式并说明反应条件。
1、解:2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2↑Mg+ 2H2O= Mg(OH)2↓ + H2↑3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]-19-2 已知在 973K 时,2CO + O2 = 2CO2 ; △r Gθ= -398 kJ.mol-12Ni + O2 = 2NiO; △r Gθ=-314 kJ.mol-1试计算该温度下CO + NiO = Ni +CO2的△r Gθ值,并对照图19-1说明在该温度下能否用CO 还原NiO制取Ni 。
2、解: 2CO + O2 = 2CO (1)2Ni + O2 = 2NiO (2)CO + NiO = Ni + CO2 (3)(3) =2)2()1(-∆rGθ =2) 314(398---= -42kJ•mol-1CO的自由能比NiO的低,∆rGθ< 0 故可以使用CO还原NiO 制取Ni19-3下图是几种金属硫化物的埃林汉姆图。
(1)请解释图中各条线形状变化的意义;(2)据图,若从硫化物中提取金属,适宜的还原剂和温度条件各如何?(1)1/2C + S = 1/2 CS2(2)Hg + S = HgS(3)2/3 Bi +S = 1/3 Bi2S3(4)H2 +S = H2S(5)Pb +S = PbS3、解:线1中,随着温度的升高,刚开始时吉布斯自由能呈上升趋势,但当温度达到一定值后,随着温度的升高,吉布斯自由能反呈下降趋势。
斜率发生了变化,是因为温度升高,发生了相变,出现了熵增,因而∆rGθ下降。
线2线3相似,起始随温度的升高,∆rGθ增加,达到一定温度后,随着温度的增加,∆rGθ增加的速度更快,斜率加大,出现了熵增。
第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L -1的NH 3水中加入 mol 固体CuSO 4,溶解后加入 mol 固体NaOH ,铜氨络离子能否被破坏(K 稳[Cu(NH 3)42+]=×1013,K SP [Cu(OH)2]=×10-20)解:CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+,则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时: x +4x铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN -]= 1 mol ·L-1,问此时溶液中[FeF 63-]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少(K 稳[Fe(SCN)3]=×103,K 稳[FeF 63-]= 1×1016)解: ---+=+SCN FeF F SCN Fe 3][6])([363 12-3 在理论上,欲使1×10-5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水,氨水的最低浓度应达到多少事实上是否可能达到这种浓度(K 稳[Ag(NH 3)2+]=×107,K SP [AgI]=×10-17)解: -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233 起始浓度 a 0 0达到平衡时 a-2x x x (全部溶解时:101.0-⋅=L mol x )此反应的平衡常数:9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳因此: 9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K 1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
12-4 通过配离子稳定常数和Zn 2+/Zn 和Au +/Au 的标准电极电势计算出Zn(CN)42-/Zn 和Au(CN)2-/Au 的标准电极电势,说明提炼金的反应:Zn + 2Au(CN)2-===Zn(CN)42-+ 2Au 在热力学上是自发的。
第18章非金属元素小结18-1 略18-2为什么氟和其他卤素不同,没有多种可变的正氧化态?解:因为F是电负性最大的元素,在形成化合物时,电子云总是偏向F,而且F处于第二周期,没有空d轨道参与成键,所以,和其他卤素不同,没有多种可变的正氧化态。
18-3 小结p区元素的原子半径、电离能、电子亲和能和电负性,在按周期性递变规律的同时,还有哪些反常之处?说明其原因。
解:p区元素的原子半径、电离能、电子亲和能和电负性,对同一周期,一般是自左向右原子半径依次减小,电离能依次增大,电子亲和能依次增大,电负性依次增大。
对于同一族,一般是从上到下原子半径依次增大,电离能依次减小,电子亲和能依次减小,电负性依次减小。
但第V A族的N、P、As等的第一电离能和电子亲和能出现反常,第一电离能比同周期VIA族的O、S、Se大,电子亲和能比同周期IV A族的C、Si、Ge小,这是由于V A族元素的外层p轨道处于半充满,结构稳定,不易失去电子,也不易接受电子。
另外,F的电子亲和能要小于Cl,O的电子亲和能小于S,N的电子亲和能小于P等,这是由于第二周期p区元素的原子半径太小,电子云密度大,电子之间排斥力很强,以致当加合一个外来电子形成负离子时,因排斥力大使放出的能量减小,导致上述反常结果。
18-4 概括非金属元素的氢化物有哪些共性?解:非金属元素的氢化物都是以共价键结合的分子型氢化物,在通常状况下为气体或挥发性液体,都能与氧、卤素、氧化态高的金属离子以及一些含氧酸盐等氧化剂作用。
18-5 已知下列数据(298K):△f G mӨ[H2S(aq)]= -27.9 kJ·mol-1;△f G mӨ[S2-(aq)]= 85.8 kJ·mol-1;△f G mӨ[H2Se(aq)] = 22.2 kJ·mol-1;△f G mӨ[Se2-(aq)] = 129.3 kJ·mol-1试计算下列反应在298K时的△r G mӨ和平衡常数K,并比较两者中哪一个酸性较强?(1) H2S(aq) -→ 2H+(aq) + S2-(aq)(2) H2Se(aq) -→2H+(aq) + Se2-(aq)解:(1) H2S(aq) -→ 2H+(aq) + S2-(aq)298K △r G1Ө= △f G mӨ[S2-(aq)]-△f G mӨ[H2S(aq)]= 85.8-(-27.9) = 113.7kJ·mol-1由△r G1Ө = - RTlnK1Ө求得:K1Ө = 1.17×10-20(2) H2Se(aq) -→2H+(aq) + Se2-(aq)298K △r G2Ө= △f G mӨ[Se2-(aq)]-△f G mӨ[H2Se(aq)]= 129.3-22.2) = 107.1kJ·mol-1由△r G2Ө = - RTlnK2Ө求得:K2Ө = 1.68×10-19通过(1)、(2)的计算结果可知:H2Se的酸性比H2S的酸性强。
第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L -1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4,溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ,铜氨络离子能否被破坏(K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013,K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20) 解:CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+,则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时: 0.01-x x (6-0.04)+4x铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN -]= 1 mol ·L-1,问此时溶液中[FeF 63-]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少(K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103,K 稳[FeF 63-]= 1×1016) 解: ---+=+SCN FeF F SCN Fe 3][6])([36312-3 在理论上,欲使1×10-5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水,氨水的最低浓度应达到多少事实上是否可能达到这种浓度(K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107,K SP [AgI]=9.3×10-17) 解: -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233起始浓度 a 0 0达到平衡时 a-2x x x (全部溶解时:101.0-⋅=L mol x )此反应的平衡常数:9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳因此: 9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K 1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
12-4 通过配离子稳定常数和Zn 2+/Zn 和Au +/Au 的标准电极电势计算出Zn(CN)42-/Zn 和Au(CN)2-/Au 的标准电极电势,说明提炼金的反应:Zn + 2Au(CN)2-===Zn(CN)42-+ 2Au 在热力学上是自发的。
(a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、 解: 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形3XeO 三角锥 XeO 直线形13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。
8、解: 2XeF 直线形 4XeF 平面四边形 6XeF 八面体 4XeOF 四方锥 4ClF 三角锥13-9用化学方程式表达下列化合物的合成方法(包括反应条件): (a) XeF 2 (b) XeF 6 (c) XeO 39、解: )()()(21.0,4002g XeF g F g Xe MPaC −−−−→−+︒ )()(3)(66,3002g XeF g F g Xe MPa C −−−−→−+︒ HF XeO O H XeF 63326+=+13-10 完成下列反应方程式: (1) XeF 2 + H 2O → (2) XeF 4 + H 2O → (3) XeF 6 + H 2O → (4) XeF 2 + H 2 → (5) XeF 4 + Hg → (6) XeF 4 + Xe → 10、解:2424224263262324222222226312232632212XeF Xe XeF HgF Xe XeF Hg HF Xe H XeF HF XeOF O H XeF HF XeO O H XeF HFO Xe XeO O H XeF OH F O Xe OH XeF =++=++=++=++=++++=++++=+--14-5 三氟化氮NF 3(沸点-129℃)不显Lewis 碱性,而相对分子质量较低的化合物NH 3 (沸点-33℃)却是个人所共知的Lewis 碱。
(a )说明它们挥发性差别如此之大的原因;(b )说明它们碱性不同的原因。
5、解:(1)NH 3有较高的沸点,是因为它分子间存在氢键。
(2)NF 3分子中,F 原子半径较大,由于空间位阻作用,使它很难再配合Lewis 酸。
另外,F 原子的电负性较大,削弱了中心原子N 的负电性。
14-6 从盐卤中制取Br 2 可用氯气氧化法。
不过从热力学观点看,Br -可被O 2 氧化为Br 2 ,为什么不用O 2 来制取Br 2 ?14-7通Cl 2于消石灰中,可得漂白粉,而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生Cl 2 ,试用电极电势说明这两个现象。
7、解:因为Cl 2通入消石灰是在碱性介质中作用的,又因为θϕ2--2/Cl ClO θ/Cl Cl >,所以Cl 2在碱性条件下易发生歧化反应。
而在漂白粉溶液中加入盐酸后,酸性条件中, θϕϕ->/Cl Cl θHClO/Cl 22,故而如下反应能够向右进行:HClO + Cl - + H += Cl 2 + H 2O14-8 下列哪些氧化物是酸酐:OF 2 ﹑Cl 2O 7﹑ClO 2﹑Cl 2O ﹑Br 2O 和 I 2O 5 ?若是酸酐,写出由相应的酸或其它方法得到酸酐的反应。
8、解:Cl 2O 7是HClO 4的酸酐。
Cl 2O ,Br 2O 分别是HClO ,HBrO 的酸酐 14-9 如何鉴别KClO ﹑KClO 3和 KClO 4 这三种盐?9、解:分别取少量固体加入干燥的试管中,再做以下实验加入稀盐酸即有Cl 2气放出的是KClO; KClO+2HCl=KCl+Cl 2+H 2O加入浓盐酸有Cl 2与放出且溶液变黄的是KClO 3;8KC1O 3+24HCl(浓)=9Cl 2↑+8KCl+60ClO 2(黄)+12H 2O另一种则为KClO 414-10 以 I 2 为原料写出制备HIO 4﹑KIO 3﹑I 2O 5 和KIO 4 的反应方程式。
14-11(1)I 2 在水中的溶解度很小,试从下列两个半反应计算在298K 时 ,I 2饱和溶液的浓度。
I 2(s) + 2e - ≒ 2I -; Φθ= 0.535VI 2(aq) + 2e - ≒ 2I -; Φθ= 0.621V(2)将0.100mol I 2 溶解在1.00L 0.100mol.L -1 KI 溶液中而得到I 3- 溶液 。
I 3-生成反应的 Kc 值为0.752,求 I 3- 溶液中I 2 的浓度。
14-11、(1)I 2(aq )=I 2(s )K=exp (ZFE/RT ) =812K=1/[I 2(aq )] I 2(aq )=1/812=0.00123mol/L (2) I 2+I -=I 3-;K C =;所以[I 2]=解得x=0 .0934mol/L 。
14-12利用电极电势解释下列现象:在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时 ,得到蓝色溶液A ,加入过量NaClO 时 ,得到无色溶液 B ,然后酸化之并加少量固体 Na 2SO 3 于B 溶液,则A 的蓝色复现,当Na 2SO 3 过量时蓝色又褪去成为无色溶液C ,再加入NaIO 3 溶液蓝色的A 溶液又出现。
指出A ﹑B ﹑C 各为何种物质,并写出各步的反应方程式。
12、解:A :I 2 ;B :NaIO 3 ;C :NaI14-13写出碘酸和过量 H2O2反应的方程式,如在该体系中加入淀粉,会看到什么现象?13、解:HIO3+3H2O2=3O2+HI+3H2O;如果在该体系中加入淀粉,溶液慢慢变蓝,后又褪色。
14-14写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式,并说明这种类型卤化物的共同特性。
14、解:(AlCl3)2;(AlBr3)2;(AlI3)2;分子中均含有配位键14-15什么是多卤化物?与I3-离子比较,形成Br3-﹑Cl3-离子的趋势怎样?14-16什么是卤素互化物?(a)写出ClF3﹑BrF3和 IF3等卤素互化物中心原子杂化轨道,分子电子构型和分子构型。
(b)下列化合物与BrF3接触时存在爆炸危险吗?说明原因。
SbF5 ; CH3OH ; F2 ; S2Cl2(c)为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活性大?14-17 实验室有一卤化钙,易溶于水,试利用浓H2SO4确定此盐的性质和名称。
17、解:利用卤化物与浓硫酸反应的不同现象,可以鉴别。
14-18 请按下面的实例,将溴﹑碘单质﹑卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件绘成相互关系图。
第15章氧族元素15-1空气中O2与N2的体积比是21:78 ,在273K 和101.3kPa下1L水能溶解 O2: 49.10 mL ,N2:23.20mL。
问在该温度下溶解于水的空气所含的氧与氮的体积比是多少?15-2在标准状况下, 750mL含有O3的氧气,当其中所含O3完全分解后体积变为780mL ,若将此含有 O3的氧气1L通入KI 溶液中,能析出多少克I2?2、解:由方程式:2 O3=3O2可知该混合气体中含有臭氧60ml;由O3+2I-+H2O=O2+I2+2OH-;可算出析出I2的质量;(0.06/22.4)×2×126.9=0.68g;15-3 大气层中臭氧是怎样形成的?哪些污染物引起臭氧层的破坏?如何鉴别 O3,它有什么特征反应?3、解:见课本P49015-4 比较O3和O2的氧化性﹑沸点﹑极性和磁性的相对大小。
4、解:氧化性:O3>O2;沸点:O3>O2;极性:O3>O2;磁性;O3<O2.15-5少量Mn2+可以催化分解H2O2其反应机理届时如下:H2O2能氧化Mn2+为MnO2,后者又能使H2O2氧化,试从电极电势说明上述解释是否合理,并写出离子反应方程式。
5、解:H2O2+Mn2+=MnO2+2H+;MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2+2H2O15-6写出 H2O2与下列化合物的反应方程式,K2S2O8﹑Ag2O﹑O3﹑Cr(OH)3在NaOH 中﹑Na2CO3(低温)。
6、解:H2O2+ K2S2O8= K2SO4+ O2+ H2SO4HO2-+Ag2O=2Ag+OH-+O23H2O2+2Cr(OH)3+4OH-=2CrO42-+8H2O15-7 SO2与Cl2的漂白机理有什么不同?7、解:SO2的漂白作用能和一些有机色素结合成为无色的化合物. 而Cl2的漂白作用是利用HClO 的氧化性15-8 (1)把H 2S 和SO 2 气体同时通入NaOH 溶液中至溶液呈中型,有何结果?(2)写出以S 为原料制备以下各种化合物的反应方程式,H 2S ﹑ H 2S 2﹑ SF 6 ﹑SO 3 ﹑H 2SO 4﹑ SO 2Cl 2 ﹑ Na 2S 2O 4。
8、解:(1)先有一些黄色沉淀,后沉淀溶解.(2)S+H 2=H 2SS+3F 2−−→−燃烧SF 62SO 2+O 2=2SO 3 SO 3+H 2O=H 2SO 4 SO 3+SCl 2=SOCl 22NaHSO 3+Zn=Na 2S 2O 4+Zn(OH)215-9(1)纯H 2SO4是共价化合物,却有较高的沸点(657K ),为什么? (2)稀释浓H 2SO4时一定要把H 2SO4 加入水中边加边搅拌而稀释浓HNO 3与浓盐酸没有这么严格规定,为什么?9、解:(1)100%的硫酸具有相当高的沸点,是因为它的自偶电离生成H 3SO 4-,HSO 4-(2)硫酸比水重,如果将水加入硫酸中,水会浮在液体上层,溶解过程所放出的大量热,使水沸腾,造成危险.15-10将 a mol Na 2SO 4 和 b mol Na 2S 溶于水,用稀H 2SO4 酸化,若a:b 大于1/2 ,则反应产物是什么?若小于1/2 ,则反应产物是什么?若等于1/2 ,则反应产物又是什么? 10、解:大于1;2,产物为S 和Na 2SO 3 小于1:2, 产物为S 和Na 2S; 等于1:2,产物为S15-11 完成下面反应方程式并解释在反应(1)过程中,为什么出现由白到黑的颜色变化?(1)Ag + + S 2O 32-(少量) → (2)Ag + + S 2O 32-(过量) →15-11、(1)Ag ++S 2O 32-=Ag 2S 2O 3(黑色)2Ag 2S 2O 3=2Ag 2S(黑色)+2SO 2+O 2(2) Ag ++2S 2O 32-=Ag(S 2O 3)23-15-12硫代硫酸钠在药剂中常用做解毒剂,可解卤素单质﹑重金属离子及氰化物中毒。
请说明能解毒的原因,写出有关的反应方程式。
12、解:解毒卤素单质;Cl 2+S2O 32-=Cl -+SO 42- I 2+S 2O 32-=I -+S 4O 62-解毒重金属离子;Ag ++2S 2O 32-=Ag(S 2O 3)23- 解毒氰化物:15-13石灰硫磺合剂(又称石硫合剂)通常是以硫磺粉﹑石灰及水混合。