第13章 氢和稀有气体 13-1 氢作为能源，其优点是？目前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点： （1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； （2）氢气燃烧时放出的热量很大； （3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； （4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。 发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用 13-2按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？ BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI 13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。 3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。 13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？ 4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。 这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。 密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。 13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a ）温度最低的液体冷冻剂；（b ）电离能最低 安全的放电光源；（c ）最廉价的惰性气氛。 13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH 、HeH + 、He 2+ 粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在？ 13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF 7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形
第13章氢和稀有气体 13-1 氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点： （1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； （2）氢气燃烧时放出的热量很大； （3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； （4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。 发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用 13-2按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？ BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI 13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。 3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。 13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？ 4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。 这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。 密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。 13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a ）温度最低的液体冷冻剂；（b ）电离能最低 安全的放电光源；（c ）最廉价的惰性气氛。 13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH 、HeH +、He 2+ 粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在？ 13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF 7、 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 3 9、解： )()()(21.0,4002g XeF g F g Xe MPa C ????→?+? )()(3)(66,3002g XeF g F g Xe MPa C ????→?+? HF XeO O H XeF 63326+=+
第一章原子结构和原子周期系 1-1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）答：（a）[Ar]4s1（b）[Ne]3s23p1（c）[Ne]3s23p5（d）[Ar]3d54s2（e）[Ar] 3d104s1（f）[Ar]4s24p3 1-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道，填入轨道的电子用箭头表示。 （a）Be （b）N （c）F （d）Cl-（e）Ne+（f）Fe3+（g）As3+ 1-3 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？ 1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳？Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+ 答：Al3+和Sc3+具有8电子外壳。 1-5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那个区、哪个族、哪个周期。 答：（a）p区，ⅦA族，第三周期（b）d区，Ⅷ族，第四周期（c）s区，ⅡA族，第五周期（d）f区，ⅢB族，第六周期（e）ds区，ⅠB族，第六周期 1-6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。答：Ti位于第四周期ⅣB族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2； Ge位于第四周期ⅣA族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2； Ag位于第五周期ⅠB族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1； Rb位于第五周期ⅠA族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1； Ne位于第二周期0族，它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。 1-7某元素的基态价层电子构型为5d36s2，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。 答：该元素的基态原子电子组态为[Xe] 4f126s2。
精心整理此为宋天佑教授在吉林大学采用本书授课的实际教学进度，需要注意的是：1.为满足物理学背景的学生需要，将理论部分集中，故将配位化学一章提前讲授。 2.第五章价层电子对互斥理论讲解与教材略有差别。 2013级教学进度 1.旋转和对称轴 2.反映和对称面 3.反演和对称中心 1.3.2晶体和点阵 1.3.3晶系和点阵型式 1.7个晶系
2.14种空间点阵型式 1.3.4晶胞 课间ppt186 1.4酸碱理论 1.4.1阿仑尼乌斯理论1.4.2布朗斯特酸碱理论 1.酸碱定义 2.酸碱反应 2.1.2热力学第一定律 2.1.3体积功 2.2热化学 2.2.1化学反应的热效应 1.恒容反应热 课间ppt65 2.恒压反应热
3.反应进度与摩尔反应热 （第4次课 4.Q p和Q V的关系 2. 2. 2盖斯定律 2. 2. 3生成热 1.生成热定义 2.标准生成热的应用2.3化学反应进行的方向 第二章共用约5学时。 第三章化学平衡 3.1平衡常数 3. 1. 1经验平衡常数 3. 1. 2标准平衡常数 3.2化学反应等温式 3.3化学平衡的移动
（第6次课 3.4.几种重要的化学平衡 3. 4. 1水的解离平衡 3. 4. 2弱酸和弱碱的解离平衡1.一元弱酸和弱碱的解离平衡 课间ppt121 2.缓冲溶液 4.自旋量子数m s 4. 2. 2与波函数相关的图像 1.概率和概率密度概念 2.电子云图 3.径向分布和角度分布 4.径向概率分布图 5.角度分布图 课间ppt145
4.3核外电子排布和元素周期律 4. 3. 1多电子原子的能级 4. 3. 2核外电子排布 1.排布原则 2.核外电子的排布 4. 3. 3元素周期表 1.元素的周期 第五章分子结构和共价键理论 5.1价键理论 5. 1. 1共价键的形成 5. 1. 2共价键的饱和性和方向性 5. 1. 3共价键的键型 1.σ键 2.π键
第八章配位化合物 思考题 1. 以下配合物中心离子的配位数为6，假定它们的浓度均为0.001mol·L-1，指出溶液导电能力的顺序，并把配离子写在方括号内。 (1) Pt(NH3)6C14(2) Cr(NH3)4Cl3(3) Co(NH3)6Cl3 (4) K2PtCl6 解：溶液导电能力从大到小的顺序为[Pt(NH3)6]C14>[Co(NH3)]6Cl3>K2[PtCl6]> [Cr(NH3)4Cl2]Cl 2. PtCl4和氨水反应，生成化合物的化学式为Pt(NH3)4Cl4。将1mol此化合物用AgN03处理，得到2molAgCl。试推断配合物内界和外界的组分，并写出其结构式。 解：内界为：[PtCl2(NH3)4]2+、外界为：2Cl-、 [PtCl2(NH3)4]Cl2 3.下列说法哪些不正确? 说明理由。 (1) 配合物由内界和外界两部分组成。不正确，有的配合物不存在外界。 (2) 只有金属离子才能作为配合物的形成体。不正确，有少数非金属的高氧化态离子也可以作形成体、中性的原子
也可以成为形成体。 (3) 配位体的数目就是形成体的配位数。不正确，在多齿配位体中配位体的数目不等于配位数。 (4) 配离子的电荷数等于中心离子的电荷数。 不正确，配离子电荷是形成体和配体电荷的代数和。(5) 配离子的几何构型取决于中心离子所采用的杂化轨道类型。正确 4．实验测得下列配合物的磁矩数据(B.M.)如下: 试判断它们的几何构型，并指出哪个属于内轨型、哪个属于外轨型配合物。 5.下列配离子中哪个磁矩最大? [Fe(CN)6]3-[Fe(CN)6]4-[Co(CN)6]3-[Ni(CN)4]2-[Mn(CN)6]3-
无机化学第六章习题答案-宋天佑-第二版
6—1 巴尔麦公式λ=B n 2 n?4 里德堡公式σ=R H（1 n12?1 n22 ） 指出上述两个公式之间的内在联系，并由R h=1.097×105cm-1求出巴尔麦公式中的常数B的数值（以pm为单位） 解：波长λ与波数σ之间互为倒数关系，既 σ=1 λ 将巴尔麦公式λ=B n 2 n?4 的两端分别取倒数，得 σ =1 B n2?4 n2 =4 B （1 4 ?1 n ） 里德堡公式σ=R h（1 n12?1 n22 ）中当n1=2时即表现为巴尔麦公式，且 有R H=4 B 故B=4 R H 将B的数值代入其中，得 B=1 1.097×10cm =3.646×105cm-1=3.646×105pm 6-2 根据里德堡公式求算，氢原子核外电子由n2=3能级跃迁至n1=1能 级时放出的波数和以pm为单位的波长 解:里德堡公式σ=R H（1 n12?1 n22 ） σ=1.097×λcm-1(1 1-1 3 )=9.75×λcm-1 λ=1 σ =1 9.75×104cm?1 =1.03×10-5cm=1.03×105pm 6-3
钠的特征黄光波长为588nm ，求这种光的频率及光子的能量。 解：光波的波长λ，频率υ和光速c 只之间的关系为 λ=c υ 将题设数据带入其中，得 υ= 3.00×108m×s ?1 588nm =5.10×1014S -1 光子的能量E 与频率的关系为 E=h υ 将数据带入其中，得 E=6.626×10-34JS×5.10×1014S -1=3.38×10-19J 6-4 若核外某电子的动能为13.6eV ，求该电子徳不罗意波的波长 解：先将13.6eV 转换成以J 为单位的能量 E= 12 mv 2 得v=√ 2×13.6×1.602×10?19J 9.11×10kg =2.19×106ms -1 动量p=mv=9.11×10-31kg×2.19×106ms -1=2.00×10-24kgms -1 λ=? p = 6.626×10?34Js 2.00×10kgms = 3.31×10-10m λ=3.31×102pm 6-5 用量子数n ，l ，m 对原子核外n=4的所有可能的原子轨道分别进行描述。 解：n=4，则l=0，1,2,3. L=0 m=-1,0，+1 L=2 m=-2，-1,0，+1，+2
第二章 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H3C—O—CH3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
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）。 n1n2 1(来曼光谱) 1 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 ？
无机化学课后习题答案 第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案 1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。 2．解：氯气质量为2.9×103g。 3．解：一瓶氧气可用天数 ４．解： = 318 K ℃ ５．解：根据道尔顿分压定律 p(N2) = 7.6?104 Pa p(O2) = 2.0?104 Pa p(Ar) =1?103 Pa ６．解：（1）0.114mol; （2） （3） 7.解：（1）p(H2) =95.43 kPa （2）m(H2) = = 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol （2）ξ = 2.5 mol 结论: 反应进度(ξ)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 = Q p -p V = 0.771 kJ 10.解：（1）V1 = 38.310-3 m3= 38.3L （2）T2 = = 320 K （3）-W = - (-p?V) = -502 J （4）?U = Q + W = -758 J （5）?H = Q p = -1260 J 11.解：NH3(g) + O2(g) NO(g) + H2O(g)= - 226.2 kJ·mol-1 12.解：= Q p = -89.5 kJ = -?nRT = -96.9 kJ 13.解：（1）C (s) + O2 (g) →CO2 (g) = (CO2, g) = -393.509 kJ·mol-1 CO2(g) + C(s) → CO(g) = 86.229 kJ·mol-1 CO(g) + Fe2O3(s) →Fe(s) + CO2(g) = -8.3 kJ·mol-1