朱文祥版中级无机化学答案前七章
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第一章、酸碱理论1.下列化合物中,哪些是路易斯酸,哪些是路易斯碱?BH4-,PH3,BeCl2,CO2,CO,Hg(NO3)2,SnCl2解答:路易斯酸BeCl2,CO2,CO,Hg(NO3)2,SnCl2路易斯碱PH3,CO,SnCl22.写出下列物种的共轭酸和共轭碱:NH2,NH2,H2O,HI,HSO4-解答:共轭酸共轭碱NH3:NH4+ NH2-NH2-:NH3NH2-H2O:H3O+OH-HI:I-HSO4-:H2SO4SO42-3.下列各对中哪一个酸性较强?并说明理由。
(a) [Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+ (b) [Al(H2O)6]3+和[Ga(H2O)6]3+(c) Si(OH)4 和Ge(OH)4 (d) HClO3和HClO4(e) H2CrO4 和HMnO4 (f) H3PO4和H2SO4解答:(a) [Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+路易斯酸性:前者,中心离子电荷高,吸引电子能力大质子酸性:前者,中心离子电荷高,对O的极化能力大,H+易离解;(b)[Al(H2O)6]3+和[Ga(H2O)6]3+路易斯酸性:前者,中心离子半径小,d轨道能量低质子酸性:前者,中心离子半径小,对O的极化能力大,H+易离解;(c) Si(OH)4 和Ge(OH)4路易斯酸性:前者,中心离子半径小,d轨道能量低质子酸性:前者,中心离子半径小,对O的极化能力大,H+易离解;(d) HClO3和HClO4 (e) H2CrO4 和HMnO4 (f) H3PO4和H2SO4均为后者,非羟基氧原子多,酸性越强。
4.应用Pauling规则,(1) 判断H3PO4(pKa=2.12)、H3PO3(pKa=1.80)和H3PO2(pKa=2.0)的结构;(2) 粗略估计H3PO4、H2PO4-和HPO42-的pKa值。
解答:(1)根据pKa值判断,应有相同非羟基氧原子。
(2)H3PO4:一个非羟基氧原子,pKa值约为2;H2PO4-pKa值增加5,约为7;HPO42-pKa约为12。
北师大版本无机化学课后习题与答案北师大版本第一章物质的结构 (2)第二章分子结构 (11)第三章晶体结构 (17)第4章酸碱平衡 (22)第五章化学热力学基础 (32)第六章化学平衡常数 (49)第七章化学动力学基础 (57)第八章水溶液 (71)第9章配合物 (75)第十章沉淀平衡 (78)第十一至三十章元素化学 (85)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。
第一章3排除下列各酸在醋酸中的酸强度次序,并指出其中那些是超酸? 4指出下列物质在液氨中的酸碱行为? 5指出在100%硫酸中的酸碱行为? 8方程式10、什么是硬软酸原理?试从化学键角度解释这种现象。
12粗略估计下述各酸的pKa 值: 第三章26、谱项之间的电子跃迁需遵循什么样的规则?28、说明无水CuSO 4、Cu(H 2O)62+和Cu(NH 3)42+的颜色差异,并指出产生这些差异的原因 29、指出Mn(H 2O)62+和Fe (H 2O )63+的颜色有何特征?说明原因 30、MnO 4-中Mn 为d0组态,为什么他能有很深的颜色?说明颜色来源34、CrO 42-离子是d0配合物,但它能呈现颜色,1解释显色原因,2预言他的跃迁能量比Mn 4-高还是低?第四章6试解释二茂铁鎓离子是一种强氧化剂;二茂钴在合适的溶剂中是一中强还原剂;二茂镍易跟NO 气体反应生成7 CO 是一种很不活泼的化合物,试定性解释为什么他能跟过渡态金属原子形成稳定的化合物?跟金属结合的原子为什么是C 而不是O ?8举例说明什么叫做协同成键作用?16如果钒的羰基化合物符合EAN 规则,那么它的最简单化合物的分子式应该是什么?为什么它实际上又是不稳定的?17已知Mn2(CO)10只观测到2044~1980cm-1范围内的伸缩振动带,而Co2(CO)8观察到2071~2022cm-1的振动带以及另外两个1860cm-1和1858cm-1的振动带,试画出Mn2(CO)10和Co2(CO)8的合理的结构式?22试分析对比蔡斯盐中,乙烯与Pt2+的成键方式与金属羰基化合物中CO 与金属原子的成键方式的相同与区别点。
23在乙烯中用金属锂处理Co2(CO)8时得到一个化学式为的同的红色晶体,并放出CO,该晶体的红外光谱出现3个不同的羰基伸缩振动吸收峰2080~2000,1850和1600cm-1请据此推出他的最合理的结构式。
第五章5.4 在硼烷结构中,含有哪几种键型?请写出它们的结构简式。
无机化学习题参考答案第一章1.4.解:〔1〕H 2O 22C〔2〕S 2O 32- 3v C 〔3〕N 2O (N -N -O 方式) v C ∞〔4〕Hg 2Cl 2h D ∞〔5〕H 2C=C=CH 2 2d D 〔6〕UOF 4 C 5v 〔7〕BF 4-d T 〔8〕SClF 54v C〔9〕反-Pt(NH 3)2Cl 22h D〔10〕PtCl 3(C 2H 4)- 2v C1.B(CH 3)3和BCl 3相比,哪一个的Lewis 酸性强,为什么?一般来说,CH 3为推电子基团,Cl 为吸电子基团,因此的Lewis 酸性强。
〔BCl 3易水解;B(CH 3)3不溶于水,在空气中易燃〕2.BH 3和BF 3都可和(CH 3)2NPF 2生成加合物,在一种加合物中,B 原子和N 相连,另一种则和P 相连,绘出两种结构式,并说明形成两种结构的原因。
PFFH 3CH 3PF F H 3CH 3B BH 3F 3(该题可参考史启桢等翻译的"无机化学",作者Shriver 等,由高教社出版, 其中关于热力学酸度参数的部分,p.190-191; 或者该书的英文原版第5章的相关内容)3. 无水AlCl 3可作为傅-克烷基化反应的催化剂, 而吸水后则失效, 原因何在? 配位饱和〔6配位〕,失去Lewis 酸性4. 吸水后失效 的AlCl 3有什么方法可以脱水?因为Al 3+是典型的硬酸,与氧的亲合力很强,因此实验室不能在HCl ,NH 4Cl ,SOCl 2等气氛下加热脱水。
〔只能加强热生成 Al 2O 3后,用高温下用加C 和Cl 2用复原氯化法制备,这就不是脱水方法了〕。
第二章2.1 解:Ni 2+ d 8组态Pt 2+ d 8组态 第四周期〔分裂能小〕第六周期〔分裂能大〕P Ni ClP ClClCl P Ptrans cis四面体构型 平面四方形构型〔两种构型〕 只有一种结构 〔P 代表PPh 3〕2.2 解 〔1〕MA 2B 4〔2〕MA 3B 3M A ABB M ABA BM ABAB M A AA Btrans cis fac(面式) mer(经式) D 4h C 2v C 3v C 2v μ=0 μ≠0 μ≠0 μ≠0μfac >μmer2.3 Co(en)2Cl 2+D 2hC 2 光活异构体 C 2Co(en)2(NH 3)Cl 2+33Htrans cisCo(en)(NH3)2Cl2+3Cl333NHNH33trans(1) trans(2)cis2.4 Co(en)33+Ru(bipy)32+手性分子D3D3PtCl(dien)+dienHNCH2CH2CH2NH2NH2CH2基本上为平面分子,无手性2.5 (1) 分别用BaCl2溶液滴入,有白色沉液出现的为[Co(NH3)5Br]SO4,或分别加入AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀的为[Co(NH3)5SO4]Br。
1、教材《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2002年8月第4版。
2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,1992年5月第3版。
《无机化学》邵学俊等编,武汉大学出版社,2003年4月第2版。
《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编,高等教育出版社,1994年4月第3版。
《无机化学例题与习题》徐家宁等编,高等教育出版社,2000年7月第1版。
《无机化学习题精解》竺际舜主编,科学出版社,2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论(2学时)第一章原子结构和元素周期系(8学时)第二章分子结构(8学时)第三章晶体结构(4学时)第四章配合物(4学时)第五章化学热力学基础(8学时)第六章化学平衡常数(4学时)第七章化学动力学基础(6学时)第八章水溶液(4学时)第九章酸碱平衡(6学时)第十章沉淀溶解平衡(4学时)第十一章电化学基础(8学时)第十二章配位平衡(4学时)第十三章氢和稀有气体(2学时)第十四章卤素(6学时)第十五章氧族元素(5学时)第十六章氮、磷、砷(5学时)第十七章碳、硅、硼(6学时)第十八章非金属元素小结(4学时)第十九章金属通论(2学时)第二十章s区元素(4学时)第二十一章p区金属(4学时)第二十二章ds区元素(6学时)第二十三章d区元素(一)第四周期d区元素(6学时)第二十四章d区元素(二)第五、六周期d区金属(4学时)第二十五章核化学(2学时)1 .化学的研究对象什么是化学?●化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。
(太宽泛)●化学研究的是化学物质(chemicals) 。
●化学研究分子的组成、结构、性质与变化。
●化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。
●化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。
中级无机化学习题答案。
子原氧基羟非同相有应断判值aKp据根)1( 答解7为约5加增值aKp-4OP2H 2为约值aKp 子原氧基羟非个一4OP3H 2 。
21为约aKp-24OPH案答考参题习后课章一第碱斯易路是些哪酸斯易路是些哪中物合化列下.1 2lCnS 2)3ON(gH OC 2OC 2lCeB 3HP -4HB2lCnS 2)3ON(gH OC 2OC 2lCeB 酸斯易路答解2lCnS OC 3HP 碱斯易路碱轭共和酸轭共的种物列下出写.2-4OSH IH O2H 2HN 2HN碱轭共酸轭共答解-2HN +4HN 3HN-2HN 3HN -2HN -HO +O3H O2H-I IH -24OS 4OS2H -4OSH。
由理明说并强较性酸个一哪中对各列下.3+3]6)O2H(aG[和+3]6)O2H(lA[ )b( +2]6)O2H(eF[和+3]6)O2H(eF[ )a( 4OlCH和3OlCH )d( 4)HO(eG和4)HO(iS )c( 4OS2H和4OP3H )f( 4OnMH和4OrC2H )e(+2]6)O2H(eF[和+3]6)O2H(eF[ )a( 答解大力能子电引吸高荷电子离心中者前性酸斯易路解离易+H 大力能化极的O对高荷电子离心中者前性酸子质+3]6)O2H(aG[和+3]6)O2H(lA[)b(低量能道轨d 小径半子离心中者前性酸斯易路解离易+H 大力能化极的O对小径半子离心中者前性酸子质4)HO(eG和4)HO(iS )c(低量能道轨d 小径半子离心中者前性酸斯易路解离易+H 大力能化极的O对小径半子离心中者前性酸子质4OS2H和4OP3H )f( 4OnMH和4OrC2H )e( 4OlCH和3OlCH )d( 。
强越性酸多子原氧基羟非者后为均则规gniluaP 用应.4构结的)0.2=aKp(2OP3H 和)08.1=aKp(3OP3H、)21.2=aKp(4OP3H断判)1( 。
朱⽂祥版中级⽆机化学答案前七章第⼀章3排除下列各酸在醋酸中的酸强度次序,并指出其中那些是超酸?CH^COOH < HNO3< HCI < H2SO4< HBr < IICIO+< HF苴中,H2SO4. HF. HCLO4为超酸“4指出下列物质在液氨中的酸碱⾏为?14 CH3COOH为强酸:CH^COOH + NIh ⼀CH5COO_ + NH rH2NCONfL^j弱酸:ILNCONll, + KHj —Nil4+ IkNCONLlCH3CH2OH为册酸:CHjCHzOII + NHj=NHZ + CH5CJr2O_NaH为强碱:ll「⼗NH;—NH⼚+ H2 t5指出在100%硫酸中的酸碱⾏为?1 5 HN(h为碱;HN6 + 2H2S()4-2HSO4_ + N(h+ + H^)_ClljCOOH为緘r CHjCOOH + H2SO4—HS(V + CH^OOH?HC1Q为战:HCIO J + HiSOj ⼆出+ CIO⼚CHQH沟碱:CHH:NCONII;^M: HiNCONHi + H^-IISO/ + II2NCONI1J+SQj为酸:SQa + H2SO4 ? HAO7H2S.O7 + HaSO* = H)SO「+ HSiOr"8⽅程式IINO3⼗2H2SO^^=- 2HSO4 + N(J2+ |[Q2HCI i- 2HSO.J - + NO2++ HjO+—? NO2CI + 2ILSO4+ H s0* + Cl(3)H;0O3+ 112SO4—H J BO J++ HSO410、什么是硬软酸原理?试从化学键⾓度解释这种现象。
U0哋软赠碱原理:融働斷存兮嶼喊形成稳迫的叱含如Hu软酸趋向于与软碱略成稳弭的配令物。
根抓闻线分产轨道理论+腋⾜电f対接慢体.它的反闽性主契决定严它的LUMO (姐低空分于轨道”碱星电⼦对给何轧它的反曲性亡腔决定⽚它的HOMO (堀⾼占据分⼦⼻道】?由⼫便岐只仃咼能农的电产按临執道1-1 闻皎减低徒⽑的电产给⽚轨适HOMO.它们前域轨道的能量差别⽐较⼤、因此礎峨与盹鹹之间主离以静电件⽤+T1B叫⽜成稳宦咄为物"□此知[反,软酸R⽩能缸较低.的ZM6 机械⾙杆能M校商的它们前tftfl 道的⿓量差别⽐较闵此轨飆仔伙碱的LUMO 和HOMO 繼发%较⼤童叠* 幷通过苴价锻畔成门 g 仔询?3.1 [Co (CN) J ■(抗磯性⼈⼋⾯休./强场,低⾃關电⼦轴构为讨昭[NiF 』-(两个成单电⼦h ⼋⾯体,$弱场.⾼『I 迄电f 姑构为席⼭iCrF^]4- (4个成单电f):⼋⾯体’ 5弱场.⾺⼝旋,电f 创构均⼔%":[AuCId -(抗磁件⼈平⽽正⽅骸D 妣场*电予箱构为牲备『如[⼘应5「《5⽜成单电Ci 体,】為,电⼦黠构为⽩佥[NiF 6]2_ (抗磁性):⼏⽽体.Oh 强厢低⾃甌电⼦结构沟⼼:.|35村J ⼋潮件配仔物,&O 为册场仙仁分舉能忖 (a) Mn(H 2O)^\ (DFctElX))( d ) Co (HO) 为⾼⾃陡构⼱:CIST 为搔场配休,分裂能⼤:,闵此(f )t e (CNJ⼴为低门歳构型:NH )为⼬鲜强度配体.其与Co*配役产⽣较⼤的分製能.所W < c ) Co CNHj) /⼗为低⾃驗SCoCI+2->jilTNi]iiWJ^?由于正回⾯体场的分裂能较⼩?所LI (c)CoCl4i_为⾼⾃靈.3.6配离了中的配体吻为列场配体. 般为⾼⼱屁枸型.”1圧5“⼒少组态,炉沐分「配位时产⽣的分裂麓略⼤于电了成对能,因此(C) Co (HiO)严为低⾃旋构私 3.7 (c)的论述⽌确? F ■掬弱场配体,隔体场分裂能斬 C O F 6,_W 采収崗⼝旌构胞⽽呈噸确性*3.9 (1) 时6m= 1, 晦=2 pK? = pA| +5 = 7 ⑵ HNOjm=2, pK ⼀ 3 ⑶ IICIO 4m=3: pA= - 8 (4) IhlO,m=⼔ pK 】 = 2 P 磴=7理⼀ KJ 站汗额⼀欣站"12粗略估计下述各酸的pKa 值:第三章⾦屈 < 酸> I UMOLUMOfli!f+ I 吐£) ---------------- MOUOMi In;ei — Jhf'—3 H 4CoCL 6H:0 + 4MUCI + 20NHj + O)T4[C O CNH3) 6]CI3 + 26H2O(b)K^CriO + 7H2C;O1^2K[Cr (C2O4):3 14和园毓场⼬6"为出组态.為⾃检电⼦结构⼈J/ CFSE^-a6AcX44 0.4A l X3=-1.2A.阳⼚为?翔[态.薛门旋.Eli 构为孑l「,CFSK=-|)6A(X4+ ().4A t X4=-0.SA[品体城稳⾜化能越⾓说明配合将鶴稳定*由计算可知E/*的叫⾯休配仔物较穏従。
一、选择题在给出的4个选项中,请选出1个正确答案。
1. 下列物质中,酸的强度最大的是( D )A. HAc 4.75HAc)p θa=(K B. HCN 219HCN)p θa .(K = C. NH 4+4.75O)H NH p 23θb =⋅(K D. HCOOH 25.10HCOONa)(p θb =K 2. 某混合碱用盐酸滴定至酚酞变色,消耗V 1ml ,继续以甲基橙为指示剂消耗V 2ml ,已知V 1>V 2 ,其组成是( C )A. Na 2CO 3B. Na 2CO 3与NaHCO 3C. NaOH 与Na 2CO 3D. NaOH3. 用Na 2CO 3 为基准物质标定HCl 溶液时,下列情况对HCl 溶液的浓度不产生影响的是( A )A. 用去离子水溶解锥形瓶中的Na 2CO 3时,多加了5.0mL 去离子水B. 烘干Na 2CO 3时,温度控制300℃以上C. 滴定管未用HCl 溶液润洗D. 滴定速度太快,附着在滴定管壁上的HCl 溶液来不及流下来就读取滴定体积4. 蒸馏法测定铵盐中N 含量时,能用作吸收液的是( B )A. 硼砂B. HClC. HAcD. NH 4Cl5. 下列溶液能用HCl 或NaOH 标准溶液直接滴定的是(浓度均为0.1mol·L -1) ( D )A. NaAcB. NH 4ClC. HCND. HCOOH(K θa (HAc) = 1.79×10-5 ;K θb (NH 3) = 1.8×10-5 ;K θa (HCN) = 4.99×10-10 ; K θa (HCOOH) =1.7×10-4)6. 用返滴定法测定氨水含量,应选用的指示剂是( D )A. 酚酞B. 甲基橙C. 钙红D. 甲基红7. 用c (NaOH)=0.1000 mol·L -1的NaOH 溶液滴定相同浓度的弱酸(K a1 =8.6 ×10-2K a2 =6.3×10-7 K a3 =4.0×10-13)( B )A.有两个滴定终点,第一终点用酚酞、第二终点用甲基红指示B.有两个滴定终点,第一终点用甲基红、第二终点用酚酞指示C.只有一个终点,用酚酞指示D.只有一个终点,用甲基红指示8. 酸碱滴定中,选择酸碱指示剂可以不考虑的因素是( C )A. pH 突跃范围B. 指示剂的变色范围C. 指示剂的摩尔质量D. 要求的误差范围9. H3PO4的pKθa1, pKθa2 pKθa3分别为2.12、7.20、12.36,当pH=8.0时,H3PO4溶液体系中浓度最大的组分是( A )A. HPO42-B. H2PO4- C . H3PO4 D. PO43-二、填空题1. 下列离子HCO3―,H2O,S2-,NH4+只能作碱的是S2-,只能作酸的是NH4+,即可作酸又能作碱的是HCO3―,H2O 。
第一章原子结构和元素周期律1-1. 不可能存在的是:(1)(2)(5)(6)(7)(8)1-2. C1-3. D1-4. D1-5. A1-6. B1-7. B1-8. A为Ca ,B为Mn ,C为Br ,D 为O1-9. A为Na ,B为Mg ,C为Al ,D 为Br ,E 为I ,F 为Cr第二章分子结构与晶体结构2-1. A2-2. C2-3. B2-4. B2-5. C2-6. AD2-7. BD2-8. D2-9. LiH属于s-s,HCl属于s-p,Cl2属于p-p2-10. 主要形成离子键的有:(1),(3),(8)主要形成极性共价键的有:(2),(5),(6),(7)主要形成非极性共价键的有:(4)第三章化学热力学基础3-1. C3-2. A3-3. D3-4.U3-6. (1)不对,可通过作功形式改变温度;(2)不对,热力学能的绝对值目前无法测得,热力学第一定律表达式中有ΔU而不是U;(3)对,冰熔化成0℃水需要吸热。
3-7.3-8.133 kJ·mol-13-9.解:(1)向真空膨胀W1 =-(2)恒外压膨胀J(3)两步恒外压膨胀J由于W3>W2>W1,说明膨胀次数愈多,则体系与环境的压力差愈小,做的功愈大。
3-10.解:=0.01 m3=810.5 JU =H = 0 ,Q = W = 810.6 J第四章化学动力学基础4-1. D 4-2. D 4-3. C 4-4. D 4-5. A4-6. C 4-7. D 4-8. B第五章 化学平衡与平衡原理5-1. 增加总压平衡向左移动;注入惰性气体平衡不变;升高温度平衡向右移动。
5-2. O H 2,+O H 3。
可以作为酸的有:-3HCO ;可以作为碱的有:33,,Ac NH HCO --。
5-3. 溶解度不变。
5-4. (1)AgCl 的溶解度会降低,但对溶度积没影响; (2)AgCl 的溶解度会增加,不影响溶度积; (3)AgCl 的溶解度会增加,不影响溶度积。
2020年朱文祥版中级无机化学答案前七章精编版第一章3排除下列各酸在醋酸中的酸强度次序,并指出其中那些是超酸?4指出下列物质在液氨中的酸碱行为?5指出在100%硫酸中的酸碱行为?8方程式10、什么是硬软酸原理?试从化学键角度解释这种现象。
12粗略估计下述各酸的pKa值:第三章26、谱项之间的电子跃迁需遵循什么样的规则?28、说明无水CuSO4、Cu(H2O)62+和Cu(NH3)42+的颜色差异,并指出产生这些差异的原因29、指出Mn(H2O)62+和Fe(H2O)63+的颜色有何特征?说明原因30、MnO4-中Mn为d0组态,为什么他能有很深的颜色?说明颜色来源34、CrO42-离子是d0配合物,但它能呈现颜色,1解释显色原因,2预言他的跃迁能量比Mn4-高还是低?第四章6试解释二茂铁鎓离子是一种强氧化剂;二茂钴在合适的溶剂中是一中强还原剂;二茂镍易跟NO气体反应生成7 CO是一种很不活泼的化合物,试定性解释为什么他能跟过渡态金属原子形成稳定的化合物?跟金属结合的原子为什么是C而不是O?8举例说明什么叫做协同成键作用?16如果钒的羰基化合物符合EAN规则,那么它的最简单化合物的分子式应该是什么?为什么它实际上又是不稳定的?17已知Mn2(CO)10只观测到2044~1980cm-1范围内的伸缩振动带,而Co2(CO)8观察到2071~2022cm-1的振动带以及另外两个1860cm-1和1858cm-1的振动带,试画出Mn2(CO)10和Co2(CO)8的合理的结构式?22试分析对比蔡斯盐中,乙烯与Pt2+的成键方式与金属羰基化合物中CO与金属原子的成键方式的相同与区别点。
23在乙烯中用金属锂处理Co2(CO)8时得到一个化学式为的同的红色晶体,并放出CO,该晶体的红外光谱出现3个不同的羰基伸缩振动吸收峰2080~2000,1850和1600cm-1请据此推出他的最合理的结构式。
第五章5.4 在硼烷结构中,含有哪几种键型?请写出它们的结构简式。
第一章 酸碱理论与非水溶液化学【习题答案】1.1 因为CH 3COOH CH 3COO -+ H +(水-离子理论和质子理论:解离出H +),或CH 3COOH + H 2OCH 3COO - + H 3O +(溶剂体系理论:生成溶剂的特征阳离子),所以CH 3CO 2H 水溶液显酸性。
因为NaHCO 3 → Na ++ HCO 3-,HCO 3-+ H 2OH 2CO 3 + OH -(水-离子理论:解离出OH -,或溶剂体系理论:生成溶剂的特征阴离子),所以NaHCO 3水溶液显碱性 因为SO 3 + H 2O → H + + HSO 4-(水-离子理论和质子理论:解离出H +),或SO 3 + 2H 2O → H 3O + + HSO 4-(溶剂体系理论:生成溶剂的特征阳离子),所以SO 3水溶液显酸性。
因为Fe (H 2O )63+Fe (OH )(H 2O )52++ H +(水-离子理论和质子理论:解离出H +),或Fe (H 2O )63++ H 2O Fe (OH )(H 2O )52++ H 3O +(溶剂体系理论:生成溶剂的特征阳离子),所以Fe (H 2O )63+水溶液显酸性。
1.2 在水中,任何实验都不能反映出HBr 和HI 哪个酸性更强,即水不能区分HBr 和HI 的相对强度,因此称水“拉平”了所有的强酸,水对强酸具有“拉平”效应。
在醋酸中,大部分强酸变成了弱酸,通过测定电导率可明显显示出它们酸度的差别,因此称醋酸对它们具有“区分”效应。
1.3CH 3COOH <HNO 3HCl H 2SO 4HBr HClO 4HF<<<<<其中,H 2SO 4、HF 、HClO 4为超酸。
1.4 CH 3COOH 为强酸:CH 3COOH + NH 3 → CH 3COO -+ NH 4+H 2NCONH 2为弱酸:H 2NCONH 2 + NH 3 NH 4+ + H 2NCONH -CH 3CH 2OH 为弱酸:CH 3CH 2OH + NH 3NH 4++ CH 3CH 2O-NaH 为强碱:H -+ NH 3 → NH 2-+ H 2↑1.5 HNO 3为碱:HNO 3 + 2H 2SO 4→2HSO 4- + NO 2+ + H 3O+CH 3COOH 为碱:CH 3COOH + H 2SO 4→HSO 4-+ CH 3COOH 2+HClO 4为酸:HClO 4 + H 2SO 4H 3SO 4++ ClO 4-C 2H 5OH 为碱:CH 3CH 2OH + 2H 2SO 4→ CH 3CH 2HSO 4 + HSO 4- + H 3O +H 2NCONH 2为碱:H 2NCONH 2 + H 2SO 4→HSO 4-+ H 2NCONH 3+SO 3为酸:SO 3 + H 2SO 4H 2S 2O 7H 2S 2O 7 + H 2SO 4H 3SO 4++ HS 2O 7-1.6 根据Pauling 规则,左结构m =1,应p K a ≈2;右结构m =0,应p K a ≥ 7。
无机化学习题参考答案(II) 1.4.解:(1)H2O22C(2)S2O32-3vC(3)N2O (N-N-O方式)vC∞(4)Hg2Cl2hD∞(5)H2C=C=CH22dD(6)UOF4C5v(7)BF4-dT(8)SClF54vC(9)反-Pt(NH3)2Cl22hD(10)PtCl3(C2H4)-2vC1.B(CH3)3和BCl3相比,哪一个的Lewis 酸性强,为什么?一般来说,CH3为推电子基团,Cl 为吸电子基团,因此的Lewis 酸性强。
(BCl3易水解;B(CH3)3不溶于水,在空气中易燃)2.BH3和BF3都可和(CH3)2NPF2生成加合物,在一种加合物中,B原子和N相连,另一种则和P相连,绘出两种结构式,并说明形成两种结构的原因。
(该题可参考史启桢等翻译的"无机化学",作者Shriver等,由高教社出版, 其中关于热力学酸度参数的部分,p.190-191; 或者该书的英文原版第5章的相关内容)3. 无水AlCl3可作为傅-克烷基化反应的催化剂, 而吸水后则失效, 原因何在?配位饱和(6配位),失去Lewis酸性4. 吸水后失效的AlCl3有什么方法可以脱水?因为Al3+是典型的硬酸,与氧的亲合力很强,因此实验室不能在HCl,NH4Cl,SOCl2等气氛下加热脱水。
(只能加强热生成 Al2O3后,用高温下用加C和Cl2用还原氯化法制备,这就不是脱水方法了)。
第二章2.1 解:Ni2+ d8组态Pt2+ d8组态第四周期(分裂能小)第六周期(分裂能大)trans cis 四面体构型平面四方形构型(两种构型)只有一种结构(P代表PPh3)2.2 解(1)MA2B4(2)MA3B3trans cis fac(面式) mer(经式)D 4h C 2v C 3v C 2vμ=0 μ≠0 μ≠0 μ≠0μfac >μmer2.3 Co(en)2Cl 2+D 2hC 2 光活异构体 C 2Co(en)2(NH 3)Cl 2+trans cis Co(en)(NH 3)2Cl 2+trans(1) trans(2) cis 2.4 Co(en)33+Ru(bipy)32+手性分子D 3D 3PtCl(dien)+dien HNCH 2CH 2CH 2NH 2NH 2CH 2基本上为平面分子,无手性2.5 (1) 分别用BaCl 2溶液滴入,有白色沉液出现的为[Co(NH 3)5Br]SO 4,或分别加入AgNO 3溶液,产生浅黄色沉淀的为[Co(NH 3)5SO 4]Br 。
5 解释下列事实:①[ZnCl4]2-为四面体构型,而[PdCl4]2-却为平面正方形?解:其中Zn 为第一过渡系元素,Zn2+为d10 组态,不管是平面正方形还是四面体其LFSE 均为0,当以sp3 杂化轨道生成四面体构型配合物时配体之间排斥作用小;而Pd 为第三过渡系元素(△大)且Pd2+为d8 组态,易以dsp2 杂化生成平面正方形配合物可获得较多LFSE,所以[PdCl4]2-为平面正方形。
②Ni(II)的四配位化合物既可以有四面体构型也可以有平面正方形构型,但Pd(II)和Pt(II)却没有已知的四面体配合物?答:四配位化合物既可以以sp3 杂化生成四面体构型配合物也可以以dsp2 生成平面正方形型配合物,作为d8 组态的离子,若以dsp2 杂化生成平面正方形配合物可获得较多LFSE.虽然Ni(II)、Pd(II)和Pt(II)均为d8 组态,但Ni(II)为第一过渡系元素,分裂能绝对值小,且半径较小,当遇半径较大的配体时因空间位阻的关系,Ni(II)只能以sp3 杂化生成四面体构型配合物;而与半径较小的配体则有可能生成平面正方形构型配合物。
Pd(II)和Pt(II)分别属第二、第三过渡系元素,首先是半径较大,生成平面正方形构型没有空间障碍,其次是分裂能比Ni(II)分别大40~50 %和60~75 %以dsp2杂化生成平面正方形配合物得到的稳定化能远比四面体构型的稳定化能大得多,故采用平面正方形构型。
6 根据[Fe(CN)6]4-水溶液的13C 核磁共振谱只显示一个峰的事实,讨论它的结构。
解:13C 核磁共振谱只显示一个峰,说明6 个CN-的环境完全相同,即[Fe(CN)6]4-为正八面体结构,Fe II,d6,当与CN-强场配体配位时,应有t2g6e g0 的排布。
7 主族元素和过渡元素四配位化合物的几何构型有何异同?为什么?解:主族元素,四面体;过渡元素,有四面体和平面四边形两种可能结构。
第一章
3排除下列各酸在醋酸中的酸强度次序,并指出其中那些是超酸?4指出下列物质在液氨中的酸碱行为?
5指出在100%硫酸中的酸碱行为?
8方程式
10、什么是硬软酸原理?试从化学键角度解释这种现象。
12粗略估计下述各酸的pKa值:第三章
26、谱项之间的电子跃迁需遵循什么样的规则?
29、指出Mn(H2O)62+和Fe(H2O)63+的颜色有何特征?说明原因
30、MnO4-中Mn为d0组态,为什么他能有很深的颜色?说明颜色来源
34、CrO42-离子是d0配合物,但它能呈现颜色,1解释显色原因,2预言他的跃迁能量比
Mn4-高还是低?
第四章
6试解释二茂铁鎓离子是一种强氧化剂;二茂钴在合适的溶剂中是一中强还原剂;二茂镍易跟NO气体反应生成
7 CO是一种很不活泼的化合物,试定性解释为什么他能跟过渡态金属原子形成稳定的化合物?跟金属结合的原子为什么是C而不是O?
16如果钒的羰基化合物符合EAN规则,那么它的最简单化合物的分子式应该是什么?为什么它实际上又是不稳定的?
17已知Mn2(CO)10只观测到2044~1980cm-1范围内的伸缩振动带,而Co2(CO)8观察到2071~2022cm-1的振动带以及另外两个1860cm-1和1858cm-1的振动带,试画出Mn2(CO)10和Co2(CO)8的合理的结构式?
22试分析对比蔡斯盐中,乙烯与Pt2+的成键方式与金属羰基化合物中CO与金属原子的成键方式的相同与区别点。
23在乙烯中用金属锂处理Co2(CO)8时得到一个化学式为的同的红色晶体,并放出CO,该晶体的红外光谱出现3个不同的羰基伸缩振动吸收峰2080~2000,1850和1600cm-1请据此推出他的最合理的结构式。
第五章
解:
第七章元素与元素性质的周期性
7
2
答案:Sc :[Ar]3d 4s ;Fe :[Ar]3d
4s
;P :[Ne]3s
3p ;Cs :[Xe]6s
;Eu :[Xe]4f
6s
;
Pt :[Xe]4f 5d 6s ;Xe :[Kr]4d
5s
5p ;Br :[Ar]3d
4s
4p ;Se :[Ar]3d
4s 4p
3 +
2+ 3+ 3 +
2+ 4+ 4+ 3+ 2.金属离子Al 、Zn 、Ga 、In 、Be 、Th 、Zr 、Sc 与有机芳香配体所形成的
配合物是电致发光材料研究的重要研究对象。
写出这些离子的电子构型。
3+ 2
1 2+
2 10 3+
2 1 3+
2 1 2 答案:Al 2
:[Ne]3s 3p ;Zn 4 2 2
:[Ar]4s
3d 4 2 ;Ga 2
3 :[Ar]4s 4p ;In 2 1
:[Kr]5s
5p
;Be
+
:[He]2s ;Th
+:[Rn]7s 6d ;Zr
+:[Kr]5s 4d ;Sc
+:[Ar]4s 3d 。
3.请指出下列各组中半径最小的原子或离子:
(a )Li 、Na 、K (b )P 、As 、Bi (c )O +、O 、O -(d )S 、Cl 、Kr
(e )Pd 、Ni 、Cu
答案:(a )Li
原子。
(b )P
原子。
(c )O +离子。
(d )Cl
原子。
(e )Ni
原子。
4.请按原子或离子半径递减的顺序排列下列各组元素。
(a )Cu 、Cu
、Cu ;(b )Ni
、Pd 、Pt
;(c )O 、S
3+ 3+ 3+ 3+ 2- - +
2 -、Se 2+
; 3+
(d )La 、Eu 、Gd +
、Yb 2 +
;(e )Te 、I 、Xe 、Cs 、Ba 、La
答案:(a )Cu > Cu > Cu 。
14 9 1 10 2 6 10 2 5 10
2 4
2 2 2 2 2 2
(b )Pt + > Pd + > Ni 2 +。
(c )Se 2- 3
> S 2- 3 > O -。
3 3 (d )La 2 +
-
> Eu -
+ >Gd + > Yb +
+。
2+
3 +
(e )Te > I > Xe > Cs > Ba > La 。
5.一般而言,周期表中同一族元素从上到下原子半径逐渐增大,而铪的原子半径却比锆的
原子半径略小,请解释原因。
答案:铪紧邻镧系元素。
镧系收缩效应使其有效核电荷增至比同族上一周期的锆的有效
核电荷还略大,因此原子半径比锆的原子半径还小。
6.指出下列原子的基态具有的未成对电子数:Sc 、Ti 、Al 、Sn 、Re 、Te 、Br 、Au 、Lu 。
答案:Sc :1;Ti :2;Al :1;Sn :2;Re :5;Te :2;Br :1;Au :1;Lu :1。
7.
试预测:(a )114
号元素原子的电子排布,并指出它将属于哪个周期、哪个族?可能与
哪个已知元素的性质最为相似?(b )第
7
周期最后
1
种元素的原子序数是多少?
答案:(a )电子排布为[Rn] 5f 6d
7s 7p ,属于第
7
周期、14
族元素,应该与Pb 的性质
最相似。
14
10
2 6
(b )电子排布式为[Rn] 5f 6d 7s 7p ,原子序数为
118。
8.请按照第一电离能递增的顺序排列下列几组原子。
(a )Be 、Mg 、Ca ;(b )Te 、 I 、
Xe ;(c )Ga 、
Ge 、
In
答案:(a )Ca < Mg < Be 。
(b )Te < I < Xe ; 2
2
2
14 10 2 2
(c)In < Ga <Ge。
9.不参考有关数据,请你预测下列各组元素的电负性并按递增的顺序排列。
(a)C、N、O (b)S、Se、Cl (c)Si、Ge、Sn (d)Tl、S、Ge 答案:(a)C < N < O;(b)Se < S < Cl;(c)Sn < Ge < Si;(d)Tl≈Ge < S。
10.不参看有关数据,试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较大的电负性?(a)19和29号元素;(b)37和55号元素;(c)37和38号元素;
解:(a)29号元素。
(b)37号元素。
(c)38号元素。
12.查阅化学物理手册,找出相关数据,指出第1、2、11、12、15、16族和18族元素以下性质的周期性变化趋势:(a)熔点;(b)沸点;(c)氧化物的化学式;(d)氧化物颜色的变化
答案:(a)熔点(℃)的周期性变化趋势
第1族:Li Na K Rb Cs逐渐降低
第2族:Be Mg Ca Sr Ba逐渐降低,但Mg不符合规律
第11族:Cu Ag Au 无明显规律
第12族:Zn Cd Hg 逐渐降低
第15族:N P As Sb Bi 无明显规律
第16族:O S Se Te Po 逐渐升高,但Po降低
第18族:He Ne Ar Kr Xe 逐渐升高
(b)沸点(℃)的周期变化趋势——沸点变化的趋势和熔点变化的趋势相似
第1族:Li Na K Rb Cs 逐渐降低
第2族:Be Mg Ca Sr Ba 无明显规律
第11族:Cu Ag Au 无明显规律
第12族:Zn Cd Hg 逐渐降低
第15族:N P As Sb Bi 无明显规律
第16族:O S Se Te Po 逐渐升高,但Po降低
第18族:He Ne Ar Kr Xe 逐渐升高
(c)重要氧化物的化学式及其颜色——同族元素氧化物的化学式大致相似
第1族:通式M2O,另外Na还有Na2O2,K还有KO2。
第2族:通式MO,Ba有BaO和BaO2两种
第11族:Cu:CuO;Ag:Ag2O;Au:Au2O3
第12族:通式MO
第15族:N:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5;P~Bi:M2O3
第16族:O:O3;S:SO2、SO3;Se:SeO2、SeO3;Te:TeO2;Po:PoO2
第18族:He、Ne、Ar、Kr均无氧化物,Xe:XeO3、XeO4
(d)氧化物的颜色——同族元素从上到下氧化物的颜色逐渐加深
第1族:LiO:白色;Na2O:银白色;K2O:灰白色;Rb2O:黄褐色;Cs2O:黄橙色Na2O2:淡黄色;KO2:橙黄色
第2族:BeO、MgO:白色;CaO:灰白色;SrO:白色;BaO:黄白色,BaO2:白色第11族:CuO:黑色;Ag2O:棕黑色;Au2O3:棕色
第12族:Zn:白色;Cd:棕色;Hg:红色
第15族:N:N2O、NO:无色,NO2:红褐色,N2O3:蓝色,N2O4、N2O5无色;
P2O3~Sb2O3:白色;Bi2O3:黄色
第16族:O3:蓝色;SO2、SO3:无色;SeO2:白色;TeO2:白色;PoO2:黄色
第18族:Xe:XeO3:白色,XeO4:黄色。