四川大学无机化学第四章

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）。

第四章氧化还原与电化学离子—电子法酸性介质酸性介质））1）写出两个半反应写出两个半反应：：MnO -Mn 2+ （MnO -Mn 2++ 8H ++ 4 H O +5e SO 3SO 4+ 2H + H 2O + 3H O3）氧化剂氧化剂、、还原剂得失电子数相等还原剂得失电子数相等，，求出最小公倍数配平规律：酸性介质酸性介质，，多氧加多氧加H H +，少氧加少氧加H H 2O碱性介质碱性介质，，多氧加多氧加H H 2O ，少氧加少氧加OH OH -中性介质中性介质，，反应物加反应物加H H2O ，生成物少氧加生成物少氧加OH OH -, , 多氧加多氧加多氧加H H+4.2 电极电势: 将化学能转变为电能的装置将化学能转变为电能的装置作用原理原反应可以组成原电池2+ ZnΔG ø= 212.25KJ/mol电子流出的电极—负极负极（（-）Zn ：Zn -2e = Zn 电子流入的电极—正极（+）Cu ：电池反应电池反应：：Zn + Cu 2+ = Cu + Zn原电池符号符号：：（-）Zn | ZnSO4(c1) ‖CuSO4(c2) | Cu（+）/ Zn Cu/ Cu+ ne Cu 2+ + 2e Cu Zn 2++ 2e Zn + e Fe + 2e Fe 2+ 2e 2I Cu 2+ / Cu 2+ I 2/ I -1. 1. 金属金属—金属离子电极金属离子电极：：电极符号：Zn | Zn 2+(c) Ag | Ag +(c)电极反应：Zn 2+ + 2e Zn Ag + e Ag2. 氧化还原电极氧化还原电极：：电极符号电极符号：：Pt | Sn 4+(c 1) , Sn 2+(c 2)电对电对：：Sn 4+/ Sn 2+Sn 4++ 2e Sn2+3 . 3 . 气体气体—离子电极氢电极：Pt | H 2 ( p ) | H +(c) 电对电对：：H+/ H 22H ++2e H 2氧电极：Pt | O 2( p ) | OH -(c) O 2/ OH -O + 4e + 2H O 4OH -4. 4. 金属金属—金属难溶盐—难溶盐离子电极（难溶盐电极难溶盐电极））Ag —AgCl (s) | Cl -(c) 或Ag | AgCl (s) | Cl -(c)电对电对：：AgCl / AgAgCl + e Ag + Cl-Ag ++ e AgV ：趋势4.2.2 电极电势的产生 E 1 1 产生产生V 溶解> V 沉积金属表面带负电带负电，，附近溶液带正电E(Cu 2+ / Cu ) > E(Zn 2+/ Zn)/ Cu) -E(Zn 2+/ Zn)标准氢电极Eø（H +/ H 2）= 0.0000V 将标准氢电极和标准锌电极组成原电池将标准氢电极和标准锌电极组成原电池，，测得电动势得电动势，，可算出锌电极的标准电极电势H ( 101325Pa ）2H + (1mol/L) + 2e（-）Zn| Zn2+(1mol/L) ‖2e Zn+ 2e H 2Zn + H 2E= E+-E -= 0 -E -= 0.76V注标准电极电势只适用于溶液2 2 E Eø与得失电子数无关+e Fe= 0.77V + 2e 2Fe2+E = E(Cu/Cu) -E(Zn饱和甘汞电极饱和甘汞电极：：金属金属Hg Hg Hg表面覆盖一层氯化亚表面覆盖一层氯化亚汞（Hg 2Cl 2)，然后注入然后注入KCl KCl KCl溶液溶液E (Hg 2Cl 2/Hg ）= 0.2415V+ e Hg (l) + Cl -2多孔物质导线绝缘体-----------------------------------….......Pt 丝汞汞和甘汞汞和甘汞混合物混合物KCl 加液口...a (a (氧化型氧化型氧化型））+ + ze zeb (b (还原型还原型还原型））][][ln还原型氧化型zF RT E E +=ΘZ:电极反应式中转移的电子数电极反应式中转移的电子数E (氧化型氧化型//还原型）= E ø+ ———lg —————氧化型]a [还原型]0.0592Z 4.2.3 4.2.3 影响电极电势的因素影响电极电势的因素例[Zn 2+] =0.01mol/L Eø(Zn2+/Zn ) =-0.76V ，求E (Zn2+/Zn)+ 2e Zn ] /Cø0.01/1 = -0.82 V < E ø0.05922例[H+] = 2mol/L , 求E （MnO 4-/ Mn 2+），其他浓度均为1 mol/L——————————= 1.491 + 0.0592 / 5 lg (2 )8= 1.519 V > Eø[Mn ]/C例实验室能否用二氧化锰与盐酸作用制取氯气MnO2+ 4HCl = MnCl2+ ClEø( MnO2/Mn2+) < Eø( Cl2/ Cl-) E < 0MnO 2+ 4H ++ 2e = Mn 2++ 2H 2O （[ H+Cl 2+ 2e = 2Cl-E = E (Cl / Cl -)= E ø+ 0.0592 / 2 lg——————= 1.29 V P Cl / P ø( [Cl -] / C ø)2例电对：Ag ++ e -AgEø(Ag +/Ag) = 0.779V在溶液中加入NaCl ，使[Cl -] = 1mol·L -1,计算E (Ag +/Ag) 为多少多少？？[Ag ] = ———= 1.6 ×10[Cl -]E = Eø+ 0.0592 lgK spø= 0.221VAg +/Ag 后，形成新的AgCl/Ag 电极E ø(Ag +/Ag)E ø(AgCl/Ag)Eø(AgBr/Ag)E ø(AgI/Ag)K ø减小减小减小浓度对E 的影响：（1）对与酸度无关的电对对与酸度无关的电对，，如：M + e M , ————[M （3）电对中氧化型和还原型物质生成沉淀（弱电解质或配合物弱电解质或配合物），），），对对E 的影响4.2.4 电极电势的应用2 Fe3++ Sn2+2Fe2+ + Sn4+E ø(Sn 4+/ Sn 2+ ) = 0.15 V氧化还原反应总是自发地由较强氧化剂与较强还原剂相互作用较强还原剂相互作用，，向生成较弱还原剂和较弱氧化剂方向进行和较弱氧化剂方向进行。

教学大纲一、课程基本信息课程名称：物理化学（Physical Chemistry）课程号（代码）：20307130,20307030,20306930,20306830,20315930,20320840,30829720，30829840 课程类别：类级平台课（必修）学时学分：理科类：102学时，6学分，工科类：72学时，4学分；医药类：药学68学时，4学分；医检、卫检：51学时，3学分。

前修课程：无机化学、分析化学、有机化学、大学物理、大学数学等开课时间：大学二、三年级课程教材：理科：《物理化学》(上、下册),袁永明,何玉萼,薛英，胡常伟编，四川大学出版社，1998年工科：《物理化学教程》，周鲁主编，科学出版社， 2002年医药类：《物理化学》（第5版），侯新朴，詹先成等编，人民卫生出版社，2003年开课单位：四川大学物理化学教研室任课教师：周鲁（教授）、薛英（教授）、卫永祉（教授）、何玉萼（教授）、李象远（教授）、龚茂初（教授）、高翔（副教授）、杨华清（副教授）、翟淑华（讲师）、谈宁馨（讲师）、童冬梅（讲师）、林涛（讲师）、唐星烁（讲师）、胡安明（讲师）、张文华（讲师）、周歌（讲师）。

适用专业：四川大学化学学院、生命学院、化学工程学院、高分子材料与工程学院、材料科学与工程学院、轻纺与食品学院、建筑与环境学院、制造科学与工程学院、药学院、临床医学院、公共卫生学院等11个学院化学、应用化学、材料化学、生命科学、生物技术、化学工程、化学工艺、化学冶金、生物化工、药学、医检、卫检、安全工程、皮革、食品、纺织、塑料、铸造、无机材料、高分子材料、金属材料、环境科学、环境工程、给排水工程、生物医学工程、制药工程等27个专业本科生。

二、课程的内容和任务物理化学是化学科学的一个重要分支学科。

它借助于数学、物理学等基础科学的理论及实验方法，从物质的物理现象和化学现象的联系入手 , 研究化学反应的平衡规律和速率规律，以及这些规律在科研、生产、生活实践中的应用。

2021年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：无机及分析化学〔含仪器分析〕科目代码：613适用专业：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学与物理、绿色化学、化学生物学、放射化学〔试题共5页〕〔可带计算器、答案必须写在答题纸上〕一、选择题〔每题2分，共30分〕1、以下卤化物中，共价性最强的是A 、BeI 2B 、LiBrC 、RbClD 、LaF 32、有关H 3PO 4, H 3PO 3, H 3PO 2不正确的论述是A 、氧化态分别是+5，+3，+1B 、P 原子是四面体几何构型C 、三种酸在水中离解度相似D 、都是三元酸3、(CN)2是拟卤素，以下反响与卤素无相似之处的是A 、---=++22(CN)+2OH CN OCN H OB 、+==+2222(CN)2O 2CO NC 、与卤素反响生成CNBr 、CNCl 等D 、与银、汞、铅反响得难溶盐4、根据软硬酸碱理论，以下离子不是硬酸的是A 、+3LuB 、+4TiC 、+2ZnD 、+Cs5、以下离子与过量的KI 溶液反响只得到澄清的无色溶液的是A 、+2CuB 、+3FeC 、+2HgD 、+22Hg6、能用NaOH 溶液别离的离子对是A 、+3Cr 和+3FeB 、+2Sn 和+2ZnC 、+3Cr 和+3AlD 、+Ag 和+2Cu7、红外光谱仪光源使用A 、空心阴极灯B 、能斯特灯C 、氘灯D 、碘钨灯8、某化合物的红外光谱在--130403010cm 和--116701620cm 处有吸收带，该化合物可能是A 、B 、C 、D 、9、某化合物分子为C 10H 14，1HNMR 谱图如下：有两个单峰a 峰δ=7.2，b 峰δ=1.3；峰面积之比：a:b=5:9，试问结构式为A 、B 、C 、D 、10、镇静剂药的气相色谱图在3.50min 时显示一个色谱峰，峰底宽度相当于0.90min ，在1.5m 的色谱柱中理论塔板数是A 、62B 、124C 、242D 、48411、在色谱法中，定性的参数是A 、保存时间B 、峰面积C 、色谱柱长D 、流动相12、取3-⋅1mol L 一元弱酸HAc 溶液，与2-⋅1mol L NaOH 溶液混合，混合后的pH 为A 、=+NaAc a HAc C pH pK lg CB 、=+HAc a NaAcC pH pK lg C C、+=[H ] D、+=[H ]13、以EDTA 滴定相同浓度的金属离子M ，检测终点时∆=pM 0.20，=7.0K '(MY)10，假设要求终点误差为0.1%，那么被测金属离子M 的最低原始浓度为A 、0.10-⋅1mol LB 、0.20-⋅1mol LC 、0.010-⋅1mol L-⋅1mol L 14、在一定酸度下，用EDTA 滴定金属离子M 。

四川大学化学学院2017年硕士研究生招生复试名单姓名报考专业名称曹静无机化学崔超慧无机化学董雪华无机化学郭琪无机化学何诗雨无机化学姬励无机化学刘鑫无机化学罗贸兰无机化学屈浪无机化学徐雪梅无机化学杨云江无机化学张莹无机化学郑燕玲无机化学朱秋红无机化学陈滔分析化学邓小兰分析化学杜静分析化学范小根分析化学范煜分析化学何巧分析化学何雅秦分析化学衡月容分析化学胡加西分析化学胡婧分析化学胡雪梅分析化学黄丹分析化学黄丽分析化学雷静分析化学李文静分析化学刘蕾分析化学罗晶分析化学罗亚分析化学彭茜茜分析化学蒲娟分析化学石红丽分析化学水雨分析化学宋玉梅分析化学孙海峰分析化学孙甲分析化学唐丹分析化学王冰分析化学王欢分析化学王礼娟分析化学王学羽分析化学王彦莹分析化学吴俐鸿分析化学吴铉分析化学吴益分析化学徐毓炜分析化学余格婷分析化学张亚分析化学周冰煜分析化学周素荣分析化学朱悦分析化学陈小旺有机化学陈雪有机化学董沛有机化学杜娟有机化学方再香有机化学冯政淮有机化学高敬硕有机化学何模云有机化学胡林峰有机化学黄正松有机化学金松杨有机化学柯超琦有机化学李伟伟有机化学廖晨童有机化学米艳有机化学庞振国有机化学彭超有机化学蒲继洋有机化学蒲兴文有机化学税凤有机化学孙英有机化学唐子夜有机化学文章来源：文彦考研旗下四川大学考研网。

第四章 化学平衡本章总目标：1：了解化学平衡的概念，理解平衡常数的意义； 2：掌握有关化学平衡的计算； 3：熟悉有关化学平衡移动原理。

各小节目标： 第一节：化学平衡状态1：熟悉可逆反应达到平衡的特征——反应体系中各种物质的生成速率分别等于其消耗的速率，各种物质的浓度将不再改变。

2：了解平衡常数、平衡转化率这两个概念的意义。

第二节：化学反应进行的方向学会运用标准平衡常数判断化学反应的方向：Q K θ>时，反应向逆向进行。

Q K θ<向正反应方向进行。

Q K θ=时体系达到平衡状态。

第三节;标准平衡常数K θ与r m G θ∆的关系1：掌握化学反应等温式(ln r m r m G G RT Q θ∆=∆+)，当体系处于平衡状态的时候Q K θ=ln r mG RT K θθ⇒∆=-。

2：重点掌握运用公式r m r m r m G H T S θθθ∆=∆-∆进行热力学数据之间的计算。

第四节：化学平衡的移动1：熟悉温度、浓度、压强对化学平衡的影响， 2：熟练地根据条件的改变判断平衡移动的方向。

习题一 选择题1.可逆反应达平衡后，若反应速率常数k 发生变化，则标准平衡常数（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.一定发生变化B. 一定不变C. 不一定变化D. 与k 无关2.反应：2CO （g ）+O 2（g 2（g ）在300K 时的Kc 与Kp 的比值约 为（ ）A.25B.2500C.2.2D.0.043.反应的温度一定，则下列的陈述中正确的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.平衡常数能准确代表反应进行的完全程度B.转化率能准确代表反应进行的完全程度C. 平衡常数和转化率都能准确代表反应进行的完全程度D. 平衡常数和转化率都不能代表反应进行的完全程度4.相同温度下：2H2（g）+S2（g2S（g）Kp12Br2（g）+2H2S（g2（g）Kp2H2（g）+Br2（g）（g）Kp3则Kp2等于（）A. Kp1· Kp3B.（Kp3）2/ Kp1C. 2Kp1· Kp3D. Kp3/ Kp15.下列反应中，K˚的值小于Kp值的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A. H2（g）+Cl2（g）== 2HCl（g）B. 2H2（g）+S（g）== 2H2S（g）C. CaCO3(s) == CaO(s)+CO2(g)D.C（s）+O2（g）== CO2（g）6.N2（g）+3H2（g3（g），H=-92.4KJ·mol-1，473K时，三种混合气体达平衡。

无机化学（上）课程重点大纲第一章原子结构和元素周期系1．了解氢原子光谱和玻尔理论的要点。

2．掌握波粒二象性，德布罗意假设，海森堡测不准原理等概念。

3．重点掌握四个量子数的定义和它的取值要求，并能正确写出任何一个指定电子的正确的四个量子数，以及电子层，能级，原子轨道和运动状态的定义和它们与四个量子数的关系。

4．了解波函数的角度分布和径向分布的图形以及与四个量子数的关系；波函数，电子云和几率的区别。

（特别是s，p和d三种原子轨道的基本形状和在空间的不同伸展方向）5．掌握屏蔽效应和钻穿效应的定义以及用它们解释能级能量的高低（注意能级交错现象）。

6．重点掌握能级组的分组情况(包括含有哪些能级和能量高低排列)，对应的周期数和组内的状态数。

7．要求熟练地写出指定元素的核外电子排布式，价电子构型以及所在的周期，族数，元素所在分，最高氧化态等信息。

8．掌握原子半径和离子半径，电离势，电子亲合势和电负性的定义以及它们的主要应用和在周期表中的变化规律。

第二章分子结构1．掌握共价键的定义和特征，重点是σ键和Π键的定义和性质以及区别。

2．重点掌握价层电子对互斥理论的规则，要求能熟练地应用它来判断分子或离子的价电子对空间构型和分子离子空间构型。

3．重点掌握杂化轨道的类型和空间构型，并能正确判断一般共价分子的成键情况和空间构型(包括σ键数，孤对电子数，杂化类型，杂化轨道空间构型和分子空间构型等内容)。

4．掌握离域大π键的定义，形成条件，并要求正确判断分子中是否有大π键存在以及大π键的类型。

5．掌握分子轨道理论的基本概念，要求能正确写出第二周期非金属的双原子分子或离子的分子轨道排布式，并通过键级的大小判断它们的稳定性大小。

6．掌握各种键参数（键能，键长，键角，键的极性）的定义，并能正确判断分子是极性还是非极性的？哪些分子具有磁性以及磁性大小的估算方法？7．掌握分子间作用力和氢键的基本概念和它们的特点，要求能正确判断分子之间存在哪些分子间力(包括取向力，诱导力，色散力和氢键)。

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33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -⨯⨯⨯===⨯⨯４．解：pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律ii n p p n=p (N 2) = 7.6⨯104 Pap (O 2) = 2.0⨯104 Pa p (Ar) =1⨯103 Pa６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ⨯（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =⨯ （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa 0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 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）V 1 = 38.3⨯10-3 m 3= 38.3L（2） T 2 =nRpV 2= 320 K （3）-W = - (-p ∆V ) = -502 J （4） ∆U = Q + W = -758 J （5） ∆H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ∆= - 226.2 kJ·mol -1 12.解：m r H ∆= Q p = -89.5 kJ m r U ∆= m r H ∆- ∆nRT= -96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ =m f H ∆(CO 2, g) = -393.509 kJ·mol -121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g) m r H ∆ = 86.229 kJ·mol -1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ = -8.3 kJ·mol -1各反应m r H ∆之和m r H ∆= -315.6 kJ·mol -1。