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第二章 原子结构和元素周期律 习题解答1.简单说明四个量子数的物理意义和量子化条件。
2.定性画出s, p, d 所有等价轨道的角度分布图。
3.下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？(1)2, 1, 0n l m ===； (2)2, 2, 1n l m ===-；(3) 3, 0, 0n l m ===； (4)3, 1, 1n l m ===+；(5)2, 0, 1n l m ===-；(6)2, 3, 2n l m ===+。
解 (2)，(5)，(6)组不合理。
因为量子数的取值时要求l < n ，m ≤ l 。
4.用合理的量子数表示(1)3d 能级；(2)2p z 原子轨道；(3)4s 1电子。
解 (1)3d 能级的量子数为：n = 3，l = 2。
(2)2p z 原子轨道的量子数为：n = 2，l = 1，m = 0。
(3)4s 1电子的量子数为：n = 4，l = 0，m = 0，m s =12+。
5.在下列各组量子数中，恰当填入尚缺的量子数。
(1) n =?，l =2，m =0，m s = +1/2； (2) n =2，l =?，m =-1，m s =-1/2； (3) n =4，l =2，m =0，m s = ?； (4) n =2，l =0，m =?，m s = +1/2。
解 (1)n ≥ 3正整数； (2)l = 1； (3)m s = +½(或-½)； (4)m = 0。
6.下列轨道中哪些是等价轨道？x x x y z 2s, 3s, 3p , 4p , 2p , 2p , 2p 。
解 对氢原子： (n 相同)(x y z 2s, 2p , 2p , 2p )；(x 3s, 3p 3s ，3p x )。
对多电子原子：(n 、l 相同)(x y z 2p , 2p , 2p )。
7.下列各元素原子的电子分布式各自违背了什么原理？请加以改正。
一．选择题1．一化学反应系统在等温定容条件下发生一变化，可通过两条不同的途径完成： （1）放热10 kJ ，做电功50 kJ ；（2）放热Q , 不做功，则（ ）A. Q = －60kJB. Q = －10 kJC. Q = －40kJD. 反应的Q V =－10kJ 解：选A 。
2．在298 K ，下列反应中θm r H ∆ 与θm r G ∆ 最接近的是（ ）A. CCl 4 (g) +2H 2O (g) =CO 2 (g) + 4HCl (g)B. CaO (s) +CO 2 (g) =CaCO 3 (s)C. Cu 2+ (aq) + Zn (s) =Cu (s) + Zn 2+ (aq)D. Na (s) +H 2O (l) =Na +(aq)+½H 2 (g)+OH －(aq)解：选C 。
∵ θθθθθθr m r m r m r m r m r mΔG ΔH ΔS ΔS = 0 , ΔG ΔH T =-≈当时 ∴反应C 中反应物和生成物中无气体物质、物态也无变化，θr mΔ S 值较小。
3．已知反应 2H 2 (g) +O 2 (g)= 2H 2O (g) 的 ∆r H m Θ= -483.63 kJ·mol –1，下列叙述正确的是（ ） A. ∆f H m θ(H 2O,g) = -483.63 kJ·mol –1B. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示Δξ = 1 mol 时系统的焓变C. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示生成1 mol H 2O (g) 时系统的焓变D. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示该反应为吸热反应解：选B 。
A 错，根据Δf H m θ定义,H 2O (g)的系数应为1。
C 错，该方程为表示生成2 mol H 2O (g) 时系统的焓变。
第二章 习题解答2－10解：（1）×；（2）×；（3）√；（4）×；（5）×；（6）×；（7）×；（8）×；（9）；（10）×；（11）×2－11解：（1）敞开体系；（2）孤立体系；（3）敞开体系；2－12解：（1） Q =100kJ W=-500 kJ △U = Q + W=-400 kJ（2）Q =-100kJ W=500 kJ △U = Q + W=400 k2－13解：因为此过程为可逆相变过程，所以Q p =△H= ·mol -1W=-p 外△V ≈-n R T =-×=- kJ ·mol -1 △U = Q + W= +（-）= kJ ·mol -12－14解：（1）r m B f m Bf m 2f m f m f m 231B)3CO g Fe,s 3CO,g Fe O ,s 3393.51203(110.52)(822.2)26.77kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=⨯-⨯-⨯---=-⋅∑（（，）+2（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ（2）r m B f m Bf m 2f m 2f m f m 21B)CO g H ,g CO,g H O,g 393.510(110.52)(241.82)41.17kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=-----=-⋅∑（（，）+（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ（3）r m B f m Bf m 2f m f m 2f m 31B)6H O l NO,g 5O ,g 4NH ,g 6285.834(90.25)504(46.11)1169.54kJ mol H H H H H H -∆=ν∆=∆∆-∆+∆=⨯-⨯-⨯-⨯-=-⋅∑（（，）+4（）（）（）（）+ΘΘΘΘΘΘ2－15解：乙醇的Θm f H ∆反应r m H ∆Θ为：（4） 2C （s ，石墨）+3H 2（g ）+1/2O 2（g ）= C 2H 5OH （l ），所以：反应（4）=反应（2）×2+反应（3）×3-反应（1）r m r m r m r m -1(4)2(2)3(3)(1)2(393.5)3(571.6)(1366.7)1135.1kJ mol H H H H ∆=∆+∆-∆=⨯-+⨯---=-⋅ΘΘΘΘ对反应2C （s ，石墨）+ 2H 2（g ）+ H 2O （l ）= C 2H 5OH （l ）r m f m f m 2f m 2f m 1()(H O,l)2(H ,g)2(C,s)1135.1(285.83)2020849.27kJ mol H H H H H -∆=∆-∆-∆-∆=----⨯-⨯=-⋅乙醇ΘΘΘΘΘ虽然，该反应的r m H ∆Θ＜0（能量下降有利），但不能由r m H ∆Θ单一确定反应的方向，实际反应中还须考虑其他因素，如：混乱度、反应速率等。
第二章习题解答[2-01] 玻尔氢原子模型的理论基础是什么？简要说明玻尔理论的基本论点，简要说明玻尔理论的成功之处和不足。
答：玻尔氢原子模型的理论基础依然是经典力学理论，只不过是加入了由氢原子光谱研究得到的限制性条件，得出了电子发射或吸收光能的相对正确结论。
玻尔理论的基本论点包括：(1) 在原子中，电子不能沿着任意的轨道绕核旋转，而只能在某些特定的、符合一定条件的圆球形轨道上运动，即其角动量必须满足w=mvr=nh/2π，其中h为普朗克常数。
电子在满足该条件的轨道上运动时，并不放出能量，每一个轨道所具有的能量状态，称之为一个能级。
(2) 电子的轨道离核越远，其能量也就越高。
在稳定状态下，所有的电子，尽可能处在离原子核最近的轨道上，以使得整个原子具有较低的能量。
当外界给予电子能量时，即电子受到激发时，如高温、带电粒子的冲击等，电子就会跃迁到离核较远的轨道上，此时电子处于激发状态。
(3) 只有当电子从高能激发态跃回到低能稳定态时，原子才会以光子的形式向外放出能量。
光量子的能量大小为电子跃迁时，高低能级的差值，即：△E =E2－E1= hν。
玻尔理论的成功之处和不足：由于玻尔将量子化的概念，引入到了原子模型中，打破了经典力学中，能量是连续变化的框框，成功地说明了原子光谱为线状光谱的实验事实，并且理论计算所得之谱线频率与实验数值十分吻合。
但是，由于玻尔理论的主要依据和处理方法仍没有完全脱离经典力学的束缚，除了氢原子光谱外，其理论无法解释任何一个多电子原子的光谱，比如He原子光谱。
后来的实验证明，在氢原子光谱中还包含着更为精细的谱线结构，而这一点，玻尔理论也无法给出合理的解释。
因此，玻尔理论并没有真正解决原子结构的实际问题。
[2-02] 简要叙述证明光和电子都具有波粒二象性的实验依据。
答：光的波粒二象性实验依据主要来自于光电效应、光压现象及光经过大星球附近时发生的光弯曲现象。
电子的波动性主要来自于电子衍射实验现象。
第一章 化学计量、误差和数据处理题解1-1称取纯金属锌0.3250g，溶于HCl 后，在250ml 容量瓶中定容，计算该标准Zn 2+溶液的浓度。
解：1Zn Zn Zn L mol 01988.02500.039.653250.0V M m c 2−⋅=×=×=+1-2计算下列溶液的滴定度T ，以g / ml 表示：①c (HCl) = 0.2015mol·L -1的HCl 溶液，用来测定Ca(OH)２、NaOH； ②c (NaOH) = 0.1732mol·L -1的NaOH 溶液，用来测定HClO 4、CH 3COOH。
解：（1）Ca(OH)2 ＋ 2HCl ＝ CaCl 2 ＋ 2H 2O ； NaOH ＋ HCl ＝ NaCl ＋ H 2O令x 表示待测物的计量系数，b 表示测定滴定物的计量系数，则滴定度滴与定物的量浓度的关系为：3/10−=x B B x M C bxTmlg M C T mlg M C T NaOH B HCl NaOH OH Ca B HCl OH Ca /10060.800.40102015.0111011/10465.709.74102015.0211021333/33)(3/)(22−−−−−−×=×××=××=×=×××=××=（2）3/10−=x B B x M C bx Tmlg M C T mlg M C T COOH CH B NaOH COOH CH HClO B NaOH HClO /1004.105.60101732.01011/1074.146.100101732.01011233/233/3344−−−−−−×=××=××=×=××=××=1-3有一NaOH 溶液，其浓度为0.5450mol·L -1，取该溶液100.0ml，需加水多少ml 方能配成0.5000mol·L -1溶液？解：设需加水x mL ，则 0.5450×100.0=0.5000(100.0+x)x =-109.0-100.0 =9.00 mL1-4欲配制c (HCl) = 0.5000mol·L -1的HCl 溶液。
第一章物质结构基础1-1.简答题(1) 不同之处为：原子轨道的角度分布一般都有正负号之分，而电子云角度分布图均为正值，因为Y平方后便无正负号了；除s轨道的电子云以外，电子云角度分布图比原子轨道的角度分布图要稍“瘦”一些，这是因为︱Y︱≤ 1，除1不变外，其平方后Y2的其他值更小。
(2) 几率：电子在核外某一区域出现的机会。
几率密度：电子在原子核外空间某处单位体积内出现的几率,表示微粒波的强度，用电子云表示。
(3) 原子共价半径：同种元素的两个原子以共价单键连接时，它们核间距离的一半。
金属半径：金属晶体中相邻两个金属原子核间距离的一半。
范德华半径：分子晶体中相邻两个分子核间距离的一半。
(4) BF3分子中B原子采用等性sp2杂化成键，是平面三角形；而NF3分子中N原子采用不等性sp3杂化，是三角锥形。
（5）分子式，既表明物质的元素组成，又表示确实存在如式所示的分子，如CO2、C6H6、H2；化学式，只表明物质中各元素及其存在比例，并不表明确实存在如式所示的分子，如NaCl、SiO2等；分子结构式，不但表明了物质的分子式，而且给出了分子中各原子的具体联接次序和方式，像乙酸的结构式可写为C HH HC OO H其结构简式可记为CH 3COOH 。
1-2解 1错；2错；3对；4对；5对；6错。
7对；8错；9对 10错；11错；12错。
1-3 波动性；微粒性1-4. 3s=3p=3d=4s ；3s< 3p< 4s <3d ；3s< 3p< 3d< 4s ； 1-5 32；E 4s < E 4p < E 4d < E 4f ; 第六周期；La 系；2；铈(Ce) 1-6 HF>HCl>HBr>HI ；HF>HCl>HBr>HI;HF<HCl<HBr<HI;HF>HI>HBr>HCl 。
