第6章分子的结构与性质
6.1 复习笔记
一、键参数
1．键能
（1）定义
键能是指气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.022×1023个化学键）时的焓变。（2）特性
①键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数，键能越大，键越牢固；
②对双原子分子，键能在数值上等于键解离能（D）；
③多原子分子中若某键不止一个，则该键键能为同种键逐级解离能的平均值；
④可通过光谱实验测定键解离能以确定键能，还可利用生成焓计算键能。
2．键长（L b）
（1）定义
键长是指分子内成键两原子核间的平衡距离。一些双原子分子的键长如表6-1所示：
表6-1 一些双原子分子的键长
（2）特性
①一个键的性质主要取决于成键原子的本性；
②两个确定的原子之间，如果形成不同的化学键，其键长越短，键能就越大，键就越牢固。
③键长可以用分子光谱或X射线衍射方法测得。
3．键角
（1）定义
键角是指在分子中两个相邻化学键之间的夹角。
（2）特性
①键角可以用分子光谱或X射线衍射法测得；
②可以通过分子内全部化学键的键长和键角数据来确定这个分子的几何构型。
二、价键理论
1．共价键
（1）共价键的形成
共价键是指原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。
（2）价键理论要点
①两原子接近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键；
②成键电子的原子轨道如能重叠越多，则所形成的共价键就越牢固（最大重叠原理）。
（3）共价键的特征
①共价键具有饱和性；
②共价键具有方向性。
（4）原子轨道的重叠
①两个原子轨道以对称性相同的部分相重叠（正重叠）
图6-1所示为原子轨道几种正重叠的示意图。
（a）s-s （b）p x-s （c）p y-p y（d）d xy-p y
图6-1 原子轨道几种正重叠示意图
②两个原子轨道以对称性不同部分相重叠（负重叠）
图6-2所示为原子轨道几种负重叠的示意图。
（a）p x-p y（b）p x-s （c）p y-p y（d）p x-d xy
图6-2 原子轨道几种负重叠示意图
（5）共价键的类型
①按是否有极性来分类：
②按原子轨道重叠部分的对称性来分类：
a．键
若原子轨道的重叠部分，对键轴（两原子的核间连线）具有圆柱形对称性，所形成的键称为键。图6-3给出了几种不同组合形成的键示意图。
图6-3 键
b．π键
若原子轨道的重叠部分，对键轴所在的某一特定平面具有反对称性，所形成的键称为π键。图6-4所示即π键示意图。
图6-4 π键
c．键
一个原子的d轨道与另一个原子相匹配的d轨道以“面对面”的方式重叠（通过键轴有两个节面），所成的键称为键。
（6）配位共价键
①定义
共用电子对由一个原子单方面提供而形成的共价键称为配位共价键，简称配位键或配价键。
②配位键的形成条件
a．一个原子其价层有未共用的电子对（孤电子对）；
b．另一个原子其价层有空轨道。
2．离子键
（1）定义
阳、阴离子之间的静电引力称为离子键；
（2）特征
①无方向性；
②无饱和性。
三、分子的几何构型
1．经典价键理论的局限性
价键理论难以说明多原子分子的价键形成和几何构型问题。
2．杂化轨道理论
（1）杂化轨道理论的要点
①某原子成键时，在键合原子的作用下，价层中若干个能级相近的原子轨道有可能改变原有的状态，“混杂”起来并重新组合成一组利于成键的新轨道（称杂化轨道），这一过程称为原子轨道的杂化（简称杂化）；
②同一原子中能级相近的n个原子轨道，组合后只能得到n个杂化轨道；
③杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强，形成的化学键键能大，使形成的分子更稳定。
（2）杂化类型与分子几何构型
①sp杂化
同一原子内由1个ns轨道和1个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。杂化后组成的轨道称为sp杂化轨道。sp杂化可以而且只能得到2个sp杂化轨道。
②sp2杂化
同一原子内由1个ns轨道和2个np轨道发生的杂化，称为sp2杂化。杂化后组成的
轨道称为sp2杂化轨道。
③sp3杂化
同一原子内由1个ns轨道和3个np轨道发生的杂化，称为sp3杂化，杂化后组成的轨道称为sp3杂化轨道。sp3杂化可以而且只能得到4个sp3杂化轨道。
表6-2 s-p杂化与分子几何构型
3．价层电子对互斥理论
（1）基本要点
①型分子的几何构型主要由A原子价层电子对的相互排斥作用所决定，采取电子对相互斥力最小的几何分布（电子对彼此相距尽可能远离）；
②对型分子来说：A代表中心原子，X为配体，n为配位的数目，E代表A原子价层内孤电子对，m为孤电子对数；
③价层电子对是指在分子中A原子价层内的成键电子对和孤电子对。
（2）影响分子结构的因素
①键电子对数（BP）
价层电子对全为键电子对的AX n分子，根据A原子的键电子对数，分别具有表6-3所
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2.9×103 g 3．解：一瓶氧气可用天数 33111-1 222()(13.210-1.0110)kPa 32L 9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -???===?? ４．解：pV MpV T nR mR = = = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律 i i n p p n = p (N 2) = 7.6?104 Pa p (O 2) = 2.0?104 Pa p (Ar) =1?103 Pa ６．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 0.2869.3310Pa n p n p ?===? 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) = pVM RT = 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 = nR pV 2 = 320 K （3）-W = - (-p ?V ) = -502 J （4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Q p = -1260 J 11.解：NH 3(g) + 45O 2(g) 298.15K ????→标准态 NO(g) + 2 3H 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 kJ
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-
无机化学教案 说明 一、课程教学的基本要求 本课程的教学环节包括课堂讲授，学生自学，讨论课、实验、习题、答疑和期中、期末 考试。通过本课程的学习使学生掌握物质结构、元素周期律、化学热力学、化学平衡（酸碱平衡、沉淀溶解平衡、？氧化还原平衡，配合离解平衡）和化学反应速率等基本概念和基本理论知识；理解和掌握重要元素及其化合物的结构、性质、反应规律和用途，训练和培养学 生科学思维能力和分析问题解决问题的能力，指导学生掌握正确的学习方法和初步的科学研究方法，帮助学生树立辨证唯物主义观点，为后继课程的学习打下坚实的基础。 二、教学方法、手段 主要运用启发式教学方法，注重在教学中实践“以学生为主体，以教师为主导”的素质 教育指导思想，充分运用多媒体教学、网络教学等多元化、全方位的教学手段，努力提高教 学质量。 三、考核方式 本课程分两学期讲授，第一学期讲授化学基础理论，第二学期讲授元素化学每学期考核一次,考核成绩由平时成绩20%期末考试（闭卷）成绩80%成。 四、学时分配（共计144学时）
五、目录 绪论 (4) 第1章原子结构和元素周期律 (4)
第2章分子结构 (9)
第3 章晶体结构 (13) 第4 章化学热力学基础 (23) 第5 章化学平衡 (30) 第6 章化学动力学基础 (32) 第7 章水溶液 (36) 第8 章酸碱平衡 (41) 第9 章沉淀平衡 (51) 第10 章电化学基础 (56) 第11 章配合物与配位平衡 (66) 第12 章氢和稀有气体 (73) 第13 章卤素 (74) 第14 章氧族元素 (80) 第15 章氮磷砷 (87) 第16 章碳硅硼 (97) 第17 章非金属元素小结.............................. 第18 章金属通论 (104) 第19章S区金属................................. 第20章P区金属................................. 第21 章ds 区金属............................... 第22章d 区金属（一）............................ 课程的主要内容绪论学时1［教学基本要求］介绍本课程的学习内容、目的、任务和方法。 ［重点与难点］103 105 109 114 121
无机化学期中试卷 2015.11.17 班级 姓名 学号 分数 一、 选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分 (3778) 3778 对于一个氧化还原反应，下列各组中所表示的 m r G ?， E 和K 的关系应 是…………………………………………………………………………………………… （ ） (A) m r G ?＞0； E ＜0；K ＜1 (B) m r G ?＞0； E ＞0；K ＞1 (C) m r G ?＜0； E ＜0；K ＞1 (D) m r G ?＜0； E ＞0；K ＜1 2. 2 分 (0438) 0438 关于熵，下列叙述中正确的是…………………………………………………………（ ） (A) 298K 时，纯物质的 m S = 0 (B) 一切单质的 m S = 0 (C) 对孤立体系而言， m r S ?> 0的反应总是自发进行的 (D) 在一个反应过程中，随着生成物的增加，熵变增大 3. 2 分 (3515)
25℃，2NO 2(g)N 2O 4(g)，K c 与K p ( K )的比值( p = 100 kPa )K c /K p 等于… （ ） (A) 298 0831.01 ?= 0.0404 (B) 8.31 ? 25 = 207.8 (C) 0.0831 ? 298 = 24.8 (D) 0.0821 ? 298 = 24.5 4. 2 分 (3871) 3871 HI 的生成反应的焓变为负值，HI 的分解反应的焓变为正值，则HI 分解反应的活化能 E a ……………………………………………………………………………………………（ ） (A) E a <ΔH 分解 (B) E a >ΔH 分解 (C) E a = 0 (D) E a =ΔH 分解 5. 2 分 (6709) 6709 常用的三种甘汞电极，即 (1) 饱和甘汞电极 (2) 摩尔甘汞电极 (3) 0.1 mol ·dm -3 甘汞电极 其电极反应为：Hg 2Cl 2(s) + 2e - = 2Hg(l) + 2Cl - (aq)，在25℃ 时三种甘汞电极的 ?的大小次序为………………………………………………………………………………… （ ） (A) 1?＞ 2?＞ 3? (B) 2?＞ 1?＞ 3? (C) 3?＞ 2?＞ 1? (D) 1?＝ 2?＝ 3? 6. 2 分 (0436)
第六章分子的结构和性质 6.1 键参数 6.2 价键理论 目的要求： 1．了解键能、键长、键角等键参数； 2．掌握价键理论； 3．掌握共价键的特点、类型； 4．了解离子键的特点。 重点、难点： 掌握价键理论；掌握共价键的特点和类型。 作业： 1. P193 2（1）、（2） 2. P195 4 教学内容： 6.1 键参数 一、键能 1．键参数的含义： 能表征化学键性质的量称为键参数。主要有键能、键长、键角等。 2．键能： （1）含义： 近似为气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.022×1023个化学键）时的焓变。（2）意义： 双原子分子：键能等于键解离能（D） 多原子分子：键能等于同种键逐级解离能的平均值。 二、键长 1．含义 分子内成键两原子核间的平衡距离，用L b表示。可用分子光谱或X射线衍射方法测得。 2．决定因素：
（1）内因： 成键原子的本性 （2）外因： 相同原子形成不同类型化学键时具有不同的键长 3．意义： 相同原子形成不同化学键时，键长越短，键能越大，键越稳定。 三、键角 1．含义： 在分子中两个相邻化学键之间的夹角。可用分子光谱和X射线衍射实验测得。2．意义： 根据分子内全部化学键的键长和键角数据，可确定分子的几何构型。 6.2 价键理论 一、共价键 1．共价键的形成 原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。 2 （1）理论基础 以相邻原子间电子相互配对为基础。 （2）理论要点 A．组成分子的两个原子必须具有未成对的电子，且它们的自旋反平行，即原子中的1个未成对电子只有以自旋状态反平行的形式与另一个原子中的1 B 条件。即自旋方向相反的未成对电子相互接近时，必须考虑其波函数的正、负号，只有同号轨道（对称性匹配）才能实行有效的重叠 C．原子轨道重叠时，总是沿着重叠最大的方向进行，重叠部分越大，共价键越牢固，这就是原子轨道的最大重叠条件。除s轨道外，其它轨道都有一定的空间取向， 3．共价键的类型 （1）按照键的极性分：
第6章分子的结构与性质 6.1 复习笔记 一、键参数 1．键能 （1）定义 键能是指气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.022×1023个化学键）时的焓变。（2）特性 ①键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数，键能越大，键越牢固； ②对双原子分子，键能在数值上等于键解离能（D）； ③多原子分子中若某键不止一个，则该键键能为同种键逐级解离能的平均值； ④可通过光谱实验测定键解离能以确定键能，还可利用生成焓计算键能。 2．键长（L b） （1）定义 键长是指分子内成键两原子核间的平衡距离。一些双原子分子的键长如表6-1所示： 表6-1 一些双原子分子的键长
（2）特性 ①一个键的性质主要取决于成键原子的本性； ②两个确定的原子之间，如果形成不同的化学键，其键长越短，键能就越大，键就越牢固。 ③键长可以用分子光谱或X射线衍射方法测得。 3．键角 （1）定义 键角是指在分子中两个相邻化学键之间的夹角。 （2）特性 ①键角可以用分子光谱或X射线衍射法测得； ②可以通过分子内全部化学键的键长和键角数据来确定这个分子的几何构型。 二、价键理论 1．共价键 （1）共价键的形成 共价键是指原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。 （2）价键理论要点 ①两原子接近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键； ②成键电子的原子轨道如能重叠越多，则所形成的共价键就越牢固（最大重叠原理）。 （3）共价键的特征 ①共价键具有饱和性； ②共价键具有方向性。
（4）原子轨道的重叠 ①两个原子轨道以对称性相同的部分相重叠（正重叠） 图6-1所示为原子轨道几种正重叠的示意图。 （a）s-s （b）p x-s （c）p y-p y（d）d xy-p y 图6-1 原子轨道几种正重叠示意图 ②两个原子轨道以对称性不同部分相重叠（负重叠） 图6-2所示为原子轨道几种负重叠的示意图。 （a）p x-p y（b）p x-s （c）p y-p y（d）p x-d xy 图6-2 原子轨道几种负重叠示意图 （5）共价键的类型 ①按是否有极性来分类： ②按原子轨道重叠部分的对称性来分类： a．键 若原子轨道的重叠部分，对键轴（两原子的核间连线）具有圆柱形对称性，所形成的键称为键。图6-3给出了几种不同组合形成的键示意图。
第一章思考题 1.一气柜如下图所示： A 假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。试问： （1）隔板两边气体的质量是否相等? 浓度是否相等?物质的量不等而浓度相等 （2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同? 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值 4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同? 试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。
6.判断下列各说法是否正确： （1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。× （2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。× （3）物体的温度越高，则所含热量越多。× （4）热是一种传递中的能量。√ （5）同一体系： (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中，那个ΔU最大： （1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。 （2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√ （3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。 （4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。 根据ΔU=Q+W, (1) ΔU=-60+(-40)=-100KJ (2) ΔU=+60+40=+100KJ ,(3) ΔU=+40+(-60)=-20KJ (4) ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的ΔU最大. 8.下列各说法是否正确： （1）体系的焓等于恒压反应热。× （2）体系的焓等于体系的热量。× （3）体系的焓变等于恒压反应热。√
第一章 化学反应中的质量和能量关系 重要概念 1.系统：客观世界是有多种物质构成的，但我们可能只研究其中一种或若干物质。人为地将一部分物质与其他物质分开，被划分的研究对象称为系统。 2.相：系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分称为相。 3.状态：是指用来描述系统的诸如压力P 、体积V 、温度T 、质量m 和组成等各种宏观性质的综合表现。 4.状态函数：用来描述系统状态的物理量称为状态函数。 5.广度性质：具有加和性，如体积，热容，质量，熵，焓和热力学能等。 6.强度性质：不具有加和性，仅决定于系统本身的性质。如温度与压力，密度等。 系统的某种广度性质除以物质的量或者质量之后就成为强度性质。强度性质不必指定物质的量就可以确定。 7.热力学可逆过程：系统经过某种过程由状态1到状态2之后，当系统沿着该过程的逆过程回到原来状态时，若原来的过程对环境产生的一切影响同时被消除（即环境也同时复原），这种理想化的过程称为热力学的可逆过程。 8.实际过程都是不可逆的，可逆过程是一种理想过程。 9.化学计量数：0=∑B VB Ｂ表示反应中物质的化学式，ＶＢ是B 的化学计量数， 量纲为一；对反应物取负值，生成物取正值。 10.化学计量数只表示当安计量反应式反应时各物质转化的比例数，并不是各反应物质在反应过程中世界所转化的量。 11.反应进度ξ：b b v /n ?=?ξ 对于化学反应来讲，一般选未反应时，0=ξ 引入反应进度这个量最大的优点是在反应进行到任意时刻时，可用任一反应物或产物来表示反反应进行的程度，所得的值总是相等的。 12.习惯对不注明温度和压力的反应，皆指反应是在298.15K ，100kPa 下进行的。 13.一般没有特别的注明，实测的反应热（精确）均指定容反应热，而反应热均指定压反应热。 14.能量守恒定律：在任何过程中，能量不会自生自灭，只能从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中能量的总值不变。也叫做热力学第一定律。ΔU=Q+W 15.热力学能具有状态函数的特点：状态一定，其值一定。殊途同归，值变相等。周而复始，值变为零。 16.系统与环境之间由于存在温差而交换的热量称为热。若系统吸热值为正，若系统放热值为负。 17.系统与环境之间除了热以外其他形式传递的能量都称为功。系统得功为正，系统做功为负。在一定条件下由于系统体积的变化而与环境交换的功称为体积功?-=pdV W ，除体积功以外的一切功称为非体积功如电功。 18.功和热都是过程中被传递的能量，它们都不是状态函数，其数值与途径有关。而热力学第一定律中的热力学能的改变量只有过程的始态和终态决定，而与过程的具体途径无关。 19.化学反应热是指等温过程热，即当系统发生了变化后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，系统放出或吸收的热量。
第十四章碳族元素 总体目标： 1.掌握碳、硅单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质和制备 2.了解硅酸和硅酸盐的结构与特性 3. 了解锗、锡、铅单质、氧化物、氢氧化物的性质 各节目标： 第一节碳单质及其化合物 1.了解单质碳的结构、同素异形体和性质 2.掌握CO、CO2的结构、性质、制取和用途；碳酸的酸性；碳酸盐的水解性和热稳定性。 第二节硅单质及其化合物 1.掌握单质硅的结构、性质和制取 2.掌握SiO2的结构和性质 3.了解硅酸的酸性；硅酸盐的结构和性质；A型分子筛的结构和实际应用 4.掌握硅烷的制备、热稳定性、还原性和水解性 5.了解卤化硅的制备和性质 第三节锗、锡、铅 1.了解锗、锡、铅单质的性质；氧化物、氢氧化物的酸碱性 2.掌握Sn(Ⅱ)的还原性、水解性和Pb(Ⅳ)的氧化性、Pb(Ⅱ)盐的溶解性，从而掌握高价化合物氧化—还原的变化规律。 习题 一选择题 1.石墨晶体中层与层之间的结合力是( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A．金属健 B.共价健 C.范德华力 D.离子键 2.碳原子之间能形成多重键是因为( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A．碳原子的价电子数为4 B.碳原子的成键能力强 C.碳原子的半径小 D.碳原子有2p电子 3.下列碳酸盐与碳酸氢盐，热稳定顺序中正确的是( )
A.NaHCO 3
天津大学无机化学考试试卷（上册）答案 一、填表题（20分） 1. (g) 2CO2 (g) (?r H m<0)，在密闭容器中达到平衡： 2. 反应2CO (g) + O 3. 4. 5. 在0.1mol?L-1NH3?H2O中加入下列物质，写出NH3?H2O的解离度α和pH值变化趋势 二、填空题（20分） 1. 随着溶液的pH值增加，下列电对Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4-/MnO42-的E值将分别减小、 不变、不变。 2. MgO晶体比金属Mg的延展性差；石墨晶体比金刚石晶体的导电性好；SiO2晶体比SiF4晶 体的硬度大；I2晶体比NaI晶体在水中的溶解度小。 3. 健康人血液的pH值为7.35~7.45。患某种疾病的人的血液pH可暂时降到5.90，此时血液中c(H+)为正常状态的28～35 倍。 4. 已知B2轨道的能级顺序为σ1sσ*1sσ2sσ*2sπ2pyπ2pzσ2pxπ*2pyπ*2pzσ*2px，则B2的分子轨道分布式为
(σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(π2py )1(π2pz )1，成键数目及名称两个单电子π键，价键结构式为 。 5. 根据E θ(PbO 2/PbSO 4) >E θ(MnO 4-/Mn 2+) >E θ(Sn 4+/Sn 2+)，可以判断在组成电对的六种物质中，氧化性最 强的是 PbO 2 ，还原性最强的是 Sn 2+ 。 6. 表示θm r H ?=θ m f H ?(AgBr, s)的反应式为 Ag(s) + 1/2 Br 2(l) → AgBr(s) 。 7. 用电对MnO 4-/Mn 2+，Cl 2/Cl -组成的原电池，其正极反应为 MnO 4- + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2O ，负极反 应为 2 Cl - -2 e → Cl 2 ，电池的电动势等于0.15V ，电池符号为(-)Pt,Cl 2(p θ)|Cl -‖MnO 4-,Mn 2+,H +|Pt(+)。（E θ4；E θ(Cl 2/Cl -)=1.36V ） 8. 下列各溶液浓度均为0.1 mol ?L -1，按pH 值从小到大顺序排列NH 4NO 3, NH 4F, NH 4OAc, KCN, Na 2CO 3。 KCN, NH 4F, NH 4OAc, NH 4NO 3, Na 2CO 3。 (已知K θ(NH 3?H 2O)=1.8×10-5, K θ(HF)=6.6×10-4, K θ(HCN)=6.2×10-10, K θ(HOAc)=1.8×10-5, θ1K (H 2CO 3)=4.4×10-7, θ2K (H 2CO 3)=4.8×10-11) 9. 已知V E A /θ：Cr 2O 72- +1.36 Cr 3+ -0.41 Cr 2+ -0.86 Cr ，则E θ(Cr 2O 72- / Cr 2+)= 0.917 V ，Cr 2+能否发生歧化反应 不能 。 10. 已知氨水溶液中，c(OH -)=2.4×10-3 mol ?L -1, 则此氨水的浓度为0.32 mol ?L -1。（K θ(NH 3?H 2O)=1.8×10-5） 11. 因为SnCl 2强烈水解，在配制其溶液时应加入HCl ，水解反应式为 SnCl 2+H 2O Sn(OH)Cl+HCl 。 12. K θ、θi K 、Δχ分别用来衡量 反应限度的大小、 电解质强弱 、 键的极性 。 13. HF 的沸点比HI 高，主要是由于 HF 中存在氢键 。 14. 物质NaCl 、MgO 、Na 2O 、KCl 的熔点由低到高的顺序是KCl 、NaCl 、Na 2O 、MgO 。 15. 在元素周期表中，同一主族自上而下，元素第一电离能的变化趋势是逐渐 减小 ，因而其金属性依次 增强 ；在同一周期中自左向右，元素的第一电离能的变化趋势是逐渐 增大 ，元素的金属性逐渐 减弱 。 三、是非题（判断下列叙述是否正确，正确的在括号中画√，错误的画×） （10分） 1. 乙烷裂解生成乙烯：C 2H 6 (g) C 2H 4 (g) + H 2 (g) 。在实际生产中常在恒温恒压下采用加入过 量水蒸汽的方法来提高乙烯的产率，这是因为随着水蒸汽的加入，同时以相同倍数降低了p (C 2H 6)、 p (C 2H 4)、p (H 2)，使平衡向右移动。………………………………………………………………………（ √ ） 2. 波函数ψ表明微观粒子运动的波动性，其数值可大于零，也可小于零，2 ψ表示电子在原子核外空间出现的几率密度。…………………………………………………………………………………….…..（√ ） 3. 因为I - 的极化率大于Cl -，所以θsp K (AgI) <θsp K (AgCl)。 ……………………………………………（ √ ） 4. 在298K 时，最稳定纯态单质的θ θθm m f m f S G H ,,??均为零。…………………………………….. （ × ） 5. Δr G m 代数值越小，K θ就越大，反应进行得越完全。……………………………………..…………….. （ × ） 6. 在相同温度下，纯水或0.1 mol ?L -1HCl 或0.1 mol ?L -1NaOH 溶液中，水的离子积都相同。………. （ √ ） 7. 在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快。…………………. （ × ） 8. 当溶液中含有多种离子均可与沉淀剂发生沉淀反应时，溶度积小的对应离子一定先沉淀。……. （ × ） 9. 溶度积规则适用于任何难溶电解质，质量作用定律只适用于基元反应。………………………. （ √ ） 10. 偶极矩可衡量分子极性大小，极化率可衡量分子变形性大小，晶格能可衡量离子晶体的稳定性。（ √ ）
天津大学无机化学思考 题 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第一章思考题 1.一气柜如下图所示： A 假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。试问： （1）隔板两边气体的质量是否相等浓度是否相等物质的量不等而浓度相等 （2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值
4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同 试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。 6.判断下列各说法是否正确： （1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。× （2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。× （3）物体的温度越高，则所含热量越多。× （4）热是一种传递中的能量。√ （5）同一体系： (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中，那个ΔU最大： （1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。 （2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√ （3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。
天津大学无机化学考试试卷（下册）答案 一、是非题（判断下列叙述是否正确，正确的在括号中画√，错误的画X）(每小题1分,共10分) 1、(X)在周期表中，处于对角线位置的元素性质相似，这称为对角线规则。 2、(X)SnS溶于Na2S2溶液中，生成硫代亚锡酸钠。 3、(X)磁矩大的配合物，其稳定性强。 4、(X)氧族元素氢化物的沸点高低次序为H2O>H2S>H2Se>H3Te。 5、(√)已知[HgCl4]2-的K=1.0?10-16，当溶液中c(Cl)=0.10mol·L-1时，c(Hg2+)/c([HgCl4]2-) 的比值为1.0?10-12。 6、(√)如果某氢化物的水溶液为碱性，则此氢化物必为离子型氢化物。 7、(X)硼是缺电子原子，在乙硼烷中含有配位键。 8、(√)在浓碱溶液中MnO4-可以被OH-还原为MnO42-。 9、(√)配合物Na3[Ag(S2O3)2]应命名为二硫代硫酸根合银(Ⅰ)酸钠。 10、(X)Pb(OAc)2是一种常见的铅盐，是强电解质。 二、选择题（在下列各题中，选择出符合题意的答案，将其代号填入括号内）(每小题1分,共20分) 1、在下列各种酸中氧化性最强的是...............(B)。 (A)HClO3；(B)HClO；(C)HClO4；(D)HCl。 2、下列浓酸中，可以用来和KI(s)反应制取较纯HI(g)的是...............(C)。 (A)浓HCl；(B)浓H2SO4；(C)浓H3PO4；(D)浓HNO3。 3、用于说明Pb(Ⅳ)具有强氧化性的是...............(D)。 (A)熵效应；(B)螯合效应；(C)屏蔽效应；(D)惰性电子对效应。 4、美国的阿波罗飞船上的天线是用钛镍合金制成的，这是因为钛镍合金................(C)。 (A)机械强度大；(B)熔点高；(C)具有记忆性能；(D)耐腐蚀。 5、在一溶液中加入淀粉溶液和少量NaClO溶液，得到蓝色溶液(a),继续加入NaClO后得一无色溶液，然后加入适量Na2SO3溶液，又复原为(a)，Na2SO3溶液逐渐过量时，蓝色褪去，成为一无色溶液(b)。由此可推断，(a)和(b)溶液含有...............(B)。 (A)(a)I2，(b)SO42-、IO3-；(B)(a)I2，(b)SO42-、I-； (C)(a)I-，(b)H2S、IO3-；(D)(a)I-，(b)H2S、I-。 6、下列各组离子中每种离子分别与过量NaOH溶液反应时，都不生成沉淀的是...............(B)。 (A)Al3+、Sb3+、Bi3+；(B)Be2+、Al3+、Sb3+； (C)Pb2+、Mg2+、Be2+；(D)Sn2+、Pb2+、Mg2+。
无机化学 要求： 一、独立完成，下面五组题目中，请任选其中一组题目作答，满分100分； 二、答题步骤： 1. 使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）； 2. 在答题纸上使用黑色水笔．．．．按题目要求手写．．作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号； 三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个．．．．．．．Word ．．．． 文档中．．． 上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰； 1. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc ” 2. 文件容量大小：不得超过20MB 。 提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．分记．． ！ 题目如下： 第一组： 一、填空题(本题共10分) 1. 用电对MnO 4-/Mn 2+，Cl 2/Cl -设计成原电池，其负极反应为，正极反应为，电池符号为。 （ E (MnO 4-/Mn 2+)=1.51V ； E (Cl 2/Cl -)=1.36V ） 2. 下列氧化剂：KClO 3、Br 2、FeCl 3、KMnO 4， 当其溶液中H +浓度增大时，氧化能力 增强的是。 3.KCN ，NH 4F ，NH 4OAc ，NH 4NO 3，Na 2CO 3，各溶液浓度均为0.1 mol ?L -1，按pH 值从小到大顺序排列。 (已知： K (NH 3?H 2O) =1.8×10-5, K (HF)=6.6×10-4, K (HCN)=6.2×10-10, K (HOAc)=1.8×10-5, 1K (H 2CO 3)=4.4×10-7, 2K (H 2CO 3)=4.8×10-11) 4. 2NH 3N 2(g) + 3H 2(g)，已知298K 时， m H r ?= 92.22 kJ·mol -1， m S r ?= 198.53J·mol -1·K -1，则标准状态下，NH 3(g)自发分解的温度是_______K 。
天津大学无机化学考试试卷 （下册） 答案 一、是非题（判断下列叙述是否正确，正确的在括号中画√，错误的画X ）(每小题1分,共10分) 1、( X )在周期表中，处于对角线位置的元素性质相似，这称为对角线规则。 2、( X )SnS 溶于Na 2S 2溶液中，生成硫代亚锡酸钠。 3、( X )磁矩大的配合物，其稳定性强。 4、( X )氧族元素氢化物的沸点高低次序为H 2O>H 2S>H 2Se>H 3Te 。 5、( √ )已知[HgCl 4]2-的K =1.0?10-16，当溶液中c (Cl -)=0.10mol ·L -1时，c (Hg 2+)/c ([HgCl 4]2-)的比 值为1.0?10-12。 6、( √ )如果某氢化物的水溶液为碱性，则此氢化物必为离子型氢化物。 7、( X )硼是缺电子原子，在乙硼烷中含有配位键。 8、( √ )在浓碱溶液中MnO 4-可以被OH -还原为MnO 42-。 9、( √10、( X )Pb(OAc)2是一种常见的铅盐，是强电解质。 二、选择题（在下列各题中，选择出符合题意的答案，将其代号填入括号内）(每小题1分,共20分) 1、在下列各种酸中氧化性最强的是............... ( B )。 (A)HClO 3；(B)HClO ；(C)HClO 4；(D)HCl 。 2、下列浓酸中，可以用来和KI(s)反应制取较纯HI(g)的是............... ( C )。 (A)浓HCl ；(B)浓H 2SO 4；(C)浓H 3PO 4；(D)浓HNO 3。 3、用于说明Pb(Ⅳ)具有强氧化性的是............... ( D )。 (A)熵效应；(B)螯合效应；(C)屏蔽效应；(D)惰性电子对效应。 4、美国的阿波罗飞船上的天线是用钛镍合金制成的，这是因为钛镍合金. ............... ( C )。 (A)机械强度大； (B)熔点高； (C)具有记忆性能； (D)耐腐蚀。 5、在一溶液中加入淀粉溶液和少量NaClO 溶液，得到蓝色溶液(a),继续加入NaClO 后得一无色溶液，然后加入适量Na 2SO 3溶液，又复原为(a)，Na 2SO 3溶液逐渐过量时，蓝色褪去，成为一无色溶液(b)。由此可推断，(a)和(b)溶液含有............... ( B )。 (A)(a)I 2，(b)SO 42-、IO 3-； (B)(a)I 2，(b)SO 42-、I -； (C)(a)I -，(b)H 2S 、IO 3-； (D)(a)I -，(b)H 2S 、I -。 6、下列各组离子中每种离子分别与过量NaOH 溶液反应时，都不生成沉淀的是............... ( B )。 (A)Al 3+、Sb 3+、Bi 3+； (B)Be 2+、Al 3+、Sb 3+； (C)Pb 2+、Mg 2+、Be 2+； (D)Sn 2+、Pb 2+、Mg 2+。 7、在下列各盐溶液中通入H 2S(g)不生成硫化物沉淀的是............... ( D )。 (A)Ag +；(B)Cd 2+；(C)Pb 2+；(D)Mn 2+。 8、决定卤素单质熔点高低的主要因素是............... ( B )。 (A)卤素单质分子的极性大小； (B)卤素单质的相对分子质量的大小； (C)卤素单质分子中的化学键的强弱； (D)卤素单质分子的氧化性强弱。
第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案 1.解： m r H ? = -3347.6 kJ·mol -1; m r S ? = -216.64 J·mol -1·K -1; m r G ? = -3283.0 kJ·mol -1 ＜ 0 该反应在298.15K 及标准态下可自发向右进行。 2.解： m r G ? = 11 3.4 kJ·mol -1 ＞ 0 该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。 （2） m r H ? = 146.0 kJ·mol -1; m r S ? = 110.45 J·mol -1·K -1; m r G ? = 68.7 kJ·mol -1 ＞ 0 该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。 3.解： m r H ? = -70.81 kJ·mol -1 ; m r S ? = -43.2 J·mol -1·K -1; m r G ? = -43.9 kJ·mol -1 （2）由以上计算可知： m r H ?(298.15 K) = -70.81 kJ·mol -1; m r S ?(298.15 K) = -43.2 J·mol -1·K -1 m r G ? = m r H ? - T · m r S ? ≤ 0 T ≥ K) (298.15K) (298.15m r m r S H ?? = 1639 K 4.解：（1）c K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 243 2c c c c p K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 2 43 2p p p p K = {}{}{}{} p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2 4 3 2 （2）c K = {}{} )(NH )(H )(N 32 3 2212c c c p K = {}{} )(NH )(H )(N 32 3 2212p p p K = {}{} p p p p p p / )(NH / )(H / )(N 32 3 2212 （3）c K =)(CO 2c p K =)(CO 2p K = p p /)(CO 2 （4）c K ={}{} 3 23 2 )(H O)(H c c p K = {}{} 3 23 2 )(H O)(H p p K = {}{} 3 23 2 / )(H /O)(H p p p p 5.解：设 m r H ?、 m r S ?基本上不随温度变化。 m r G ? = m r H ? - T · m r S ? m r G ?(298.15 K) = -233.60 kJ·mol -1 m r G ?(298.15 K) = -243.03 kJ·mol -1
第一章化学反应中的质量关系和能量关系 [学习指导] 1．“物质的量”（n） 用于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。 2.摩尔质量（M) M = m/n 3.摩尔体积（V m）V m = V/n 4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V 5.理想气体状态方程pV = nRT 6.理想气体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p 7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νB B 8.反应进度（ξ）表示化学反应进行程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。 随着反应的进行，任一化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ 9.状态函数 状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，而与状态变化的途径无关。 10.热和功 体系和环境之间因温差而传递的热量称为热。除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。 11.热力学能（U） 体系内部所含的总能量。 12.能量守恒定律 孤立体系中能量是不会自生自灭的，它可以变换形式，但总值不变。 13.热力学第一定律
封闭体系热力学能的变化：ΔU = Q + W Q > 0, W > 0, ΔU > 0； Q < 0, W< 0, ΔU < 0。 14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡ U + pV, Q p= Δr H m 15.赫斯定律Q p= ∑Q B, Δr H m= ∑Δr H m(B) B B 16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K 标准(状)态：pθ= 100kPa下 气体：纯气体物质 液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。 溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-1 标准态下 17.标准摩尔生成焓（）最稳定的单质─────—→ 单位物质的量的某物质 = 18.标准摩尔反应焓变（）一般反应cC + dD = yY + zZ =[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)] =Σνi(生成物) + Σνi(反应物) 第二章化学反应的方向、速率和限度
《无机化学第四版》复习资料 制作人：姚永超 第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案（P-23）9. 解：U = Q p V = 0.771 kJ 3 3 10. 解： (1)V i = 38.310- m = 38.3L (2)H =丛二320 K nR (3)W= ( p V)= 502 J (4)U = Q+ W= -758 J (5)H = Q = -1260 J 12. 解：r H m= Q p = 89.5 kJ = r H m nRT r U m =96.9 kJ 13. 解：(1) C (s) + O 2 (g) - CO2 (g) 1 = f H m(CC2, g) = 393.509 kJ ? mol r H m 2 CO(g) + 1 C(s) - CO(g) 1 = 86.229 kJ ? mol r H m CO(g) + 1F Q O(S) - |Fe(s) + CO 2(g) 1 = 8.3 kJ ? mol r H m 各反应r H m 之和r H m = 315.6 kJ ? mOl 1。 (2)总反应方程式为 2 C(S) + O 2(g) + 1 FeQ(s) - 3 CG(g) + 2 Fe(s) 1 = 315.5 kJ ? mol r H m 由上看出：(1)与⑵ 计算结果基本相等。所以可得出如下结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。 15.解：(1)Q= r H m == 4f H m(Al2O, s)-3 f H m(Fe3O, S) = 3347.6 kJ ? mol
3 3 lg K 1 f G m (1)= 2.303 RT 30.32,故 31 K 1 = 4.8 10 (2) Q = 4141 kJ ? mol 18.解：CH(g) + 20 2(g) — CC 2(g) + 2H 20(1) r H m = f H m (CQ, g) + 2 f H m (H 2O, l) f H m (CH k , g) 1 = 890.36 kJ ? mo Q p = 3.69 104kJ 第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案(P-57) r G m T > r H m (298.15 K) = 1639 K r S m (298.15 K) p(NH 3)/p =P (CO 2)/p 3.解：r H J ? mol 1 (2) m ? K ； r G m = 由以上计算可 1 70.81 kJ ? mol S r m 1 43.9 kJ ? mol 43.2 43.2 J r H m (298.15 K)= 1 1 ? mol ? K 70.81 kJ ? mol r S m (298.15 K)= r S m 4.解：（1） K c 3 c(CO) c(H 2) 3 c(CH 4)c(H 2O) K p 3 p(CO) p(H 2) p(CH 4)p(H 2O) (2) K c P (H 2)/ P p(CH 4)/p p(H 2。)/ p 1 3 C (N 2) 2 C (H 2) ? C (NH 3) 1 p(N 2)/p 2 P (H 2)/p p (CO) / p K p 1 3 P (N 2)2 p(H 2)2 P(NH 3) (3) K c =c(CO 2) K p = pg) (4) K c 3 C (H 2。) 3 3- C (H 2) K p 3 P (H 2O)_ 3- P （H 2） p (H 2O)/ p P (H 2)/ p 7.解：（1） r G m (l) = 2 1 f G m (NO, g) = 173.1 kJ ? mol