中级无机化学_朱文祥_第7章元素与元素性质的周期性-习题答案

⽆机化学习题答案第1章原⼦结构与元素周期律1-1在⾃然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有多少种含有不同核素的⽔分⼦？由于3H 太少，可忽略不计，问：不计3H 时天然⽔中共有多少种同位素异构⽔分⼦？解：共有18种不同核素的⽔分⼦共有9种不同核素的⽔分⼦1-2．答：出现两个峰1-3⽤质谱仪测得溴的两种天然同位素的相对原⼦质量和同位素丰度分别为 79Br 占 %，81Br 占 %，求溴的相对原⼦质量。

解：1-4铊的天然同位素203Tl 和205Tl 的核素质量分别为和，已知铊的相对原⼦质量为，求铊的同位素丰度。

解：设203Tl 的丰度为X ，205Tl 的丰度为1-X= + (1-X) X= %1-5等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量⽐m （AgCl ）：m （AgI ）= 1：，⼜测得银和氯的相对原⼦质量分别为和，求碘的原⼦量。

解： X=1-8为什么有的元素原⼦量的有效数字的位数多达9位，⽽有的元素的原⼦量的有效数字的位数却少⾄3～4位？答：单核素元素只有⼀种同位素，因⽽它们的原⼦量⼗分准确。

⽽多核素元素原⼦量的准确性与它们同位素丰度的测量准确性有关（样品的来源、性质以及取样⽅式⽅法等）。

若同位素丰度涨落很⼤的元素，原⼦量就不可能取得很准确的数据。

1-13．解：（1）r=c /λ=(3×108)/(633×10-9) = ×1014Hz 氦-氖激发是红光（2）r=c/λ=×108)/×10-9) = ×1014Hz 汞灯发蓝光18)21(313121322=+?=?+?c c c c 91.79%46.499163.80%54.509183.78)Br (=?+?=Ar X 107.86835.453107.86863810.11)AgI ()AgCl (++==m m（3）r=c/λ=×108)/×10-9) = ×1014Hz 锂是紫红1-14 Br 2分⼦分解为Br 原⼦需要的最低解离能为，求引起溴分⼦解离需要吸收的最低能量⼦的波长与频率。

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？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。

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( 。

无机化学练习题(含答案）第1章原子结构与元素周期系1-1 试讨论,为什么有的元素的相对原子质量（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？分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol，求引起溴分子解1—2 Br2离需要吸收的最低能量子的波长与频率.1—3 氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm,问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁？1—4 周期系中哪一个元素的电负性最大？哪一个元素的电负性最小？周期系从左到右和从上到下元素的电负性变化呈现什么规律？为什么？1—5 什么叫惰性电子对效应？它对元素的性质有何影响？1-6 当氢原子的一个电子从第二能级层跃迁至第一能级层时发射出光子的波长是121。

6nm；当电子从第三能级层跃迁至第二能级层时，发射出光子的波长是656。

3nm。

问哪一个光子的能量大？1-7 有A,B,C，D四种元素.其中A为第四周期元素,与D可形成1:1和1:2原子比的化合物。

B为第四周期d区元素，最高氧化数为7。

C和B是同周期元素,具有相同的最高氧化数。

D为所有元素中电负性第二大元素。

给出四种元素的元素符号，并按电负性由大到小排列之。

1—8有A，B,C，D，E,F元素，试按下列条件推断各元素在周期表中的位置、元素符号，给出各元系的价电子构型。

（1)A,B，C为同一周期活泼金属元素，原子半径满足A〉B>C，已知C有3个电子层.（2)D，E为非金属元素，与氢结合生成HD和HE。

室温下D的单质为液体，E 的单质为固体。

（3）F为金属元素,它有4个电子层并且有6个单电子.第2章分子结构2-1 ~σ键可由s—s、s—p和p—p原子轨道“头碰头"重叠构建而成，试讨论LiH（气态分子)、HCl、Cl2分子里的~σ键分别属于哪一种？2-2 NF3和NH3的偶极矩相差很大，试从它们的组成和结构的差异分析原因。

化学系200 7级化学教育专业2009年秋学期《中级无机化学》（B）答案一、填空题（每空1分，共20分）1.阿伦尼乌斯的水-离子，布朗斯特-劳莱的质子，路易斯酸碱2.拉平，区分3.第二周期性，第四周期元素的不规则性，惰性电子对效应4.异构现象，几何异构，旋光异构，键合异构，配位异构5.低6.前线轨道7.铝8.镧系元素，锕系元素9.惰性电子对10.镧系收缩二、简答题（每题5分，共50分。

11．Cu[SiF6] 六氟合硅（Ⅳ）酸铜K2[Co(SO4)2] 二硫酸根合钴（Ⅱ）酸钾(NH4)3[SbCl6] 六氯合锑（Ⅲ）酸铵[CrCl2(H2O)4]Cl 一氯化二氯·四水合铬（Ⅲ）[Ni(Co)4] 四羰基合镍（0）12．Sc 3d14s2Ti 3d24s2V 3d34s2Cr 3d54s1 Mn3d54s2 Fe 3d64s2Co 3d74s2Ni 3d84s2Cu 3d104s1Zn 3d104s213. 硬软酸碱原理:硬酸趋向于跟硬碱形成稳定的配合物，而软酸趋向于跟软碱形成稳定的配合物。

应用价值：（1）应用硬软酸碱原理可以很方便地对化合物的稳定性作出预言。

（2）硬软酸碱原理可以解释地球化学中的Goldschmidt分类规则，亲岩元素多以硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氧化物、氟化物形式存在，而亲硫元素多以硫化物形式存在。

（3）硬软酸碱原理还可以用来预言反应进行的方向。

14．在Ellingham图上，C氧化线是一条向下倾斜的直线，在较高温度下几乎能与所有元素的氧化线相交，当温度高于交点温度时，C的氧化线位于相交元素氧化线的下方，故可作为许多金属氧化物的还原剂，有“万能还原剂”之称。

在Ellingham图上，氢氧化线位置比较高，而且是一条向上倾斜的直线，能与它相交的氧化线很少，加上氢气在实际使用中的安全性问题和形成金属氢化物等原因，大大限制了氢气在还原金属氧化物方面的应用。

15. Zn,Cd,Hg的活泼性不一定大于 Cu,Ag,Au。

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。

1、教材《无机化学》师大学、华中师大学、师大学无机化学教研室编，高等教育，2002年8月第4版。

2、参考书《无机化学》师大学、华中师大学、师大学无机化学教研室编，高等教育，1992年5月第3版。

《无机化学》邵学俊等编，大学，2003年4月第2版。

《无机化学》大学、大学等校编，高等教育，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，2000年7月第1版。

《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学，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。

●化学研究包括对化学物质的①分类；②合成；③反应；④分离；⑤表征；⑥设计；⑦性质；⑧结构；⑨应用以及⑩它们的相互关系。