第三版无机化学教材课后习题答案

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1 第二章

1..某气体在293K与9.97×104Pa时占有体积1.910-1dm3其质量为0.132g,试求这种气体的相对分子质量,它可能是何种气体?

2.一敝口烧瓶在280K时所盛的气体,需加热到什么温度时,才能使其三分之一逸出?

3. 温度下,将1.013105Pa的N2 2dm3和0.5065Pa的O23 dm3放入6 dm3的真空容器中,求O2和N2的分压及混合气体的总压。

4. 容器中有4.4 g CO2,14 g N2,12.8g O2,总压为2.026105Pa,求各组分的分压。

解 2

5. 在300K,1.013105Pa时,加热一敝口细颈瓶到500K,然后封闭其细颈口,并冷却至原来的温度,求这时瓶内的压强。

6. 在273K和1.013×105Pa下,将1.0 dm3洁净干燥的空气缓慢通过H3C—O—CH3液体,在此过程中,液体损失0.0335 g,求此种液体273K时的饱和蒸汽压。

7. 有一混合气体,总压为150Pa,其中N2和H2的体积分数为0.25和0.75,求H2和N2的分压。

解 3

8. 在291K和总压为1.013×105Pa时,2.70 dm3含饱和水蒸汽的空气,通过CaCl2干燥管,完全吸水后,干燥空气为3.21 g,求291K时水的饱和蒸汽压。

9. 有一高压气瓶,容积为30 dm3,能承受2.6×107Pa,问在293K时可装入多少千克O2而不致发生危险?

10.在273K时,将同一初压的4.0 dm3 N2和1.0dm3 O2压缩到一个容积为2 dm3的真空容器中,混合气体的总压为3.26×105 Pa,试求

(1)两种气体的初压;

(2)混合气体中各组分气体的分压;

(3)各气体的物质的量。

解 4

11.273K时测得一氯甲烷在不同压强下的密度如下表:

P/105 1.013 0.675 0.507 0.338 0.253

/g·dm3 2.3074 1.5263 1.1401 0.75713 0.56660

用作图外推法(p对/p)得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量。

解 0.00.20.40.60.81.01.22.02.22.4 ρ/P (g·dm

-3·10

-5 pa-1)P (105pa)

可得出一氯甲烷的相对分子质量是50.495

5 12.(1)用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律;

(2)用表示摩尔分数,证明xi =

总Vi

(3)证明2=MkT3

证明:(1)PV=nRT

当p和T一定时,气体的V和n成正比

可以表示为V∞n

(2)在压强一定的条件下,V总=V1+V2+V3+-----

根据分体积的定义,应有关系式

P总Vi=nRT

混合气体的状态方程可写成P总V总=nRT

总VVi= nni

又nni=xi 所以 xi =

总Vi

(3)BA=ABMM

又pV=31N0m(2)2

2=mpV0N3=MRT3

所以2=MkT3

13.已知乙醚的蒸汽热为25900J·mol-1,它在293K的饱和蒸汽压为7.58×104Pa,试求在308K时的饱和蒸汽压。

6

14.水的气化热为40 kJ·mol-1,,求298K时水的饱和蒸汽压。

15.如图所示是NaCl的一个晶胞,属于这个晶胞的Cl(用表示)和Na+(用表示)各多少个?

7 第三章

1. 原子中电子的运动有何特点?几率与几率密度有何区别与联系?

2. 什么是屏蔽效应和钻穿效应?怎样解释同一主层中的能级分裂及不同主层中的能级交错现象?

3. 写出原子序数为24的元素的名称、符号及其基态原子的电子结构式,并用四个量子数分别表示每个价电子的运动状态。

4. 已知M2+离子3d轨道中有5个电子,试推出:(1)M原子的核外电子排布;(2)M原子的最外层和最高能级组中电子数;(3)M元素在周期表中的位置。

5. 按斯莱脱规则计算K,Cu,I的最外层电子感受到的有效核电荷及相应能级的能量。

答 8

6. 根据原子结构的知识,写出第17号、23号、80号元素的基态原子的电子结构式。

7. 画出s,p,d各原子轨道的角度分布图和径向分布图,并说明这些图形的含意。

答 见课本65页

s电子云 它是球形对称的。

p电子云 它是呈无柄的桠铃形。

d电子云 形状似花瓣。

8. 描述原子中电子运动状态的四个量子数的物理意义各是什么?它们的可能取值是什么?

9. 下列各组量子数哪些是不合理的,为什么?

(1)n=2,l=1,m=0 (2)n=2,l=2,m=-1

(3)n=3,l=0,m=0 (4)n=3,l=1,m=1

(5)n=2,l=0,m=-1 (6)n=2,l=3,m=2 9 答

10. 下列说法是否正确?不正确的应如何改正?

(1) s电子绕核运动,其轨道为一圆周,而电子是走 S形的;

(2) 主量子数n为1时,有自旋相反的两条轨道;

(3) 主量子数n为4时,其轨道总数为16,电子层电子最大容量为32;

(4) 主量子数n为3时,有3s,3p,3d三条轨道。

11. 将氢原子核外电子从基态激发到2s或2p,所需能量是否相等?若是氦原子情况又会怎样?

12. 通过近似计算说明,12号、16号、25号元素的原子中,4s和3d哪一能级的能量高? 10

13. 根据原子轨道近似能级图,指出下表中各电子层中的电子有无错误,并说明理由。

元 素 K L M N O P

19

22

30

33

60 2

2

2

2

2 8

10

8

8

8 9

8

18

20

18

2

2

3

18

12

2

11

14. 说明在同周期和同族中原子半径的变化规律,并讨论其原因。

15. 说明下列各对原子中哪一种原子的第一电离能高,为什么?

S与P Al与Mg Sr与Rb Cu与Zn Cs与An Rn与At

16. 电子亲合能与原子半径之间有何规律性的关系?为什么有些非金属元素(如F,O等)却显得反常?

12

17. 什么是元素的电负性?电负性在同周期,同族元素中各有怎样变化规律?

18. 若磁量子数m的取值有所变化,即m可取0,1,2,…l共l+1个值,其余不变。那么周期表将排成什么样?按新周期表写出前20号元素中最活泼的碱金属元素,第一个稀有气体元素,第一个过度元素的原子序数,元素符号及名称。

答 前20号元素中最活泼的碱金属元素Rb

第一个稀有气体元素是He

第一个过度元素的原子序数是21,元素符号是Sc,名称钪

第四章

第四章

1. 试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应,形成氯化钾的过程?如何理解离子键没有方向性和饱和性?

原子所得,二者因静电引力而吸引,之间得作用力成为离子键。

离子键没有方向性可以这样理解:阴离子与阳离子并非只有再某一方向才具有吸引力,而是在任何方向都有力的作用,只不过当距离远时其作用力小一点而已。

2. 用下列数据求氢原子的电子亲和能:

K(s) → K(g) △H1=83 kJ·mol1

K(g) → K+(g) △H2=419 kJ·mol1

21H2(g) → H(g) △H3=218kJ·mol1 13 K+(g) + H(g) → KH(s) △H4= -742kJ·mol1

K(s) + 21H2(g) → KH(s) △H5= -59kJ·mol1

3. ClF的解离能为246kJ·mol-1 ,ClF的生成热为—56 kJ·mol-1 Cl2的解离能为238

kJ·mol-1,试计算F2(g)解离能。

4. 试根据晶体的构型与半径比的关系,判断下列AB型离子化合物的晶体构型:

BeO,NaBr,CaS,RbI,BeS,CsBr,AgCl。

5. 试从电负性数据,计算下列化合物中单键的离子性百分数各为多少? 并判断哪些是离子型化合物?哪些是共价型化合物?

NaF,AgBr,RbF,HI,CuI,HBr,CrCl。