天津大学无机化学思考题完整版

《无机化学》课程思考性问题或综合性题目一、要求为了使学生更好地学好无机化学，理解和掌握无机化学的基础知识、基本理论、基本技能，培养学生科学思维能力和自学能力，根据《无机化学课程三基训练方案》，教师在每一章或某一阶段讲授结束后布置适量思考性问题或综合性题目，要求学生结合教师的教学，针对自己学习中出现的问题，认真查阅有关文献，运用化学结构、化学热力学和化学动力学等基础理论予以阐述，对于个别难度较大题，教师通过习题课及答疑课集中加以解决。

二、思考性问题或综合性题目第一章原子结构和元素周期性1、什么是黑体辐射和光电效应?这两个实验对原子结构理论的发展起着什么作用?2、玻尔理论是怎样解释氢光谱的?3、为什么宏观粒子的位置和速度可以测得很准确，而微观粒子却不能?4、H原子的1S电子离核越近几率密度越大，但是为什么它却在离核52．9pm处几率最大?5、原予轨道和电子云图形有几种表示方法?它们各代表怎样的物理意义?6、为什么第四周期元素失电子时，4s电子先于3d电子，而电子填充时先填4s轨道后填3d轨道。

第二∽三章分子结构与晶体结构1、离子键的键能和晶格能的含义是否相同?2、同是AB型的离子晶体，为什么有几种不同的结构形式?3、为什么原子轨道在形成化学键时要进行杂化?常见的杂化轨道有哪些类型? 为什么有些类型不能存在?4、分子的键角大小与哪些因素有关?5、为什么第二周期同核双原子分子的分子轨道能级σ2P与π2P出现交错现象?6、为什么稳定的双键和叁键一般只存在于第二周期元素之间?7、怎样用金属键能带理论说明导体，半导体和绝缘体导电性能的不同?8、物质的熔沸点与什么因素有关?9、为什么有几种类型的原子半径?它们的含义各是什么?第四章配位化合物1、Co3+不稳定，具有强氧化性，但为什么它形成[Co(CN)6]3-离子后却稳定。

2、水溶液中[Co(NH3)4]2+的构型如何?3、螯合物为何具有特殊的稳定性?第五章化学热力学基础1、讨论气体定律时所指的“标准状况”与热力学上的“标准态”含义是否相同?2、从体系焓和熵来分析，元素碳的最稳定单质是石墨而不是金刚石?3、为什么温度对化学反应的△G影响很大，对△H和△S却影响很小?4、标准平衡常数KФ与经验平衡常数Kp、Kc有何不同，从公式△GФ二—RTInKФ，算得的平衡常数KФ，是Kp还Kc?5、△GФ与△G有何区别和联系?第六章化学平衡常数1、在气相反应的平衡体系中，充入与反应体系无关的气体使体系总压增加，为什么不会使平衡发生移动?2、有些固体物质(如KOH等)溶于水是放热的，但其溶解度随温度升高而增大，这一现象是否违反了吕〃查德里平衡移动原理?第七章化学动力学基础1、化学反应的级数与反应分子数是否有区别?2、某一反应的活化能较小，另一反应的活化能较大，在相同温度和浓度下，前者的反应速度是否一定大于后者?第八章水溶液1、溶液的依数性指出，在水中溶解任何一种难挥发的物质，将使溶液的沸点升高，凝固点下降。

第五章原子结构与元素周期性-思考题1.量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系?解：量子力学的原子轨道是解薛定谔方程得到的，以满足量子化条件为前提的，适用于所有原子；玻尔先假定了一个量子化条件，从经典理论推导出来的，但只适用于氢原子，多电子原子不适用。

2. .量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的?解:用四个量子数: 主量子数--------描述原子轨道的能级副量子数------ 描述原子轨道的形状角量子数-------描述原子轨道的伸张方向自旋量子数---------描述电子的自旋方向.3. 为什么任何原子的最外层最多只能有8个电子,次外层最多只能有18个电子? 解：根据能量最低原理,泡利不相容原理以及洪特规则,我们就可以推算出各电子层,电子亚层和轨道中最多能容纳多少电子,以及每一个原子的核外电子排布形式，从结果上看，最外层只出现s亚层和p亚层，最都只能有8个电子，而次外层只会出现s、p、d亚层，最有只能有18个电子。

4. 为什么周期表中各周期的元素数目并不一定等于原子中相应电子层的电子最大容量数(2n2)?解：因为存在能级交错现象，比如d区原子，最外层为n，但原子数目取决于n-1的d亚层的电子容量。

如第4-7周期的原子数据远远大于2n2。

5. 量子数n=3,l=1的原子轨道的符号是怎样的?该类原子轨道的形状如何?有几种空间取向?共有几个轨道?可容纳多少个电子?解：原子轨道符号位3p，原子轨道的形状为哑铃形，有3种空间取向，共3个轨道，可容纳6个电子。

6.(1) 试写出s区,p区,d区及ds区元素的价层电子构型.解：s区ns1-2 p区ns2np1-6 d区(n-1)d1-9ns1-2 ds区(n-1)d10ns1-2 (2) 具有下列价层电子构型的元素位于周期表中哪一个区?它们各是金属还是非金属?价层电子构型ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2所在区s p d ds金属或非金属金属非金属金属金属11. 已知某副元素的A原子,电子最后填入3d,最高氧化数为+4,元素B的原子,电子最后填入4p, 最高氧化数为+5.回答下列问题:(1) 写出A,B元素原子的电子分布式;(2) 根据电子分布,指出它们周期表中的位置(周期,区,族).解：（1）A：1s22s22p63s23p63d24s2B：1s22s22p63s23p63d104s24p3(2) A: 四周期，d区，IVB族元素B：四周期，p区，V A族元素习题1.在26Fe原子核外的3d，4s轨道内，下列电子分布哪个正确? 哪个错误? 为什么?答：(1) 不符合能量最低原理；(2) 不符合能量最低原理和洪特规则；(3) 不符合洪特规则；(4) 不符合泡利不相容原理；(5) 正确。

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。

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 ) 2.6710Pa0.2869.3310Pan 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 -112.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。

天津大学无机化学教研室《无机化学》第4版下册配套题库第一部分名校考研真题第17章生态环境与无机化学本章暂未编选名校考研真题，若有最新真题会及时更新。

第二部分课后习题第17章生态环境与无机化学（一）思考题1．你的家乡或周围环境是否存在环境污染问题？你认为如何治理？答：略。

2．分析你所做过的无机化学制备实验，哪些会造成环境污染？并就某一产品设计一个具体的绿色化学实验方案。

答：略。

3．我国大气污染的特点是什么？简述防治的基本对策。

答：（1）我国大气污染的特点我国的大气污染是典型的以排放烟尘和为特征的煤烟型污染。

（2）防治的基本对策从根本上来说，必须大力开发使用洁净新能源，逐步减少化石燃料（煤、石油、天然气）的使用量，改变我国的能源结构；大力研究开发无污染生产工艺；禁止使用、排放有损臭氧层的化学品；防尘治沙，植树造林，营造草地，绿化环境。

4．我国出现的酸雨属于哪种类型？分布情况？防治的措施有哪些？答：（1）我国的酸雨类型主要属于硫酸型，这是因为我国能源结构以煤为主，二氧化硫排放量的90%来源于燃煤。

（2）20世纪80年代我国酸雨仅限于川贵两广地区，到90年代酸雨已从西南地区蔓延至华中、华南地区，并且大多数省都发现过酸雨。

（3）防治酸雨的根本措施是削减人为向大气中排放及汽车尾气排放的总量；优化能源结构，改进燃料装置，开发清洁能源；推广清洁燃煤技术，削减民用煤、工业烧洗煤；烟气脱硫等。

5．根据热力学有关数据，计算说明应用反应：治理汽车尾气的可能性，并提出实现该反应的动力学措施。

解：由以上热力学数据看出，该反应在常温（298.15K）及标准态下，是可以自发进行的；并且该反应为放热、熵减的反应，所以应采取低温、适当提高压力，并加催化剂的措施即可实现治理汽车尾气的目的（实际国外的汽车尾气CO、NO的治理中已采用了此方法，且配有高效催化剂Pt-Pd）。

6．什么是生命必须元素？什么是微量元素？答：（1）生命元素是指在生物体中能维持其正常生命活动功能所不可缺少的化学元素。

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·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]Cl2. 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]Cl23.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.)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-可见[Mn(CN)6]4的磁矩最大6.下列配离子(或中性配合物)中，哪个为平面正方形构型? 哪个为正八面体构型? 哪个为正四面体构型?*7. 用价键理论和晶体场理论分别描述下列配离子的中心离子的价层电子分布。

(1) [Ni(NH3)6]2+ (高自旋)(2) [Co(en)3]3+ (低自旋)解：(1) [Ni(NH3)6]2+(高自旋)4s4pNH3NH3NH3NH3NH3NH3外轨型晶体场理论:t2ge g2Co(en)23+(低自旋)价键理论:价键理论:内轨型Ni2+ 3d8Co3+3d6晶体场理论:t2ge g(低自旋)*8.构型为d1到d10的过渡金属离子，在八面体配合物中，哪些有高、低自旋之分? 哪些没有?解：d4～d7构型的过渡金属离子在八面体配合物中有高、低自旋之分；d1～d3、d8～d10构型的没有高、低自旋之分。

第3章　酸碱反应和沉淀反应（一）思考题1．阐述下列化学名词、概念的含义。

解离常数，解离度，分步解离，水解常数，水解度，分步水解，水的离子积，缓冲溶液，溶度积，溶度积规则，分步沉淀，沉淀完全，沉淀转化答：（1）解离常数：在溶液中存在着已解离的弱电解质的组分离子和未解离的弱电解质分子之间的平衡，该平衡的平衡常数称为解离常数。

（2）解离度：弱电解质在溶剂中解离达平衡后，已解离的弱电解质分子百分数称为解离度。

（3）分步解离：多元弱酸在水溶液中的解离是分步（或分级）进行的，平衡时每一级都有一个相应的解离平衡常数。

（4）水解常数：对于强碱弱酸盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐，盐的组分离子与水解离出来的H＋或OH－结合成弱电解质的反应的平衡常数称为水解常数。

（5）水解度：盐水解部分的物质的量或浓度与始态盐的物质的量或浓度的比值称为水解度。

（6）分步水解：与多元弱酸（或多元弱碱）的分步解离相对应，多元弱酸盐（或多元弱碱盐）的水解也是分步进行的。

（7）水的离子积：水的解离平衡常数称为水的离子积。

（8）缓冲溶液：弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液保持pH相对稳定作用的溶液称为缓冲溶液。

（9）溶度积：难溶强电解质在水中虽然难溶，但仍有一定数量的构晶离子离开晶体表面而进入水中，当溶解与沉淀的速率相等时，晶体和溶液相应的离子之间达到动态的多相离子平衡，该溶解平衡常数称为溶度积。

（10）溶度积规则：，该规律称为溶度积规则。

（11）分步沉淀：体系中同时含有多种离子，离子可能与加入的某一沉淀剂均会发生沉淀反应，生成难溶电解质，则离子积首先超过溶度积的难溶电解质先沉出，这种在混合溶液中多种离子发生先后沉淀的现象称为分步沉淀。

（12）沉淀完全：在进行沉淀反应时，当离子浓度小于10－5时，可以认为沉淀基本完全。

（13）沉淀转化：借助于某一试剂的作用，把一种难溶电解质转化为另一难溶电解质的过程称为沉淀转化。

2．在氨水中加入下列物质时，的解离度和溶液的pH 将如何变化？（1）加（2）加（3）加答：（1）使的解离度下降，溶液的pH 减小；（2）使的解离度下降，溶液的pH 升高；（3）使的解离度增大，溶液的pH 减小；（4）使的解离度增大，溶液的pH 的变化与加水量的多少有关。

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0.001molL-1，指出溶液导电能力的顺序，并把配离子写在方括号内。

1 PtNH36C14 2 CrNH34Cl3 3 CoNH36Cl34 K2PtCl6解：溶液导电能力从大到小的顺序为PtNH36C14gtCoNH36Cl3gtK2PtCl6gtCrNH34Cl2Cl2. PtCl4 和氨水反应，生成化合物的化学式为PtNH34Cl4。

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：PtCl2NH342、外界为：2Cl- 、PtCl2NH34Cl23.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。

配合物磁矩/B.M. n 杂化类型几何构型轨型CoF63- 4.5 4 sp3d2 正八面体外NiNH342 3.O 2 sp3 正四面体外NiCN42- 0 0 dsp2 平面正方形内FeCN64- 0 0d2sp3 正八面体内CrNH363 3.9 3 d2sp3 正八面体内MnCN64- 1.8 1 d2sp3 正八面体内5.下列配离子中哪个磁矩最大FeCN63- FeCN64- CoCN63- NiCN42-MnCN63-配合物轨几何构型杂化类型n 磁矩型/B.M.FeCN63- 内正八面体d2sp3 1 1.73FeCN64- 内正八面体d2sp3 0 0CoCN63- 内正八面体d2sp3 0 0NiCN42- 内平面正方形dsp2 0 0MnCN64- 内正八面体d2sp3 2 2.83可见MnCN64 的磁矩最大6.下列配离子或中性配合物中，哪个为平面正方形构型哪个为正八面体构型哪个为正四面体构型配合物n 杂化类几何构型型PtCl42- 0 dsp2 正方形ZnNH342 0 sp3 正四面体FeCN63- 1 d2sp3 正八面体HgI42- 0 sp3 正四面体NiH2O62 2sp3d2 正八面体CuNH342 1 dsp2 平面正方形7. 用价键理论和晶体场理论分别描述下列配离子的中心离子的价层电子分布。