北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题详解(下册)第五、第

第19章　金属通论19.1　复习笔记一、概述1．金属元素概念金属元素是指那些价层电子数较少，在化学反应中较易丢失电子的元素。

2．金属的分类常见金属分类如图19-1所示。

图19-1 常见金属分类示意图二、金属的提炼1．金属的提炼金属的提炼是指从自然界索取金属单质的过程。

一般，金属的提炼分为矿石的富集、冶炼和精炼三个过程。

2．金属还原过程的热力学（1）一般，金属氧化物越稳定，的负值越大，金属越难被还原。

（2）自由能-温度图①将氧化物的生成自由能对温度作图，这种图称为自由能-温度图，又称埃林汉姆图；②从自由能-温度图中可获得某些金属氧化物分解的适宜温度，寻找适宜的还原剂。

3．工业上冶炼金属的一般方法根据金属的存在形式、金属还原过程的热力学及其它诸多因素，工业上冶炼金属的方法主要有热分解法、热还原法、电解法和氧化法。

（1）热分解法热分解法适用于、辰砂等少数不活泼金属化合物：（2）热还原法热还原法是最常见的从矿石提取金属的方法。

由于所用的还原剂不同，可分为碳热还原法、氢热还原法和金属热还原法。

①碳热还原法碳热还原法是指用C 或CO 做还原剂的冶炼金属的方法：由于大多数碳酸盐在高温下易发生热分解生成氧化物，制备过程：对硫化物，先将矿石在空气中煅烧使之转化为氧化物，再用碳还原：碳热还原法的缺点是制得的金属中往往含有碳和碳化物，得不到较纯的金属。

②氢热还原法氢热还原法主要用于制备少量的纯金属：③金属热还原法（金属置换法）金属热还原法是指用一种金属做还原剂把另一种金属从其化合物中还原出来的方法。

如：用铝做还原剂制取其它金属的方法称为铝热法：（3）电解法电解法主要用于从化合物中制取活泼金属，通常是电解其熔融盐：（4）氧化法氧化法是指使用氧化剂制取金属单质的方法，如金银的提取。

4．金属的精炼常用的金属精炼方法有：电解精炼、气相精炼和区域熔炼。

（1）电解精炼电解精炼是指电解时将不纯的金属做成电解槽的阳极，薄片纯金属做成阴极，通过电解在阴极上得到纯金属的方法。

第27章　特殊类型的无机化合物27.1　复习笔记一、金属有机化合物1．定义金属有机化合物又称有机金属化合物，是指分子中含有一个或多个金属-碳键（M—C）的化合物。

2．过渡金属有机配合物（两类）（1）π-酸配合物π-酸配合物是指含有M—C键，形成反馈π配键，碳为σ电子给予体时起刘易斯碱作用，碳为π电子接受体时起刘易斯酸作用的化合物。

（2）π配合物π配合物是指配体中有直链不饱和烃，或有离域π键的环状体系，以π键电子和金属原子结合，可为π电子给予体，也可为π电子接受体的化合物。

3．金属羰基化合物（1）定义金属羰基化合物是指过渡金属元素与CO中性分子形成的配合物，通式。

（2）金属羰基化合物的特点①CO不是一个很强的刘易斯碱，它与过渡金属可形成很强的化学键；②中心原子都是过渡金属，有较低氧化态；③金属羰基化物中除个别外，都符合有效原子序数规则；④无论是单核羰基化合物还是多核羰基化合物都是典型的共价化合物。

难溶于水，易溶于有机溶剂，熔点低，易升华，受热易分解。

（3）金属羰基配合物的制备①由金属与CO 直接作用：②还原法常用的还原剂有CO 、和烷基铝等：③热解和光解法羰基配合物受热或光照下可生成新的羰基配合物：（4）有效原子序数规则有效原子序数规则是指中心原子的电子数加上配体提供的电子数之和应等于同周期的稀有气体元素的原子序数，或者中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18的规则，EAN 规则又称18电子规则。

①EAN 可表示为：为中心原子的价电子数；为配体提供的电子数；为加合电子或与中心原子形成共价单键的原子提供的电子数。

②EAN 规则也有不少例外，如铑、钯、铱和铂等易形成四配位平面形配合物，价层电子总数通常为16也同样非常稳定。

已发现的也不符合EAN 规则。

4．烯烃、炔烃金属有机化合物过渡金属与烯烃、炔烃通过π键可形成一类含有π键的金属有机化合物，称π配合物。

（1）烯烃金属有机化合物蔡斯盐由的盐酸溶液通入乙烯、加入KCl 制得：（2）炔烃金属有机化合物乙炔既可作为二电子给予体，又可作为四电子给予体，可形成双核或三核配合物。

1、教材《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年8月第4版。

2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，1992年5月第3版。

《无机化学》邵学俊等编，武汉大学出版社，2003年4月第2版。

《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编，高等教育出版社，1994年4月第3版。

《无机化学例题与习题》徐家宁等编，高等教育出版社，2000年7月第1版。

《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学出版社，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。

第23章　d区金属（一）　第四周期d区金属23.1　复习笔记一、引言1．d区金属d区元素是指周期表中具有部分填充的d壳层的电子的过渡元素，这些元素都是金属，故又称为d区金属；铜族元素在呈现某些氧化态时也有部分填充的d电子，故常把铜族元素也作为过渡金属。

2．第一过渡系第一过渡系是指第四周期表中的Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu元素，其中钪元素是过渡元素中最轻的一个外，其他都具有部分填充的3d壳层电子。

3．第二过渡系第二过渡系元素是指第五周期中的Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd和Ag。

4．第三过渡系第三过渡系元素是指第六周期中的La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au组成。

5．第四过渡系第四过渡系元素由锕（Ac）到112号元素组成。

6．内过渡元素把镧系和锕系这些金属元素称为f区元素（或f区金属），或称内过渡系元素。

二、第一过渡系元素的基本性质1．金属的性质（1）电子结构特点具有未充满的3d轨道，最外层电子为1～2个，电子构型为。

（2）还原性具有较强的还原性，能从非氧化性酸中置换出氢，第一过渡系元素从左到右金属的还原能力逐渐减弱。

（3）原子半径和密度①与同周期主族元素的金属相比，具有较小的原子半径和较大的密度。

②原子半径随原子序数的增加而减小，开始减小很明显，到ⅥB族以后就变得平缓，到ⅠB时原子半径又开始上升。

（4）硬度这些金属的硬度大，其中硬度最大的是铬（莫氏硬度为9）。

（5）熔、沸点熔、沸点均很高。

2．氧化态过渡金属元素不同于主族金属的特征表现为可变氧化态，通常有小于它们族数的氧化态：（1）第一过渡系元素除钪以外都可失去4s2形成+Ⅱ氧化态阳离子；（2）可以失去一个3d电子形成+Ⅲ氧化态阳离子；（3）随原子序数增加，氧化态先是逐渐升高，达到与其族数对应的最高氧化态（ⅢB～ⅦB），随后出现低氧化态，这种变化趋势与成键d电子数有关；（4）第一过渡系列后半部的元素（V，Cr，Mn，Fe，Co）能出现零氧化态，它们与不带电荷的中性分子配位体（如CO）形成羰基配合物。

第5章　化学热力学基础5-1 从手册查出常用试剂浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸、浓氨水的密度和质量分数，计算它们的（体积）物质的量浓度（c ）和质量摩尔浓度（m ）。

解：经查阅化学手册，浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸、浓氨水的密度分别为1.19g/cm 3、1.83g/cm 3、1.42g/cm 3、0.9g/cm 3，其质量分数分别为37.23%、98.3%、69.8%、26%。

由公式c ＝ρw/M 可得：c(HCl)＝12mol/L ；c(H 2SO 4)＝18.3mol/L ；c(HNO 3)＝15.7mol/L ；c(NH 3·H 2O)＝13.8mol/L设1kg 水中含溶质nmol ，则由w ＝m/（m ＋1000）（m 为溶质质量）可得：m ＝1000(1)w w 则换算成质量摩尔浓度为：m(HCl)＝16.2mol/kg ；m(H 2SO 4)＝500mol/kg ；m(HNO 3)＝36.69mol/kg ；m(NH 3·H 2O)＝20.67mol/kg5-2 从手册查出常温下的饱和水蒸气压，计算当相对湿度为40％时，水蒸气压多大。

解：常温下，饱和水蒸气压为p ＝3.1690kPa当相对湿度为40%时，其饱和蒸汽压为：p ＝40%p＝40%×3.1690kPa＝1.2676kPa 。

5-3 化学实验中经常用蒸馏水冲洗已用自来水洗净的烧杯。

设洗后烧杯内残留“水”为1mL ，试计算，用30mL 蒸馏水洗l 次和洗2次，烧杯中残留的“自来水的浓度”分别多大？解：30ml 蒸馏水洗一次的“自来水的浓度”为：10.032(ml ml)31c ==30ml 蒸馏水洗两次的“自来水的浓度”为：1/(130)'0.001(ml ml)130c +==+5-4 计算15℃，97kPa 下15g 氯气的体积。

解：由理想气体状态方程得：pV nRT =158.314288.15L 5.218L 7197nRT mRT V p Mp ⨯⨯====⨯5-5 20℃，97kPa 下0.842g 某气体的体积为0.400L ，求该气体的摩尔质量。

目　录第一部分　名校考研真题
绪　论
第1章　原子结构与元素周期系
第2章　分子结构
第3章　晶体结构
第4章　配合物
第5章　化学热力学基础
第6章　化学平衡常数
第7章　化学动力学基础
第8章　水溶液
第9章　酸碱平衡
第10章　沉淀平衡
第11章　电化学基础
第12章　配位平衡
第二部分　课后习题
绪　论
第1章　原子结构与元素周期系第2章　分子结构
第3章　晶体结构
第4章　配合物
第5章　化学热力学基础
第6章　化学平衡常数
第7章　化学动力学基础
第8章　水溶液
第9章　酸碱平衡
第10章　沉淀平衡
第11章　电化学基础
第12章　配位平衡
第三部分　章节题库
绪　论
第1章　原子结构与元素周期系第2章　分子结构
第3章　晶体结构
第4章　配合物
第5章　化学热力学基础
第6章　化学平衡常数
第7章　化学动力学基础
第8章　水溶液
第9章　酸碱平衡
第10章　沉淀平衡
第11章　电化学基础
第12章　配位平衡
第四部分　模拟试题
北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》（第4版）配套模拟试题及详解
第一部分　名校考研真题
说明：本部分从指定北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室主编的《无机化学》（第4版）为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。

所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。

第21章　p区金属21.1　复习笔记一、概述1．p区金属p区金属包括Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Po，分属于周期表中的第ⅢA族、ⅣA族和VA族。

2．p区金属元素性质（1）p区同族金属元素从上到下原子半径逐渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素的金属性逐渐增强；（2）它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值相差为2；（3）它们的高氧化态化合物多数为共价化合物；低氧化态的化合物中部分离子性较强；（4）大部分p区金属元素在化合物中，电荷较高，半径较小，其盐类在水中极易水解。

二、铝镓分族１．铝及镓分族元素铝及镓分族元素Ga、In、Tl为第ⅢA族的金属元素。

2．铝镓分族价电子构型及特征（1）价电子构型为；（2）价电子数少于价轨道数，为缺电子原子。

3．铝镓分族氧化态特点（1）除Tl 外，铝及镓分族元素在化合物中的主要氧化态为+Ⅲ；（2）铊的+I氧化态比+Ⅲ氧化态的化合物稳定；（3）它们的+Ⅲ氧化态化合物有很强的共价性。

4．铝及其化合物（1）铝的冶炼①的纯制a．用碱溶液处理铝土矿：b．通入，促使铝酸盐水解，得沉淀：c ．将过滤分离，干燥后煅烧，得到较纯的符合电解要求的氧化铝：②的熔融电解将溶解于熔融的冰晶石中进行电解，在阴极得到铝：（2）铝的物理性质①银白色的金属，质轻；②耐腐蚀性较好；③延展性和导电性能很好，能与多种金属形成高强度的合金。

（3）铝的化学性质①铝的亲氧性及用途a ．原理第一，铝一接触空气，表面立即氧化，生成一层致密的氧化膜，阻止铝进一步被氧化，此膜不溶于水和酸，铝在空气中相当稳定；第二，铝能夺取化合物中的氧：b ．用途第一，是冶金上常用的还原剂；第二，用来作为炼钢的脱氧剂；第三，用于制取高温金属陶瓷。

②铝的两性及用途a ．铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸，也易溶于强碱；铝还能溶于热的浓硫酸中；高纯度的铝（99.95％）只溶于王水。

b ．铝在冷的浓硫酸及稀、浓硝酸中被钝化，常用铝桶装运浓、浓等化学试剂。

第6章化学平衡常数6.1 复习笔记一、化学平衡状态1．化学平衡（1）化学平衡的定义化学平衡是指系统内发生的化学反应既没有向正向进行的自发性（或“推动力”）又没有向逆向进行的自发性（或“推动力”）时的一种状态。

（2）化学平衡的特性①化学平衡是一种动态平衡；②化学平衡中相互转化着的是物质——反应物与产物，达到平衡时，它们的量不再改变；③化学平衡状态只有在封闭系统里才能够达成，反应物与产物双方不断地相互转换着，当各自的量及总量都不变时，才达成平衡态。

2．勒沙特列原理（1）定义勒沙特列原理是指一旦改变维持化学平衡的条件，平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。

（2）应用时需要注意的几点①并不是改变任何条件，化学平衡都会移动，而只有改变维持平衡的条件，平衡才会移动；②勒沙特列原理说平衡向着减弱引起平衡破坏的因素的方向移动，却没有说移动的结果可以完全抵消这种引起平衡破坏的因素，而使平衡恢复到原来的状态。

（3）勒沙特列原理的缺点勒沙特列原理并不能实际判定某一系统是否达到平衡，而只是预言了平衡态的破坏将导致系统自发地向新的平衡移动的方向。

而且它是不能进行定量计算的方程。

二、平衡常数1．标准平衡常数（1）标准平衡常数KΘ在平衡状态下，定义J KΘ：≡平衡以上三个方程分别适用于气相平衡、气体与溶液同时存在的平衡以及溶液中的平衡。

（2）标准平衡常数的物理意义①在一定温度下，当气相系统达到化学平衡时，参与反应的各气体的分压与热力学标压之比以方程式中的计量系数为幂的连乘积是一个常数；②当溶液系统达到化学平衡时，参与反应的各溶质的浓度与热力学标态浓度之比以方程式中的计量系数为幂的连乘积是一个常数。

（3）平衡常数的特性①平衡常数是温度的函数。

温度不变，平衡常数不变；②对于一个特定气相系统，在一定温度下，无论化学平衡是如何达成的，达到平衡时每一气体的分压具体数值可大可小，但是总起来看，所有气体分压之间的关系，必须遵从平衡常数的制约；③同一反应，在同一温度下，平衡常数的具体数值是与方程式的写法相关的，方程式写法不同，表达式中的指数不同，平衡常数不同；④平衡常数表达式中没有固体、溶剂等浓度不发生变化的物质。

第4章配合物4.1 复习笔记一、配合物的基本概念1．配合物的定义配位化合物简称配合物，又称络合物，是一大类化合物的总称。

2．配合物的组成（1）形成体①中心离子（或中心原子）称为配合物的形成体；②中心离子大多数是带正电荷的金属阳离子，以过渡金属离子居多，如Mn2＋、Fe3＋、Co2＋、Ni2＋、Cu2＋、Ag＋等；少数高氧化态的非金属元素也可作中心离子，如[BF4]－、[SiF6]2－中的B（Ⅲ）、Si（Ⅳ）等；③中心原子如[Ni（CO）4]、[Fe（CO）5]中的Ni、Fe原子。

（2）配位个体、配体及配位原子①由形成体结合一定数目的配体所形成的结构单元称为配位个体，即配合物的核心部分；②在配合物中与形成体结合的离子或中性分子称为配体；③在配体中提供孤电子对与形成体形成配位键的原子称为配位原子。

（3）配体分类根据配体中所含配位原子数目的不同，可分为单齿配体和多齿配体。

①单齿配体：一个配体中只有一个配位原子，如NH3、OH－、X－、CN－、SCN－等；②多齿配体：一个配体中有两个或两个以上的配位原子。

（4）配位数①定义配位数是指在配位个体中与一个形成体形成配位键的配位原子的总数。

②配位数与配体的关系ａ．由单齿配体形成的配合物，中心离子的配位数等于配体的数目；ｂ．若配体是多齿的，那么配体的数目不等于中心离子的配位数。

③形成体和配体的性质对配位数的影响ａ．中心离子正电荷越多，配位数越大；ｂ．中心离子半径较大时，其周围可容纳较多的配体，易形成高配位的配合物，但是中心离子半径若过大时，有时配位数反而减小；ｃ．配体的负电荷越多，配位数减小；ｄ．配体的半径增大时，中心离子周围可容纳的配体数减少，配位数减小；ｅ．配体浓度大、反应温度低，易形成高配位配合物。

（5）配离子的电荷配离子的电荷为形成体和配体电荷的代数和。

3．配合物的化学式及命名（1）配合物的化学式①含配离子的配合物，其化学式中阳离子写在前，阴离子写在后；②配位个体中，先列出形成体的元素符号，再依次列出阴离子和中性配体；③无机配体列在前面，有机配体列在后面，将整个配位个体的化学式括在方括号内；④在括号内同类配体的次序，以配位原子元素符号的英文字母次序为准。