无机及分析化学教材课后习题答案

第一章 物质结构基础

(1) 不同之处为：原子轨道的角度分布一般都有正负号之分，而电子云角度分布图均为正值，因为Y平方后便无正负号了； 除s轨道的电子云以外，电子云角度分布图比原子轨道的角度分布图要稍“瘦”一些，这是因为︱Y︱≤ 1，除1不变外，其平方后Y2的其他值更小。

(2) 几率：电子在核外某一区域出现的机会。几率密度：电子在原子核外空间某处单位体积内出现的几率,表示微粒波的强度，用电子云表示。

(3) 原子共价半径：同种元素的两个原子以共价单键连接时，它们核间距离的一半。金属半径：金属晶体中相邻两个金属原子核间距离的一半。范德华半径：分子晶体中相邻两个分子核间距离的一半。

(4) BF3分子中B原子采用等性sp2杂化成键，是平面三角形；而NF3分子中N原子采用不等性sp3杂化，是三角锥形。

（5）分子式，既表明物质的元素组成，又表示确实存在如式所示的分子，如CO2、C6H6、H2；化学式，只表明物质中各元素及其存在比例，并不表明确实存在如式所示的分子，如NaCl、SiO2等；分子结构式，不但表明了物质的分子式，而且给出了分子中各原子的具体联接次序和方式，像乙酸的结构式可写为

CHHHCOOH

其结构简式可记为CH3COOH。

1-2解 1错；2错；3对；4对；5对；6错。7对；8错；9对 10错；11错；12错。

1-3 波动性；微粒性

1-4. 3s=3p=3d=4s；3s< 3p< 4s <3d；3s< 3p< 3d< 4s；

1-5 32；E 4s < E 4p < E 4d < E 4f ; 第六周期；La系；2；铈(Ce)

1-6 HF>HCl>HBr>HI；HF>HCl>HBr>HI; HFHI>HBr>HCl。

1-7 (1)M原子的核外电子排布：22626521s , 2s2p , 3s3p3d , 4s。

(2)M原子的最外层电子数为2，最高能级组中电子数为7。

(3)M元素在周期表中属于第4周期，VII B，Mn。

1-8 a e f h i 是基态 b c d 是激发态 g是不可能组态

1-9 (1)电子数为35，1个未成对电子。

(2) 4个电子层；4个能级组；18个轨道；8个能级 1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p；7个价电子

(3)第四周期，ⅦA，非金属，最高氧化态为7。

1-10 （1）Zn元素，属于ds区，第4周期，IIB族。

（2）位于IIIA族、 p区、价层电子构型为ns2np1的元素。

1-11答： 该元素的价层电子排布式为：3d104s1，为铜元素，属于第4周期，IB族，ds区。 1-12 (1) Si≈Ge＞As （2）As＞Si＞Ge （3）As＞Si＝Ge （4）As＞Ge＞Si

1-13 NH4＋中心原子N采取等性sp3杂化，CS2中心原子C采取sp杂化，C2H4中心原子C采取sp2杂化。

1-14 PCl3中心原子P价电子构型3s23p3，采取不等性sp3杂化，分子构型三角锥形。

HgCl2中心原子Hg价电子构型5d106s2，采取sp杂化，分子构型直线形。

BCl3中心原子B价电子构型2s22p1，采取sp2杂化，分子构型正三角形。

H2S中心原子S价电子构型3s23p4，采取不等性sp3杂化，分子构型折线形。

1-15 极性分子：HF、NO、CHCl3、NF3、C2H5OH、C2H5OC2H5

非极性分子：Ne、Br2、CS2、C2H4、C6H6

1-16（1）不能；（2）不能；（3）能；（4）能

1-17答：[Ar]3d54s1；[Xe]4f145d106s26p1；[Kr] 5s1；[Ar]3d9；[Ar]3d1；[Kr]4d105s2

1-18答：V型；直线；正八面体；正四面体；三角锥；四面体

第二章 化学反应的基本原理

2-1简答题

1.热力学第一定律，又称为能量守恒与转换定律。其定义为：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。根据能量守恒定律，可得体系热力学能（亦称内能）的变化ΔU为Q与W之和，即ΔU = Q+ W。

2.热力学只规定了浓度（或压力）——规定100 kPa 为标准压力，但未指定温度。因从手册中查到的热力学常数大多是298.15 K下的数据，所以本书以298.15 K为参考温度。

同一种物质，所处的状态不同，标准状态的含义也不同，具体规定如下：

①气体的标准状态 物质的物理状态为气态，气体具有理想气体的性质，且气体的压力（或分压）值为标准压力。②纯液体（或纯固体）的标准状态 处于标准压力下，且物理状态为纯液体（或纯固体）。③溶液的标准状态 处于标准压力下，且溶质的质量摩尔浓度bθ=1

mol∙kg-1的状态。热力学用bθ表示标准浓度，且bθ=1 mol∙kg-1。对于比较稀的溶液，通常做近似处理，用物质的量浓度c代替b，这样标准状态就可近似看做c =1 mol∙L-1时的状态，记为cθ。

2-2判断题

1×；2 ×；3√；4√；5×；6×；7×；8×；9×；10×；11√；12×；13×；

2-3 填空题

1. Q=_，W=，ΔrUmθ=，ΔrHmθ =，ΔrSmθ =，ΔrGmθ=

2. 放，< , > , <

3. -16.64 kJ/mol , 465.7 K

4. 2ΔrGmθ (1)+3ΔrGmθ (3)-2ΔrGmθ (2)

5. Kθ = 40 6

7 4×(3) - 2×(1) - 2×(2) 得所求反应式

故：ΔrGm = 4ΔrGm(3) - 2ΔrGm(1) - 2ΔrGm(2)

8 Q = 4 ，逆向自发， 32()(293)1.37100.21cOcKKQ = 0.1 ，逆向自发

9 大，小；小，小

10. 速率常数，活化能；11 v=kc(A)2 c(B)，三级；

kJ，9.0×10—2-1.s-1；

13一级、8.85×10-4mol•l-1 s-1、增大、向右；

2-4选择题

(1)C；(2)A；(3)C；(4)C；(5)D；(6)A；(7)C；(8)B；(9)B；(10)B；11 ；B 12 A ； 13 B

14 C ；15 A；16 B， 17 C， 18 B， 19 D， 20 C， 21 C

2-5计算题

1解：先写出配平的化学反应式，再计算出反应的标准热效应和标准熵变，即可估算出转变温度T转的值。

B2O3(s) + 2NH3(g) → 2BN(s) + 3H2O(g)

/kJ·mol-1

/J·K-1·mol-1

该反应属于 ， 的类型，故算得的温度是该反应自发进行的最低温度。这在一般的工业生产中是完全可以实现的。因此，该反应有可能通过适当提高温度（约840℃）来自发进行。

显然，上述计算的前提是假定反应中各物质均处于标准态。

2解：

2AgNO3（s） = Ag2O（s） + 2NO2（g）+ 1/2 O2（g）

△r Hθm = 284.1kJ/mol， △rSθm = 422.3J/mol·K 224)}2({)}1({)}3({KKKKT转 = 672.74K > 467.8 K，

可确定AgNO3（s）分解的最终产物是Ag 。

3 解：未反应时，PCl5的物质的量512.659()0.01277208.2gnPClmolgmol

设反应达到平衡时，气体总的物质的量为：

11101.31.000.02338.315523PVkPaLnmolRTkPaLmolKK

根据反应式：532PClPClCl可得，达到平衡时，

532()0.0023,()()0.0105nPClmolnPClnClmol

根据理想气体分压定律：

5532325()10.0()()()45.7()()2.09()ppPClkPaxPClpPClpClkPapPClppClpKpPClp

4 解:△rHθkJ.mol－1

rSθm.mol－1.K－1

rGθm（350K）=△rHθm-T△rSθm=-90.5-350*(-219.2)*10-3kJ.mol－1

lnKθ(350K)=-13.78/0.00831×350=2.06 Kθ(350K)=114.8

Q= p（CH3OH）/pθ

p（CO）/pθ .(p（H2）/pθ)2

=1.6

因为 Q< Kθ(350K) 所以反应向正反应方向进行.

5解：设反应掉的SO2的分压为x kPa

2SO2（g） + O2(g) 2SO3(g)

kPaPoi/ 100 50 0

kPaPeqi/ 100-x

eqSOeqPkPaxxxxP340250100130总xx2506解：

2322132()()()(383)14.8(383)(383)/4.65(383)9.5610()rmrmAgCOsAgOsCOgGKkJmolLnKKGKRTKKKpCOp

为防止反应正向自发，应保证Q> Kθ，故p(CO2)> 9.56×10-1kPa

7解：

CCl4 ( l ) = CCl4 ( g )

ΔfHmθ/ kJ·mol-1 - 135.4 -102.9 ΔrHmθ = 32.5 kJ·mol-1

Smθ/ J·mol-1·K-1 216.4 309.74 ΔrSmθ = 93.34 J·mol-1·K-1

p = 101.3 kPa ≈ 100 kPa ，

Tb ≈ T转 = ΔrHmθ/ΔrSmθ = 32.5/ 0.09334 = 348.19 （K）

又据克拉贝龙- 克劳修斯方程式：

ln｛20 / 101.3｝= 32.5 (Tbb

解得：20 kPa压力下，Tb = 304.2 ( K )

8解： 22()()()COClgCOgClg

eqpp 0.10x x x 221222()()1.010()0.100.062()3.8,()()6.216.2eqeqeqtotalpCOppClpxKpCOClpxxpCOClkPapCOpClkPapkPa