无机化学(周祖新)习题解答 第四章
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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,求引起溴分子解离1-2 Br2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 ~ 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~ 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。
1-5章年习题答案无机化学习题参考答案第一章1.4.解:(1)H 2O 22C(2)S 2O 32-3v C(3)N 2O (N -N -O 方式)v C ∞(4)Hg 2Cl 2h D ∞(5)H 2C=C=CH 2 2d D(6)UOF 4 C 5v (7)BF 4-d T(8)SClF 54v C(9)反-Pt(NH 3)2Cl 22h D(10)PtCl 3(C 2H 4)-2v C1.B(CH 3)3和BCl 3相比,哪一个的Lewis 酸性强,为什么?一般来说,CH 3为推电子基团,Cl 为吸电子基团,因此的Lewis 酸性强。
(BCl 3易水解;B(CH 3)3不溶于水,在空气中易燃)2.BH 3和BF 3都可和(CH 3)2NPF 2生成加合物,在一种加合物中,B 原子和N 相连,另一种则和P 相连,绘出两种结构式,并说明形成两种结构的原因。
PFFH 3CH 3PF F H 3CH 3B BH 3F 3(该题可参考史启桢等翻译的"无机化学",作者Shriver 等,由高教社出版, 其中关于热力学酸度参数的部分,p.190-191; 或者该书的英文原版第5章的相关内容)3. 无水AlCl 3可作为傅-克烷基化反应的催化剂, 而吸水后则失效, 原因何在? 配位饱和(6配位),失去Lewis 酸性4. 吸水后失效 的AlCl 3有什么方法可以脱水?因为Al 3+是典型的硬酸,与氧的亲合力很强,因此实验室不能在HCl ,NH 4Cl ,SOCl 2等气氛下加热脱水。
(只能加强热生成 Al 2O 3后,用高温下用加C 和Cl 2用还原氯化法制备,这就不是脱水方法了)。
第二章2.1 解:Ni 2+ d 8组态Pt 2+ d 8组态 第四周期(分裂能小)第六周期(分裂能大)P Ni ClP ClClCl P Ptrans cis四面体构型 平面四方形构型(两种构型) 只有一种结构 (P 代表PPh 3)2.2 解 (1)MA 2B 4(2)MA 3B 3M A BB M A BAB M A AB M A AA Btrans cis fac(面式) mer(经式) D 4h C 2v C 3v C 2v μ=0 μ≠0 μ≠0 μ≠0μfac >μmer2.3 Co(en)2Cl 2+D 2hC 2 光活异构体 C 2Co(en)2(NH 3)Cl 2+33Htrans cis Co(en)(NH 3)2Cl 2+3333NH 33trans(1) trans(2) cis2.4 Co(en)33+Ru(bipy)32+手性分子D3D3 PtCl(dien)+dien HNCH2CH2CH2NH2NH2CH2基本上为平面分子,无手性2.5 (1) 分别用BaCl2溶液滴入,有白色沉液出现的为[Co(NH3)5Br]SO4,或分别加入AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀的为[Co(NH3)5SO4]Br。
无机化学(周祖新)习题解答-第四章第四章酸碱平衡和溶解沉淀平衡习题解答(4)思考题1.强电解质的水溶液有强的导电性,但AgCl 和BaSO4水溶液的导电性很弱,它们属于何种电解质?1.答:AgCl和BaSO4水溶液的导电性虽很弱,溶液中离子浓度很小,这是由于AgCl和BaSO4本身溶解度小,致使溶液中自由离子浓度小,导电性弱。
而AgCl和BaSO4(溶解部分)在溶液中还是全部解离的,所以是强电解质。
2.在氨水中加入下列物质时,NH3•H2O的解离度和溶液的pH将如何变化?⑴NH4Cl ⑵NaOH ⑶HAc ⑷加水稀释2.NH3•H2O NH4++OH-⑴加入NH4Cl,氨水解离度下降,pH减小。
⑵加入NaOH,氨水解离度下降,pH增加。
⑶加入HAc,氨水解离度增加,pH减小。
⑷加水稀释,氨水解离度增加,pH减小。
3.下列说法是否正确?若有错误请纠正,并说明理由。
⑴酸或碱在水中的解离是一种较大的分子拆开而形成较小离子的过程,这是吸热反应。
温度升高将有利于电离。
⑵1×10-5mol•L-1的盐酸溶液冲稀1000倍,溶液的pH值等于8.0。
⑶将氨水和NaOH溶液的浓度各稀释为原来1/2时,则两种溶液中OH-浓度均减小为原来的1/2。
⑷pH相同的HCl和HAc浓度也应相同。
⑸酸碱滴定中等当点即指示剂变色点。
⑹某离子被完全沉淀是指其在溶液中的浓度为0。
3.⑴错。
在解离即较大的分子拆开而形成较小离子的吸热反应的同时,较小离子与水分子的水合是是放热的,总反应的吸放热取决于两过程热效应的相对大小,有吸热也有放热,故温度升高不一定有利于解离。
⑵错。
在pH值远离7的时候,溶液每稀释10倍,pH近视增加一个单位,这是没有计算水解离出的H+,当pH接近7的时候,水解离出的H+就不能再忽略了,所以酸性溶液不管怎么稀释,只能越来越接近中性,不可能变为碱性。
⑶错。
NaOH溶液稀释为原来1/2时OH-浓度确实减小为原来的1/2;但氨水在稀释过程中,其解离平衡向右移动,会解离出更多的OH-,稀释一倍后,其OH-浓度大于原来的一半。
无机化学(第四版)答案第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有种含不同核素的水分子?由于3H太少,可以忽略不计,问:不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子?1-2 天然氟是单核素(19F)元素,而天然碳有两种稳定同位素(12C和13C),在质谱仪中,每一质量数的微粒出现一个峰,氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰?1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%,81Br 80。
9163占49。
46%,求溴的相对原子质量(原子量)。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u,已知铊的相对原子质量(原子量)为204。
39,求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m(AgCl):m(AgBr)=1。
63810:1,又测得银和氯得相对原子质量(原子量)分别为107。
868和35。
453,求碘得相对原子质量(原子量)。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量(原子量)相比,有多大差别?1-7 设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?1-8 试讨论,为什么有的元素的相对质量(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?1-9 太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?1-10 中国古代哲学家认为,宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质,“元气生阴阳,阴阳生万物”,请对比元素诞生说与这种古代哲学。
1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论,至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不疑。
与化学元素论相比,它出发点最致命的错误是什么?1-12 请用计算机编一个小程序,按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线的波长(本练习为开放式习题,并不需要所有学生都会做)。
无机化学周祖新答案【篇一:无机化学(周祖新)习题解答第五章】>无机化学习题解答(5)思考题1.什么是氧化数?如何计算分子或离子中元素的氧化数?氧化数是某一原子真实或模拟的带电数。
若某一原子并非真实得到若失去电子而带电荷,可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子,然后计算出来的带电情况叫氧化数。
已知其他原子的氧化数,求某一原子的氧化数时可用代数和的方法,中性分子总带电数为零;离子总带电数为离子的电荷。
2.指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数: o3 24+o72-na2o3 na25na26h2 na2 2.o3 +3,2 +1,4+-3,o72-+3,na22o3 +2,na22-1,5+10,na26+4,h2 -1,na25 -2/5,3.举例说明下列概念的区别和联系:⑴氧化和氧化产物⑵还原和还原产物⑶电极反应和原电池反应⑷电极电势和电动势3.⑴氧化是失去电子氧化数升高,所得氧化态较高产物即为氧化产物。
⑵还原是得到电子氧化数降低,所得氧化态较较产物即为还原产物。
⑶在某个电极上发生的反应为电极反应,分为正极的还原反应和负极的氧化反应,总反应为原电池反应。
⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。
两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。
4.指出下列反应中何者为氧化剂,它的还原产物是什么?何者为还原剂,它的氧化产物是什么?⑴2fecl3+cu→fecl2+cucl2⑵cu+cucl2+4hcl→2h2[cucl3]⑶cu2o+h2so4→cu+cuso4+h2o4.⑴氧化剂:fecl3,还原产物:fecl2,还原剂:cu,氧化产物:cucl2。
⑵氧化剂:cucl2,还原产物:2h2[cucl3],还原剂:cu,氧化产物:2h2[cucl3]。
⑶氧化剂:cu2o,还原产物:cu,还原剂:cu2o,氧化产物:cuso4。
无机化学(第四版)答案第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有种含不同核素的水分子?由于3H太少,可以忽略不计,问:不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子?1-2 天然氟是单核素(19F)元素,而天然碳有两种稳定同位素(12C和13C),在质谱仪中,每一质量数的微粒出现一个峰,氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰?1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%,81Br 80。
9163占49。
46%,求溴的相对原子质量(原子量)。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u,已知铊的相对原子质量(原子量)为204。
39,求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m(AgCl):m(AgBr)=1。
63810:1,又测得银和氯得相对原子质量(原子量)分别为107。
868和35。
453,求碘得相对原子质量(原子量)。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量(原子量)相比,有多大差别?1-7 设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?1-8 试讨论,为什么有的元素的相对质量(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?1-9 太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?1-10 中国古代哲学家认为,宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质,“元气生阴阳,阴阳生万物”,请对比元素诞生说与这种古代哲学。
1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论,至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不疑。
与化学元素论相比,它出发点最致命的错误是什么?1-12 请用计算机编一个小程序,按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线的波长(本练习为开放式习题,并不需要所有学生都会做)。
一.选择题1. 下列说法不正确的是()A. 氢原子中 ,电子的能量只取决于主量子数nB.多电子原子中 ,电子的能量不仅与 n 有关 ,还与 l 有关C.波函数由四个量子数确定D.是薛定格方程的合理解 ,称为波函数解:选 C.波函数是由三个量子数n,l,m确定的,与自旋量子数m s无关。
2.下列波函数符号错误的是()A. 1.0.0B. 2.1.0C. 1.1.0D. 3.0.0解:选 C.n,l,m三个量子数的取值必须符合波函数的取值原则,即n>l≥∣m∣,所以 1.1.0 是错误的,应改为 1.0.0。
3.2p 轨道的磁量子数取值正确的是()A. 1,2B. 0,1,2C. 1,2,3D. 0,+1,-1解:选D。
只有 D 符合磁量子数的取值原则。
因为m 取值受角量子数l 取值的限制,对于给定的 l 值, m=0, 1, 2,⋯, l,共 2l+1 个值。
2p 轨道的角量子数 l= 1,所以磁量子数 m=0, 1。
4.基态某原子中能量最高的电子是()A. 3,2,+1,+1/2B. 3,0,0,+1/2C. 3,1,0,+1/2D. 2,1,0,-1/2解:选 A。
对于多电子的原子,其能量高低由n,l 共同决定,二者数值较大且均符合四个量子数取值原则的就是能量最高的电子。
5.某元素原子激发态的电子结构式为[Ar]3d34s24p2,则该元素在周期表中位于()A. d 区Ⅶ B 族B. p 区Ⅳ A 族C. s 区Ⅱ A 族D. p 区Ⅳ B 族解:选 A 。
某元素原子激发态的电子结构式为 [Ar]3d 34s24p2,由此可知其基态原子的电子结构为 [Ar]3d 54s2,由分区及族的划分原则可知 A 是正确的。
6.下列分子中,中心原子采用sp3不等性杂化的是()A. BeCl2B. H2SC. CCl4D. BF3解:选B。
可用排除法进行选择。
BeCl2的中心原子采用sp 等性杂化; CCl4的中心原子采用 sp3等性杂化; BF3的中心原子采用sp2等性杂化。
无机化学(第四版)答案第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有种含不同核素的水分子?由于3H太少,可以忽略不计,问:不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子?1-2 天然氟是单核素(19F)元素,而天然碳有两种稳定同位素(12C和13C),在质谱仪中,每一质量数的微粒出现一个峰,氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰?1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%,81Br 80。
9163占49。
46%,求溴的相对原子质量(原子量)。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u,已知铊的相对原子质量(原子量)为204。
39,求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m(AgCl):m(AgBr)=1。
63810:1,又测得银和氯得相对原子质量(原子量)分别为107。
868和35。
453,求碘得相对原子质量(原子量)。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量及现代测定的铂的相对原子质量(原子量)相比,有多大差别?1-7 设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?1-8 试讨论,为什么有的元素的相对质量(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?1-9 太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?1-10 中国古代哲学家认为,宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质,“元气生阴阳,阴阳生万物”,请对比元素诞生说及这种古代哲学。
1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论,至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不疑。
及化学元素论相比,它出发点最致命的错误是什么?1-12 请用计算机编一个小程序,按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线的波长(本练习为开放式习题,并不需要所有学生都会做)。
第四章配位化合物习题参考解答1.试举例说明复盐与配合物,配位剂与螯合剂的区别。
解复盐(如KCl ·MgCl 2·6H 2O)在晶体或在溶液中均无配离子,在溶液中各种离子均以自由离子存在;配合物K 2[HgI 4]在晶体与溶液中均存在[HgI 4]2-配离子,在溶液中主要以[HgI 4]2-存在,独立的自由Hg 2+很少。
配位剂有单基配位剂与多基配位剂:单基配位剂只有一个配位 原子,如NH 3(配位原子是N);多基配位剂(如乙二胺H 2N -CH 2- CH 2-NH 2)含有两个或两个以上配位原子,这种多基配位体能和中 心原子M 形成环状结构的化合物,故称螯合剂。
2.哪些元素的原子或离子可以作为配合物的形成体?哪些分 子和离子常作为配位体?它们形成配合物时需具备什么条件? 解配合物的中心原子一般为带正电的阳离子,也有电中性的 原子甚至还有极少数的阴离子,以过渡金属离子最为常见,少数高 氧化态的非金属元素原子也能作中心离子,如Si(Ⅳ)、P(Ⅴ)等。
配位体可以是阴离子,如X-、OH -、SCN -、CN -、C 2O 4-等;也可以是中性分子,如H 2O 、CO 、乙二胺、醚等。
它们形成配合物时需具备的条件是中心离子(或原子)的价层上 有空轨道,配体有可提供孤对电子的配位原子。
3.指出下列配合物中心离子的氧化数、配位数、配体数及配离 子电荷。
[CoCl 2(NH 3)(H 2O)(en)]ClNa 3[AlF 6]K 4[Fe(CN)6]Na 2[CaY][PtCl 4(NH 3)2]解配合物 [CoCl 2(NH 3)(H 2 O)(en)]Cl 氧配 化位 数数 Co( +3)6配体数5个,分别为Cl -(2个)、-(2个)、en 、NH 3、H 2O配离子电荷+Na 3[AlF 6]A l(+--33)66个FK 4[Fe(CN)6]Fe(+2) --466个CNNa 2[CaY]C a( +2)61个Y4--2 1[PtCl4(NH3)2] P t(+4)66个,4个Cl -,2个NH304.命名下列配合物,指出中心离子的氧化数和配位数。
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? 答原子所得,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) △H 1=83 kJ ·mol 1- K(g) → K +(g) △H 2=419 kJ ·mol 1-21H 2(g) → H(g) △H 3=218kJ ·mol 1- K +(g) + H -(g) → KH(s) △H 4= -742kJ ·mol 1- K(s) + 21H 2(g) → KH(s) △H 5= -59kJ ·mol 1- 解3. ClF 的解离能为246kJ ·mol -1 ,ClF 的生成热为—56 kJ ·mol -1 Cl 2的解离能为238kJ ·mol -1,试计算F 2(g )解离能。
解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。
答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。
答6.如何理解共价键具有方向性和饱和性?答7.BF3是平面三角形的几何构型,但NF3却是三角的几何构型,试用杂化轨道理论加以说明。
答8.指出下列化合物合理的结构是哪一种?不合理结构的错误在哪里?(a)(b)(c)答N2O存在9.在下列各组中,哪一种化合物的键角大?说明其原因。
(a)CH4和NH3(b)OF2和Cl2O(c)NH3和NF3(d)PH3和NH3答10.试用价层电子互斥理论判断下列分子或离子的空间构型。
无机化学(第四版)答案第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有种含不同核素的水分子?由于3H太少,可以忽略不计,问:不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子?1-2 天然氟是单核素(19F)元素,而天然碳有两种稳定同位素(12C和13C),在质谱仪中,每一质量数的微粒出现一个峰,氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰?1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%,81Br 80。
9163占49。
46%,求溴的相对原子质量(原子量)。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u,已知铊的相对原子质量(原子量)为204。
39,求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m(AgCl):m(AgBr)=1。
63810:1,又测得银和氯得相对原子质量(原子量)分别为107。
868和35。
453,求碘得相对原子质量(原子量)。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量及现代测定的铂的相对原子质量(原子量)相比,有多大差别?1-7 设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?1-8 试讨论,为什么有的元素的相对质量(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?1-9 太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?1-10 中国古代哲学家认为,宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质,“元气生阴阳,阴阳生万物”,请对比元素诞生说及这种古代哲学。
1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论,至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不疑。
及化学元素论相比,它出发点最致命的错误是什么?1-12 请用计算机编一个小程序,按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线的波长(本练习为开放式习题,并不需要所有学生都会做)。
第四章化学平衡课后习题参考答案4解:由2×②-2×①得反应:4H 2(g)+2SO 2(g) == 4H 2O(g) + S 2(g)5解:反应开始时: 平衡时: 即平衡时NOCl 的分压增加了(8.53-6.97)×105=1.56×105(Pa )对于反应: 2NO(g) + Cl 2(g) === 2NOCl(g)平衡分压/Pa (4.18-1.56)×105 (2.79-1/2×1.56)×105 8.53×1058解:(1)2.2710252383142.0)10252383145.0(525=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=θKPCl 5的分解率=0.5/0.7×100%=71.4%(2) 加入Cl 2,平衡向左移动,设生成物转化了x mol/LPCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2平衡浓度 (0.1+x)×8314×523 (0.25-x)×8314×523 (0.25+0.05-x)×8314×523x= 0.01074(mol/L) PCl 5的分解率=%4.68%10035.0)01074.01.0(35.0=⨯+-平衡向左移动,其分解率减小到68.4%.(3)设生成PCl 3 x mol/LPCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2平衡浓度 (0.35-x)×8314×523 x ×8314×523 (0.05+x)×8314×523代入平衡常数表达式x=0.239(mol/L ) PCl 5的分解率=0.239/0.35=68.4%8242121006.5)80.0108.1()(⨯=⨯==θθθK K K 2.27105238314)1.0(105238314)3.0(105238314)25.0(555=⨯⨯+⨯⨯-⋅⨯⨯-=x x x K θ2.27105238314)35.0(105238314)05.0(105238314555=⨯⨯-⨯⨯+⋅⨯⨯=x x x K θ)(1018.40.155038314500.1)()(500Pa V RT NO n NO p ⨯=⨯⨯==)(1079.20.155038314000.1)()(52020PaV RT Cl n Cl p ⨯=⨯⨯==)(1097.60.155038314500.2)()(500PaV RT NOCl n NOCl p ⨯=⨯⨯==)(1053.80.155038314060.3)()(5Pa V RT NOCl n NOCl p ⨯=⨯⨯==)(940.050383140.1510)56.118.4()()(5mol RT V NO p NO n =⨯⨯⨯-==27.5)1/01.2()1/62.2()1/53.8(]/)([]/)([]/)([22222===θθθθp Cl p p NO p p NOCl p K(2)和(3)的情况下PCl 5的分解率相同,说明不论是达到平衡后再加入相同量的Cl 2还是一开始就加入,其分解率不变。
第四章氧化和还原1、在下列两种物质中,分别按Mn,N元素的氧化值由低到高的顺序将各物质进行排列:(1)MnO, MnSO4, KMnO4, MnO(OH), K2MnO4, Mn(2) N2, NO2, N2O5, N2O, NH3, N2H42、指出下列反应中的氧化剂,还原剂以及它们相应的还原,氧化产物。
(1)SO2+ I2 + 2H2O →H2SO4 + 2HI(2)SnCl2 + 2HgCl2→SnCl4 + Hg2Cl2(3) 3I2 + 6NaOH →5NaI + NaIO3 + 3H2O3、用氧化值法配平下列氧化还原反应方程式:(1)Cu + H2SO4 (浓)→CuSO4 + SO2 + H2O(2)KMnO4 + S →MnO2 + K2SO4(3) As2S3+ HNO3 + H2O →H3AsO4 + H2SO4 + NO(4) (NH4)2Cr2O7→N2 + Cr2O3 + H2O(5) P4 + NaOH →PH3+ NaH2PO24、用离子-电子法配平下列氧化还原反应方程式:(1)Cr2O72-+ SO32+ + H+→Cr3+ + SO42-(2) PbO2(s) + Cl- + H+→Pb2+ (实际是PbCl42-) + Cl2(3) H2S + I2→I- + S(4) CrO2- + H2O2 + OH-→CrO42-(5) ClO3- + S2-→Cl- + S + OH-(6) KMnO4+ FeSO4+ H2SO4→MnSO4+ Fe2(SO4)3+ K2SO4 + H2O(7) KI + KIO3 + H2SO4→I2+ K2SO4(8) Ca(OH)2 + Cl2→Ca(ClO) 2 + CaCl2(9) Fe(OH)2 + H2O2→Fe(OH)3(10) Al + NO3-→[Al(OH) 4] - + NH3(11) ClO- + Fe(OH)3→Cl- + FeO42-(12) P + CuSO4→Cu3P + H3PO4 + H2SO45、把镁片和铁片分别放入浓度均为1 mol .L-1的镁盐和亚铁盐的溶液中,并组成一个原电池。
《无机化学》(周祖新主编)习题解答第一章物质极其变化思考题1.下列说法是否正确:⑴某物质经分析后,只含一种元素,此物质一定是单质。
⑵某物质经分析,含五种元素,此物质有可能是纯净物。
⑶某物质的组成分子经分析,含有相同种类元素,且百分组成也相同,可确定该物质为纯净物。
⑷某物质只含一种元素,但原子量不同,该物质是混合物。
1.⑴不一定。
有些同素异形体的混合物,如白磷与红磷或黑磷的混合物,氧气和臭氧的混合物,元素确实只有一种,但物质(分子)不只一种,是混合物,不是单质。
⑵正确,一种分子可以含多种元素,如(NH4)2Fe(SO4)2,虽含多种元素,但分子只有一种,是纯净物。
⑶不正确。
对于单质的同素异形体,就不是单质。
对于同分异构体,虽分子式相同,但结构不同,性质也不同,不是纯净物。
2.某气态单质的分子量为M,含气体的分子个数为x,某元素的原子量为A,在其单质中所含原子总数为y,N A为阿佛加德罗常数,则M/N A用克为单位表示的是这种气体的质量数值;用x/N A表示这种气态单质的摩尔数;y/N A是表示这种单质中A原子的摩尔数;A/N A 用克为单位表示这种元素的A原子的质量数值。
3.下列说法是否正确:⑴分子是保持物质性质的最小微粒。
⑵36.5克氯化氢含阿佛加德罗常数个分子,气体的体积约为22.4L。
⑶1体积98%浓硫酸与1体积水混合,所得溶液的浓度为49%。
⑷2克硫与2克氧气反应后,生成4克二氧化硫。
3.⑴正确。
⑵不正确。
36.5克氯化氢确实含阿佛加德罗常数个分子,但气体的体积与温度和压力有关,只有在标准态,即0℃,1个大气压时的体积约为22.4L。
⑶不正确。
98%浓硫酸与水的密度不同,由于浓硫酸密度大,混合后,所得溶液的浓度为远大于49%。
⑷不正确。
化学反应严格按化学反应方程式上的量进行反应,不是简单的按投入量反应。
4.下列有关气体的说法是否正确:⑴同温同压下不同气体物质的量之比等于它们的体积比。
⑵同温同压下,相同质量的不同气体体积相同。
第四章酸碱平衡和溶解沉淀平衡习题解答(4)思考题1.强电解质的水溶液有强的导电性,但AgCl和BaSO4水溶液的导电性很弱,它们属于何种电解质?1.答:AgCl和BaSO4水溶液的导电性虽很弱,溶液中离子浓度很小,这是由于AgCl和BaSO4本身溶解度小,致使溶液中自由离子浓度小,导电性弱。
而AgCl和BaSO4(溶解部分)在溶液中还是全部解离的,所以是强电解质。
2.在氨水中加入下列物质时,NH3•H2O的解离度和溶液的pH将如何变化?⑴NH4Cl ⑵NaOH ⑶HAc ⑷加水稀释2.NH3•H2O NH4++OH-⑴加入NH4Cl,氨水解离度下降,pH减小。
⑵加入NaOH,氨水解离度下降,pH增加。
⑶加入HAc,氨水解离度增加,pH减小。
⑷加水稀释,氨水解离度增加,pH减小。
3.下列说法是否正确?若有错误请纠正,并说明理由。
⑴酸或碱在水中的解离是一种较大的分子拆开而形成较小离子的过程,这是吸热反应。
温度升高将有利于电离。
⑵1×10-5 mol•L-1的盐酸溶液冲稀1000倍,溶液的pH值等于8.0。
⑶将氨水和NaOH溶液的浓度各稀释为原来1/2时,则两种溶液中OH-浓度均减小为原来的1/2。
⑷pH相同的HCl和HAc浓度也应相同。
⑸酸碱滴定中等当点即指示剂变色点。
⑹某离子被完全沉淀是指其在溶液中的浓度为0。
3.⑴错。
在解离即较大的分子拆开而形成较小离子的吸热反应的同时,较小离子与水分子的水合是是放热的,总反应的吸放热取决于两过程热效应的相对大小,有吸热也有放热,故温度升高不一定有利于解离。
⑵错。
在pH值远离7的时候,溶液每稀释10倍,pH近视增加一个单位,这是没有计算水解离出的H+,当pH接近7的时候,水解离出的H+就不能再忽略了,所以酸性溶液不管怎么稀释,只能越来越接近中性,不可能变为碱性。
⑶错。
NaOH溶液稀释为原来1/2时OH-浓度确实减小为原来的1/2;但氨水在稀释过程中,其解离平衡向右移动,会解离出更多的OH-,稀释一倍后,其OH-浓度大于原来的一半。
⑷错。
pH相同即溶液中游离的H+浓度相同,HCl是强电解质,完全解离,游离的H+浓度就是的HCl浓度。
但HAc是弱电解质,在溶液中部分解离,其浓度远远大于其解离出的H+浓度。
故pH相同的HCl和HAc浓度不相同。
⑸错。
酸碱滴定中等当点是指酸碱的当量完全相等。
不同指示剂变色点变色点不同,往往不是中和等当点。
⑹错。
根据溶度积原理,任何离子都不可能被沉淀为浓度为零。
无机化学上规定了一个相对量,某离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时,可近视认为该离子已完全沉淀。
4.同离子效应和盐效应对弱电解质的解离及难溶电解质的溶解各有什么影响?4.同离子效应使弱电解质的解离度大为下降,使难溶电解质溶解度大为减小。
盐效应使弱电解质解离度稍增加,使难溶电解质的溶解度稍增加。
5.根据弱电解质的解离常数确定下列各溶液在相同浓度下,pH由大到小的顺序。
NaAc,NaCN,Na3PO4,NH4Cl,NH4Ac,(NH4)2SO4,H3PO4,H2SO4,HCl,NaOH,HAc,H2C2O4。
5.NaOH,Na3PO4,NaCN,NaAc,NH4Ac,NH4Cl,(NH4)2SO4,HAc,H2C2O4,H3PO4,HCl,H2SO4。
6.什么是分级解离?为什么多元弱酸的分级解离常数逐级减小?6.多元弱电解质解离时,先解离出一个离子,平衡后再解离出地二个离子,依次类推。
多元弱酸解离出一个H+离子后,酸根与欲解离出的第二个H+作用力大为增加,解离更困难,故分级解离常数逐级减小。
7.若要比较难溶电解质溶解度的大小,是否可以根据各难溶电解质的溶度积大小直接比较?即溶度积较大的,溶解度就较大,溶度积较小的,溶解度也就较小?为什么?7.不可。
若难溶电解质的类型不一样,溶解度与溶度积的计算公式不同,相应的溶解度与溶度积的数据不一定平行。
故不能根据各难溶电解质的溶度积大小直接比较溶解度的大小。
8.试用溶度积规则解释下列事实:( l )CaCO3溶于稀HCl中;( 2 )Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中;( 3 )AgCl溶于氨水,加入HNO3后沉淀又出现;( 4 )往ZnSO4溶液中通人H2S气体,ZnS往往沉淀不完全,甚至不沉淀。
若往ZnSO4溶液中先加入适且的NaAc,再通入H2S气体,ZnS几乎完全沉淀。
8.( l ) CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)加入HCl后,H+与CO32-结合生成CO2,H2O,使CaCO3溶解沉淀平衡不断向右移动,直至CaCO3溶解。
( 2 )Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)加入NH4Cl后,NH4Cl解离出的NH4+与OH-结合生成NH3•H2O,致使Mg(OH)2溶解沉淀平衡不断向右移动,直至Mg(OH)2溶解。
( 3 )AgCl(s)+2NH3•H2O Ag(NH3)2+(aq)+ 2OH-(aq)加入HNO3后,HNO3与OH-结合,使上述平衡向左移动,致使重新生成AgCl沉淀。
( 4 )Zn2+(aq)+H2S(aq)ZnS(s)+2H+(aq)往ZnSO4溶液中通人H2S气体,有大量H+生成,使上述平衡不能不能完全向右,若溶液中H+浓度较高,甚至不能形成ZnS沉淀。
若事先加入适且的NaAc,NaAc会中和溶液中的H+,使平衡向右,沉淀完全。
9.在多相离子体系中,同离子效应的作用是什么?9.同离子效应的作用是抑制能解离出与溶液中已大量存在的相同离子的弱电解质的解离。
10.在草酸(H2C2O4)溶液中加入CaCl2溶液后得到CaC2O4•H2O沉淀,将沉淀过滤后,在滤液中加入氨水后又有CaC2O4.H2O沉淀产生。
试从离子平衡的观点加以说明。
10.H2C2O4 (aq)H+(aq)+ HC2O4- (aq) HC2O4- (aq)H+(aq)+ C2O42- (aq)草酸溶液中加入CaCl2溶液后,溶液中C2O42-与Ca2+结合生成CaC2O4•H2O沉淀。
但由于H2C2O4解离不完全,沉淀生成后,溶液中还有较多的H2C2O4和少量C2O42-。
加入氨水后,H2C2O4的解离平衡向右移动,产生大量的C2O42-,又达到了CaC2O4的溶度积,又有CaC2O4.H2O沉淀产生。
11.下列几组等体积混合物溶液中哪些是较好的缓冲溶液?哪代是较差的缓冲溶液?还有哪些根本不是缓冲溶液?(1)10-5 mol•L-1HAc + 10-5 mol•L-1NaAc(2) 1.0 mol•L-1HCl + 1.0mol•L-1NaCl(3) 0.5mol•L-1HAc + 0.7mol•L-1NaAc(4) 0.1 mol•L-1NH3 + 0.1mol•L-1NH4Cl(5) 0.2mol•L-1HAc + 0.002mol•L-1NaAc11.(1)是较差的缓冲溶液,因HAc和NaAc浓度很低,缓冲能力很有限。
(2)根本不是缓冲溶液,因没有抗酸因子和抗碱因子。
(3)是较好的缓冲溶液,其抗酸因子Ac-和抗碱因子HAc的浓度都较大,缓冲能力强。
(4)是较好的缓冲溶液,其抗酸因子NH3和抗碱因子NH4+的浓度都较大,缓冲能力强。
(5)是较差的缓冲溶液,其抗酸因子Ac-浓度小,抗酸能力较小。
K值:12.欲配制pH值为3的缓冲溶液,已知有下列物质的θaK= 1.77×10-4(1) HCOOH θaK= 1.76×10-5(2) HAc θaK= 5.65×10-10(3) NH4+θa问选择哪一种弱酸及其共轭碱较合适?K的指数应在-3~-4之间,故选HCOOH较合适。
12.欲配制pH值为3的缓冲溶液,其θa13.解释下列问题:⑴在洗涤BaSO4沉淀时,不用蒸馏水而用稀H2SO4;⑵虽然K O sp(PbCO3)=7.4×10-14<K O sp(PbSO4)=1.6×10-8,但PbCO3能溶于HNO3,PbSO4而不溶;⑶CaF2和BaCO3的溶度积常数很接近(分别为5.3×10-9和5.1×10-9),两者饱和溶液中Ca2+和Ba2+离子浓度是否也很接近?为什么?13.⑴因BaSO4沉淀多少能在水中溶解一些,用稀H2SO4洗涤,由于同离子效应,能减少洗涤时的溶解损失。
⑵PbCO3(s)Pb2+(aq)+CO32-(aq)加入HNO3后,HNO3解离的H+与CO32-结合生成CO2和水,使上述溶解沉淀平衡不断向右进行,PbCO3溶解于HNO3。
而PbSO4(s)Pb2+(aq)+ SO42-(aq),加入HNO3后,不对上述溶解沉淀平衡产生影响,故PbSO4不溶解于HNO3。
14.回答下列问题,简述理由:⑴NaHS溶液呈弱碱性,Na2S溶液呈较强碱性;⑵如何配制SnC12,Bi(NO3)3,Na2S溶液;⑶为何不能在水溶液中制备A12S3;⑷CaCO3在下列哪种试剂中溶解度最大?纯水,0.1mol•L-1 Na2CO3,0.1 mol•L-1CaC12,0.5 mol•L-1KNO3。
⑸溶液的pH降低时,下列哪一种物质的溶解度基本不变?Al(OH)3AgAc ZnCO3PbC12⑹同是酸式盐,NaH2PO4溶液为酸性,Na2HPO4溶液为碱性。
14.⑴对。
HS-有解离和水解两种倾向,但水解倾向更大,呈弱碱性。
S2-只有水解,溶液呈较强碱性。
⑵SnC12应在稀盐酸溶液中配制;Bi(NO3)3应在稀硝酸溶液中配制;Na2S应在稀NaOH溶液中配制。
⑶A12S3(s)+6H2O2Al(OH)3(s)+3H2S(g),由于剧烈的双水解,A12S3不能在水溶液中制备。
⑷在Na2CO3和CaC12溶液中,由于同离子效应,CaCO3的溶解度远小于其在水中的溶解度。
在KNO3由于有盐效应,其溶解度略大于其在水中的溶解度,故CaCO3在0.5 mol•L-1KNO3中的溶解度最大。
⑸PbC12(s)Pb2+(aq)+ Cl2-(aq),加入酸,降低溶液的pH后,对PbC12的沉淀溶解平衡无影响,其溶解度基本不变。
其他几种沉淀降低pH后,H+均会与上述电解质的阴离子结合成弱电解质,使这些难溶电解质溶解度增加。
⑹NaH2PO4溶液解离倾向大于水解倾向,平衡时溶液中H+浓度大于OH-浓度,溶液显酸性;Na2HPO4溶液解离倾向小于水解倾向,平衡时溶液中H+小于OH-浓度,溶液显碱性。
习题1.将下列pH值换算为H+浓度,或将H+浓度换算为pH值。
⑴ pH 值:0.24,1.36,6.52 ,10.23。
⑵c (H +)( mol •L -1):2.00×10-2 ,4.50×10-5,5.00×10-10。