《无机化学》答案天津大学无机化学教研室编写高等教育出版社出版第5单元

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⨯10-3m 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 -1 12.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。

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1章化学反应中的质量关系和能量关系一、选择题1．初始压强均为100kPa的2dm3N2和1dm3 O2充入抽空的1dm3容器中，如果温度保持不变，N2的分压是（）。

A．100 kPaB．200 kPaC．300 kPaD．400 kPa【答案】B【解析】当n、T一定时，按波义耳定律的分压为2．在相同的温度和压强下，在两个体积相同的容器中分别充满N2和He，则两容器中物理量相等的是（）。

A．分子数B．密度C．电子数D．原子数【答案】A【解析】根据理想气体状态方程pV＝nRT，相同的温度、压强和体积的两种气体，物质的量相同。

3．下列实际气体中，性质最接近理想气体的是（）。

A．H2B．HeC．N2D．O2【答案】B【解析】理想气体是指分子本身不占有体积、分子间没有作用力的气体。

在题中所给出的实际气体中，单原子分子He的体积和分子间作用力均最小，其性质最接近理想气体。

4．实际气体与理想气体性质接近的条件是（）。

A高温高压B．低温高压C．高温低压D．低温低压【答案】C【解析】在高温低压条件下，实际气体分子之间的距离较远，分子之间的作用力很小，可忽略；同时，分子本身的体积与气体的体积相比小得多，可忽略。

5．扩散速率约为甲烷3倍的气体是（）。

A．H2B．HeC．N2D．CO2【答案】A【解析】根据气体的扩散定律，气体的扩散速率与其相对分子质量的平方根成反比：6．下列各组气体中，在相同温度下两种气体扩散速率最接近整数倍的是（）。

A．H2和HeB．He和N2C．He和O2D．H2和O2【答案】D【解析】气体的扩散速率与相对分子质量的平方根成反比：7．将5dm3300 K、300kPa的O2与8dm3 400K、200kPa的N2以及3.5dm3 350K、600kPa的He压入10dm3的容器中，维持体系温度300K，则下面判断中正确的是（）。

A．O2的压强降低，N2和He的压强增加B．N2的压强增加，O2和He的压强降低C．N2的压强不变，总压比混合前的总压低D．O2、N2和He的压强均降低【答案】D【解析】根据理想气体状态方程，当n一定时，有混合气体中各气体的分压为8．气体的溶解度与气相中气体的分压成正比，可用c A＝kp A表示。

第5章原子结构与元素周期性习题参考答案1．解：（1）n≥3正整数；
（2）l=1；
（3）m s= +½（或 ½）；
（4）m=0。

2．解：（1）不符合能量最低原理；
（2）不符合能量最低原理和洪德规则；
（3）不符合洪德规则；
（4）不符合泡利不相容原理；
（5）正确。

3．解：（1）2p x、2p y、2p z为等价轨道；
（2）第四电子层共有四个亚层，最多能容纳32个电子。

亚层轨道数容纳电子数
s 1 2
p 3 6
d 5 10
f 7 14
32
4．解：（2）P（Z＝15）
（3）1s22s22p63s23p64s2
（4）Cr [Ar]
（5）Cu
（6）[Ar]3d104s24p6
5．解：（1）[Rn] 5f146d107s27p2, 第7周期，ⅣA族元素，与Pb的性质最相似。

（2）[Rn] 5f146d107s27p6，原子序数为118。

6．解：离子电子分布式
S2-1s22s22p63s23p6
K+1s22s22p63s23p6
Pb2+ [Xe]4f145d106s2
Ag+ [Kr]4d10
Mn2+ 1s22s22p63s23p63d5
Co2+1s22s22p63s23p63d7
7．解：
8．解：
9．解：（1）A、B；
（2）C-、A+；
（3）A；
（4）离子化合物，BC2。

10．解：（1）有三种，原子序数分别为19、24、29；（2）
11．解：
12．解：
（1）原子半径大小（2）第一电离能小大（3）电负性小大（4）金属性强弱。

第一章化学反应中的质量关系和能量关系[学习指导]1．“物质的量”（n）用于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。

2.摩尔质量（M) M = m/n3.摩尔体积（V m）V m = V/n4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V5.理想气体状态方程pV = nRT6.理想气体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νBB8.反应进度（ξ）表示化学反应进行程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。

随着反应的进行，任一化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ9.状态函数状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，而与状态变化的途径无关。

10.热和功体系和环境之间因温差而传递的热量称为热。

除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。

11.热力学能（U）体系内部所含的总能量。

12.能量守恒定律孤立体系中能量是不会自生自灭的，它可以变换形式，但总值不变。

13.热力学第一定律封闭体系热力学能的变化：ΔU = Q + WQ > 0, W > 0, ΔU > 0；Q < 0, W< 0, ΔU < 0。

14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡ U + pV, Q p= Δr H m15.赫斯定律Q p= ∑Q B, Δr H m= ∑Δr H m(B)B B16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K标准(状)态：pθ= 100kPa下气体：纯气体物质液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。

溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-1标准态下17.标准摩尔生成焓（）最稳定的单质─────—→ 单位物质的量的某物质=18.标准摩尔反应焓变（）一般反应cC + dD = yY + zZ=[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)]=Σνi(生成物) + Σνi(反应物)第二章化学反应的方向、速率和限度[学习指导]1.反应速率：单位体积内反应进行程度随时间的变化率，即：2.活化分子：具有等于或超过E c能量（分子发生有效碰撞所必须具备的最低能量）的分子。

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5章原子结构与元素周期性（一）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？答：（1）量子力学的轨道与波尔原子模型的轨道的联系：二者均是用于描述电子、种子、质子等微观粒子的运动。

（2）量子力学的轨道与波尔原子模型的轨道的区别：波尔原子模型的轨道概念是1913年由N.Bohr提出，该模型是建立在牛顿的经典力学理论基础上的，认为微观粒子遵循经典力学的运动规律，电子在原子核外某个确定的原形轨道，但实际上粒子微小、运动速度又极快且在极小的原子体积内运动，根本不遵循经典力学的运动规律。

所以它只能解释单电子原子（离子）光谱的一般现象，不能解释多电子原子光谱，具有一定的局限性；量子力学的轨道概念是1923年薛定谔提出，该模型是建立在波粒二象性的基础上，认为微观粒子不仅具有粒子性，也具有波动性，电子在原子核外某个空间范围内运动，原子中个别电子运动的轨迹是无法确定，没有确定的轨道。

但是电子的运动呈现一定的规律性，可用量子力学理论的电子云进行描述。

2．量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的？答：用四个量子数描述核外电子运动状态，它们分别是：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；磁量子数-描述原子轨道的伸展方向；自旋量子数-描述电子的自旋方向。

3．下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？表5-1答：（2）、（3）不合理。

当n＝2时，l只能是0.1，而（2）中的l＝2；当l＝0时，m只能是0，而（3）中的m却为＋1。

4．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？答：由于有能级交错的现象，使得轨道的能级次序发生变化，当电子层数（n）较大时，电子填充到轨道的次序为：可见，最外层为nsnp轨道，最多只能填充8个电子；而次外层最多只能填充轨道，即最多有18个电子。

5．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（）？答：由于能级交错的原因。