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高等无机化学课后习题答案第3-7章

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word专业整理 学习资料 整理分享 第三章习题答案 2概述弱场和强场方法的处理步骤并比较其结果。 弱场方法： 一、 电子相互作用 具有一定电子组态的原子或离子通过电子的轨道角动量之间，自旋角动量之间以及轨道角动量和自旋角动量的偶合作用，产生具有不同能量的状态或谱项，利用微扰理论计算谱项分裂后的能量得到分裂的能级。 二、 配体场作用： 金属离子受到配体电场的影响，电子状态发生改变，导致自由金属离子的谱项2S＋1L 也相应地改变，主要表现为自由金属离子谱项分裂产生配离子谱项，即光谱项。最后的光谱项通过群论得出。其中配体场球对称部分的作用使离子谱项能量升高，配体场对称性部分的作用使离子谱项分裂。 强场方法： 一、 配体场作用： 金属离子的d轨道在配体场的作用下产生分裂形成电子组态，并按能量高低进行排列。 二、 电子相互作用 在每一电子组态中，电子间的相互作用进一步产生具有不同能量的谱项（即配体场状态），每一电子组态所产生的谱项可以通过群论的知识得到。 对比两种处理方法的结果： A. 得到谱项的种类和数目相同 B. 得到的谱项能量都是B, C和Dq的函数，决定了谱项能量标度上的相对位置 C. 两种方法的谱项能量有别，是方法上近似结果造成的

3. Co(NH3)36和Fe(H2O)36离子是高自旋组态还是低自旋组态？利用表3-7，表3-8和表3-9的数据加以验证。 Co(NH3)36：＝f氨×g钴＝1.25×18.2＝22.75 kK＝22750 cm-1 P＝23625 cm-1 理论上分裂能小，所以分裂，高自旋（实验上应该是低自旋）。又因为配合物金属离子的成对能要比自由气态离子时的成对能值小15％到30%,综合考虑后

Co(NH3)36是低自旋。

Fe(H2O)36：＝f水×g铁＝1×14＝14 kK＝14000 cm-1 P＝29875 cm-1 配合物金属离子的成对能要比自由气态离子时的成对能值小15％到30% 综合考虑后，成对能大，所以不成对，高自旋。 4.在下列离子中哪些会发生结构的畸变？（ML6为Oh，ML4为Td或D4h）

Cr(H2O)36；3d3，高自旋，无简并，不畸变

Ti(H2O)36，3d1 ，八面体场，三重简并，畸变； Fe(CN)46，3d6，低自旋，无简并，不畸变； CoCl24：3d7，配位轨道sp3杂化，高自旋，Td对称性，四面体场，无简并，不畸变； word专业整理 学习资料 整理分享 Pt(CN)24 dsp2，5d8，低自旋，四面体场，D4h对称性，无简并，不畸变； ZnCl24：3d10，sp3杂化，无简并，不畸变； Cu(en)23对称性位阻，形成螯合物，有二重简并，但不畸变； FeCl4，3d5高自旋，配位轨道sp3杂化， Td对称性，无简并，不畸变； Mn(H2O)26：3d5，高自旋，无简并，不畸变。 5．为什么FeCl36是无色的，CoF36具有蓝色？ FeCl36中Fe3＋离子高自旋，有5个d电子分填充在5个不同的轨道，所以基态离子谱项是6S，产生的基态光谱项是6A1g，激发态中没有相同多重态谱项，电子跃迁禁阻，溶液为无色。

CoF36中Co3+是d6电子组态，根据= B/B0、(1－) = hx·kM、表3－13和表3－14可以求出B＝(1－hx·kMB0＝(1-0.33×0.8)×1050＝772.8 cm-1。772.8 cm-1是橙色光吸收光谱（书P113），所以CoF36的透过光为蓝色光，溶液呈蓝色。（橙色的互补光是蓝色）

6．Cr(H2O)36的光谱图上观察到1~=17400cm－1和2~=23000cm－1，指出它们对应于何种谱项间的跃迁？计算和B值？预测第三个吸收峰的位置？

Cr d3 即 ＝σ1=17400cm－1，σ2=23000cm－1化简得B＝529.5cm－1 再将 和B代入σ3可得σ3＝31742cm－1 9．说明产生下列化合物颜色的原因：

FeF36无色， FeCl4黄色， FeBr4红色

FeF36中心金属离子为d5组态由于没有自旋多重度相同的d－d跃迁方式，溶液为无色。 而FeCl4与FeBr4主要是L－M跃迁所致；在L－M跃迁中v1的能量变化次序与Cl＞Br＞I的电离能的降低次序一致；FeCl4到FeBr4的跃迁时v1降低，吸收光由紫光变为蓝绿光，word专业整理 学习资料 整理分享 所以透射光也就是溶液呈现的光由黄光变为红光。（红色与绿色为互补色，黄色与紫色为互补色，蓝色和橙色为互补色） 13．下列化合物哪些有轨道磁矩的贡献： （I－NH3～PR3－～CO

FeCl24：高自旋sp3杂化，Td对称，e轨道有一个单电子，但无等价轨道，t2轨道有3个单电子，所以没轨道贡献。 Cr(NH3)36：Oh对称，t2g轨道有三个未成对电子，没有轨道贡献。

Fe(H2O)26：Oh对称高自旋，t2g轨道两个未成对电子，xz和yz轨道等价，有轨道磁矩。 Fe(CN)36：Oh对称低自旋，t2g轨道一个未成对电子，有轨道磁矩。 14．Cu(en)2(H2O)22具有畸变八面体结构，在光谱图上的17800cm-1出现一个吸收峰(I. Bertiniet. al. Inorg. Chem., 19, 1333(1980))，假如考虑旋－轨偶合，计算该离子的磁矩。

o＝17800 cm-1＝10 Dq，d 9组态的基谱项是Eg，激发态谱项是T2g所以在Oh场下不应该有轨道贡献，畸变后，轴向拉长，应该是D4h对称性，单电子不在等价的简并轨道上，所

以也不应该有轨道贡献。如果考虑轨道贡献，可用公式)1()1(4LLSSLS，其中S＝1/2，L＝2，则μS+L＝3 B.M.。 用精确公式nd＞5; λ＝－ξd /n =－830/1=－830 cm-1 (n是单电子数)因为d 9组态的基谱项是Eg是所以α=２; μeff=μ0*(1－αλ/10Dq) =1.73*(1+2*830/17800) =1.89

15．Os4+离子的八面体配合物具有42gt组态，实验测得的磁矩为1.2B.M.，解释与理论值产生偏差的原因? 八面体42gt组态应该有两个未成对电子，按正常计算应该是)2()1(2nnSSs＝2.828 B.M.，而实测值远小于理论值。 用精确公式nd＜5; λ＝ξd /n =ξd /2＞0 (n是单电子数) (1－αλ/10Dq)＜1

μeff=μ0*(1－αλ/10Dq)＜02(1)(2)2(2+2)2.449SSnn 偏差的原因主要是因为自旋轨道偶合对磁性造成的影响。 word专业整理

学习资料 整理分享 第四章 1．如何利用活化参数判别反应机理，利用Al3+和Ga3+水合离子的水交换反应为例加以说明。 答：对于气相反应和在溶液中由反应物到形成活化配合物时的溶剂化能的变化可以忽略的反应，大而正的H和S值(过程中多半伴有键的断裂和质点数的增加)，强烈地示意过渡态只有解离的活化模式，反应机理为D或Id机理。小而正的H和负的S通常反映缔合的活化模式，反应为A或Ia机理。 从表4－2中的数值可以看到，对Al3+和Ga3+的水交换反应的H分别为112.9kJ·mol-1和26.3 kJ·mol-1，这样大的差值示意这两种合场离子的水交换反应经由不同的机理进行。Al3+的S=117J·K-1·mol-1，这一大而正的数值强烈地示意反应是通过解离的活化模式进行的。Ga3+的S=-92J·K-1·mol-1，则有缔合的活化模式。这些情况也与金属离子的结构相吻合，Ga3+离子的体积较大，形成配位数增加的过渡态较容易。 2．写出[Co(NH3)5NO3]2+的酸式水解和碱式水解反应机理，用方程式表示之。 酸式水解： [Co(NH3)5NO3]2+=[Co(NH3)5]3+ +NO3-； [Co(NH3)5]3++H2O=[Co(NH3)5 (H2O)]3+ 碱式水解： [Co(NH3)5NO3]2++OH-[Co(NH3)4(NH2)NO3]++H2O； [Co(NH3)4(NH2)NO3]+→[Co(NH3)4(NH2)]2++ NO3-； [Co(NH3)4(NH2)]2++ H2O→[Co(NH3)5(OH)]2+ 3. 对于在溶液中Co(Ⅲ)配合物的取代机理，下列事实有何重要意义？ （1）酸式水解的速率定律总是为速率＝KA[Co(NH3)5X]2+ （2）经常观察到离去的配体X－不是直接被进入的配体Y－取代，而是首先有水进入，然后再被Y－取代。 (1) 说明反应为解离机理， [Co(NH3)5X]2+慢[Co(NH3)5]3+ ＋ X－ (2) 同样说明了反应为解离机理

[Co(NH3)5]3+ ＋ H2O快[Co(NH3)5H2O]3+ [Co(NH3)5H2O]3+ ＋ Y－快[Co(NH3)5Y]2+ ＋ H2O 4. 对于[Cr(NH3)5X]2+的水合反应，实验上在50℃时测得其反应速率为：

X－ Kaq / S－1 NCS－ 0.11×10－4 Cl－ 1.75×10－4 Br－ 12.5×10－4 I－ 102×10－4 说明这些反应的机理。 配离子半径增大，配离子与金属之间形成的键长也增大，键能减弱，容易断裂。从题目中可知，水解速率随着配离子的变大而增大，这说明反应是受Cr-X键强度的影响的，因而这些反应应该具有解离模式。 5. 实验测得下列配合物的水交换反应的活化体积（单位cm3•mol－1） Co(NH3)5(H2O)3+ +1.2(25,35℃) Cr(NH3)5(H2O)3+ -5.8(25℃) Rh(NH3)5(H2O)3+ -4.1(35℃)

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(完整版)无机及分析化学课后重点习题答案详解(高等教育出版社)

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第一章 气体和溶液2. 解：根据理想气体状态方程：nRTV p =可得： RTpV M n ==m 则： mol /0.160.250L101.3kPa K 298K mol L kPa 315.8164.0-11g g pV mRT M ≈⨯⨯⋅⋅⋅⨯==-该的相对分子质量为16.04. 解：由题意可知，氮气为等温变化，氧气为等容变化 kPa 92.350.0mL2.00mL kPa 0.98211N 2=⨯==V V p p kPa 45.43333K 732kPa 0.53121O 2=⨯==K T T p p 根据道尔顿分压定律：kPa4.4792.345.4322O N ≈+=+=p p p 总7. 解： T =(273+15)K = 288K ； p 总 =100kPa ；V =1.20L 288K 时，p (H 2O)=1.71kPaM (Zn)=65.39则 p 氢气= (100-1.71)kPa = 98.29kPa mol 0493.0K288K mol L 8.315kPa L 20.18.29kPa 911-=⨯⋅⋅⋅⨯==-RT pV n 氢气根据： Zn(s) + 2HCl → ZnCl 2 + H 2(g)65.39g 1molm (Zn)=? 0.0493mol解得m (Zn)=3.22g则杂质的质量分数 w (杂质) = （3.45-3.22）/ 3.45 = 0.06714. 解：因溶液很稀，可设ρ ≈1 g·mL -1(1) 14113L mol 1054.1K293K mol L kPa 315.8kPa 10375-----⋅⨯=⋅⋅⋅⋅⨯=∏=RT c (2) mol g L L g cV m n m M /1069.6mol 1054.1010.50515.04143⨯=⋅⨯⨯⨯===--- 血红素的相对分子质量为41069.6⨯ (3) K1086.2kg mol 1054.1mol kg K 86.14141----⨯=⋅⨯⨯⋅⋅=⋅=∆b K T f f K1088.7kg mol 1054.1mol kg K 512.05141----⨯=⋅⨯⨯⋅⋅=⋅=∆b K T b b （4）由于沸点升高和凝固点下降的值太小，测量误差很大，所以这两种方法不适用。

(精选)无机化学简明教程(天津大学)课后习题参考答案

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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) = 7.6104 Pap (O 2) = 2.0104 Pa p (Ar) =1103 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） = 5.0 mol（2） = 2.5 mol结论: 反应进度()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 ∆= mr 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。

大学无机化学第三章试题及答案

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第三章 化学反应速率总章目标：1：了解化学反应速度的概念及反应速度的实验测定 2:了解基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念 3：掌握浓度、温度及催化剂对反应温度的影响4：了解速率方程的实验测定和阿累尼乌斯公式的有关计算 5：初步了解活化能的概念及其于反应速度的关系。

各小节目标：第一节：反应速率的定义1：掌握表示化学反应速率的两个概念。

2：学会用平均速率和瞬时速率来表示化学反应速率。

错误!平均速率：2121c c r t t -=-- 错误!瞬时速率：某一时刻的化学反应速率。

第二节:反应速率与反应浓度的关系○1掌握反应级数的概念，学会建立简单的速率方程. 错误!掌握速率常数k 的概念及意义，可以由速率常数的单位来确定反应级数。

第三节：反应机理○，1了解什么是基元反应。

错误!学会从微观角度角度建立速率方程探讨反应机理。

第四节:反应物浓度与时间的关系错误!熟练掌握零级、一级、二级、三级反应中反应物浓度与时间的关系。

错误!学会计算零级、一级反应的半衰期，了解二级、三级反应的半衰期。

第五节：反应速率理论的简介了解解释基元反应速率方程的碰撞理论和解释阿仑尼乌斯方程的过渡态理论。

第六节:温度对化学反应速率的影响○1掌握阿仑尼乌斯公式的三种表达方式及计算○，1aE RTk Ae -=错误!ln ln Eak A RT =-+错误!ln lg 2.303a E k A RT=-+，错误!熟悉温度对化学反应速率的影响。

○3学会计算不同温度下的速率常数的关系212112lg ()2.303a E k T Tk R TT -=. 第七节：催化剂与催化反应简介简单了解催化剂对化学反应速率的影响原理.Ⅱ 习题一 选择题1。

下列说法正确的是（ ）A.反应速率常数的大小即反应速率的大小B.反应级数和反应分子数是同义词C.反应级数越大，反应速率越大D.从反应的速率常数的单位可以推测该反应的反应级数2.关于催化剂的下列说法中,正确的是（ )（《无机化学例题与习题》吉大版）A 不能改变反应的△G , △H, △S, △UB 不能改变反应的△G ,但能改变△H ，△S, △UC 不能改变反应的△G ，△H ，但能改变△S, △UD 不能改变反应的△G ,△H ， △U ，但能改变△S3.对任意化学反应，其含义是( ）A 。

无机化学第四版答案——下册

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发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用13-2按室温和常压下的状态（气态液态固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？BaH2;SiH4;NH3;AsH3;PdH0.9;HI13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。

3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。

13-4试说明稀有气体的熔点、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。

这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。

分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。

密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。

13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a）温度最低的液体冷冻剂；（b）电离能最低安全的放电光源；（c）最廉价的惰性气氛。

13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH、HeH+、He2+ 粒子存在的可能性。

为什么氦没有双原子分子存在？13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型：(a) ICl4- (b)IBr2- (c)BrO3- (d)ClF解：平面四边形直线形三角锥直线形13-8用 VSEPR理论判断XeF2 、XeF4、XeF6、XeOF4及ClF3的空间构型。