無機及分析化學教材課后習題答案

第一章物質結構基礎1-1.簡答題(1)不同之處為：原子軌道的角度分布一般都有正負號之分，而電子云角度分布圖均為正值，因為Y平方后便無正負號了；除s軌道的電子云以外，電子云角度分布圖比原子軌道的角度分布圖要稍“瘦”一些，這是因為︱Y︱≤1，除1不變外，其平方后Y2的其他值更小。(2)幾率：電子在核外某一區(qū)域出現(xiàn)的機會。幾率密度：電子在原子核外空間某處單位體積內出現(xiàn)的幾率,表示微粒波的強度，用電子云表示。(3)原子共價半徑：同種元素的兩個原子以共價單鍵連接時，它們核間距離的一半。金屬半徑：金屬晶體中相鄰兩個金屬原子核間距離的一半。范德華半徑：分子晶體中相鄰兩個分子核間距離的一半。(4)BF3分子中B原子采用等性sp2雜化成鍵，是平面三角形；而NF3分子中N原子采用不等性sp3雜化，是三角錐形。（5）分子式，既表明物質的元素組成，又表示確實存在如式所示的分子，如CO2、C6H6、H2；化學式，只表明物質中各元素及其存在比例，并不表明確實存在如式所示的分子，如NaCl、SiO2等；分子結構式，不但表明了物質的分子式，而且給出了分子中各原子的具體聯(lián)接次序和方式，像乙酸的結構式可寫為其結構簡式可記為CH3COOH。1-2解1錯；2錯；3對；4對；5對；6錯。7對；8錯；9對10錯；11錯；12錯。1-3波動性；微粒性1-4.3s=3p=3d=4s；3s<3p<4s<3d；3s<3p<3d<4s；1-532；E4s<E4p<E4d<E4f1-6HF>HCl>HBr>HI；HF>HCl>HBr>HI;HF<HCl<HBr<HI;HF>HI>HBr>HCl。1-7(1)M原子的核外電子排布：。(2)M原子的最外層電子數(shù)為2，最高能級組中電子數(shù)為7。(3)M元素在周期表中屬于第4周期，，Mn。1-81-9(1)電子數(shù)為35，1個未成對電子。(2)4個電子層；4個能級組；18個軌道；8個能級1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p；7個價電子(3)第四周期，ⅦA，非金屬，最高氧化態(tài)為7。1-10（1）Zn元素，屬于ds區(qū)，第4周期，IIB族。（2）位于IIIA族、p區(qū)、價層電子構型為ns2np1的元素。1-11答：該元素的價層電子排布式為：3d104s1，為銅元素，屬于第4周期，IB族，ds區(qū)。1-12(1)Si≈Ge＞As（2）As＞Si＞Ge（3）As＞Si＝Ge（4）As＞Ge＞Si1-13NH4＋中心原子N采取等性sp3雜化，CS2中心原子C采取sp雜化，C2H4中心原子C采取sp2雜化。1-14PCl3中心原子P價電子構型3s23p3，采取不等性sp3雜化，分子構型三角錐形。HgCl2中心原子Hg價電子構型5d106s2，采取sp雜化，分子構型直線形。BCl3中心原子B價電子構型2s22p1，采取sp2雜化，分子構型正三角形。H2S中心原子S價電子構型3s23p4，采取不等性sp3雜化，分子構型折線形。1-15極性分子：HF、NO、CHCl3、NF3、C2H5OH、C2H5OC2H5非極性分子：Ne、Br2、CS2、C2H4、C6H61-16（1）不能；（2）不能；（3）能；（4）能1-17答：[Ar]3d54s1；[Xe]4f145d106s26p1；[Kr]5s1；[Ar]3d9；[Ar]3d1；[Kr]4d105s21-18答：V型；直線；正八面體；正四面體；三角錐；四面體5）第二章化學反應的基本原理2-1簡答題1.熱力學第一定律，又稱為能量守恒與轉換定律。其定義為：自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同形式，它能從一種形式轉化為另一種形式，從一個物體傳遞給另一個物體，在轉化和傳遞過程中能量的總和不變。根據(jù)能量守恒定律，可得體系熱力學能（亦稱內能）的變化ΔU為Q與W之和，即ΔU=Q+W。2.熱力學只規(guī)定了濃度（或壓力）——規(guī)定100kPa為標準壓力，但未指定溫度。因從手冊中查到的熱力學常數(shù)大多是298.15K下的數(shù)據(jù)，所以本書以298.15K為參考溫度。同一種物質，所處的狀態(tài)不同，標準狀態(tài)的含義也不同，具體規(guī)定如下：=1\*GB3①氣體的標準狀態(tài)物質的物理狀態(tài)為氣態(tài)，氣體具有理想氣體的性質，且氣體的壓力（或分壓）值為標準壓力。=2\*GB3②純液體（或純固體）的標準狀態(tài)處于標準壓力下，且物理狀態(tài)為純液體（或純固體）。=3\*GB3③溶液的標準狀態(tài)處于標準壓力下，且溶質的質量摩爾濃度bθ=1mol?kg-1的狀態(tài)。熱力學用bθ表示標準濃度，且bθ=1mol?kg-1。對于比較稀的溶液，通常做近似處理，用物質的量濃度c代替b，這樣標準狀態(tài)就可近似看做c=1mol?L-1時的狀態(tài)，記為cθ。2-2判斷題1×；2×；3√；4√；5×；6×；7×；8×；9×；10×；11√；12×；13×；2-3填空題1.Q=__-1.67kJ/mol，W=-40.13kJ/mol，ΔrUmθ=-41.8kJ/mol，ΔrHmθ=-41.8kJ/mol，ΔrSmθ=-5.6kJ/mol，ΔrGmθ=-40.13kJ/mol2.放，<,>,<3.-16.64kJ/mol,465.7K4.2ΔrGmθ(1)+3ΔrGmθ(3)-2ΔrGmθ(2)△rHθm=284.1kJ/mol，△rSθm=422.3J/mol·KT轉=672.74K>467.8K，可確定AgNO3（s）分解的最終產(chǎn)物是Ag。3解：未反應時，PCl5的物質的量設反應達到平衡時，氣體總的物質的量為：根據(jù)反應式：可得，達到平衡時，根據(jù)理想氣體分壓定律：4解:△rHθm=-201.0-(-110.5)=-90.5kJ.mol－1rSθm=239.9-130.7*2-197.7=-219.2J.mol－1.K－1rGθm（350K）=△rHθm-T△rSθm=-90.5-350*(-219.2)*10-3=-13.78kJ.mol－1lnKθ(350K)=-13.78/0.00831×350=2.06Kθ(350K)=114.8Q=p（CH3OH）/pθp（CO）/pθ.(p（H2）/pθ)2=1.6因為Q<Kθ(350K)所以反應向正反應方向進行.5解：設反應掉的SO2的分壓為xkPa2SO2（g）+O2(g)2SO3(g)100500100-x6解：為防止反應正向自發(fā)，應保證Q>Kθ，故p(CO2)>9.56×10-1kPa7解：CCl4(l)=CCl4(g)ΔfHmθ/kJ·mol-1-135.4-102.9ΔrHmθ=32.5kJ·mol-1Smθ/J·mol-1·K-1216.4309.74ΔrSmθ=93.34J·mol-1·K-1p=101.3kPa≈100kPa，Tb≈T轉=ΔrHmθ/ΔrSmθ=32.5/0.09334=348.19（K）又據(jù)克拉貝龍-克勞修斯方程式：ln｛20/101.3｝=32.5(Tb－348.19)/0.00831×348.19Tb解得：20kPa壓力下，Tb=304.2(K)8解：xx9解4HBr(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Br2(g)∵∴10解：設速率方程為（1）（2）（1）/(2)得：11解：(1)設速率方程為v=kcn(CH3CHO)。任選兩組數(shù)據(jù)，代入速率方程即可求得n值。如選第1，4兩組數(shù)據(jù)得:0.025mol－1·L·s－1=k(0.10mol·L－1)n0.406mol－1·L·s－1=k(0.40mol·L－1)n兩式相除得:解得n≈2，故該反應的速率方程為:v=kc2(CH3CHO)(2)將任一組實驗數(shù)據(jù)(如第3組)代入速率方程，可求得k：0.228mol·L－1·s－1=k(0.30mol·L－1)2k=2.53mol－1·L·s－1(3)當c(CH3CHO)=0.25mol·L－1時:v=kc2(CH3CHO)=2.53mol－1·L·s－1×(0.25mol·L－1)2=0.158mol·L－1·s－112解：r=2.713解：解：14解：15解：第三章氣體、溶液和膠體3-1簡答題：1.由于雪的表面有一層水膜，將鹽灑在雪里后，鹽會溶解于水膜中形成溶液，致使蒸氣壓下降，凝固點降低，從而使雪融化。2.與海水相適應，海魚體內細胞液的滲透壓高于淡水，將海魚置于淡水中后，淡水就會向海魚的細胞內滲透，致使細胞腫脹甚至破裂(溶血現(xiàn)象)。當然水壓力等環(huán)境的變化，亦應是海魚難以在淡水中存活的原因。3.（1）溶膠是多相分散體系，有巨大的比表面，在電解質溶液中會選擇吸附某種離子，而獲得表面電荷。（2）膠體粒子表面上的分子與水接觸時發(fā)生電離，其中一種離子進入介質水中，結果膠體粒子帶電。3-20.0292；1.58×10-3；-0.163℃；217.8kPa；3.16kPa；6.33kPa·kg·mol3-3半透膜存在；膜兩邊濃度不相等；低濃度向高濃度方向滲透3-4粒子直徑在1～100nm之間的分散系；丁鐸爾效應；許多難溶的小分子聚集體；膠核；選擇性地吸附與其組成相類似的離子；電勢離子3-5膠粒帶有同種電荷和有水化膜；與膠粒帶相反電荷的離子3-6水包油，油包水，O/W3-7解：（1）混合前：混合后：混合前后n數(shù)相等∴也可這樣計算：（2）（3）3-8解：查表得，則（1）（2）（3）（4）3-9解.該蔗糖水溶液的質量摩爾濃度為，由ΔTb＝Kb?bB得ΔTb＝1.134mol?kg－1×0.512K?mol－1?kg＝0.590K沸點為373.15K＋0.590K＝373.74K。3-10解苯的凝固點下降常數(shù)為5.12K·kg·mol-1，設萘的摩爾質量為M，則3-11解.ΔTf＝Tf*－Tf＝273.15K－270.00k＝3.15K根據(jù)ΔTf＝Kf?bB∴因甘油的M=92g?mol－1，故100g水中應加入的甘油質量為mB＝M×nB＝92g?mol－1×0.169mol＝1