无机及分析化学第二版习题参考答案-王元兰

1、2017年王元兰主编无机及分析化学(第二版)习题参考答案第1章 分散系统1.有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5 g尿素溶于200 g水中，另一种溶液为42.8 g某未知物溶于l000.0 g水中，求该未知物的相对分子质量(尿素的相对分子质量为60)。解：根据稀溶液的依数性 tf=Kfb 两溶液在同一温度结冰，表明它们的浓度相同，即：(1.50/60)/(200/1000)=(42.5/M)/(1000/1000)所以：M=340 (gmol-1)2.浓度均为0.01mol·kg -1的蔗糖、葡萄糖、HAc、NaCl、BaCl2其水溶液的凝固点哪一个最高，哪一个最低？

2、解：NaCl、BaCl2是强电解质，HAc是弱电解质，蔗糖、葡萄糖是非电解质。同浓度的化合物，其质点数大小依次为： BaCl2NaClHAc蔗糖 = 葡萄糖故凝固点最高是蔗糖和葡萄糖，最低是BaCl2 水溶液。3.溶解3.24g硫于40g苯中，苯的沸点升高0.18K，已知苯的Kb=2.53，问硫在此溶液中的分子是由几个硫原子组成的？解：设硫分子的摩尔质量为M（g·mol-1）据tb=Kb·b b=0.32(mol·kg-1)又b=× M=256(g·mol-1)硫原子量是32， 硫分子是由8个硫原子组成。4.为了防止水在仪器内结冰，可以加入甘油

3、以降低其凝固点，如需冰点降至271K，则在100g水中应加入甘油多少克？（甘油分子式为C3H8O3）解：甘油的摩尔质量为92（g·mol-1）据tf=Kf·b b=1.075(mol·kg-1)应加入甘油为1.075×92×1001000=9.9克5.相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于100g水中，比较所得溶液的凝固点、沸点和渗透压。解：二者均为非电解质，葡萄糖（C6H12O6）摩尔质量大于甘油（C3H8O3）的摩尔质量。故相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于100g水中，得到的葡萄糖溶液的质量摩尔浓度小于甘油溶液。按依数性原则，凝固点：葡萄糖溶液甘油溶

4、液；沸点：葡萄糖溶液甘油溶液；渗透压：葡萄糖溶液甘油溶液。6.四氢呋喃（C4H8O）曾被建议用作防冻剂，应往水中加多少克四氢呋喃才能使它的凝固点下降值与加1克乙二醇（C2H6O2）作用相当？解： 四氢呋喃和乙二醇均为非电解质，故两者物质的量相等时，二者水溶液的Tf相同。C4H8O：摩尔质量为72（g·mol-1） C2H6O2 ：摩尔质量为62（g·mol-1）需C4H8O为x克：则1/62=x/72 解得x=1.16克7.尼古丁的实验式为C5H7N，今有0.60g尼古丁溶于12.0g水中，所得溶液在101.3kPa压力下的沸点是373.16K，求尼古丁的分子式。解：据tb

5、=Kb·b b= = 0.31(mol·kg-1)尼古丁摩尔质量为M，则b=× M=161.3(g·mol-1)尼古丁的实验式为C5H7N，其摩尔质量为81（g·mol-1）尼古丁的分子式为C10H14N28.临床上输液时要求输入的液体和血液渗透压相等（即等渗液）。临床上用的葡萄糖等渗液的凝固点降低为0.543K。试求此葡萄糖溶液的质量分数和血液的渗透压（水的Kf=1.86，葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1，血液的温度为310K）。解：据tf=Kf·b，先求b，后计算质量分数 b=tf Kf =0.5431.86=0

6、.3 (mol·kg-1) 质量分数 = 0.3×180(0.3 ×180 +1000) × 100% = 5%据 = mRT = 0.3 × 8.314 × 310 = 773 (kPa)9.孕酮是一种雌性激素，经分析得知其中含9.5%H，10.2%O和80.3%C。今有1.50g孕酮试样溶于10.0g苯，所得溶液的凝固点为276.06K，求孕酮的分子式。解：孕酮的摩尔质量为M（g·mol-1）据tf=Kf·b， 苯：tf=278.5 Kf=4.90b=(278.5276.06)5.1=0.478 (mol

7、83;kg-1)(1.5M)×(100010)=0.478 M = 314（g·mol-1）则H原子数：314×9.5%130 O：314×10.2%162 C：314×80.3%1221孕酮的分子式为C21H30O210. 1.0L溶液中含5.0g牛的血红素，在298K时测得溶液的渗透压为0.182kPa，求牛的血红素的摩尔质量。解：据= CRT C=RT = = 7.35×10 5(mol·L -1)牛的血红素的摩尔质量 M = = 6.80×104（g·mol-1）11.试比较下列溶液的凝固点的高低

8、：（苯的凝固点为5.5，Kf=5.12K·kg·mol-1，水的Kf=1.86K·kg·mol-1）（1）0.1mol·L-1蔗糖的水溶液； （2）0.1mol·L-1甲醇的水溶液；（3）0.1mol·L-1甲醇的苯溶液； （4）0.1mol·L-1氯化钠的水溶液。解：据tf=Kf·bKf·C 稀溶液Cb按题设，分别计算各种溶液的Tf tf1=1.86×0.1=0.186K Tf1=2730.186=272.8Ktf2=1.86×0.1=0.186K Tf2=2730.186

9、=272.8Ktf3=5.12×0.1=0.512K Tf3=(273+5.5)0.512=278Ktf4=1.86×0.2=0.372K Tf4=2730.372=272.6K所以：tf3tf1 = tf2tf412.下列溶液是实验室常用试剂，它们的物质的量浓度为多少？质量摩尔浓度又是多少？（1）盐酸 密度为1.19 g/mL，含HCl 38 %（2）氨水 密度为0.89 g/mL，含NH3 30 %解：（1） （2） 13.计算下列溶液的离子强度，并说明哪个溶液最先结冰？ （1）0.1 mol/LNaCl （2）0.05 mol/LCaCl2 （3）0.025 mol/

10、LK2SO4 （4）0.03 mol/LFeCl3 （5）0.03 mol/LMgSO4 解：电解质溶液的离子强度： （1） （2） （3） （4） （5）0.1 mol/LCaCl溶液最先结冰。14在Al(OH)3溶胶中加入KCl，其最终浓度为80 mmol·L1 时恰能完全聚沉，加入K2C2O4，浓度为0.4 mmol·L1时也恰能完全聚沉。问：（1）Al（OH）3胶粒的电荷符号是正还是负？（2）为使该溶胶完全聚沉，大约需要CaCl2的浓度为多少？解：（1）Al(OH)3胶粒的电荷符号是正（因为K2C2O4的聚沉值远远小于KCl，再根据叔采哈迪规则可判断出Al(OH)3

11、胶粒带正电荷）（2）使该溶胶完全聚沉，大约需要CaCl2的浓度为40 mmol/L（因为无论KCl还是CaCl2，对Al(OH)3正性溶胶起作用的主要是Cl）。15. 将12mL0.10 mol/LKI溶液和100mL0.005mol/L的AgNO3溶液混合以制备AgI溶胶，写出胶团结构式，问MgCl2与K3Fe（CN）6这两种电解质对该溶胶的聚沉值哪个大？解： n (KI)=12×10-3×0.10=1.2×10-3mol n (AgNO3)=100×10-3×0.005=0.5×10-3molKI过量，形成AgI负性溶胶胶团结构：

12、（AgI）m·nI-·（n-x）K+x-·x K+ 聚沉值： MgCl2 K3Fe（CN）616在两个充有0.001 mol·L1 KCl溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，塞中细孔道充满了KCl溶液，在多孔塞两侧放入两个电极，接以直流电源。问溶液将向什么方向移动？当以0.1 mol·L1 KCl溶液代替0.001 mol·L1 KCl溶液时，溶液在相同电压下流动速度变快还是变慢？如果用AgNO3溶液代替KCl溶液，液体流动方向又如何？解：溶液将向负极移动。（在KCl溶液中，AgCl溶胶的胶粒带负电荷，溶液带正电荷。） 变慢。（因为电

13、解质溶液浓度增大，导致胶团扩散层变薄，胶粒的电荷和溶液的净电荷减少。） 流动方向为向正极移动。（在AgCl溶胶的胶粒带正电荷，溶液带负电荷。）17Cu2Fe(CN)6溶液的稳定剂是K4Fe(CN)6，试写出胶团结构式及胶粒的电荷符号。解：，胶粒带4x个负电荷。18写出下列条件下制备的溶胶的胶团结构：（1）向25 mL0.1 mol·L1 KI溶液中加入70 mL0.005 mol·L1 的AgNO3溶液；（2）向25 mL0.01 mol·L1 KI溶液中加入70 mL0.005 mol·L1 的AgNO3溶液。解：（1） （KI过量） （2） （AgN

14、O3过量）第2章 化学反应基本理论1.已知298K时有下列热力学数据：C（s）CO(g)Fe(s)Fe2O3(s)Hf/(kJ·mol-1)0-110.50-822.2S/(J·K-1·mol-1)5.74197.5627.2890假定上述热力学数据不随温度而变化，请估算标准态下Fe2O3能用C还原的温度。解： H= 3×(-110.5) (-822.2)=490.7 kJ·mol-1S=2×27.28+3×197.56 90 3×5.74=540.02 J·K-1·mol-1T>H/S=

15、49.07×103/540.02=909 K2.已知298K时的数据：NO (g)NO2 (g)fGm(KJ/mol)86.651.3现有反应：2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)(1) 反应在标准状态下能否自发进行？ (2) 该反应298K时的标准平衡常数为多少？解：(1) rGm=2fGm(NO2)2fGm(NO)=2×51.32×86.6=-70.6 kJ/mol<0所以反应能够自发进行。 (2) 根据rGm=-RTK K=exp(-rGm/RT)=exp-(-70.6)×103/8.314×298 =2.4×

16、;10123.CO2和H2的混合气体加热至850时可建立下列平衡：此温度下Kc=1，假若平衡时有99%氢气变成了水，问CO2和氢气原来是按怎样的物质的量之比例混合的。解： x y x- 0.99 y y(1-0.99) 0.99y 0.99yKc=C(CO)C(H2O)/C(CO2)C(H2)=0.992y2/(x-0.99 y) ×0.01y=0.992×y2/(0.01xy-0.99×0.01y2 )=0.992/0.01(x/y)-0.99×0.01 x/y=994. 已知下列反应： Hf,298 0 0 -46.19 KJ/mol S298 19

17、1.5 130.6 192.0 J/mol·K 求（1）反应的H298， S298 ，G298 （2）求298K时的K值。解：(1) rHm=2×(-46.19)3×00= -92.38kJ/molrSm=2×192.03×130.6191.5= -199.3J·mol-1·K-1rGm=rHmTrSm=(-92.38)298×(-199.3)×10-3=-32.99 kJ/mol(2) 根据rGm=-RTKK=-rGm/ (RT)= -(-32.99) ×103/(8.314×298

18、)=13.3154K=6.06×1055. 在p 和885 下，分解1.0 mol CaCO3需消耗热量165 kJ，试计算此过程的W，U和H。CaCO3的分解反应方程式为 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 解： 或 6. 已知（1）C(s) + O2(g) = CO2(g) ，rH= 393.5 kJ/mol；（2）H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(1)，rH = 285.9 kJ/mol；（3）CH4(g) +2O2(g) = CO2(g) + 2H2O1(1)， rH =890.0 kJ/mol；试求反应C(s)+2H2(g) = CH4(g)的

19、rH。 解：（4）（1）（2）2（3） 7. 人体消除C2H5OH是靠将它氧化成下列一系列含碳的产物 C2H5OHCH3CHOCH3COOHCO2试将各步氧化的方程配平并求其rH。C2H5OH完全氧化成CO2时总的rH又是多少？ 解：（1） （2） （3）查表得： / -277.63 -166.36 -487.0 -393.514 -285.838完全氧化成： 8. 推测下列过程中系统的S符号：(1) 水变成水蒸气； (2) 气体等温膨胀； (3) 苯与甲苯相溶； (4) 盐从过饱和溶液中结晶出来； (5) 渗透； (6) 固体表面吸附气体。 解：（1）（因为吸热，体积增大，混乱度增大） （2

20、）（因为吸热，体积增大，混乱度增大） （3）（因为混乱度增大） (4) （因为混乱度降低） （5） （因为在渗透压实验中，水分子从纯水这边渗透到溶液中去，混乱度增大） （6）（因为固体表面，气体浓度增大，混乱度降低） 9. 不查表，预测下列反应的熵值是增加还是减少？ （1）2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） （2）2O3（g）=3O2（g） （3）2NH3（g）= N2（g）+3H2（g） （4）2Na（s）+Cl2（g）= 2NaCl（s） （5）H2（g）+I2（s） = 2HI(g) 解：（1）减少（因为产物的气体分子数少于反应物，是混乱度降低的过程）（2）增加（3）增加（4）减少

21、（5）增加 10. 计算下列过程中系统的熵变： （1）1 molNaCl在熔点804 下熔融。已知NaCl的熔化热fusH为34.4 kJ/mol（下标fus代表“熔化”fusion）。 （2）2 mol 液态O2在其沸点183 下气化。已知O2的气化热vapH为6.82 kJ/mol（下标vap代表“气化”vaporization）。 解：（1）等温可逆过程 （2）等温可逆过程 11. 判断下列反应在标准态下能否自发进行。 （1）Ca(OH)2(s) + CO2(g) = CaCO3(s) + H2O(1) （2）CaSO4·2H2O(s) = CaSO4(s)+2H2O(l) （

22、fG（CaSO4·2H2O，s）= 1796 kJ/mol） （3）PbO(s) + CO(g) = Pb(s) + CO2(g) 解：查表得：Ca(OH)2(s) CO2(g) CaCO3(s) H2O(1) CaSO4(s) PbO(s) CO(g)fG/kJ·mol-1 -896.76 -394.384 1128.76 -239.191 1320.30 188.49 137.269 (1) = -237.191+(-1128.76)-(-394.384)-(-896.76) = -74.807 kJ/mol < 0 所以（1）能自发进行。（2） = -1320.

23、30+2(-237.191)-(-1796) = -1.32 kJ/mol > 0 所以（2）不能自发进行。（3） = -394.384 - (-188.49)-(-137.69) = -68.625 kJ/mol < 0 所以（3）能自发进行。 12. CO是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除 CO(g) = C(s)+ O2(g)试从热力学角度判断该想法能否实现？ 解： 查表可得: CO(g) C(s) O2(g) /kJ.mol1 -110.525 0 0 /kJ.mol1 -137.269 0 0 /J.mol1.K1 197.907 5.6940 205

24、.029 = 110.525 kJ.mol-1 = 110525 J.mol-1(= 137.269 kJ.mol1 > 0，所以在298K时该想法不可能实现。)=205.029 +5.6940-197.907 = -89.689 J.mol1.K1 T 若能实现，则< 0， ，K此温度不可能达到，所以此方法现实生活中不能实现。13. 蔗糖在新陈代谢过程中所发生的总反应可写成 C12H22O11(s) + 12O2(g) = 12CO2(g) + 11H2O(1)假定有2 5%的反应热转化为有用功，试计算体重为65 kg的人登上3000 m高的山，需消耗多少蔗糖（已知fH(C12H

25、22O11) = 2 222 kJ/mol）? 解：蔗糖新陈化谢总反应的反应热： 根据热力学第一定律，设需要消耗蔗糖n mol n = 1.36 mol14. 如果设想在标准压力P下将CaCO3分解为CaO 和CO2，试估计进行这个反应的最低温度（设反应的H和S不随温度而变）。解： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2 (g) 查表得： CaCO3(s) CaO(s) CO2 (g)/kJ.mol1 -1206.87 -635.5 -393.514 /J.mol1.K-1 92.88 39.7 213.639 kJ.mol1 J.mol1.K1此反应要进行，则须 T < 0，故

26、则下CaCO3加热分解为CaO和CO2的最低温度为1108 K。15.反应 4HBr（g）+O2（g）= 2H2O（g）+ 2Br2（g），在一定温度下，测得HBr起始浓度为0.0100 mol/L，10 s后HBr的浓度为0.0082 mol/L，试计算反应在10 s之内的平均速率为多少？如果上述数据是O2的浓度，则该反应的平均速率又是多少？ 解：（1） mol/(L ·s) （2） mol/(L ·s)16. 在298 K时，用反应 进行实验，得到数据列表如下： 实验序号 c(S2O28)/(mol/L ) c(I)/(mol/L ) /(mol/(L ·mi

27、n) ) （1） 1.0×104 1.0×102 0.65×106 （2） 2.0×104 1.0×102 1.30×106 （3） 2.0×104 0.5×102 0.65×106求（1）反应速率方程；（2）速率常数k。 解：（1）设反应的速率方程为： 据实验（1）和（2）有 同理：据实验（2）和（3）得 所以反应的速率方程为： （2）将第一组数据代入速率方程得： ， L.mol-1.min-1 17. 在301 K时鲜牛奶大约4.0 h变酸，但在278 K的冰箱中可保持48 h。求牛奶变酸反应的活化能

28、。解：根据阿累尼乌斯公式：有： 两式相减得： 据题意：代入得 kJ.mol118.在298 K 1.00 L的密闭容器中，充入1.0 mol NO2，0.10 mol N2O和0.10 mol O2，试判断下列反应进行的方向： 2N2O(g)+3O2(g) = 4NO2(g) 解： 查表得 N2O(g) NO2(g)fG/kJ·mol-1 103.60 51.84据 得反应的标准常数：由题目所给数据计算反应商：因为 ，所以298 K时此反应逆方向进行。 19. 在1105 K时将3.00 mol 的SO3放入8.00 L的容器中，达到平衡时，产生0.95 mol的O2。试计算在该温度

29、时，反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)的K。 解： 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 起始态浓度nB/mol 0 0 3.00 平衡态浓度nB/mol 2×0.95 0.95 3.00-2×0.95 对于理想气体PVnRT，P = n，故 20. 对化学平衡PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)，在298 K时，K是1.8×107，问该反应的rG是多少？解：21. 尿素CO(NH2)2（s）的fG = 197.15 kJ/mol，其它物质的fG查表。求反应CO2(g)+2NH3(g) H2O(g)+CO(NH2)2(s) 在

30、298 K时的K。解：查附录表3得 CO2(g) NH3(g) H2O(g) fG/kJ·mol-1 -394.384 -16.636 -228.597则反应： ，故 22. 已知在298 K时2N2(g) + O2(g) 2NO2(g) （1） K = 4.8×1037N2(g) + 2O2(g) 2N2O(g) （2） K = 4.8×1019求3N2(g) + 3O2(g) = 2N2O(g) + 2NO2 (g)的K。 解：据题意 （3）（1）（2）由于 所以 23.反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)，在628K时K= 54.4。现混合H2和I2的

31、量各为0.200 mol，并在该温度和5.10 kPa下达到平衡，求I2的转化率。 解：平衡常数对于反应前后气体分子数相等( 0)的反应不随压强的变化而变化，所以，对于H2(g) + I2(g) 2HI(g)在5.10 kPa下平衡常数 设的转化率为 H2(g) + I2(g) 2HI(g)起始态/mol 0.2 0.2 0平衡态/mol 0.2(1) 0.2(1) 20.2 ，24. 在合成氨工业中，CO的变换反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，已知在700 K时rH = 37.9 kJ/mol ，K= 9.07，求800 K时的平衡常数K。解：据， 解之得 25. Na

32、2SO4·10H2O的风化作用可用反应： Na2SO4·10H2O(s) Na2SO4(s)+10H2O(g)来表示。求：298K时该反应的 和 。解：(1) = (Na2SO4)+10 (H2O)- (Na2SO4·10H2O)=-1267+10×(-228.6)-(-3644)kJ·mol1=91 kJ·mol1ln = = =-36.73 = 1.12×101626.电子工业用HF清洗硅片上的SiO2(s)： SiO2(s)+4HF(s)=SiF4(g)+2H2O(g) (298.15K)= 94.0 kJ·

33、mol-1 (298.15K)= 75.8 J·K-1·mol-1设 、 不随温度而变，试求此反应自发进行的温度条件。有人提出用HCl代替HF，试通过计算判断此建议是否可行？解： 要使反应能够自发进行， (T)<0即 T <0-94.0T×(-75.8)×10-3<0 T<1.24×103当用HCl代替HF(g)时，反应为SiO2(s)+4HCl(s)=SiCl4(g)+2H2O(g) /kJ·mol-1 -910.9 -92.31 -657.0 -241.8 /J·K-1·mol-1 41

34、.84 186.9 330.7 188.8计算可得： (298.15K)=139.54 kJ·mol-1 (298.15K)= 81.14 J·K-1·mol-1 = T 139.54 + 81.14×10-3T可见，无论T为多少， (T)恒大于零，反应不能自发进行。因此该建议不可行。第3章 物质结构基础1.解释下列各名词和概念： （1）基态原子和激发态原子 （2）能级和电子层 （3）波粒二象性和不确定关系 （4）几率和几率密度 （5）波函数和原子轨道 （6）几率密度和电子 （7）量子数和量子化 （8）简并轨道和简并度 （9）屏蔽效应和钻穿效应 （10）

35、s区和p区 （11）d区和ds区答案参考教材，略。2.量子数n4的电子层，有几个分层？各分层有几个轨道？第四个电子层最多能容纳多少电子？答：的电子层有4个分层，即4s、4p、4d、4f。各亚层分别有个轨道（1，3，5，7）。第四电子层最多能容纳32个电子。3.解释下列概念： 共价半径 金属半径 范德华半径 电离能 电子亲合能 电负性参考答案见教材，略。4.下列各组量子数哪些不合理？为什么？ 量子数 n l m （1） 2 2 0 （2） 2 2 1 （3） 3 0 1 （4） 2 0 1 解：应改为:（1） 2 1或0 0 （因为） (2) 2 1或0 1 （因为） （3） 3 0 0 （因为

36、） （4） 2 0 0 （因为）（注：1和2小题也可改成n大于或等于3。）5.填入适当的量子数。 (1) n? l2 m0 ms (2) n2 l? m 1 ms (3) n3 l0 m? ms (4) n4 l2 m 1 ms ?解：根据量子数规则，可填写如下数值：（1） （2） （3） （4） （ or ）6.用波函数符号nlm标记n4电子层上的所有原子轨道。解：当，时，此原子轨道用标记，其它略。7.写出原子轨道2s、3pz、5s的量子数n、l、m。解：原子轨道 2s： ， 3pz： ， 5s： 。8.用量子数表示下列电子运动状态，并给出电子的名称。 （1）第四电子层，原子轨道球形分布，顺

37、时针自旋； （2）第三电子层，原子轨道呈哑铃形，沿z轴方向伸展，逆时针自旋。解：（1） （2） 9.写出原子和离子的核外电子排布（电子组态）：（1）29Cu和Cu2+ （2）26Fe和Fe3+ （3）47Ag和Ag+ （4）53I和I 。解：（1）29Cu 122226323631041 Cu2+ 122226323639（2）26Fe 12222632363642 Fe3+ 122226323635（3）47Ag 1222263236310424641051 Ag+ 12222632363104246410（4）53I 122226323631042464105255 I 122226323

38、631042464105256 10.不查表，选出各组中第一电离能最大的元素：（1）Na Mg Al （2）Na K Rb （3）Si P S （4）O F Ne 解：基态（能量最低状态）的气态原子失去一个电子形成气态一价正离子所需的能量，称为原子的第一电离能（I1）。I1的大小取决于电子能级及原子（或离子）和电子结构。（1）Mg的I1最大，因为Mg的价层电子分布为稳定的22（全充满）状态。（2）Na的I1最大，因为同一主族元素，原子序数越大则第一电离能越小。（3）P的I1最大，因为P的价层电子分布为稳定的3235（半充满）状态。（4）Ne的I1最大，因为Ne的价层电子分布为稳定的2226（全

39、充满）状态。11.某一元素，其原子序数为24，问：（1）该元素原子的电子总数为多少？（2）该原子有几个电子层，每层电子数为多少？（3）写出该原子的价电子结构。（4）写出该元素所在的周期、族和区。答：该元素的原子序数为24，有4个电子层，各层电子数分别为：2、8、13 、1，价电子层结构为3541，它位于第四周期、VI族、区。12. 常见的s轨道和p轨道能组成几种类型的杂化轨道？等性杂化时，轨道间的夹角各为多少？答：s轨道和p轨道能组成sp、sp2和sp3等三种类型的杂化轨道，等性杂化时，轨道间的夹角各为1800、1200、109028。13.下列说法正确吗？为什么？（1）s p3杂化是指1个s

40、电子和3个p电子的杂化；（2）s p3杂化是1s轨道和3p轨道的杂化；（3）只有s 和s轨道才能形成键。 答：（1）不对。s p3是指1个ns轨道和3个np轨道的杂化。（2）不对。1s是指主量子数n = 1的第一电子层的s亚层，而3p是指主量子数n = 3的p亚层。（3）不对。只要原子轨道重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，均形成键。不光是s和s轨道形成键，无论s、p、d、f及其杂化轨道，只要是在两原子间沿键轴方向重叠都形成键。14.BF3和NF3组成相似，它们的空间构型是否相同？试用杂化轨道理论说明它们的空间结构。答：BF3和NF3空间构型不相同。B原子电子排布为：122221 ，2电子被 激

41、发到2轨道，通过杂化形成3个完全相同的2杂化轨道，与F原子形成3个完全相同的BF键，所以BF3是平面三角形结构，键角为120°；而N原子排布为1s22s22p3，形成不等性sp3杂化，其中1个杂化轨道被1对孤对电子占据，不参与成键，其电子云在N原子周围占据较大空间，对3个NF键有较大斥力，使NF3空间构型为三角锥型。15.现有四组物质：（1）苯和四氯化碳，（2）甲醇和水，（3）氦和水，（4）溴化氢和氯化氢。试判断各组不同化合物分子间范德华力的类型。答：取向力存在于极性分子之间；诱导力是极性分子对相邻分子电子云的诱导变形力；色散力存在于任意两个分子之间。（1）苯和四氯化碳：色散力（苯和

42、四氯化碳都是非极性分子）。（2）甲醇和水：取向力，色散力和诱导力（甲醇和水都是极性分子）。（3）氦和水：诱导力和色散力（氦是非极性分子，水是极性分子）。（4）溴化氢和氯化氢：取向力，色散力和诱导力（溴化氢和氯化氢都是极性分子）。16.试用分子轨道理论解释为什么2的离解能力比N2+ 的大 ？而O2的离解能比O2+的小？答：2分子轨道式：2KK(2)2(*2)2(2py)2(2pz)2 (2px)2N2+分子轨道式：2+KK(2)2(*2)2(2py)2(2pz)2 (2px)1由于2分子成键轨道的电子数多于N2+离子，因而2的能量低、键级大、核间距小、结构稳定，因而离解能大。O2分子轨道式：2(

43、2)2(*2)2(2p)2(2p)2(2p)2(*2p)1 (*2p)1O2+分子轨道式：2+(2)2(*2)2(2p)2(2p)2(2p)2(*2p)1 (*2p)1由于O2 分子反键轨道上的电子数多于O2+ 离子， O2 分子（相对于O2+）能量高、键级小、核间距大、结构不稳定，因而离解能小。17.写出O2、O2+、O2 O22的分子轨道式，计算它们的键级, 并判断磁性及稳定性。答：O2的分子轨道式：2(2)2(*2)2(2p)2(2p)2(2p)2(*2p)1 (*2p)1键级=（6-2）/2=2，在*轨道上有2个成单电子，因而表现为顺磁性。O2+、的分子轨道式：2(2)2(*2)2(2

44、p)2(2p)2(2p)2(*2p)1，键级 = （6-1）/2 = 2.5，在*轨道上有1个成单电子，因而表现为顺磁性。O2的分子轨道式：2(2)2(*2)2(2p)2(2p)2(2p)2(*2p)2(*2p)1，键级 = （6-1）/2 = 1.5，在*轨道上有1个成单电子，因而表现为顺磁性。O22的分子轨道式：2(2)2(*2)2(2p)2(2p)2(2p)2(*2p)2 (*2p)2，键级 = （6-1）/2 = 1，没有成单电子，因而表现为逆磁性。18.写出下列离子的外层电子构型，并指出各离子的电子构型分别属于什么类型： Ba2 Al3 Li I Cu Ag Fe3答： Ba2离子的

45、外层电子构型：属于8电子构型或希有气体构型（与Xe的电子构型相同）。Al3离子的外层电子构型：属于8电子构型或希有气体构型（与Ne的电子构型相同）。 Li离子的外层电子构型：属于2电子构型或希有气体构型（与He的电子构型相同）。 I离子的外层电子构型：属于8电子构型或希有气体构型（与Xe的电子构型相同）。Cu离子的外层电子构型：属于18电子构型。Ag离子的外层电子构型：属于18电子构型。Fe3离子的外层电子构型：属于13电子构型。第4章 化学分析1、 平均偏差常简称为均差。测定某样品的含氮量，6次平行测定的结果是：20.48 %，20.55 %，20.58 %，20.60 %，20.53 %和

46、20.50 %。（1）计算这组数据的平均值、绝对均差、相对均差、标准偏差和变异系数；（2）若此样品是标准样品，含N量为20.45 %，计算六次测定结果的绝对误差和相对误差。 解：(1)平均值：= (20.48+20.55+20.58+20.60+20.53+20.50) %/6 = 20.54 % 绝对均差：d1=20.48%-20.54%=-0.06 % d2=20.55%-20.54%=0.01 % d3=20.58%-20.54%=0.04 % d4=20.60%-20.54%=0.06 %d5=20.53%-20.54%=-0.01 % d6=20.50%-20.54%=-0.04 %

47、相对均差： =/=0.04% / 20.54% = 0.2%标准偏差：=变异系数：（2）绝对误差： E =- T = 20.54% - 20.45 % = 0.09 % 相对误差：2、下列数据中各包含几位有效数字：0.0376 1.2067 0.2180 1.8×10-5解： （1）3位 （2）5位 （3）4位 （4）2位 3、依有效数字计算规则计算下列各式：（1）7.99330.99675.02 =（2）1.060 + 0.059740.0013 =（3）0.414 + (31.31×0.0530) =（4）(1.276×4.17) + (1.7×10

48、-4)(0.0021764×0.0121) =解：(1)1.98 (2)1.118 (3)2.07 (4)5.3 4、滴定管读数误差为±0.01 mL，如滴定时用去标准溶液2.50 mL，相对误差是多少？如果用去25.00 mL，相对误差又是多少？这个数值说明什么问题？ 解：Er1=±0.02/2.50=±0.8% Er2±0.02/25.00=±0.08%说明同样的绝对误差，当被测量的量较大时，相对误差较小，测量的准确量也就越高，因此，用相对误差来表示各种情况下测量结果的准确度比绝对误差更为确切。5、某同学测定样品含Cl量为30.44 %，30.52 %，30.60 %，30.12 %，按Q0.90检验法和4d法的规则判断30.12 %，是否舍弃？样品中Cl的百分含量为多少？解：(1) 0.90检验法= 0.76所以30.12%应保留,试样中Cl的百分含量:法 先求出不含离群值的平均值： 再求绝对平均偏差： = 30.42 %， 所以30.12 应舍弃，则样品中Cl的含量为：30.52 。6、某矿石中钨的百分含量的测定结果为20.39，20.41，20.43。计算标准偏差S及置信度为95 %时的置信区间。解： 查教材表31，得即矿石中钨的百分含量在置信度为95量的置信区间为：20