大学无机化学课后题答案

无机化学习题参考答案

第一章

L解欣Na0H)=40g•mol-1M2Ca2*)=80g•mol-1M-!-NaC0)=53g•mol

223

它们的物质的量分别为〃(NaOH)=MNaOH)=0.01x1000=025(moj)

M(NaOH)40'7

-1-1

2.解M(NaOH)=40g•molM(lCaCl2)=55.5g•mol

10KI+2KMnO+8HSO=5I+2MnSO+6K2so4+8HO

解题中的反应方程式为424242

将上述反应方程式按题意变换为KI+lKMnOi+为2soi=」2+lMnS0i+3K2S0I+3H20

552555

Imol—mol

2

n(KI+-KMnOi)mol0,508mol

5254

则所消耗的反应物的物质的量为〃(KI+lKMnO,)=2X”史=0.004(mol)

5254

4.解混合溶液中KC1的质量浓度

所得混合溶液中KC1的质量浓度超过了极限值。

5.质量分数为3%的某Na2c溶液，密度为L05g・血？,试求溶液的c(Na2co，、

x(Na2cO3)和b(Na2co3)。

解欣Na2coi=106g・nioL

6.解应补充NaCl的质量/77(NaCl)=z?(NaCl)-J/(NaCl)=O.050X58.5=2.925

(g)

需生理盐水的体积V(生理盐水)=；;黑；=。。5；；8.5=0325(L)=325(mL)

7.什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非也解质稀溶液的四种依数性之间有什

么联系？

答溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而

与溶质的本性无关，因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液，所以统称为稀溶液的依数性。

难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切，可以根据下列公式进行换算

100

8.解葡萄糖溶液中水的摩尔分数为x(HQ)=导喘=0.982

218100

-------1-------

18018

葡萄糖溶液的蒸气压为叶戌r(H8)=2.338X0.982=2.30(kPa)

9.解由于两溶液在同一温度下结冰，则△/；(尿素)=△*(未知物)

。

GL5/6Q42®用〃(未知物)=342.4(g•mol-1)

1200/10001000/1000

即该未知物的相对分子质量为342.4。

10.测得人体血液的凝固点降低值△71=0.56K,求在310K时人体血液的渗透压。

解%(也0)=1.86K・kg•mol-1

n0.56n

由于△工二77-776(kPa)

除L868.314x310

即310K时人体血液的渗透压为776kPa。

11.解在相同温度下，溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，因此，可以通过比较

溶液渗透浓度的大小，确定溶液渗透压力的大小。三种溶液的渗透浓度分别为

c?oS(CbH^Oe)=c(C6lli/)6)=0.20(mo1•L')

l

CoS(NaCl)=2c(NaCl)=2X0.20=0.40(mol・L)

Q,(Na2co3)=3c(Na2co：J=3X0.20=0.60(mol・L')

所以溶液的渗透压力由大到小的顺序为⑶>(2)>(Do

12.解(1)-(50g•L,CIIA)+-(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为

2612

所以该混合溶液为等渗溶液。

(2)1(18.7g・LNaC3HQj+g(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为

所以该混合溶液为等渗溶液。

(3)|(12.5g-L'NaHCO^+j(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为

所以该混合溶液为等渗溶液。

13.将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100mL溶液，测得298K时该溶液的渗

透压力为4.34kPa,试问该胰岛素的相对分子质量为多少？

解M(胰岛素)=券4=4；01]X8.314x298=5.77xl()3(g.mo「)

所以胰岛素的相对分子质量为5.77X10\

第二章

1.I=-(0.30Xl2+0.10X32)=0.6

2

2.对于KC1C0.1

lgr±=-0.509|Z+?Z-IV7=-0.509X1XVoj=-0.16y土=0.69

3.(1)力二伫2X0.005X8.314X398-33.09(kPa)

(2)〃=i丫土cRA2X0.92X0.005X8.314X398=30.44(kPa)

4.NH3,HS;HSO.;,HPO;,SO：-

5.HSO4；HS；H3PO4,H2s0VNH；

6.酸：H2S,HAC

2

碱,C03；NH3,OH；N02-

两性物质：HS,H2P04；H20

7.Ka(HSO；)>KU(HAc)〉人(HCN)>K“(I1CO3)>Ka(H2O)

-

酸性强度HSO4->HAC>HCN>HCO3>H2O

8.M/X=10-I4/(l.77X10-4)=5.6X10-,1

9.稀释后丙酸浓度为0.4X125/400=0.125(mol•L稀

5-3-1

c/X>500[H']=ylKuxc=71.34X10-X0.125=1.3X10(mo1•L)

pH=2.88

10.⑴混合后，全部生成浓度为全lmol•L的NH,Cl:

%(NHj)8X10$)=5.56X1010

,o-61

c/^>500[If]=ylKaxc=75.56x10xO.l=7.46xIO(mol•U)

pH=5.13

⑵混合后，全部生成浓度为0.lmol•L的NH.Ac:

c?X(NH；)>20X,c>20X(HAc)

H]=JK”(NH；)XK&(HAc)二,5.56x10-隈1.8x1(尸=1.0J10"(mol•L-')

(4)NaOH。IpHt

第三章

2.解:(2)正确。

3

3.解：Kxv=4s

4.解：(1)不正确，(2)不正确，(3)正确，(4)不正确。

5.解：BaCOj、Fe(0H)3>Fe2s3。

7.解：沉淀平衡时有：Pb02(s)=^Pb2++2C1

50.130+525

=0.1357

SP[Pb2+]=0.1357mol•L-,[Cr]=2^2X5.7X10-3(mol•L-1)

"p(AgCl)=[Pb2+][Cl]2=0.1357X(2X2.57X103)2=1.76X10'5

8.解:查表得&p(Mn(OH)2)=2.06X10T%(加3.乩0)=1.8X10-5

(D混合液中c(Mr?+)=0.0015X10/15=0.0010(mol•L-1)

1

C(NH3.H20)=0.15X5/15=0.050(mol•L-)

由NH：“H20离解产生的[OH]为：

IP=c(Mn2+)•c2(OH-)=0.0010X(9.5X10-4)2=9.OX10-l°

・・・/Q>Ap(Mn(0H)2)(2.06X105)

・••有Mn(0H)2沉淀生成

(0.49/132)x2.

+1,

lNH4]=------------:-=0.49(mobL

⑵由(NHjSOJ离解产生的[NH门为15x10，'

(NH)2sol的加入对氨水的离解产生同离子效应：

0.05-x0.49+xx

^0.05^0.49

/片c(Mn2f)•c2(Oil)=0.0010X(1.8X106)2=3.2X1015

V7^<XP(Mn(OH)2)(2.06X10")J没有Mn(OH)2沉淀生成

9.解：查表得匾(FeS)=1.59X1079H2s的K=5.IX10\(2=1.2X10飞

方法一：要使Fe"不形成沉淀，区力需用小于：

而H2s饱和溶液的浓度为[H2S]=0.lOmol•L

二(收=6.8乂](产

[HS]

2代入数据得:

[H+]2xl.59xIO”®

=6.12xIO，'

0.10

M^[H*]=1.96X103(mol•L_1)pH=2.71

即溶液中最大pH值应为2.71

方法二：用HC1溶解0.10molMS(s)所需的[H]计算

/⑸lx。)义(1.20X10")xo.IOXO.Ib

二,1.59X1019

=1.96X10-3(mol•L1

即溶液中最大pH值应为2.71

10.解：查表得自(Fe(0H)3)=2.64Xl()39

E(Mg(0H)2)=5.66X10-12

根据溶度积原理，使Fe”完全沉淀所需0H的最低浓度为

p0H=10.86pH=3.14

Mg"不沉淀，溶液中0H的最高浓度为

12

[0H-]=K(Mg(OH)2)=/5.66X1Q

3lMg-1J0J0=7.5XIO_6(mol・L)

pOH=5.12pll=8.88

只要将OFT浓度控制在1.38X10廿7.5X10-6mol•L之间,即pH控制在3.1O.88

之间，即可使F&,和Mg?一分离。若用NaOH来控制这样的条件是困难的，阳』乩缓冲

液可满足这个要求。

11.解：(1)CQj的酸性比盐酸弱而比醋酸强。

（2）提示：由于pH的原因。

第四章缓冲溶液

1.解：（1）（2）具有缓冲作用，（3）（4）无缓冲作用。因为（1）（2）中存

在着足够浓度的共加酸碱对，（3）（4）中无足够浓度的共辗酸碱对。

2解心卷即7—需喝

/

解得：l（HPO；­）=60.78（加）则V（H2PO；）=39.22（加）

4.已知TrisH知在37c时的pKa为Z85,今欲配制pH为7.40的缓冲液，问在含有Tris和Tris・HCl各

为0.05molU的溶液100ml中,需加入0.05molL-'的HC1溶液多少ml?

解：设需加入HC1的体积为刘1。1根据

PH=P小电摩了有74』+喘嚷:黑嘴言

解得：产47.6（ml）

5.解：根据题意，应用凡PO：-HPO：-缓冲对。

设需HR）4Am1,与H3P（X反应的NaOII为yml,与HPO：反应的NaOH为侬11。

_

H3P04+OH=H2PO；+H2O

mmolO.025M).025Mo.025yl

H2PO；+OH=HPO:-+乩0

0.025%-0.025/10.025%0.0254

・••尸yj••卢必+%=100,下必，必二100-2x

解得：A=38.34(ml),即需要H3Po,38.34mLNaOH需要:100-38.34=61.66(ml)

6.解：5.00=5.30+1g，1^1=0.50(1)

[HA][HA]

加H+后pH降低值为4.70,则：4.70=5.30+1g黑骷=

1001HA]+10

联立(1)(2)两方程，解得：[HA]=O.50mol•L-1[A-]=O.25mol•L-1

7.今有720moiL”的NH3H2O和ZOOLO.lOOmolU的HC1溶液,若配制pH=9.60的缓冲溶液,在不加

水的情况下，最多可配制多少ml缓冲溶液？其中NH."H2O和NH4+的浓度各为多少

解：设配制前加3・比0体积匕L。

则NH3•H2O+HC1=NH4C1+H2O

起始0.20-0.200

平衡0.20K-0.2000.20

；〃(NH3H即十馆

pH=pA+lg。960=925°”.2°

'&〃(NH：)0.20

匕二3.24(L)

缓冲溶液总体积昨3.24+2.00=5.24(L)

[NHs•HQ]==0,085(molU')

[NH「]=*=0.038(11101^')

-1

8.解：^*^=0.576Xc,6=0.576X0.100=0.576(mmolmr*-pH)

根据pH=pAh+lg糕，有：8.00=7.40+lg^-l,解得：借=3.98

Ho][HB][Ho|

XV[B-J+[HB]=0.100A[B-]=0.08mol・L-,[HB>0.02mol-I?

^=2.303x0,080x0,02°^0.037(mmol-ml-1•pH1)

0.100

第七章

2-2++3+3+

1.答：(1)Cr207+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H20

+3+

(2)2Mn+5Bi0「+14H*=2Mn0「+5Bi+7H20

2+

(3)5H202+2Mn0i"+6H=502+2Mn+8H20

22+

2.答：氧化剂由强到弱：H202>Cr207->Hg

还原剂由强到弱：Zn>Sn>H202>Br"

3.答：(1)MnO「是最强的氧化剂，MnO厂是最强的还原剂。

（2）CnO厂是最强的氧化剂，Cr是最强的还原剂。

4.若下列反应在原电池中正向进行，试写出电池符号和电池电动势的表示式。

(1)Fe+Cu"uFu"+Cu(2)C『+NioCu+Ni*

答：(1)(—)Fe|Fe2(Imol•L-1)||Cu21(Imoi•L-1)|Cu(+)

庐8(+)—8(-)

=<Z)s(Cu27Cu)-<z)s(Fe27Fe)+等1g篇

(2)(-)Ni|Ni2+(lmol•L-1)||Cu2+(lmol-L_1)|Cu(+)

斤8(+)—(p(->

=<p#(Cu27Cu)-0#(Ni"/Ni)+等1g需

5.求出下列原电池的电动势，写出电池反应式，并指出正负极。

2+-13+1-1

(1)Pt|Fe(lmol•L),Fe(0.OOOlmol•L_)||T(0.OOOlmoi•L),l2(s)|Pt

解：设右边为正极，左边为负极

£=8(+)—0(一)

=#(12/T)+0.05921g#(Fe^/Fe2')-0.05921g

=0.535-0.771+0.05921g

().000lx0.0001

=0.238V>0

23+

・•・假设正确,电池反应式为I2+2Fe=2I-+2Fe

(2)Pt|Fe3+(0.5mol•L_1),Fe2+(0.05mol•L-1)||Mn2+(0.Olmol•L-1),

_1

H70.Imol•L),Mn021固)|Pt

解：设右边为正极，左边为负极

氏9（+）—9（一）

二6"3）2削/）+若丝12示岛一/（函+低2+）—0.0592坨需

=0.3406V>0

2+2+3+

，假设正确,电池反应式为Mn02+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H20

6.将Cu片插入盛有0.51noi•LfCuSOi溶液的烧杯中,银片插入盛有0.5mol-L"

2gN()3溶液的烧杯中，组成一个原电池。

(1)写出原电池符号；

(2)写出电极反应式和电池反应式

(3)求该电池的电动势。

解：(1)(-)Cu|Cu2-(0.5mol•L_1)||Ag+(0.5mol-L-1)|Ag(+)

(2)正极反应Ag'+e-uAg

负极反应Cu」+2°Cu

①义2+②得电池反应式：2Ag'+Cu=2Ag+C/

(3)E=cp(Ag+/Ag)—(p(Cu27Cu)

=(p#(Ag7Ag)+0.05921g[Agf]-#(Cu27Cu)-lg[Cu24]

=0.7996+0.05921g0.5-0.337-^^IgO.5

=0.454(V)

7.在pH=3和pH=6时,KMnO,是否能氧化厂离子和BL离子?

w

解：^(I2/I')=0.535V,1.08V

在酸性条件下：MnO「+8H'+5ef凶力+4比0

[MnOi-]=[Mn2，]=lmol•L1

^(MnOJ/M/)二lg[E*]8

pH=3时

2+-38

(P(Mn04-/Mn)=l.51+^^lg(10)

=1.226(V)

既大于WYL/U),也大于0#(Bn/Br-),所以既能够氧化广，也能够氧化Br

2+n

PH=6时(p(MnO「/Mn/)=O.942V此时,cp(Mn04-/Mn)>cp(I2/r),

2+ff

但cp(MnO4"/Mn)<(p(Br2/Br")

・・・KMnOi能氧化I，却不能氧化B/0

8.答：只能选择Fez(SOJ3。

9.解：(1)斤w*(l2,/「)一(p#(Fe3+/Fe2t)=0.535-0.771=-0.236V(0

3+2+

反应逆向进行：2Fe+2r==2Fe+I2

(2)氏0*(Cb/C「)一(/(Sn,VSDn.358—0.154=1.204V>0

反应正向进行：CL+Sn"==Sn"+2C1一

B2

(3)氏0"(Fe,VFe,-(^(Mn02/Mn0=-0.437V<0

23+2+

反应逆向进行：Mn02+4H+2Fe==2Fe4-Mn+2H20

22+#2

(4)E=(p'(Hg7Hg2)-cp(Hg27Hg)=0.106V>0

2+2+

反应正向进行：Hg+Hg==Hg2

n

10.已知0#(ILAsOt/IUsOa)=0.559V,(p(I2/I~)=0.535V,试计算下列反应:

+

HASO3+I2+H2OuH:iAs04+2r+2H

在298K时的平衡常数。如果pH=7,反应向什么方向进行?

]仁〃(/(+)"㈠)一。

解:2x(0.535-0.559)81

0.05920.05920.0592

・••舲0.15由于E*<0.・・此时反应逆向进行

当pH=7时，口］=10,其它浓度均为lmol•。

E=0㈤一0(-)

+2

=(p*(I2/r)-(p*(HAsOj/HMsOj-lg[H]

=0.535-0.559—尤咨lg(W7)2=0.39(V)>0反应正向进行。

11.解：EJ(P\+)—(P"㈠二-0.44-0.771二一1.211V<0

△「宵=一〃八一2X96485X(-1.211)=233.69(kJ)>0,反应不能自发进行。

12.根据下列反应组成电池，写出电池组成式，计算298K时的电动势，并判断反应

自发进行的方向。

-1-1

(1)2Ag(s)+Cu(N03)2(0.Olmol•L)u2AgN0K0.Imol•L)+Cu(s)

3+_1-12+-1

(2)2Cr(0.Olmol•L)+2Br-(0.Imol-L)—2Cr(lmol-L)+Br2(l)

解：(1)(-)Ag|Ag(0.Imol•L_1)||Cu2+(0.Olmol•L-1)|Cu(+)

E^(p(+)~(p(-)

=0.34—0.7996+竺"1g①4

2[Ag+]2

一046+鸿1g㈣

20.12

=-0.46(V)<0故反应逆向自发进行。

132+-

(2)(-)Pt|Br2(l),Br-(O.Imol-L_)||Cr\0.Olmol-L''),Cr(lmol•L

?|Pt(+)

后")—C(->

[Cr34J2[Br-J2

=-0.41-1.087+2^lg

lAg+]2

=-l.68(V)<0故反应逆向自发进行。

13.已知[Sn2+]=0.lOOOmol•L-1,[Pb2+]=0.lOOmol•L-1

(1)判断下列反应进行的方向SnHV-Sn*Pb

(2)计算上述反应的平衡常数4是多少？

解：(1)斤0(+)—0.)

二①”(Pb27Pb)-(py(Sn27Sn)

=—0.126—(―0.136)+”盟1g里里

20.100

=0.010V>0

故反应正向进行。

〃[夕#(+)-0#(-)]2x0.010

(2)lgK=二0・34AK=2.18

0.05920.0592

14.解：(1)0*(nV,H7l2)>0"(Bn/BC

--

故电池反应为：2I03+10Br+12H==I2+5Br2+6H20

--10

(2)斤H7L)-(P"(Br2/Br)+(0.0592/10)lg[Br]

=1.20--0.101(V)<0故反应逆向进行。

12

(3)斤H7L)-(p"(Br2/Br")+(0.0592/10)1g[Hl

=1.20-1.065+(0.0592X12/10)IglO-4

二一0.15(V)<0故反应逆向进行。

15.解：(1)0年(MnOJ/Mn2+)二(0.564+2X2.26+0.95+1.51)/5=1.51(V)

3+

(2)Mn02.26\lnO2O.95Mn

3+

E=01右)一0”(左)<0,MnO?不能歧化成MnO和Mn

2F

MnQ4-l.69Mn02l.23Mn

2

(P二右)一(p"(左)<0,MnO?不能歧化成MnO「和Mn"

二•MnO?不能发生歧化反应

2-+

(3)同理，MnO和Mn”能发生歧化反应。3MnO4+4H2MnOr+MnO,+2H2O

3+2+

2Mn+2H,00Mn+MnO2+4H*

16.在298K时,测定下列电池的斤+0.48V,试求溶液的pH值。

12+-1

(-)Pt,H2(100kPa)|H(Amol•L_)||Cu(lmol-L)|Cu(+)

解：解2++H2==Cu+2lT

0.0592,[H-]2

2+

2[Cu]pII：

0.48二(pn(Cu27Cu)-(p*(H7H2)-lg[H+]2

=o.337—竺垩

2

-lg[H+]=2.42pH=2.42

第八章原子结构与元素周期表

2.解：人二1039pm。

3.解：N6.6x1026nm，很小，可忽略，说明子弹等宏观物质主要表现为粒子性。

Ax=6.6xl0-29m,很小，可忽略，说明子弹有确定的运动轨道。

4.解:(D2p能级⑵3d能级⑶5f能级⑷2p,轨道⑸4s轨道

5.解:2,0,0,1/2；2,0,0,-1/2；

2,1,0,+1/2；2,1,1,+1/2；2,1,-1,+l/2o

6.解：(1)1个轨道，ZF2,7=0,加只能为0,即有1个轨道°

⑵无此亚层，ZT=3,/只能为0,1,2,不能为3。

⑶3个轨道，炉4,7=1,加能为0,+1,-1,有3个轨道。

(4)5个轨道，/7=5,7=2,加能为0,±1,±2,有5个轨道

7.解:

原子序价层电子周

电子排布式族

数排布期

Is22s22P63s23P63d1°4s24P64d5s25Pl5s25Pl5IIIA

102s22P620

24Is-2s22P63s23P63d54sl4V1B

Is22s22P63s23P63dzs24P64dZfM5s2

804f145d106s2

5P65d6s2

8•解：第4周期是第一个长周期，其中开始出现含3d电子的元素。其外层电子层

数等于周期数4。⑴第七个元素，除4s电子充满外，还应有5个3d电子，电子排

布式为：[Ar]3d54s2,未成对电子数为5。

⑵本周期最后一个元素，3d、4s、4p电子均因全充满，电子排布式为

[Ar]3d:04s24p\未成对电子数为0；

⑶第4周期最后一个元素序数为36,所以Z=38的元素，应是第5周期第2个

元素，其电子排布为[Kr]5s；其最稳定的离子应为+2价离子，电子排布式为

[Kr],未成对电子数为0；

⑷这应是第4周期的主族元素，3d和4s均应已充满，所以，它的电子排布式

应为

[Ar]3dzs24P:未成对的电子数为3。

9.解：Ag+:[Kr]4d10Zn2+:[Ar]3d10

Fe3+:[Ar]3crCu':[Ar]3d10

10.解：F、S、As、Zn、Ca

11.解：(l)/7s2/7p2IVA主族⑵3d64s?Fe⑶SdZsCu

第九章共价键和分子间作用力

3.解：轨道杂化理论的基本要点：略

HgCl2Hg为HB族元素，基态原子的外层电子组态为6s之，成键时，Hg原子的1

个6s电子激发到6P轨道，进行sp杂化，2个sp杂化轨道彼此间夹角为180o,分

别与2个C1原子的3P轨道重叠形成。键，故HgCL分子的空间构型为直线。

CS2C为IVA族元素，基态原子的外层电子组态为2s22P2,成键时，C原子的1个

2s电子激发到2p轨道，1个s轨道和1个p轨道进行sp杂化，2个sp杂化轨道彼

此间夹角为180o,分别与2个S原子的1个3p轨道重叠形成。键，另C原子的2

个未参加杂化、各有1个单电子的P轨道分别与2个S原子的另1个3p轨道重叠

形成2个互相垂直的不键，构成两个C=S双键。故CS2分子的空间构型为直线。

PF3P原子的外层电子组态为3s23P)有1对孤对电子和3个单电子。当P原子与F

原子化合时，P原子采用sp，不等性杂化，其中P原子的一对孤对电子占有一个sp'

杂化轨道，另3个sp‘杂化轨道分别与3个F原子的p轨道成键，故PF：,分子的空间

构型为三角锥形。

COC12C为IVA族元素，基态原子的外层电子组态为2s22P）成键时，C原子的1

个2s电子激发到2P轨道，1个s轨道和2个p轨道进行sp?杂化，3个sp,杂化轨

道彼此间夹角为120o,分别与2个C1原子的3p轨道和1个0原子的1个2P轨道

重叠形成3个。键，另C原子的1个未参加杂化、被1个单电子占用的2P轨道与

0原子的另1个2P轨道重叠形成1个"键，构成C=0双键。故COCh分子的空间

构型为平面三角形。

C2乩C为IVA族元素，基态原子的外层电子组态为2s22P2,成键时，C原子的1

个2s电子激发到2p轨道，1个s轨道和2个p轨道进行sp2杂化，3个sp?杂化轨

道彼此间夹角为120o,分别与另一个C原子的一个sp2杂化轨道和2个H原子的2

个1s轨道重叠形成3个。键，6个原子处于同一平面，2个C原子的未参与杂化、

被1个单电子占用的2P轨道则垂直于该平面，“肩并肩”重叠形成1个n键，构

成C=C双键。故C?乩分子呈平面构型。

CHCLC为IVA族元素，基态原子的外层电子组态为2s22P2,成键时，C原子的1

个2s电子激发到2P轨道，1个s轨道和3个p轨道进行sp'杂化，4个sp3杂化轨

道彼此间夹角为109o28',分别与1个H原子的1s轨道和三个C1原子含有单电子

的3P轨道重叠形成4个。键，由于C1原子和H原子的电负性不同，故CHCh分子

的空间构型为变形四面体形。

SiCLSi为IVA族元素，基态原子的外层电子组态为3s23P2,成键时，Si原子的

1个3s电子激发到3p轨道，1个s轨道和3个p轨道进行sp3杂化，4个sd杂化

轨道彼此间夹角为109o28,,分别与四个C1原子含有单电子的3p轨道重叠形成4

个。键。故SiCL分子的空间构型为正四面体形。

HRS原子的外层电子组态为3s23Pl有2对孤对电子和2个单电子。当S原子与

H原子化合时，S原子采用sp'不等性杂化，其中S原子的两对孤对电子占有两个

sd杂化轨道，另2个排布单电子的sd杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2

个。键，故H2s分子的空间构型为V字形。

4.试用轨道杂化理论说明，BF3是平面三角形的空间构型，而NF?却是三角锥形。

解：基态B原子的外层电子组态为2s22Pl成键时B原子采用等性sp?杂化，每个

sp2杂化轨道排布一个单电子，分别与3个F原子排布单电子的2p轨道重叠形成3

个。键，键角为120o,故BF：,分子的空间构型为平面正三角形。

基态N原子的外层电子组态为2s22P成键时N原子采用不等性sp，杂化，其

中N原子的一对孤对电子占有一个sp：'杂化轨道，另3个排布单电子的sp：'杂化轨道

分别与3个F原子排布单电子的2P轨道重叠形成3个。键，故NF3分子的空间构

型为三角锦形。

6.H：O离子的中心原子0采用何种类型杂化，说明&（）♦中成键情况，中心原子的价层

电子对构型和离子的空间构型如何？

解：也0'离子的中心原子。采取不等性sp：'杂化，四个不等性函杂化轨道中，两个含有单电子，两个含有孤对

电子。两个含有单电子的SP：'轨道分别和两个氢原子的1s轨道形成。键，一个含有孤对电子sp3轨道和H-的

1s轨道形成。配键，剩下的孤对电子不参加成键。中心原子0的价层电子对构型为四面体，3对成键电子对,

1对孤对电子对，使HO离子的空间构型呈三角堆形。

7.用现代价键理论和分子轨道理论分别说明也能稳定存在.而1底不能稳定存在。

解：现代价键理论：H原子的电子组态为Isl自旋方向相反的两个H原子中的单电

子可以配对形成共价键，形成乩分子；He原子的电子组态为Is）无单电子，不能

形成共价键，He?分子不能稳定存在。

分子轨道理论：小分子的分子轨道式为（巴s）2,键级为1，可以稳定存在。I版分子

的分子轨道式为（％S）2（CJ；S）2,键级为0,He2不能稳定存在。

8.简述分子轨道理论的基本要点，试用分子轨道理论说明及、N；和CN的磁性。

解：分子轨道理论的基本要点：略

员的分子轨道排布式为［（。口2（。屋/（。2尸（。屋（gpH有2个单电子，具有顺磁性。

NJ的分子轨道排布式为［（OnytoJTlcMicZGzpyyi叼pHQpx）］有1个单电子，具有顺磁性。

2222

CN•的分子轨道排布式为［（。］3尸（。丁）2（5（<72；）U2py）（^2pz）（O-2Px）］,无单电子，反磁性。

9.用分子轨道理论说明M分子为什么特别稳定？

解：反分子的分子轨道排布式：N2［（aj2（o/）2（O2>（O2；）2（Qpy）2（%pz）2（b2Px）2］

键级=（1（）-4）/2=3因为N?分子键级为3,即Nz分子中是叁键，说明N2分子特别稳定。

10.写出0?+、（）2、（「、（V-的分子轨道表达式，并指出它们的稳定性顺序。

解：分子的分子轨道表达式和键级分别为

。2十（（）2（；）2（）2（）2）2（）2（）2）1）

a1sasa^a^TT2PyTT^2

其键级为卫芸二2.5；

2

02（（必’）2（4）2（%）2（£）2（02同）2（兀2%）2（%“）2（曦）1（&）1）

其键级为止/二2；

2

。2（（ojShWsyCh&P'AjJmZpi'WpJmKJ）

其键级为与1=1.5：

2

。；（（0』9：）2（%）2（%）2（02Px）2（%/（%）2（&）2（4）2）

其键级为唱=1；从键级角度考虑，稳定性顺序为。2+>0>02>03

11.写出N0+、NO、NO一的分子轨道表达式，指H它们的键级和磁性，比较稳定性。

解:解+［（八：）2（3（。2:）2（兀冷）2晨池）2（°小）2］

其键级为12*二3,无单电子，具有反磁性。

2

2

NO（（Q1S）（O；s）292s）2（<4）29孙）2⑴孙）2⑴孙）2（IT孙）1）

其键级为誓=2.5,有1个单电子，具有顺磁性。

2

'•。一（（%）2（0；）2匹）2（<4）2（%/%）2（1）2（&）1（嗫）1）

+

其键级为冬9=2,2个单电子，具有顺磁性。稳定性顺序：N0>N0>N0-o

2

12.解：（1）不正确，原子形成共价键的数目也可能与其激发态时所含有的未成对

电子数相等，如C。

（2）不正确，直线形分子可以是非极性分子（如CO?）也可以是极性分子（如HCN）。

（3）不正确，也可能是sp3d杂化中的AB?型分子，如XelZ

（4）不正确。一般来说分子越大，变形性越大，色散力就越大。但有例外如HF

与HC1.

13.下列分子中，哪些是极性分子？哪些是非极性分子？为什么？

SO2、NH，、HSCHC13>PC13>BeFz、CCL、Cl2

解：（1）SO2分子的空间构型为V字形，结构不对称，其电偶极矩不为零，为

极性分子c

（2）NFL分子的空间构型为三角锥形，结构不对称，其,W0,为极性分子。

（3）H2s分子的空间构型为V字形，结构不对称，其〃W（）,为极性分子。

（4）CHC13分子的空间构型为变形四面体，结构不对称，其为极性分

子。

（5）PCh分子的空间构型为三角锥形，结构不对称，其为极性分子。

（6）BeF2分子的空间构型为直线形，结构对称，其〃=0,为非极性分子。

（7）CCL分子的空间构型为正四面体，结构对称，其〃=0,为非极性分子。

（8）Cb分子的空间构型为直线形，结构对称，其〃=0,为非极性分子。

14.解：（1）四种卤素单质分子，均为非极性分子，分子间只存在色散力。随着F2、

Cl2>Bn、I2双原子分子的相对分子质量的增大，分子的变形性增大，分子间的色

散力增大，分子间的凝聚力依次增强，所以在常温下，卤素单质中Fz、Cb为气态,

Bg为液态，L为固态。

（2）水分子能形成分子间氢键，而FLS不能，故室温下水是液体而乩S是气体。

(3)HF和乩0分子都可形成分子间氢键，F的电负性大于0,HF分子间的氢键强

于乩。分子，但水分子可以形成两个氢键，HF只能形成一个氢键，要使氢键完全断

裂成为气体分子，水分子需要更高的能量，故HF的沸点低于比0。

(4)乙醇和二甲醛分子都是极性分子，分子间都存在取向力、诱导力和色散力,

但乙醇分子能形成分子间氢键；而二甲醛分子中虽然也有氧原子和氢原子，但氢原

子没有与氧原子直接结合，不能形成氢键。故乙醇的沸点比二甲醛的沸点高。

(5)邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，前者

偶极矩较小，具有较小的极性，因而在非极性溶剂CCL中的溶解度比对羟基苯甲酸

大。

15.下列化合物中哪些存在氢键？是分子内氢键还是分子间氢键？

G1UNILC2H6、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛。

解：NH3、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛存在氢键。NH：,、间羟基苯

甲醛、对羟基苯甲醛是分子间氢键，邻羟基苯甲酸是分子内氢键。

16.下列分子间存在什么形式的分子间力(取向力、诱导力、色散力和氢键)？

(1)苯和四氯化碳；(2)乙醇和水；(3)液氨；(4)氯化氢气体；(5)苯和乙醇。

解：(1)色散力；

(2)取向力、诱导力、色散力和氢键；

(3)取向力、诱导力、色散力和氢键；

(4)取向力，诱导力，色散力同时存在。

(5)诱导力、色散力。

第十章

1.解中心原子配体配原子配位数名称

(1)A/FF6六氟合铝(III)酸钠

(2)Fe"CWN(¥CN6四氟•二硝基合铁(III)配离子

(3)Co%nNH此0C1NN0C16氯化氮・二氨-水•(乙二胺)合钻(HI)

(4)Ag&CV02二硫代硫酸根合银(I)酸钾

34

(5)FeH200HSCN00S6硝酸氢氧根・硫氨酸・四水合铁(III)

(6)Ni2，C0CNCC4二辄.•二叛基合银(II)

3.根据价键理论,指出下列配合物的中心原子的杂化类型和配合物的空间构型、内外轨型以及磁性.

3-34

(1)(Fe(CN)J-(2)(FeF6)(3)(Co(NH3)6)(4)(Co(NH3)6)"

242-

(5)(Ni(H20).t)(6)(Ni(CN)J

解中心原子杂化类型配合物的空间构型内、外轨型磁性

(1)d2sp3八面体内顺

(2)sp%?八面体外顺

(3)d2sp③八面体内反

(4)spd八面体外顺

(5)sd正四面体外顺

(0)心/平面四方形内反

5.实验测得(Mn(CN")"配离子的磁矩为2.00外，而(Pt(CN)J2■的磁矩为0〃B。试推断它们的中心原子

的杂化类型和配合物的空间构型,指出是内轨型还是外轨型。

解(1)Mn"的价电子构型为3d\〃J〃(〃+2)B=2.00〃n

未成对电子数〃=1

3dd2sp3

(Mn(CN)J_____________———————————

的外层电子构型I川川—IfU*』UtUfU।

电子由C提供

所以，中心原子M-'采取d2sd杂化，配合物为八面体形，内轨配合物。

(2)Pt?'的价电子构型为5CT,〃J〃(〃+2)

未成对电子数〃=0

5ddsp'6P

(Pt(CN)J2-___________________——————

的外层电子构型I川」i|_uOZInlHln-r

电子由C提供□

所以，中心原子Pt’采取dsp2杂化，配合物为平面四方形，内轨配合物。

6.判断下列反应进行的方向

U

(1)(Zn(NH3)4)z'+Cu”(C(NH3)J"+Zn”

3_32-

(2)(Fe(CA)3)"+6CN(Fe(CN)J'+3C2O

(3)AgI+2NH3(Ag(NH3)2)'+1

(4)(CO(NH；06]"+co”—：(Co(NH,3)fi)2'+G)”

解.(1)反应的平衡常数为

+2+2+2+2

^[Cu(NH.)；J[Zn][Cu(NH3)4][Zn][NHJ

2+2+2+2

[Zn(NH3)r][Cu][Zn(NH3)4][Cu][NH3]

/C([CH(NH)]2+)_2JX1013

S34所以，反应正向进行。

2+9=7.2x103

^(LZ/?(NH3)4J)-2.9xl0

3

「、~[Fe(CNt][C2O；]_Ks([Fe(CN)6]3-)

O4-----------7--------7-------------------；-

3

FFe(C2O4)打[CN-F^([Fe(C2O4)3l-)

42

l.OxlO=6.2x10”反应正向进行

1.6xlO20

(3)反应逆向进行((4)反应逆I句进行。

7.已知1CO(CN)6广和(Co(CN)6)3-配离子均属内轨配合物,试根据VB法解释(CO(CN)6厂易被氧化成(CO(CN)6)

3一的原因。

解3dd2sp34d

(Co(CN)6)k_______________________J—

的外层电子构型川f11MUtU，U