無機化學習題參考答案

第一章

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

223

它們的物質的量分別為〃(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

解題中的反應方程式為424242

將上述反應方程式按題意變換為KI+lKMnOi+為2soi=」2+lMnS0i+3K2S0I+3H20

552555

Imol—mol

2

n(KI+-KMnOi)mol0,508mol

5254

則所消耗的反應物的物質的量為〃(KI+lKMnO,)=2X”史=0.004(mol)

5254

4.解混合溶液中KC1的質量濃度

所得混合溶液中KC1的質量濃度超過了極限值。

5.質量分數為3%的某Na2c溶液，密度為L05g?血？,試求溶液的c(Na2co，、

x(Na2cO3)和b(Na2co3)。

解欣Na2coi=106g?nioL

6.解應補充NaCl的質量/77(NaCl)=z?(NaCl)-J/(NaCl)=O.050X58.5=2.925

(g)

需生理鹽水的體積V(生理鹽水)=；;黑；=。。5；；8.5=0325(L)=325(mL)

7.什么叫稀溶液的依數性？難揮發性非也解質稀溶液的四種依數性之間有什

么聯系？

答溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點降低和滲透壓力等性質只與溶質、溶劑微粒數的比值有關，而

與溶質的本性無關，因為這類性質的變化規律只適用于稀溶液，所以統稱為稀溶液的依數性。

難揮發性非電解質稀溶液的四種依數性之間關系密切，可以根據下列公式進行換算

100

8.解葡萄糖溶液中水的摩爾分數為x(HQ)=導喘=0.982

218100

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

18018

葡萄糖溶液的蒸氣壓為葉戌r(H8)=2.338X0.982=2.30(kPa)

9.解由于兩溶液在同一溫度下結冰，則△/；(尿素)=△*(未知物)

。

GL5/6Q42?用〃(未知物)=342.4(g?mol-1)

1200/10001000/1000

即該未知物的相對分子質量為342.4。

10.測得人體血液的凝固點降低值△71=0.56K,求在310K時人體血液的滲透壓。

解%(也0)=1.86K?kg?mol-1

n0.56n

由于△工二77-776(kPa)

除L868.314x310

即310K時人體血液的滲透壓為776kPa。

11.解在相同溫度下，溶液的滲透壓力與滲透濃度成正比，因此，可以通過比較

溶液滲透濃度的大小，確定溶液滲透壓力的大小。三種溶液的滲透濃度分別為

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')

所以溶液的滲透壓力由大到小的順序為⑶>(2)>(Do

12.解(1)-(50g?L,CIIA)+-(生理鹽水)混合溶液的滲透濃度為

2612

所以該混合溶液為等滲溶液。

(2)1(18.7g?LNaC3HQj+g(生理鹽水)混合溶液的滲透濃度為

所以該混合溶液為等滲溶液。

(3)|(12.5g-L'NaHCO^+j(生理鹽水)混合溶液的滲透濃度為

所以該混合溶液為等滲溶液。

13.將1.01g胰島素溶于適量水中配制成100mL溶液，測得298K時該溶液的滲

透壓力為4.34kPa,試問該胰島素的相對分子質量為多少？

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

所以胰島素的相對分子質量為5.77X10\

第二章

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

2

2.對于KC1C0.1

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

3.(1)力二佇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

堿,C03；NH3,OH；N02-

兩性物質：HS,H2P04；H20

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

-

酸性強度HSO4->HAC>HCN>HCO3>H2O

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

9.稀釋后丙酸濃度為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，全部生成濃度為全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，全部生成濃度為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)正確。

3

3.解：Kxv=4s

4.解：(1)不正確，(2)不正確，(3)正確，(4)不正確。

5.解：BaCOj、Fe(0H)3>Fe2s3。

7.解：沉淀平衡時有：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離解產生的[OH]為：

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離解產生的[NH門為15x10，'

(NH)2sol的加入對氨水的離解產生同離子效應：

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沒有Mn(OH)2沉淀生成

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

方法一：要使Fe"不形成沉淀，區力需用小于：

而H2s飽和溶液的濃度為[H2S]=0.lOmol?L

二(收=6.8乂](產

[HS]

2代入數據得:

[H+]2xl.59xIO”?

=6.12xIO，'

0.10

M^[H*]=1.96X103(mol?L_1)pH=2.71

即溶液中最大pH值應為2.71

方法二：用HC1溶解0.10molMS(s)所需的[H]計算

/⑸lx。)義(1.20X10")xo.IOXO.Ib

二,1.59X1019

=1.96X10-3(mol?L1

即溶液中最大pH值應為2.71

10.解：查表得自(Fe(0H)3)=2.64Xl()39

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

根據溶度積原理，使Fe”完全沉淀所需0H的最低濃度為

p0H=10.86pH=3.14

Mg"不沉淀，溶液中0H的最高濃度為

12

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

3lMg-1J0J0=7.5XIO_6(mol?L)

pOH=5.12pll=8.88

只要將OFT濃度控制在1.38X10廿7.5X10-6mol?L之間,即pH控制在3.1O.88

之間，即可使F&,和Mg?一分離。若用NaOH來控制這樣的條件是困難的，陽』乩緩沖

液可滿足這個要求。

11.解：(1)CQj的酸性比鹽酸弱而比醋酸強。

（2）提示：由于pH的原因。

第四章緩沖溶液

1.解：（1）（2）具有緩沖作用，（3）（4）無緩沖作用。因為（1）（2）中存

在著足夠濃度的共加酸堿對，（3）（4）中無足夠濃度的共輾酸堿對。

2解心卷即7—需喝

/

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

4.已知TrisH知在37c時的pKa為Z85,今欲配制pH為7.40的緩沖液，問在含有Tris和Tris?HCl各

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

解：設需加入HC1的體積為劉1。1根據

PH=P小電摩了有74』+喘嚷:黑嘴言

解得：產47.6（ml）

5.解：根據題意，應用凡PO：-HPO：-緩沖對。

設需HR）4Am1,與H3P（X反應的NaOII為yml,與HPO：反應的NaOH為儂11。

_

H3P04+OH=H2PO；+H2O

mmolO.025M).025Mo.025yl

H2PO；+OH=HPO:-+乩0

0.025%-0.025/10.025%0.0254

???尸yj??盧必+%=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降低值為4.70,則：4.70=5.30+1g黑骷=

1001HA]+10

聯立(1)(2)兩方程，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的緩沖溶液,在不加

水的情況下，最多可配制多少ml緩沖溶液？其中NH."H2O和NH4+的濃度各為多少

解：設配制前加3?比0體積匕L。

則NH3?H2O+HC1=NH4C1+H2O

起始0.20-0.200

平衡0.20K-0.2000.20

；〃(NH3H即十館

pH=pA+lg。960=925°”.2°

'&〃(NH：)0.20

匕二3.24(L)

緩沖溶液總體積昨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)

根據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：氧化劑由強到弱：H202>Cr207->Hg

還原劑由強到弱：Zn>Sn>H202>Br"

3.答：(1)MnO「是最強的氧化劑，MnO廠是最強的還原劑。

（2）CnO廠是最強的氧化劑，Cr是最強的還原劑。

4.若下列反應在原電池中正向進行，試寫出電池符號和電池電動勢的表示式。

(1)Fe+Cu"uFu"+Cu(2)C『+NioCu+Ni*

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

廬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.求出下列原電池的電動勢，寫出電池反應式，并指出正負極。

2+-13+1-1

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

解：設右邊為正極，左邊為負極

￡=8(+)—0(一)

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

=0.535-0.771+0.05921g

().000lx0.0001

=0.238V>0

23+

???假設正確,電池反應式為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：設右邊為正極，左邊為負極

氏9（+）—9（一）

二6"3）2削/）+若絲12示島一/（函+低2+）—0.0592坨需

=0.3406V>0

2+2+3+

，假設正確,電池反應式為Mn02+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H20

6.將Cu片插入盛有0.51noi?LfCuSOi溶液的燒杯中,銀片插入盛有0.5mol-L"

2gN()3溶液的燒杯中，組成一個原電池。

(1)寫出原電池符號；

(2)寫出電極反應式和電池反應式

(3)求該電池的電動勢。

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

(2)正極反應Ag'+e-uAg

負極反應Cu」+2°Cu

①義2+②得電池反應式：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時,KMnO,是否能氧化廠離子和BL離子?

w

解：^(I2/I')=0.535V,1.08V

在酸性條件下：MnO「+8H'+5ef兇力+4比0

[MnOi-]=[Mn2，]=lmol?L1

^(MnOJ/M/)二lg[E*]8

pH=3時

2+-38

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

=1.226(V)

既大于WYL/U),也大于0#(Bn/Br-),所以既能夠氧化廣，也能夠氧化Br

2+n

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

2+ff

但cp(MnO4"/Mn)<(p(Br2/Br")

???KMnOi能氧化I，卻不能氧化B/0

8.答：只能選擇Fez(SOJ3。

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

3+2+

反應逆向進行：2Fe+2r==2Fe+I2

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

反應正向進行：CL+Sn"==Sn"+2C1一

B2

(3)氏0"(Fe,VFe,-(^(Mn02/Mn0=-0.437V<0

23+2+

反應逆向進行：Mn02+4H+2Fe==2Fe4-Mn+2H20

22+#2

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

2+2+

反應正向進行：Hg+Hg==Hg2

n

10.已知0#(ILAsOt/IUsOa)=0.559V,(p(I2/I~)=0.535V,試計算下列反應:

+

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

在298K時的平衡常數。如果pH=7,反應向什么方向進行?

]仁〃(/(+)"㈠)一。

解:2x(0.535-0.559)81

0.05920.05920.0592

???舲0.15由于E*<0.??此時反應逆向進行

當pH=7時，口］=10,其它濃度均為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反應正向進行。

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,反應不能自發進行。

12.根據下列反應組成電池，寫出電池組成式，計算298K時的電動勢，并判斷反應

自發進行的方向。

-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+鴻1g㈣

20.12

=-0.46(V)<0故反應逆向自發進行。

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故反應逆向自發進行。

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

(1)判斷下列反應進行的方向SnHV-Sn*Pb

(2)計算上述反應的平衡常數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

故反應正向進行。

〃[夕#(+)-0#(-)]2x0.010

(2)lgK=二0?34AK=2.18

0.05920.0592

14.解：(1)0*(nV,H7l2)>0"(Bn/BC

--

故電池反應為：2I03+10Br+12H==I2+5Br2+6H20

--10

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

=1.20--0.101(V)<0故反應逆向進行。

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故反應逆向進行。

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?不能發生歧化反應

2-+

(3)同理，MnO和Mn”能發生歧化反應。3MnO4+4H2MnOr+MnO,+2H2O

3+2+

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

16.在298K時,測定下列電池的斤+0.48V,試求溶液的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—竺堊

2

-lg[H+]=2.42pH=2.42

第八章原子結構與元素周期表

2.解：人二1039pm。

3.解：N6.6x1026nm，很小，可忽略，說明子彈等宏觀物質主要表現為粒子性。

Ax=6.6xl0-29m,很小，可忽略，說明子彈有確定的運動軌道。

4.解:(D2p能級⑵3d能級⑶5f能級⑷2p,軌道⑸4s軌道

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個軌道，ZF2,7=0,加只能為0,即有1個軌道°

⑵無此亞層，ZT=3,/只能為0,1,2,不能為3。

⑶3個軌道，爐4,7=1,加能為0,+1,-1,有3個軌道。

(4)5個軌道，/7=5,7=2,加能為0,±1,±2,有5個軌道

7.解:

原子序價層電子周

電子排布式族

數排布期

Is22s22P63s23P63d1°4s24P64d5s25Pl5s25Pl5IIIA

102s22P620

24Is-2s22P63s23P63d54sl4V1B

Is22s22P63s23P63dzs24P64dZfM5s2

804f145d106s2

5P65d6s2

8?解：第4周期是第一個長周期，其中開始出現含3d電子的元素。其外層電子層

數等于周期數4。⑴第七個元素，除4s電子充滿外，還應有5個3d電子，電子排

布式為：[Ar]3d54s2,未成對電子數為5。

⑵本周期最后一個元素，3d、4s、4p電子均因全充滿，電子排布式為

[Ar]3d:04s24p\未成對電子數為0；

⑶第4周期最后一個元素序數為36,所以Z=38的元素，應是第5周期第2個

元素，其電子排布為[Kr]5s；其最穩定的離子應為+2價離子，電子排布式為

[Kr],未成對電子數為0；

⑷這應是第4周期的主族元素，3d和4s均應已充滿，所以，它的電子排布式

應為

[Ar]3dzs24P:未成對的電子數為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

第九章共價鍵和分子間作用力

3.解：軌道雜化理論的基本要點：略

HgCl2Hg為HB族元素，基態原子的外層電子組態為6s之，成鍵時，Hg原子的1

個6s電子激發到6P軌道，進行sp雜化，2個sp雜化軌道彼此間夾角為180o,分

別與2個C1原子的3P軌道重疊形成。鍵，故HgCL分子的空間構型為直線。

CS2C為IVA族元素，基態原子的外層電子組態為2s22P2,成鍵時，C原子的1個

2s電子激發到2p軌道，1個s軌道和1個p軌道進行sp雜化，2個sp雜化軌道彼

此間夾角為180o,分別與2個S原子的1個3p軌道重疊形成。鍵，另C原子的2

個未參加雜化、各有1個單電子的P軌道分別與2個S原子的另1個3p軌道重疊

形成2個互相垂直的不鍵，構成兩個C=S雙鍵。故CS2分子的空間構型為直線。

PF3P原子的外層電子組態為3s23P)有1對孤對電子和3個單電子。當P原子與F

原子化合時，P原子采用sp，不等性雜化，其中P原子的一對孤對電子占有一個sp'

雜化軌道，另3個sp‘雜化軌道分別與3個F原子的p軌道成鍵，故PF：,分子的空間

構型為三角錐形。

COC12C為IVA族元素，基態原子的外層電子組態為2s22P）成鍵時，C原子的1

個2s電子激發到2P軌道，1個s軌道和2個p軌道進行sp?雜化，3個sp,雜化軌

道彼此間夾角為120o,分別與2個C1原子的3p軌道和1個0原子的1個2P軌道

重疊形成3個。鍵，另C原子的1個未參加雜化、被1個單電子占用的2P軌道與

0原子的另1個2P軌道重疊形成1個"鍵，構成C=0雙鍵。故COCh分子的空間

構型為平面三角形。

C2乩C為IVA族元素，基態原子的外層電子組態為2s22P2,成鍵時，C原子的1

個2s電子激發到2p軌道，1個s軌道和2個p軌道進行sp2雜化，3個sp?雜化軌

道彼此間夾角為120o,分別與另一個C原子的一個sp2雜化軌道和2個H原子的2

個1s軌道重疊形成3個。鍵，6個原子處于同一平面，2個C原子的未參與雜化、

被1個單電子占用的2P軌道則垂直于該平面，“肩并肩”重疊形成1個n鍵，構

成C=C雙鍵。故C?乩分子呈平面構型。

CHCLC為IVA族元素，基態原子的外層電子組態為2s22P2,成鍵時，C原子的1

個2s電子激發到2P軌道，1個s軌道和3個p軌道進行sp'雜化，4個sp3雜化軌

道彼此間夾角為109o28',分別與1個H原子的1s軌道和三個C1原子含有單電子

的3P軌道重疊形成4個。鍵，由于C1原子和H原子的電負性不同，故CHCh分子

的空間構型為變形四面體形。

SiCLSi為IVA族元素，基態原子的外層電子組態為3s23P2,成鍵時，Si原子的

1個3s電子激發到3p軌道，1個s軌道和3個p軌道進行sp3雜化，4個sd雜化

軌道彼此間夾角為109o28,,分別與四個C1原子含有單電子的3p軌道重疊形成4

個。鍵。故SiCL分子的空間構型為正四面體形。

HRS原子的外層電子組態為3s23Pl有2對孤對電子和2個單電子。當S原子與

H原子化合時，S原子采用sp'不等性雜化，其中S原子的兩對孤對電子占有兩個

sd雜化軌道，另2個排布單電子的sd雜化軌道分別與2個H原子的1s軌道形成2

個。鍵，故H2s分子的空間構型為V字形。

4.試用軌道雜化理論說明，BF3是平面三角形的空間構型，而NF?卻是三角錐形。

解：基態B原子的外層電子組態為2s22Pl成鍵時B原子采用等性sp?雜化，每個

sp2雜化軌道排布一個單電子，分別與3個F原子排布單電子的2p軌道重疊形成3

個。鍵，鍵角為120o,故BF：,分子的空間構型為平面正三角形。

基態N原子的外層電子組態為2s22P成鍵時N原子采用不等性sp，雜化，其

中N原子的一對孤對電子占有一個sp：'雜化軌道，另3個排布單電子的sp：'雜化軌道

分別與3個F原子排布單電子的2P軌道重疊形成3個。鍵，故NF3分子的空間構

型為三角錦形。

6.H：O離子的中心原子0采用何種類型雜化，說明&（）?中成鍵情況，中心原子的價層

電子對構型和離子的空間構型如何？

解：也0'離子的中心原子。采取不等性sp：'雜化，四個不等性函雜化軌道中，兩個含有單電子，兩個含有孤對

電子。兩個含有單電子的SP：'軌道分別和兩個氫原子的1s軌道形成。鍵，一個含有孤對電子sp3軌道和H-的

1s軌道形成。配鍵，剩下的孤對電子不參加成鍵。中心原子0的價層電子對構型為四面體，3對成鍵電子對,

1對孤對電子對，使HO離子的空間構型呈三角堆形。

7.用現代價鍵理論和分子軌道理論分別說明也能穩定存在.而1底不能穩定存在。

解：現代價鍵理論：H原子的電子組態為Isl自旋方向相反的兩個H原子中的單電

子可以配對形成共價鍵，形成乩分子；He原子的電子組態為Is）無單電子，不能

形成共價鍵，He?分子不能穩定存在。

分子軌道理論：小分子的分子軌道式為（巴s）2,鍵級為1，可以穩定存在。I版分子

的分子軌道式為（％S）2（CJ；S）2,鍵級為0,He2不能穩定存在。

8.簡述分子軌道理論的基本要點，試用分子軌道理論說明及、N；和CN的磁性。

解：分子軌道理論的基本要點：略

員的分子軌道排布式為［（。口2（。屋/（。2尸（。屋（gpH有2個單電子，具有順磁性。

NJ的分子軌道排布式為［（OnytoJTlcMicZGzpyyi叼pHQpx）］有1個單電子，具有順磁性。

2222

CN?的分子軌道排布式為［（。］3尸（。丁）2（5（<72；）U2py）（^2pz）（O-2Px）］,無單電子，反磁性。

9.用分子軌道理論說明M分子為什么特別穩定？

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

鍵級=（1（）-4）/2=3因為N?分子鍵級為3,即Nz分子中是叁鍵，說明N2分子特別穩定。

10.寫出0?+、（）2、（「、（V-的分子軌道表達式，并指出它們的穩定性順序。

解：分子的分子軌道表達式和鍵級分別為

。2十（（）2（；）2（）2（）2）2（）2（）2）1）

a1sasa^a^TT2PyTT^2

其鍵級為衛蕓二2.5；

2

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

其鍵級為止/二2；

2

。2（（ojShWsyCh&P'AjJmZpi'WpJmKJ）

其鍵級為與1=1.5：

2

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

其鍵級為唱=1；從鍵級角度考慮，穩定性順序為。2+>0>02>03

11.寫出N0+、NO、NO一的分子軌道表達式，指H它們的鍵級和磁性，比較穩定性。

解:解+［（八：）2（3（。2:）2（兀冷）2晨池）2（°小）2］

其鍵級為12*二3,無單電子，具有反磁性。

2

2

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

其鍵級為誓=2.5,有1個單電子，具有順磁性。

2

'?。一（（%）2（0；）2匹）2（<4）2（%/%）2（1）2（&）1（囁）1）

+

其鍵級為冬9=2,2個單電子，具有順磁性。穩定性順序：N0>N0>N0-o

2

12.解：（1）不正確，原子形成共價鍵的數目也可能與其激發態時所含有的未成對

電子數相等，如C。

（2）不正確，直線形分子可以是非極性分子（如CO?）也可以是極性分子（如HCN）。

（3）不正確，也可能是sp3d雜化中的AB?型分子，如XelZ

（4）不正確。一般來說分子越大，變形性越大，色散力就越大。但有例外如HF

與HC1.

13.下列分子中，哪些是極性分子？哪些是非極性分子？為什么？

SO2、NH，、HSCHC13>PC13>BeFz、CCL、Cl2

解：（1）SO2分子的空間構型為V字形，結構不對稱，其電偶極矩不為零，為

極性分子c

（2）NFL分子的空間構型為三角錐形，結構不對稱，其,W0,為極性分子。

（3）H2s分子的空間構型為V字形，結構不對稱，其〃W（）,為極性分子。

（4）CHC13分子的空間構型為變形四面體，結構不對稱，其為極性分

子。

（5）PCh分子的空間構型為三角錐形，結構不對稱，其為極性分子。

（6）BeF2分子的空間構型為直線形，結構對稱，其〃=0,為非極性分子。

（7）CCL分子的空間構型為正四面體，結構對稱，其〃=0,為非極性分子。

（8）Cb分子的空間構型為直線形，結構對稱，其〃=0,為非極性分子。

14.解：（1）四種鹵素單質分子，均為非極性分子，分子間只存在色散力。隨著F2、

Cl2>Bn、I2雙原子分子的相對分子質量的增大，分子的變形性增大，分子間的色

散力增大，分子間的凝聚力依次增強，所以在常溫下，鹵素單質中Fz、Cb為氣態,

Bg為液態，L為固態。

（2）水分子能形成分子間氫鍵，而FLS不能，故室溫下水是液體而乩S是氣體。

(3)HF和乩0分子都可形成分子間氫鍵，F的電負性大于0,HF分子間的氫鍵強

于乩。分子，但水分子可以形成兩個氫鍵，HF只能形成一個氫鍵，要使氫鍵完全斷

裂成為氣體分子，水分子需要更高的能量，故HF的沸點低于比0。

(4)乙醇和二甲醛分子都是極性分子，分子間都存在取向力、誘導力和色散力,

但乙醇分子能形成分子間氫鍵；而二甲醛分子中雖然也有氧原子和氫原子，但氫原

子沒有與氧原子直接結合，不能形成氫鍵。故乙醇的沸點比二甲醛的沸點高。

(5)鄰羥基苯甲酸能形成分子內氫鍵，對羥基苯甲酸能形成分子間氫鍵，前者

偶極矩較小，具有較小的極性，因而在非極性溶劑CCL中的溶解度比對羥基苯甲酸

大。

15.下列化合物中哪些存在氫鍵？是分子內氫鍵還是分子間氫鍵？

G1UNILC2H6、鄰羥基苯甲醛、間羥基苯甲醛、對羥基苯甲醛。

解：NH3、鄰羥基苯甲醛、間羥基苯甲醛、對羥基苯甲醛存在氫鍵。NH：,、間羥基苯

甲醛、對羥基苯甲醛是分子間氫鍵，鄰羥基苯甲酸是分子內氫鍵。

16.下列分子間存在什么形式的分子間力(取向力、誘導力、色散力和氫鍵)？

(1)苯和四氯化碳；(2)乙醇和水；(3)液氨；(4)氯化氫氣體；(5)苯和乙醇。

解：(1)色散力；

(2)取向力、誘導力、色散力和氫鍵；

(3)取向力、誘導力、色散力和氫鍵；

(4)取向力，誘導力，色散力同時存在。

(5)誘導力、色散力。

第十章

1.解中心原子配體配原子配位數名稱

(1)A/FF6六氟合鋁(III)酸鈉

(2)Fe"CWN(￥CN6四氟?二硝基合鐵(III)配離子

(3)Co%nNH此0C1NN0C16氯化氮?二氨-水?(乙二胺)合鉆(HI)

(4)Ag&CV02二硫代硫酸根合銀(I)酸鉀

34

(5)FeH200HSCN00S6硝酸氫氧根?硫氨酸?四水合鐵(III)

(6)Ni2，C0CNCC4二輒.?二叛基合銀(II)

3.根據價鍵理論,指出下列配合物的中心原子的雜化類型和配合物的空間構型、內外軌型以及磁性.

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

解中心原子雜化類型配合物的空間構型內、外軌型磁性

(1)d2sp3八面體內順

(2)sp%?八面體外順

(3)d2sp③八面體內反

(4)spd八面體外順

(5)sd正四面體外順

(0)心/平面四方形內反

5.實驗測得(Mn(CN")"配離子的磁矩為2.00外，而(Pt(CN)J2■的磁矩為0〃B。試推斷它們的中心原子

的雜化類型和配合物的空間構型,指出是內軌型還是外軌型。

解(1)Mn"的價電子構型為3d\〃J〃(〃+2)B=2.00〃n

未成對電子數〃=1

3dd2sp3

(Mn(CN)J_____________———————————

的外層電子構型I川川—IfU*』UtUfU?

電子由C提供

所以，中心原子M-'采取d2sd雜化，配合物為八面體形，內軌配合物。

(2)Pt?'的價電子構型為5CT,〃J〃(〃+2)

未成對電子數〃=0

5ddsp'6P

(Pt(CN)J2-___________________——————

的外層電子構型I川」i|_uOZInlHln-r

電子由C提供□

所以，中心原子Pt’采取dsp2雜化，配合物為平面四方形，內軌配合物。

6.判斷下列反應進行的方向

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)反應的平衡常數為

+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，反應正向進行。

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”反應正向進行

1.6xlO20

(3)反應逆向進行((4)反應逆I句進行。

7.已知1CO(CN)6廣和(Co(CN)6)3-配離子均屬內軌配合物,試根據VB法解釋(CO(CN)6廠易被氧化成(CO(CN)6)

3一的原因。

解3dd2sp34d

(Co(CN)6)k_______________________J—

的外層電子構型川f11MUtU，U