无机及分析化学教材课后习题答案

第一章物质结构基础1-1.简答题(1)不同之处为：原子轨道的角度分布一般都有正负号之分，而电子云角度分布图均为正值，因为Y平方后便无正负号了；除s轨道的电子云以外，电子云角度分布图比原子轨道的角度分布图要稍“瘦”一些，这是因为︱Y︱≤1，除1不变外，其平方后Y2的其他值更小。(2)几率：电子在核外某一区域出现的机会。几率密度：电子在原子核外空间某处单位体积内出现的几率,表示微粒波的强度，用电子云表示。(3)原子共价半径：同种元素的两个原子以共价单键连接时，它们核间距离的一半。金属半径：金属晶体中相邻两个金属原子核间距离的一半。范德华半径：分子晶体中相邻两个分子核间距离的一半。(4)BF3分子中B原子采用等性sp2杂化成键，是平面三角形；而NF3分子中N原子采用不等性sp3杂化，是三角锥形。（5）分子式，既表明物质的元素组成，又表示确实存在如式所示的分子，如CO2、C6H6、H2；化学式，只表明物质中各元素及其存在比例，并不表明确实存在如式所示的分子，如NaCl、SiO2等；分子结构式，不但表明了物质的分子式，而且给出了分子中各原子的具体联接次序和方式，像乙酸的结构式可写为CHHHCOOH其结构简式可记为CH3COOH。1-2解1错；2错；3对；4对；5对；6错。7对；8错；9对10错；11错；12错。1-3波动性；微粒性1-4.3s=3p=3d=4s；3s3p4s3d；3s3p3d4s；1-532；E4sE4pE4dE4f;第六周期；La系；2；铈(Ce)1-6HFHClHBrHI；HFHClHBrHI;HFHClHBrHI;HFHIHBrHCl。1-7(1)M原子的核外电子排布：22626521s,2s2p,3s3p3d,4s。(2)M原子的最外层电子数为2，最高能级组中电子数为7。(3)M元素在周期表中属于第4周期，VIIB，Mn。1-8aefhi是基态bcd是激发态g是不可能组态1-9(1)电子数为35，1个未成对电子。(2)4个电子层；4个能级组；18个轨道；8个能级1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p；7个价电子(3)第四周期，ⅦA，非金属，最高氧化态为7。1-10（1）Zn元素，属于ds区，第4周期，IIB族。（2）位于IIIA族、p区、价层电子构型为ns2np1的元素。1-11答：该元素的价层电子排布式为：3d104s1，为铜元素，属于第4周期，IB族，ds区。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杂化，CS2中心原子C采取sp杂化，C2H4中心原子C采取sp2杂化。1-14PCl3中心原子P价电子构型3s23p3，采取不等性sp3杂化，分子构型三角锥形。HgCl2中心原子Hg价电子构型5d106s2，采取sp杂化，分子构型直线形。BCl3中心原子B价电子构型2s22p1，采取sp2杂化，分子构型正三角形。H2S中心原子S价电子构型3s23p4，采取不等性sp3杂化，分子构型折线形。1-15极性分子：HF、NO、CHCl3、NF3、C2H5OH、C2H5OC2H5非极性分子：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；直线；正八面体；正四面体；三角锥；四面体5）第二章化学反应的基本原理2-1简答题1.热力学第一定律，又称为能量守恒与转换定律。其定义为：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。根据能量守恒定律，可得体系热力学能（亦称内能）的变化ΔU为Q与W之和，即ΔU=Q+W。2.热力学只规定了浓度（或压力）——规定100kPa为标准压力，但未指定温度。因从手册中查到的热力学常数大多是298.15K下的数据，所以本书以298.15K为参考温度。同一种物质，所处的状态不同，标准状态的含义也不同，具体规定如下：①气体的标准状态物质的物理状态为气态，气体具有理想气体的性质，且气体的压力（或分压）值为标准压力。②纯液体（或纯固体）的标准状态处于标准压力下，且物理状态为纯液体（或纯固体）。③溶液的标准状态处于标准压力下，且溶质的质量摩尔浓度bθ=1mol∙kg-1的状态。热力学用bθ表示标准浓度，且bθ=1mol∙kg-1。对于比较稀的溶液，通常做近似处理，用物质的量浓度c代替b，这样标准状态就可近似看做c=1mol∙L-1时的状态，记为cθ。2-2判断题1×；2×；3√；4√；5×；6×；7×；8×；9×；10×；11√；12×；13×；2-3填空题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)5.Kθ=40674×(3)-2×(1)-2×(2)得所求反应式故：ΔrGm=4ΔrGm(3)-2ΔrGm(1)-2ΔrGm(2)8Q=4，逆向自发，32()(293)1.37100.21cOcKKQ=0.1，逆向自发9大，小；小，小10.速率常数，活化能；11v=kc(A)2c(B)，三级；12.56.6kJ，9.0×10—2mol.l-1.s-1；13一级、8.85×10-4mol•l-1s-1、增大、向右；2-4选择题(1)C；(2)A；(3)C；(4)C；(5)D；(6)A；(7)C；(8)B；(9)B；(10)B；11；B12A；13B14C；15A；16B，17C，18B，19D，20C，21C2-5计算题1解：先写出配平的化学反应式，再计算出反应的标准热效应和标准熵变，即可估算出转变温度T转的值。B2O3(s)+2NH3(g)→2BN(s)+3H2O(g)/kJ·mol-1-1272.8–46.11–232.8–241.81/J·K-1·mol-153.97192.3414.81188.72该反应属于，的类型，故算得的温度是该反应自发进行的最低温度。这在一般的工业生产中是完全可以实现的。因此，该反应有可能通过适当提高温度（约840℃）来自发进行。显然，上述计算的前提是假定反应中各物质均处于标准态。2解：2AgNO3（s）=Ag2O（s）+2NO2（g）+1/2O2（g）224)}2({)}1({)}3({KKKK△rHθm=284.1kJ/mol，△rSθm=422.3J/mol·KT转=672.74K467.8K，可确定AgNO3（s）分解的最终产物是Ag。3解：未反应时，PCl5的物质的量512.659()0.01277208.2gnPClmolgmol设反应达到平衡时，气体总的物质的量为：11101.31.000.02338.315523PVkPaLnmolRTkPaLmolKK根据反应式：532PClPClCl可得，达到平衡时，532()0.0023,()()0.0105nPClmolnPClnClmol根据理想气体分压定律：5532325()10.0()()()45.7()()2.09()ppPClkPaxPClpPClpClkPapPClppClpKpPClp4解:△rHθm=-201.0-(-110.5)=-90.5kJ.mol－1rSθm=239.9-130.7*2-197.7=-219.2J.mol－1.K－1rGθm（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因为QKθ(350K)所以反应向正反应方向进行.5解：设反应掉的SO2的分压为xkPa2SO2（g）+O2(g)2SO3(g)kPaPoi/100500kPaPeqi/100-xeqSOeqPkPaxxxxP340250100130总xx2506解：2322132()()()(383)14.8(383)(383)/4.65(383)9.5610()rmrmAgCOsAgOsCOgGKkJmolLnKKGKRTKKKpCOp为防止反应正向自发，应保证QKθ，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转=ΔrHmθ/ΔrSmθ=32.5/0.09334=348.19（K）又据克拉贝龙-克劳修斯方程式：ln｛20/101.3｝=32.5(Tb－348.19)/0.00831×348.19Tb解得：20kPa压力下，Tb=304.2(K)8解：22()()()COClgCOgClgeqpp0.10xxx221222()()1.010()0.100.062()3.8,()()6.216.2eqeqeqtotalpCOppClpxKpCOClpxxpCOClkPapCOpClkPapkPa9解4HBr(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Br2(g)∵tctctctc-vd)Br(d21d)OH(d21d)O(dd)HBr(d41222∴11522sLmol100.2d)Br(d21d)O(dtctc1152sLmol100.8d)Br(d2d)HBr(dtctc1152sLmol100.2d)Br(d21tcv48.11003010060100/40///2222223PPPPPPKeqOeqSOeqSO10解：设速率方程为()mkcNOCl（1）511114.810(0.200)2mkmolLmolLs（2）411121.9210(0.400)2mkmolLmolLs（1）/(2)得：151114115114112124111241130.2004.8100.4001.921024.810/26.010()(0.200)6.010(0.500)1.510mmolLmolLsmolLmolLsmvmolLskmolLscNOClmolLmolLsmolLmolLs11解：(1)设速率方程为v=kcn(CH3CHO)。任选两组数据，代入速率方程即可求得n值。如选第1，4两组数据得:0.025mol－1·L·s－1=k(0.10mol·L－1)n0.406mol－1·L·s－1=k(0.40mol·L－1)n两式相除得:nnn)41()Lmol40.0()Lmol10.0(sL0.406molsL0.025mol111111解得n≈2，故该反应的速率方程为:v=kc2(CH3CHO)(2)将任一组实验数据(如第3组)代入速率方程，可求得k：0.228mol·L－1·s－1=k(0.30mo