大学无机化学方程式
第一章 氢及稀有气体
1.氢气的制备
实验室：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
军事上：CaH 2 +2H 2O → Ca（OH ）2 + 2H 2↑ 2.稀有气体化合物
①第一个稀有气体化合物：Xe + PtF 6 → Xe +
[ PtF 6]
?
（无色） （红色 ） （橙黄色）
②氙的氟化物水解：
2XeF 2+2H 2O →2Xe↑+4HF+ O 2↑
6XeF4 + 12H2O?==?2XeO3?+?4Xe↑?+3O2↑?+24HF?
XeF 6+3H 2O →XeO 3+6HF
③氙的氟化物为强氧化剂： XeF 2 + H 2 ─→ Xe + 2HF XeF 2 + H 2O 2 ─→ Xe + 2HF + O 2↑
第二章 碱金属与碱土金属元素
一、 碱金属与碱土金属（铍、镁除外）元素溶于液氨，生成溶剂合电子和阳离子成具有导电性的深蓝色溶液。
碱金属 M(S) + (x+y)NH3 M+(NH3)x + e-(NH3)y 碱土金属 M(S) + (x+2y)NH3 M2+(NH3)x + 2e-(NH3)y
二、氢化物
氢化物共分为离子型、共价型、过渡型 离子型氢化物是极强的还原剂：TiCl 4＋4NaH Ti ＋4NaCl ＋2H 2↑
LiH 能在乙醚中同B 3＋
Al
3＋
Ga
3＋
等的无水氯化物结合成复合氢化物，如氢化
铝锂的生成。 4LiH + AlCl 3
乙醚
Li[AlH 4] + 3LiCl
氢化铝锂遇水发生猛烈反应Li[AlH 4]＋4H 2O=LiOH↓＋Al(OH)3↓＋4H 2↑ 三、氧化物 1、 正常氧化物
碱金属中的锂和所有碱土金属在空气中燃烧时，分别生成正常氧化物Li 2O 和MO 。其他碱金属正常的氧化物是用金属与他们的过氧化物或硝酸盐相作用制得。 Na 2O 2＋2Na=2Na 2O
2KNO
3＋10K=6K
2
0＋N
2
↑
碱土金属氧化物也可以由他们的碳酸盐或硝酸盐加热分解得到。
CaCO3CaO＋CO2↑
2Sr(NO3)22SrO＋4NO2＋O2↑
2、过氧化物与超氧化物
过氧化物是含有过氧基（—O—O—）的化合物，可看作是H2O2的衍生物。除铍外，所有碱金属和碱土金属都能形成离子型过氧化物。
2Na＋O2 Na2O2
除锂、铍、镁外，碱金属和碱土金属都能形成超氧化物。
K＋O2=KO2
3、臭氧化物
在低温下通过O3与粉末状无水碱金属（除Li外）氢氧化物反应，并用液氨提取，即可得到红色的MO3固体：
3MOH(S)＋2O3(g)=2MO3(s)＋MOH·H2O(s)＋1/2O2(g)
四、氢氧化物
碱金属和碱土金属的氧化物（除BeO、MgO外）与水作用，即可得到相应的氢氧化物，并伴随着释放出大量的热：
M2O＋H2O=2MOH
MO+H2O=M(OH)2
1、碱金属和碱土金属的氢氧化物的碱性
碱金属和碱土金属氢氧化物[除Be（OH）2外]均成碱性，同族元素氢氧化物碱性均随金属金属元素原子序数的增加而增强。
氢氧化物酸碱性递变规律可用R—O—H规则表示。
RO—+H+←R—O—H→R++OH—
离子势φ=阳离子电荷/阳离子半径
φ的值越大，按酸式电离；反正，按碱式电离。
2、碱金属和碱土金属溶解性
碱土金属氢氧化物的溶解度比碱金属氢氧化物小得多，并且同族元素的氢氧化物的溶解度从上往下逐渐增大。
五、盐类
晶体类型：离子晶体，具有较高的熔沸点。
颜色：碱金属离子（M+）和碱土金属离子（M2+）都是无色的。
热稳定性：碱金属盐具有较高的热稳定性，唯有硝酸盐热稳定性较差。
4LiNO32Li2O＋4NO2↑＋O2↑
2NaNO32NaNO2＋O2↑
2KNO32KNO2＋O2↑
第三章卤素和氧族元素
ⅢA~ⅤA族同族元素从上往下低氧化数化合物稳定性增强，高氧化数化合物的稳定性减弱，这种现象称为“惰性电子队效应”。
一、卤素单质
(1)卤素与单质的反应
卤素单质都能与氢反应：
X2＋H22HX
(2)卤素单质与水反应
卤素单质与水发生两类反应，第一类是对水的氧化作用：
2X2＋2H2O4HX＋O2↑
第二类是卤素的水解作用，及卤素的歧化反应：
X2＋H2O H＋＋X－＋HXO
F2氧化性强，只能与水发生第一类反应，Cl2、Br2缓慢的置换出水中的氧。
碘非但不能置换出水中的氧，相反，氧作用于HI溶液会使I2析出：
2I－+2H++1/2O2=I2+H2O
氯气的制备：工业上：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
实验室：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KMnO4＋16HCl(浓)2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
溴的制备：Cl2＋2Br－2Cl－＋Br2
工业上用海水提取溴:3CO32－＋3Br25Br－＋BrO3－＋3CO2↑
5Br－＋BrO3－＋6H＋3Br2＋3H2O
碘的制备：碘可以从海藻中提取
Cl2＋2I－2Cl－＋I2
I2＋I－I3－
注意：制碘过程中应避免加入过量氯气，因为过量氯气会把碘近一步氧化成碘酸：I2＋5Cl2＋6H2O2IO3－＋10Cl－＋12H＋
二、卤化氢与氢卤酸
工业上盐酸制备：H2＋Cl22HCl
制备氟化氢及少量卤化氢：CaF2＋2H2SO4(浓)Ca(HSO4)2＋2HF↑
NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑
溴化氢和碘化氢不能用浓硫酸制备，因为浓硫酸可将溴化氢和碘化氢部分氧化为单质：
H2SO4(浓)＋2HBr Br2＋SO2↑＋2H2O
H2SO4(浓)＋8HI4I2＋H2S↑＋4H2O
磷酸能代替硫酸反应制备溴化氢与碘化氢,但因磷酸成本高用磷代替：
3Br2＋2P＋6H2O2H3PO3＋6HBr↑
3I2＋2P＋6H2O2H3PO3＋6HI↑
三、氯的含氧酸及其盐
1、次氯酸及盐
氯气和水作用生成次氯酸盐：
Cl2＋H2O＋HCl
次氯酸分解有以下三种方式：
2HClO2HCl＋O2↑(分解)
3HClO2HCl＋HClO3(歧化)
2HClO Cl2O＋H2O(脱水)
把氯气通入冷碱溶液，可生成次氯酸盐，反应如下：
Cl2＋2NaOH NaClO＋NaCl＋H2O
2Cl2＋3Ca(OH)2Ca(ClO)2＋CaCl2·Ca(OH)2·H2O＋H2O
2、氯酸及盐
制备：Ba(ClO3)2＋H2SO4BaSO4↓＋2HClO3
氯酸仅存在于溶液中，含量提高到40%即分解：
8HClO34HClO4＋3O2↑＋2Cl2↑＋2H2O
氯酸是强酸，又是强氧化剂，它能将碘氧化为碘酸：
2HClO3＋I22HIO3＋Cl2↑
氯酸钾是最重要的氯酸盐，在催化剂存在时，200℃下即可分解为氯化钾和氧气：2KClO32KCl＋3O2↑
在400℃左右，如果没有催化剂，主要分解为高氯酸钾和氯化钾：4KClO33KClO4＋KCl
氯酸盐通常在酸性条件下显氧化性：
ClO3－＋6I－＋6H＋3I2＋Cl－＋3H2O
氯酸钾的制备：NaCl＋3H2O NaClO3＋3H2↑
NaClO3＋KCl KClO3＋NaCl
3、高氯酸及盐
高氯酸的制备:KClO4＋H2SO4HClO4＋KHSO4
无水高氯酸比较稳定，浓高氯酸不稳定，受热分解：
4HClO42Cl2↑＋7O2↑＋2H2O
先将酸的含氧酸及其盐的氧化性、热稳定性和酸性总结如下
四、卤素离子的鉴定
(1) Cl－的鉴定
氯化物溶液中加入AgNO
3，即有白色沉淀生成，该沉淀不溶于HNO
3
，但能溶于稀
氨水，酸化时沉淀重新析出：
Cl－＋Ag＋＝AgCl↓
AgCl＋2NH
3＝ [Ag(NH
3
)
2
]＋＋Cl－
[Ag(NH
3)
2
]＋＋Cl－＋2H＋＝AgCl↓ ＋2NH＋
4
(2) Br－的鉴定
溴化物溶液中加入氯水，再加CHCl 3或CCl 4，振摇，有机相显黄色或红棕色：
2 Br －
＋Cl 2 ＝ Br 2＋2 Cl
－
(3) I －
的鉴定
碘化物溶液中加入少量氯水或加入FeCl 3溶液，即有I 2生成。I 2在CCl 4中显紫色，如加入淀粉溶液则显蓝色：
2 I －＋Cl 2 ＝ I 2＋2 Cl － 2 I －＋2 Fe 3＋ ＝ I 2＋2 Fe 2＋
五、氧族元素
周期表中的ⅥA 族元素，包括氧（O ）、硫（S ）、硒（Se ）、碲（Te ）、钋（Po ）五个元素，通称为氧族元素。 1、 氧和臭氧
（1）臭氧的分子结构：组成臭氧的3个分子呈V 形排列，三个氧原子采取sp 2杂化，形成三电子四中心的大π键。以π34表示，臭氧中无单电子，故为反磁性物质。 （2）大π键形成条件：(A)这些原子在同一平面上 （B ）每一原子有一互相平行的p 轨道 （C ）p 轨道数目的两倍大于p 电子数
大π键用符号πa b 表示。其中a 为组成大π键的原子数，b 为组成大π键的电子
数。
（3）臭氧的鉴定：O 3＋2I －
＋2H ＋
I 2＋O 2↑＋H 2O(可从碘化钾溶液中使碘析出)
2、过氧化氢
(1.1)弱酸性 H 2O 2是一极弱的二元弱酸：
H 2O 2 H ＋＋HO 2－ K a1
＝2.2×10－12
HO 2 H ＋＋O 2－（过氧离子）
H 2O 2的K
a2
更小。H 2O 2作为酸，可以与一些碱反应生成盐，即为过氧化物
（peroxide ），例如：
H 2O 2＋Ba(OH)2 ＝ BaO 2＋2 H 2O
过氧化物不同于二氧化物（dioxide ），在过氧化物分子中存在过氧键，而二氧化物中则没有过氧键。
(1.2)热不稳定性
纯的H 2O 2溶液较稳定些。但光照、加热和增大溶液的碱度都能促使其分解。重金属离子（Mn 2＋、Cr 3＋、Fe 3＋、MnO 2等）对H 2O 2的分解有催化作用。H 2O 2的分解反应是一个歧化反应：
2H 2O 2 ＝ 2H 2 ＋ O 2
为防止分解，通常把H 2O 2溶液保存在棕色瓶中，并应存放于阴凉处。 (1.3)氧化还原性
在H 2O 2分子中O 的氧化数为－1，处于中间价态，所以H 2O 2既有氧化性又有还原性，也能发生歧化反应。
例如，H 2O 2在酸性溶液中可将I －氧化为I 2：
H 2O 2＋2 I －＋2 H ＋ ＝ I 2＋2 H 2O
在碱性溶液中，H 2O 2可把绿色的[Cr(OH)4]－氧化为黄色的CrO 42－：
2[Cr(OH)4]－＋3 H 2O 2＋2 OH － ＝2CrO 42－＋8 H 2O
H 2O 2的还原性较弱，只是在遇到比它更强的氧化剂时才表现出还原性。例如：
2MnO 4－＋5 H 2O 2＋6 H ＋ ＝2 Mn 2＋＋5 O 2↑＋8 H 2O
这一反应可用于高锰酸钾法定量测定H 2O 2。 2、 硫化氢、硫化物和多硫化物
1、 (1)弱酸性
氢硫酸是一个很弱的二元酸，可生成两类盐，即正盐（硫化物）和酸式盐（硫氢化物）。两类盐都易水解。
(2)还原性
H 2S 中S 的氧化数为－2，因此H 2S 具有还原性，可被氧化剂氧化到0、＋4、＋6三种氧化态。氢硫酸在空气中放置能被O 2氧化，析出游离S 而浑浊：
2 H 2S ＋O 2 ＝ 2S ↓＋2 H 2O
强氧化剂在过量时可以将H 2S 氧化成H 2SO 4：
H 2S ＋4 Cl 2＋4 H 2O ＝ 8HCl ＋H 2SO 4
(3)硫化物的溶解性
金属硫化物大多难溶于水，大多数具有特征的颜色。硫化物的这些性质可以用于分离和鉴定金属离子。
①溶于稀盐酸：MnS 、CoS 、ZnS 、NiS 、FeS
②溶于浓盐酸：SnS 、Sb 2S 3、SnS 2、Sb 2S 5、PbS 、CdS 、Bi 2S 3 ③溶于浓硝酸：CuS 、As 2S 3、Cu 2S 、As 2S 5、Ag 2S ④只溶于王水：HgS 、Hg 2S (4)S 2－的鉴定
S 2－与盐酸作用，放出H 2S 气体，可使醋酸铅试纸变黑，这是鉴别S 2－的方法之一：
S 2－＋2 H ＋＝ H 2S ↑
Pb(Ac)2＋H 2S ＝ Pb S ↓（黑）＋2HAc
3、多硫化物
在可溶硫化物的浓溶液中加入硫粉时，硫溶解生成相应的多硫化物。
Na2S＋(x－1)S Na2S x（x=2~6）
S x2—称为多硫离子，随着硫原子数增加，其颜色从黄色经过橙黄而变为红色。
多硫化物与过氧化物相似，都具有氧化性和还原性。
氧化性：SnS＋S22－SnS32－(硫代锡酸根)
还原性：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2↑
多硫化物在酸性溶液中很不稳定，易歧化分解为硫化氢和单质硫：S22－＋2H＋H2S2S↓＋H2S↑
4、硫的重要含氧化合物
(1)亚硫酸及其盐
它们以还原性为主：H2SO3＋I2＋H2O H2SO4＋2HI
2H2SO3＋O22H2SO4
亚硫酸盐比硫酸具有更强的还原性：SO32－＋Cl2＋H2O SO42－＋2Cl－＋2H＋只有较强还原剂作用下，才能表现出氧化性：
H2SO3＋2H2S3S↓＋3H2O
亚硫酸盐受热易分解：4Na2SO33Na2SO4＋Na2S （2）硫酸及其盐
Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
由于锌的强还原性，同时还会发生下列反应：
3Zn＋4H2SO4(浓)3ZnSO4＋S↓＋4H2O
4Zn＋5H2SO4(浓)4ZnSO4＋H2S↑＋4H2O
活泼金属的硫酸盐不稳定，高温下分解：CuSO4CuO＋SO3↑
2Ag2SO44Ag＋2SO3↑＋O2↑
(3)焦硫酸及其盐
制备：SO3＋H2SO4H2S2O7
焦硫酸与水作用生成硫酸：
H2S2O7＋H2O2H2SO4
焦硫酸盐进一步加热，生成硫酸盐：
K2S2O7K2SO4＋SO3↑
焦硫酸盐作为熔矿剂：
Al2O3＋3K2S2O7Al2(SO4)3＋3K2SO4
(4)硫代硫酸及其盐
制备：Na2SO3＋S Na2S2O3
硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定，易分解为单质硫和二氧化硫：S2O32－＋2H＋
S↓＋SO2↑＋H2O
硫代硫酸钠是中强还原剂，与强化剂（如溴、氯等）作用氧化为硫酸钠；与较弱氧化剂（如碘）作用被氧化为连四硫酸钠：S2O32－＋4Cl2＋5H2O2SO42－＋8Cl－＋10H＋
2S2O32－＋I2S4O62－＋2I－
鉴定S2O32－:S2O32－＋2Ag＋Ag2S2O3↓(白色)
Ag2S2O3＋H2O Ag2S↓(黑色)＋H2SO4（白色沉淀分解，颜色经黄色、棕色，最后变为黑色）
（5）过硫酸及其盐
硫的含氧酸中含有过氧基（—O—O—）者称为过硫酸
过二硫酸是无色晶体，不稳定，易水解生成硫酸与过氧化氢：H2S2O8＋H2O H2SO4＋H2SO5
H2SO5＋H2O H2SO4＋H2O2
过二硫酸盐为强氧化剂（过氧基存在），能将Mn2＋氧化为紫红色MnO4－:2Mn2＋5S2O82－＋8H2O2MnO4－＋10SO42－＋16H＋
(5)连二亚硫酸钠
Na2S2O4制备：2NaHSO3＋Zn Na2S2O4＋Zn(OH)2
连二亚硫酸钠是很强还原剂：Na2S2O4＋O2＋H2O NaHSO3＋NaHSO4
第四章氮、碳、硼族
一、氮族元素
（1）氮气
制备：NH4Cl＋NaNO2NH4NO2＋NaCl
NH4NO2N2↑＋2H2O
(2)氨及铵盐
1、氨
工业上制备：N2＋3H22NH3
实验室：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
氨具有还原性：4NH3＋5O24NO↑＋6H2O
3CuO＋2NH33Cu＋N2↑＋3H2O
3Cl2＋2NH3N2↑＋6HCl
2、铵盐
鉴定铵盐常用的方法：NH4＋＋OH NH3↑＋H2O
挥发性酸组成铵盐，分解产物一般为氨和相应的酸：NH4Cl NH3↑＋HCl↑
挥发性酸组成的铵盐，则逸出氨：
(NH4)2SO4NH3↑＋NH4HSO4
氧化性酸组成的铵盐，分解产物为N2或氮的氧化物：NH4NO2N2↑＋2H2O
NH4NO3N2O↑＋2H2O
二、氮的氧化物、含氧酸及其盐
1、氮的氧化物
氮可形成多种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5
2、氮的含氧酸及其盐
（1）亚硝酸及其盐
制备：NO＋NO2＋H2O2HNO2
亚硝酸不稳定，仅存在于冷的稀溶液中：
2HNO2N2O3＋H2O NO↑＋NO2↑＋H2O
(蓝色) （红棕色）
亚硝酸盐制备：Pb(粉)＋KNO3KNO2＋PbO
亚硝酸及其盐既有氧化性又有还原性，亚硝酸盐在酸性溶液中是强氧化剂：NO2－＋Fe2＋＋2H＋NO↑＋Fe3＋＋H2O
2NO2－＋2I－＋4H＋2NO↑＋I2＋2H2O
亚硝酸盐与强氧化剂作用时，可被氧化为NO3－：
5NO2－＋2MnO4－＋6H＋5NO3+ 2Mn2＋＋3H2O
(2)硝酸及其盐
制备：4NH3＋5O24NO↑＋6H2O
2NO＋O22NO2
3NO2＋H2O2HNO3＋NO
硝酸受热分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O
硝酸为强氧化剂,与非金属反应：
3C＋4HNO33CO2↑＋4NO↑＋2H2O
3I2＋10HNO36HIO3＋10NO↑＋2H2O
与金属反应：
Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
4Zn＋10HNO3(稀)4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O
4Zn＋10HNO3(很稀)4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O
结论：与同种金属反应，硝酸越稀，氨被还原程度越大;与同浓度硝酸反应，金属越活泼，硝酸被还原程度越大。
硝酸盐受热分解有三种情况：
碱金属与碱土金属硝酸盐分解产生亚硝酸盐和氧气：
2NaNO32NaNO2＋O2↑
活泼性较小的金属（Li、Be、Mg、Cu）硝酸盐分解产生相应的金属氧化物、NO2和O2：2Pb(NO3)22PbO＋4NO2↑＋O2↑
天津大学无机化学第五版习题答案
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案 1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。 2．解：氯气质量为2.9×103 g 。 3．解：一瓶氧气可用天数 33111-1 222()(13.210-1.0110)kPa 32L 9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -???===?? ４．解：pV MpV T nR mR = = = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律 i i n p p n = p (N 2) = 7.6?104 Pa p (O 2) = 2.0?104 Pa p (Ar) =1?103 Pa ６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ? （2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =? （3） 4224(O )(CO ) 2.6710Pa 0.2869.3310Pa n p n p ?===? 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) = pVM RT = 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol （2）ξ = 2.5 mol 结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。 9.解：?U = Q p - p ?V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3?10-3 m 3 = 38.3L （2） T 2 = nR pV 2 = 320 K （3）-W = - (-p ?V ) = -502 J （4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Q p = -1260 J 11.解：NH 3(g) + 45O 2(g) 298.15K ????→标准态 NO(g) + 2 3H 2O(g) m r H ?= - 226.2 kJ ·mol -1 12.解：m r H ?= Q p = -89.5 kJ m r U ?= m r H ?- ?nRT = -96.9 kJ 13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)
武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第15章p区元素
P区元素（1） 1.试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定 性。 （1）O2+（二氧基阳离子） （2）O2 （3）O2-（超氧离子） （4）O22-（过氧离子） 解:见下表 物 种 分子轨道键键级磁性相对稳定性 O2+ KK（σ2s）2（σ2s*） 2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)11( П2pz*)0一个σ键 一个二电子П键， 一个三电子П键 2.5 顺依次减小 O2KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)1一个σ键 二个三电子П键 2 顺 O2-KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)1一个σ键 一个三电子П键 1.5 顺 O22-KK（σ2s）2（σ2s*） 2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)2 一个σ键 1 逆 2. 重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。它们有何用途？如何制备？ 答:重水:D2O；重氧水: ；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪剂。 3. 解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？ 答：根据O2分子的分子轨道式KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p) 4(П2py*)1( П2pz*)1
分子中两个П2p反键轨道各有一单电子，因此它具有顺磁性。 在O3分子中，每个氧原子各用一个P轨道组成一个成键П轨道，一个反键П轨道，一个非键П轨道，其中4各P电子，两个进入成键П轨道，两个进入非键П轨道，П键键级为一，分子没有成单电子，所以分子具有反磁性。 4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？ 5.答:在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得 臭氧与氧的混合物,含臭氧可达10%。臭氧发生器的示意图见图13-10。它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚,外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时,两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电),02就部分转变成了03 6. 7.油画放置久后为什么会发暗、发黑？为什么可用H2O2来处理？写出反应方程式。 8.答:油画放置久后会变黑，发暗，原因是油画中的白色颜料中含PbSO4，遇到空气中的 H2S会生成PbS造成的。PbSO4+H2S=PbS（黑）+H2SO4 用H2O2处理又重新变白，是因为发生以下反应H2O2=PbSO4+H2O2 6. 比较氧族元素和卤族元素氢化物在酸性、还原性、热稳定性方面的递变性规律。 答:氧族元素的氢化物有H20,H2S,H2Se,H2Te 卤族元素的氢化物有HF,HCl,HBr,HI (1)酸性 H20
天大无机化学第四版 思考题和习题答案要点
第八章配位化合物 思考题 1. 以下配合物中心离子的配位数为6，假定它们的浓度均为0.001mol·L-1，指出溶液导电能力的顺序，并把配离子写在方括号内。 (1) Pt(NH3)6C14(2) Cr(NH3)4Cl3(3) Co(NH3)6Cl3 (4) K2PtCl6 解：溶液导电能力从大到小的顺序为[Pt(NH3)6]C14>[Co(NH3)]6Cl3>K2[PtCl6]> [Cr(NH3)4Cl2]Cl 2. PtCl4和氨水反应，生成化合物的化学式为Pt(NH3)4Cl4。将1mol此化合物用AgN03处理，得到2molAgCl。试推断配合物内界和外界的组分，并写出其结构式。 解：内界为：[PtCl2(NH3)4]2+、外界为：2Cl-、 [PtCl2(NH3)4]Cl2 3.下列说法哪些不正确? 说明理由。 (1) 配合物由内界和外界两部分组成。不正确，有的配合物不存在外界。 (2) 只有金属离子才能作为配合物的形成体。不正确，有少数非金属的高氧化态离子也可以作形成体、中性的原子
也可以成为形成体。 (3) 配位体的数目就是形成体的配位数。不正确，在多齿配位体中配位体的数目不等于配位数。 (4) 配离子的电荷数等于中心离子的电荷数。 不正确，配离子电荷是形成体和配体电荷的代数和。(5) 配离子的几何构型取决于中心离子所采用的杂化轨道类型。正确 4．实验测得下列配合物的磁矩数据(B.M.)如下: 试判断它们的几何构型，并指出哪个属于内轨型、哪个属于外轨型配合物。 5.下列配离子中哪个磁矩最大? [Fe(CN)6]3-[Fe(CN)6]4-[Co(CN)6]3-[Ni(CN)4]2-[Mn(CN)6]3-
大学无机化学复习题
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目录更多期末考试资料加qq;1372324098 第一章原子结构和元素周期系 (2) 第二章分子结构 (8) 第三章晶体结构 (11) 第四章配合物 (12) 第五章化学热力学基础 (15) 第六章化学平衡常数 (19) 第七章化学动力学基础 (21) 第八章水溶液 (23) 第九章酸碱平衡 (24) 第十章沉淀溶解平衡 (26) 第十一章电化学基础 (27) 第十一章电化学基础 (30) 第十二章配位平衡 (31) 第十三章氢稀有气体 (32) 第十四章卤素 (34) 第十五章氧族元素 (37) 第十六章氮、磷、砷 (40) 第十七章碳、硅、硼 (42) 第十八章非金属元素小结 (45) 第十九章金属通论 (47) 第二十章s区金属 (49) 第二十一章p区金属 (51) 第二十二章ds区金属 (54) 第二十三章d区金属(一) (57) 第二十四章d区金属(二) (59)
第一章原子结构和元素周期系 一.是非题 1.电子在原子核外运动的能量越高,它与原子核的距离就越远.任何时候,1s电子总比2s电子更靠近原子核, 因为E2s > E1s. ………………………………………（Χ） 2.原子中某电子的各种波函数,代表了该电子可能存在的各种运动状态,每一种状态可视为一个轨道. ………………………………………………………………（√） 3.氢原子中,2s与2p轨道是简并轨道,其简并度为4;在钪原子中,2s与2p 轨道不是简并轨道, 2p x,2p y,2p z为简并轨道,简并度为3. …………………………………（√） 4.从原子轨道能级图上可知,任何原子在相同主量子数的轨道上,能量高低的顺序总是 f > d > p > s;在不同主量子数的轨道上,总是(n-1)p > (n-2)f > (n-1)d > ns. …………………………………………………………………………………（Χ） 5.在元素周期表中, 每一周期的元素个数正好等于该周期元素最外电子层轨道可以容纳的电子个数. ………………………………………………………………（Χ） 6.所有非金属元素(H,He除外)都在p区,但p区所有元素并非都是非金属元素. …………………………………………………………………………………（√） 7.就热效应而言,电离能一定是吸热的,电子亲和能一定是放热的. ……………（Χ） 8.铬原子的电子排布为Cr[Ar]4s1 3d5,由此得出: 洪特规则在与能量最低原理出现矛盾时,首先应服从洪特规则. ……………………………………………………（Χ）9.s区元素原子丢失最外层的s电子得到相应的离子,d区元素的原子丢失处于最高能级的d电子而得到相应的离子. ……………………………………………（Χ）10.在原子核里因质子数和中子数不同,就组成了不同的核素;同样在原子核里因质子数和中子数不等,就构成了同位素.可见,核素也就是同位素. ……………（Χ） 二.选择题 1.玻尔在他的原子理论中…………………………………………………………（D） A.证明了电子在核外圆形轨道上运动; B.推导出原子半径与量子数平方成反比; C.应用了量子力学的概念和方法; D.解决了氢原子光谱和电子能量之间的关系问题.
武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第17章d区元素 (1)
D区元素（1） 1.钛的主要矿物是什么？简述从钛铁矿制取钛白得反应原理。 解：钛的主要矿物有钛铁矿FeTiO2 反应原理： FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O TiOSO 4 + 2H2O =TiO2?H2O↓ + H2SO4 TiO2?H2O = TiO2 + H2O 2.解释TiCl3和[Ti(O2)OH(H2O)4]+ 有色得原因。 解：TiCl3显色是因为产生了电核跃迁，[Ti(O2)OH(H2O)4]+有色是因为O22-离子变形性较强，d—d跃迁所引起。 3.完成并配平下列反应方程式。 （1）Ti + HF → （2）TiO2 + H2SO4→ （3）TiCl4 + H2O → （4）FeTiO3 + H2SO4→ （5）TiO2 + BaCO3→ （6）TiO2 + C + Cl2→ 解：(1) Ti + 5HF = H2TiF6 + 2H2↑ (2)TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O (3)TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl (4)FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O (5)TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ (6)TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4+ 2CO↑ 4.完成下列反应 （1）TiI4在真空中强热； （2）FeTiO3和碳得混合物在氯气中加热；
（3） 向含有TiCl - 26得水溶液加入过量得氨； （4） 向VCl 3的水溶液加入过量的氨； （5） 将VCl 2的固体加到HgCl 2水溶液中。 解：(1) TiI 4 = Ti + 2I 2 (2) 2FeTiO 3 + 6C + 5Cl 2 = 2FeCl 3 + 2TiCl 4 + 6CO (3) TiCl 62- + NH 3 = [Ti(NH 3)6]4+ + 6Cl - (4) VCl 3 + Na 2SO 3 = (5) VCl 2 + HgCl 2= 5. 根据下列实验写出有关的反应方程式：将一瓶TiCl 4打开瓶塞时立即冒白烟。向瓶中加入浓HCl 溶液 和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入NaOH 溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫色沉淀。沉淀过滤后，先用HNO 3处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。 解：TiCl 4 + 3H 2O = H 2TiO 3 + 4HCl↑ 2TiCl 4 +Zn = 2TiCl 3↓ + ZnCl 2 TiCl 3 + 3NaOH = Ti(OH)3 + 3NaCl 3Ti(OH)3 + 7HNO 3 = 3TiO(NO 3) + 2 NO ↑+ 8H 2O TiO 2+ + 2OH - + H 2O = Ti(OH)4↓ 6. 利用标准电极电势数据判断H 2S ，SO 2，SnCl 2和金属Al 能否把TiO 2+离子还原成Ti 3+离子？ 解：由查表得： V Al Al E V Sn Sn E V S H S E V SO H SO E V Ti TiO E 67.0/,15.0/,141.0/20.0/,1.0/32423224 32-=====+++-+θθθθθ 因为E θAl 3+/Al 第六章分子的结构和性质 6.1 键参数 6.2 价键理论 目的要求： 1．了解键能、键长、键角等键参数； 2．掌握价键理论； 3．掌握共价键的特点、类型； 4．了解离子键的特点。 重点、难点： 掌握价键理论；掌握共价键的特点和类型。 作业： 1. P193 2（1）、（2） 2. P195 4 教学内容： 6.1 键参数 一、键能 1．键参数的含义： 能表征化学键性质的量称为键参数。主要有键能、键长、键角等。 2．键能： （1）含义： 近似为气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.022×1023个化学键）时的焓变。（2）意义： 双原子分子：键能等于键解离能（D） 多原子分子：键能等于同种键逐级解离能的平均值。 二、键长 1．含义 分子内成键两原子核间的平衡距离，用L b表示。可用分子光谱或X射线衍射方法测得。 2．决定因素： （1）内因： 成键原子的本性 （2）外因： 相同原子形成不同类型化学键时具有不同的键长 3．意义： 相同原子形成不同化学键时，键长越短，键能越大，键越稳定。 三、键角 1．含义： 在分子中两个相邻化学键之间的夹角。可用分子光谱和X射线衍射实验测得。2．意义： 根据分子内全部化学键的键长和键角数据，可确定分子的几何构型。 6.2 价键理论 一、共价键 1．共价键的形成 原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。 2 （1）理论基础 以相邻原子间电子相互配对为基础。 （2）理论要点 A．组成分子的两个原子必须具有未成对的电子，且它们的自旋反平行，即原子中的1个未成对电子只有以自旋状态反平行的形式与另一个原子中的1 B 条件。即自旋方向相反的未成对电子相互接近时，必须考虑其波函数的正、负号，只有同号轨道（对称性匹配）才能实行有效的重叠 C．原子轨道重叠时，总是沿着重叠最大的方向进行，重叠部分越大，共价键越牢固，这就是原子轨道的最大重叠条件。除s轨道外，其它轨道都有一定的空间取向， 3．共价键的类型 （1）按照键的极性分： 第一章思考题 1.一气柜如下图所示： A 假设隔板（A）两侧N2和CO2的T,P相同。试问： （1）隔板两边气体的质量是否相等?浓度是否相等?物质的量不等而浓度相等 （2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同?标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值 4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同?试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。 6.判断下列各说法是否正确： （1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。× （2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。× （3）物体的温度越高，则所含热量越多。× （4）热是一种传递中的能量。√ （5）同一体系： (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中，那个ΔU最大： （1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。 （2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√ （3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。 （4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。 根据 ΔU=Q+W,(1)ΔU=-60+(-40)=-100KJ(2)ΔU=+60+40=+100KJ,(3)ΔU =+40+(-60)=-20KJ(4)ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的ΔU最大. 8.下列各说法是否正确： （1）体系的焓等于恒压反应热。× （2）体系的焓等于体系的热量。× （3）体系的焓变等于恒压反应热。√ 16. 完成并配平下列反应式： （1）H2S+H2O2→ （2）H2S+Br2→ （3）H2S+I2→ （4）H2S+O2→ +H+→ （5）H2S+ClO- 3 （6）Na2S+Na2SO3+H+→ （7）Na2S2O3+I2→ （8）Na2S2O3+Cl2→ （9）SO2+H2O+Cl2→ （10）H2O2+KMnO4+H+→ （11）Na2O2+CO2→ （12）KO2+H2O→ （13）Fe(OH)2+O2+OH-→ （14）K2S2O8+Mn2++H++NO- → 3 （15）H2SeO3+H2O2→ 答：（1）H2S+H2O2=S+2H2O H2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O （2）H2S+Br2=2HBr+S H2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4 （1）H2S+I2=2I-+S+2H+ （2）2H2S+O2=2S+2H2O （3）3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （4）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （5）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI （6）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （7）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl （8）5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O （9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2 （11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 （12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O 题目部分，(卷面共有15题,100分,各大题标有题量和总分) 一、计算(12小题,共80分) 1．欲使CaCO3(s) 在标准压力下分解为CaO(s) 和CO2(g)，最低温度为多少？ (假设及不随温度变化而变化) 已知：(CaCO3, s) = -1206.90 kJ·mol-1 (CaO, s) = -635.55 kJ·mol-1 (CO2, g) = -393.50 kJ·mol-1 (CaCO3, s) = 92.9 J·mol-1·K-1 (CaO, s) = 39.8 J·mol-1·K-1 (CO2, g) = 213.6 J·mol-1·K-1 2．N2O5的热分解速率常数在288 K时是9.67 10-6 s-1，在338 K时是4.87 10-3 s-1，求该反应的活化能。 3．某反应的速率常数k为1.0 10-2 min-1，若反应物的初始浓度为1.0mol·dm-3，则反应的半衰期是多少？ 4．在300 K时，鲜牛奶大约5 h变酸，但在275 K的冰箱中可保持50 h，计算牛奶变酸反应的活化能。 5．根据病毒浓度的变化确定病毒失去活性的过程为一级反应过程，并求得此过程的k为3.3 10-4 s-1，求75 % 病毒失去活性所需要的时间是多少？ 6．如果一反应的活化能为117.15 kJ·mol-1，在什么温度反应速率是400 K时反应速率的2倍？7．已知在967 K时，反应N2O N2 + 1/2 O2的速率常数k = 0.135 s-1；在1085 K时 k = 3.70 s-1，求此反应的活化能E a。 8．对于某气相反应A(g) + 3B(g) + 2C(g)D(g) + 2E(g)，测得如下的动力学数据：/mol·dm-3/mol·dm-3/mol·dm-3/mol·dm-3·min-1 0.20 0.40 0.10 x 0.40 0.40 0.10 4x 0.40 0.40 0.20 8x 0.20 0.20 0.20 x (1) 分别求出反应对A，B，C的反应级数； (2) 写出反应的微分速率方程； (3) 若x = 6.0 10-2 mol·dm-3·min-1，求该反应的速率常数。 9．设某反应2A + B2C， 根据下列数据： 最初A (mol·dm-3) 最初B (mol·dm-3) 初速率-dA / d t (mol·dm-3·s-1) 0.10 0.20 300 0.30 0.40 3600 0.30 0.80 14400 分子结构 1. 试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应，形成氯化钾的过程如何理解离子键没有方向性和饱和性 答：KCl 的形成表示如下： K(s)?K +(g)+e 1 2Cl 2?Cl(g) Cl (g) +e ? Cl -(g) K +(g) + Cl -(g) =KCl (s) 离子键的本质是静电作用力，由于离子的电荷分布是球形对称的，因此它对异号离子的引力可以是任何方向，也就是没有方向性；一个离子的周围，能容纳多少个异离子，是随离子的半径变化而变化的，它没有固定的配位数，所以说离子键没有饱和性。 2.用下列数据求氢原子的电子亲和能。 答：电子亲和能为下列反应的焓变，它由(5)-(4)-(3)-(2)-(1)得到： 3. ClF 的解离能为1 246kJ mol -?，ClF 的生成热为－56kJ/mol-1，Cl 2的解离能为238kJ/mol -1，试计算 F 2(g)的解离能。 解：据题意： （1） ClF(g) = Cl(g) +F(g) ΔH 1 = 246 kJ ·mol -1 （2） 12 Cl 2(g) +1 2F 2(g) = ClF(g) ΔH 2 = －56kJ/mol -1 （3）Cl 2(g) = 2Cl(g) ΔH 3 = 238kJ/mol -1 2?（1）＋2?（2）－（3）得 F 2 (g) = 2 F (g) ΔH ＝2 ΔH 1+2ΔH 2－ΔH 3 ＝2?246－2?56－238 ＝142 kJ / mol -1 4. 试根据晶体的构型与半径比的关系,试判断下列AB 型离子化合物的晶体构型： BeO NaBr CaS RbI BeS CsBr AgCl 解：查表求各离子的Pauling 半径如下表： Pauling 半径(pm) 第一章 化学反应中的质量和能量关系 重要概念 1.系统：客观世界是有多种物质构成的，但我们可能只研究其中一种或若干物质。人为地将一部分物质与其他物质分开，被划分的研究对象称为系统。 2.相：系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分称为相。 3.状态：是指用来描述系统的诸如压力P 、体积V 、温度T 、质量m 和组成等各种宏观性质的综合表现。 4.状态函数：用来描述系统状态的物理量称为状态函数。 5.广度性质：具有加和性，如体积，热容，质量，熵，焓和热力学能等。 6.强度性质：不具有加和性，仅决定于系统本身的性质。如温度与压力，密度等。 系统的某种广度性质除以物质的量或者质量之后就成为强度性质。强度性质不必指定物质的量就可以确定。 7.热力学可逆过程：系统经过某种过程由状态1到状态2之后，当系统沿着该过程的逆过程回到原来状态时，若原来的过程对环境产生的一切影响同时被消除（即环境也同时复原），这种理想化的过程称为热力学的可逆过程。 8.实际过程都是不可逆的，可逆过程是一种理想过程。 9.化学计量数：0=∑B VB Ｂ表示反应中物质的化学式，ＶＢ是B 的化学计量数， 量纲为一；对反应物取负值，生成物取正值。 10.化学计量数只表示当安计量反应式反应时各物质转化的比例数，并不是各反应物质在反应过程中世界所转化的量。 11.反应进度ξ：b b v /n ?=?ξ 对于化学反应来讲，一般选未反应时，0=ξ 引入反应进度这个量最大的优点是在反应进行到任意时刻时，可用任一反应物或产物来表示反反应进行的程度，所得的值总是相等的。 12.习惯对不注明温度和压力的反应，皆指反应是在298.15K ，100kPa 下进行的。 13.一般没有特别的注明，实测的反应热（精确）均指定容反应热，而反应热均指定压反应热。 14.能量守恒定律：在任何过程中，能量不会自生自灭，只能从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中能量的总值不变。也叫做热力学第一定律。ΔU=Q+W 15.热力学能具有状态函数的特点：状态一定，其值一定。殊途同归，值变相等。周而复始，值变为零。 16.系统与环境之间由于存在温差而交换的热量称为热。若系统吸热值为正，若系统放热值为负。 17.系统与环境之间除了热以外其他形式传递的能量都称为功。系统得功为正，系统做功为负。在一定条件下由于系统体积的变化而与环境交换的功称为体积功?-=pdV W ，除体积功以外的一切功称为非体积功如电功。 18.功和热都是过程中被传递的能量，它们都不是状态函数，其数值与途径有关。而热力学第一定律中的热力学能的改变量只有过程的始态和终态决定，而与过程的具体途径无关。 19.化学反应热是指等温过程热，即当系统发生了变化后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，系统放出或吸收的热量。 (a) ICl 4- (b)IBr 2 - (c)BrO 3- (d)ClF 7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形 13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。 8、解： 2XeF 直线形 4XeF 平面四边形 6XeF 八面体 4XeOF 四方锥 4ClF 三角锥 13-9用化学方程式表达下列化合物的合成方法（包括反应条件）： (a) XeF 2 (b) XeF 6 (c) XeO 3 9、解： )()()(21.0,4002g XeF g F g Xe MPa C ????→?+? )()(3)(66,3002g XeF g F g Xe MPa C ????→?+? HF XeO O H XeF 63326+=+ 13-10 完成下列反应方程式： (1) XeF 2 + H 2O → (2) XeF 4 + H 2O → (3) XeF 6 + H 2O → (4) XeF 2 + H 2 → (5) XeF 4 + Hg → (6) XeF 4 + Xe → 10、解： 2 4242242632623242222222263122 3 26322 1 2XeF Xe XeF HgF Xe XeF Hg HF Xe H XeF HF XeOF O H XeF HF XeO O H XeF HF O Xe XeO O H XeF O H F O Xe OH XeF =++=++=++=++=++++=++++=+-- 14-5 三氟化氮NF 3（沸点-129℃）不显Lewis 碱性，而相对分子质量较低的化合物NH 3 （沸点-33℃）却是个人所共知的Lewis 碱。（a ）说明它们挥发性差别如此之大的原因；（b ）说明它们碱性不同的原因。 5、解：（1）NH 3有较高的沸点，是因为它分子间存在氢键。 （2）NF 3分子中，F 原子半径较大，由于空间位阻作用，使它很难再配合Lewis 酸。 另外，F 原子的电负性较大，削弱了中心原子N 的负电性。 第七章化学反应的速率 1. 什么是化学反应的平均速率，瞬时速率？两种反应速率之间有何区别与联系？ 答 2. 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率，并表示 出用不同物质浓度变化所示的反应速率之间的关系。这种关系对平均速率和瞬时速率是否均适用？ （1） N 2 + 3H 2 → 2NH 3 （2） 2SO 2 + O 2 →2SO 3 （3） aA + Bb → gG + hH 解 （1）V = t N △△][2= t H △△][2= t NH △△][3 V 瞬=0 lim →t △t N △△][2 = l i m →t △t H △△][2 = lim →t △t NH △△][3 V 2 N = 3 1V 2 H = 2 1V 3 NH 两种速率均适用。 （2）（3）（同1）。 3. 简述反应速率的碰撞理论的理论要点。 答 4. 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。 答 3级，910K时速率常数为5.反应C2H6→C2H4+ H2，开始阶段反应级数近似为 2 1.13dm1.5·mol5.0-·s1-。试计算C2H6（g）压强为1.33×104Pa时的起始分解速率 γ（以 0 [C2H6]的变化表示）。 解 6.295K时，反应2NO + Cl2→2 NOCl，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下： （2）写出反应的速率方程； （3）反应的速率常数为多少？ 解 7.反应 2 NO（g）+ 2 H2（g）→N2（g）+ 2 H2O其速率方程式对NO（g）是二次、 对H2（g）是一次方程。 （1）写出N2生成的速率方程式； （2）如果浓度以mol·dm—3表示，反应速率常数k的单位是多少？ （3）写出NO浓度减小的速率方程式，这里的速率常数k和（1）中的k的值是否相同，两个k值之间的关系是怎样的？ 解 8.设想有一反应Aa + bB + cC →产物，如果实验表明A，B和C的浓度分别增加1倍后， 整个反应速率增为原反应速率的64倍；而若[A]与[B]保持不变，仅[C]增加1倍，则反应速率增为原来的4倍；而[A]、[B]各单独增大到4倍时，其对速率的影响相同。求a，b，c的数值。这个反应是否可能是基元反应？ 解 天津大学无机化学考试试卷（上册）答案 一、填表题（20分） 1. (g) 2CO2 (g) (?r H m<0)，在密闭容器中达到平衡： 2. 反应2CO (g) + O 3. 4. 5. 在0.1mol?L-1NH3?H2O中加入下列物质，写出NH3?H2O的解离度α和pH值变化趋势 二、填空题（20分） 1. 随着溶液的pH值增加，下列电对Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4-/MnO42-的E值将分别减小、 不变、不变。 2. MgO晶体比金属Mg的延展性差；石墨晶体比金刚石晶体的导电性好；SiO2晶体比SiF4晶 体的硬度大；I2晶体比NaI晶体在水中的溶解度小。 3. 健康人血液的pH值为7.35~7.45。患某种疾病的人的血液pH可暂时降到5.90，此时血液中c(H+)为正常状态的28～35 倍。 4. 已知B2轨道的能级顺序为σ1sσ*1sσ2sσ*2sπ2pyπ2pzσ2pxπ*2pyπ*2pzσ*2px，则B2的分子轨道分布式为 (σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(π2py )1(π2pz )1，成键数目及名称两个单电子π键，价键结构式为 。 5. 根据E θ(PbO 2/PbSO 4) >E θ(MnO 4-/Mn 2+) >E θ(Sn 4+/Sn 2+)，可以判断在组成电对的六种物质中，氧化性最 强的是 PbO 2 ，还原性最强的是 Sn 2+ 。 6. 表示θm r H ?=θ m f H ?(AgBr, s)的反应式为 Ag(s) + 1/2 Br 2(l) → AgBr(s) 。 7. 用电对MnO 4-/Mn 2+，Cl 2/Cl -组成的原电池，其正极反应为 MnO 4- + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2O ，负极反 应为 2 Cl - -2 e → Cl 2 ，电池的电动势等于0.15V ，电池符号为(-)Pt,Cl 2(p θ)|Cl -‖MnO 4-,Mn 2+,H +|Pt(+)。（E θ4；E θ(Cl 2/Cl -)=1.36V ） 8. 下列各溶液浓度均为0.1 mol ?L -1，按pH 值从小到大顺序排列NH 4NO 3, NH 4F, NH 4OAc, KCN, Na 2CO 3。 KCN, NH 4F, NH 4OAc, NH 4NO 3, Na 2CO 3。 (已知K θ(NH 3?H 2O)=1.8×10-5, K θ(HF)=6.6×10-4, K θ(HCN)=6.2×10-10, K θ(HOAc)=1.8×10-5, θ1K (H 2CO 3)=4.4×10-7, θ2K (H 2CO 3)=4.8×10-11) 9. 已知V E A /θ：Cr 2O 72- +1.36 Cr 3+ -0.41 Cr 2+ -0.86 Cr ，则E θ(Cr 2O 72- / Cr 2+)= 0.917 V ，Cr 2+能否发生歧化反应 不能 。 10. 已知氨水溶液中，c(OH -)=2.4×10-3 mol ?L -1, 则此氨水的浓度为0.32 mol ?L -1。（K θ(NH 3?H 2O)=1.8×10-5） 11. 因为SnCl 2强烈水解，在配制其溶液时应加入HCl ，水解反应式为 SnCl 2+H 2O Sn(OH)Cl+HCl 。 12. K θ、θi K 、Δχ分别用来衡量 反应限度的大小、 电解质强弱 、 键的极性 。 13. HF 的沸点比HI 高，主要是由于 HF 中存在氢键 。 14. 物质NaCl 、MgO 、Na 2O 、KCl 的熔点由低到高的顺序是KCl 、NaCl 、Na 2O 、MgO 。 15. 在元素周期表中，同一主族自上而下，元素第一电离能的变化趋势是逐渐 减小 ，因而其金属性依次 增强 ；在同一周期中自左向右，元素的第一电离能的变化趋势是逐渐 增大 ，元素的金属性逐渐 减弱 。 三、是非题（判断下列叙述是否正确，正确的在括号中画√，错误的画×） （10分） 1. 乙烷裂解生成乙烯：C 2H 6 (g) C 2H 4 (g) + H 2 (g) 。在实际生产中常在恒温恒压下采用加入过 量水蒸汽的方法来提高乙烯的产率，这是因为随着水蒸汽的加入，同时以相同倍数降低了p (C 2H 6)、 p (C 2H 4)、p (H 2)，使平衡向右移动。………………………………………………………………………（ √ ） 2. 波函数ψ表明微观粒子运动的波动性，其数值可大于零，也可小于零，2 ψ表示电子在原子核外空间出现的几率密度。…………………………………………………………………………………….…..（√ ） 3. 因为I - 的极化率大于Cl -，所以θsp K (AgI) <θsp K (AgCl)。 ……………………………………………（ √ ） 4. 在298K 时，最稳定纯态单质的θ θθm m f m f S G H ,,??均为零。…………………………………….. （ × ） 5. Δr G m 代数值越小，K θ就越大，反应进行得越完全。……………………………………..…………….. （ × ） 6. 在相同温度下，纯水或0.1 mol ?L -1HCl 或0.1 mol ?L -1NaOH 溶液中，水的离子积都相同。………. （ √ ） 7. 在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快。…………………. （ × ） 8. 当溶液中含有多种离子均可与沉淀剂发生沉淀反应时，溶度积小的对应离子一定先沉淀。……. （ × ） 9. 溶度积规则适用于任何难溶电解质，质量作用定律只适用于基元反应。………………………. （ √ ） 10. 偶极矩可衡量分子极性大小，极化率可衡量分子变形性大小，晶格能可衡量离子晶体的稳定性。（ √ ） 天津大学无机化学思考 题 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN] 第一章思考题 1.一气柜如下图所示： A 假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。试问： （1）隔板两边气体的质量是否相等浓度是否相等物质的量不等而浓度相等 （2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值 4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同 试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。 6.判断下列各说法是否正确： （1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。× （2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。× （3）物体的温度越高，则所含热量越多。× （4）热是一种传递中的能量。√ （5）同一体系： (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中，那个ΔU最大： （1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。 （2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√ （3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。 第十章电解质溶液 1．把下列氢离子浓度、氢氧根离子浓度换算成pH和pOH。 （1）[H+]=3.2×105-mol·dm3-；（2）[H+]=6.7×109-mol·dm3-； （3）[OH-]=2.0×106-mol·dm3-；（4）[OH-]=4.0×1012-mol·dm3-。 解 2．把下列pH、pOH换算成氢离子浓度、氢氧根离子浓度。 （1）pH=0.24；（2）pH=7.5； （2）pOH=4.6；（4）pOH=10.2 解 3．已知298K时某一弱酸的浓度为0.010 mol·dm3-，测得其pH为4.0。求Kθ 和α及稀 a 、α和pH。 释至体积变成2倍后的Kθ a 解 4．将1.0dm30.20 mol·dm3-的HAc溶液稀释导多大体积时才能使Hac的解离度比原溶液 增大1倍？解 5．求0.10 mol·dm3-盐酸和0.10 mol·dm3-H2C2O4混合溶液中的C2O-2 4和HC2O- 4 的浓 度。 解 6．计算0.010 mol·dm3-的H2SO4溶液中各离子的浓度，已知H2SO4的Kθ 2 为1.2×102-。解 7．有一混合酸溶液，其中HF的浓度为1.0 mol·dm3-，HAc的浓度为0.10 mol·dm3-，求溶液中H+，F-，Ac-,HF和HAc的浓度。 解 解 解 解 8．将1.0 mol·dm3-Na3PO4和2.0 mol·dm3-盐酸等体积混合，求溶液的pH值。解 解 解 14. 写出下列分子或离子的共轭酸。 SO-2 4，S-2，H2PO- 4 ，NH3，HNO3，H2O 答 15．写出下列分子或离子的共轭碱。 HAc，H2O，NH3，HPO-2 4 ，HS- 答 16．举列说明酸碱电子理论中有哪几类常见反应。 第三章晶体结构 3-1给出金刚石晶胞中各原子的坐标。 1﹑解：0,0,0;1/4,1/4,1/4;3/4,1/4,3/4;3/4,3/4,1/4;1/4,3/4,3/4 或 0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4，3/4，1/4；1/4，1/4，3/4；3/4，3/4，3/4。 3-2 给出黄铜矿晶胞（图3-48）中各种原子（离子）的坐标。 2﹑解：Cu 0,0,0;1/2,1/2,1/2;0,1/2,1/4;1/2,0,3/4。 Fe 1/2,1/2,0;1/2,0,1/4;0,0,1/2;0,1/2,3/4。 S 3/4,1/4,1/8;1/4,3/4,1/8;1/4,1/4,3/8;3/4,3/4,3/8;3/4,1/4,5/8; 1/4,3/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,1/4,7/8;3/4,3/4,7/8。 3-3 亚硝酸钠和红金石（TiO2）哪个是体心晶胞（图3-49）？为什么？ 3﹑解：亚硝酸钠是体心晶胞，金红石是素晶胞。 3-4黄铜矿晶胞（图3-48）是不是体心晶胞？ 4﹑解：是体心晶胞。考虑方法如：体心铜原子与顶角铜原子周围的氧原子的方向相同，而且氧原子上（例如体心铜原子左下前的氧原子与右上前顶角铜原子对比）连接的铁原子的方向也相同（注意：顶角原子是完全等同的，因此，体心原子可与任一顶角原子对比）。3-5白钨矿晶体（图3-50）是素晶胞还是体心晶胞？说明理由。 5﹑解：是体心晶胞。 3-6碳酸氢钠晶胞的投影如图3-51所示，请问：平均每个晶胞含有几个相当于化学式NaHCO3的原子集合（代号：Z）？ 6﹑解：平均每个晶胞含有4个相当于化学式 NaHCO3的原子集合。 3-7推算典型离子晶体的各种堆积-填隙模型的堆积球和填隙球的半径比。 7﹑解：见表3-7。 3-8 在闪锌矿和萤石的四面体配位多面体模型中除存在四面体外还存在什么多面体？在后者的中心是否有原子？ 8﹑解：八面体。没有原子。 3-9图3-52由黑白两色甲壳虫构成。如果黑白两色没有区别，每个点阵点代表几个甲壳虫？如果黑白两色有区别，一个点阵点代表几个甲壳虫？前者得到什么布拉维点阵型式，后者又得到什么布拉维点阵型式？ 9﹑解：前者1个甲壳虫1个点阵点，二维菱形单位；后者2个甲壳虫1个点阵点，二维面心立方。 3-10 图3-53是一种分子晶体的二维结构，问：每个点阵点所代表的结构基元由几个分子组成？图中给出的点阵单位（每个平均）含几个点阵点？含几个分子？ 10﹑解：每个点阵点代表6个分子。点阵单位含1个点阵点，6个分子。 3-11晶体学中的点阵单位并非只有布拉维单位一种，例如有一个叫 Volonoi 的人给出了另一种点阵单位，获得这种点阵单位的方法是：以一个点阵点为原点向它周围所有相邻的点作一连线，通过每一连线的中点作一个垂直于该连线的面，这些面相交得到一个封闭的多面体，就是Volonoi 点阵单位。请通过操作给出下列三维布拉维点阵单位的相应Volonoi 点阵单位：（1）立方素单位；（2）立方体心单位。 11、解：一种具体的晶体究竟属于哪一种布拉维点阵型式，是由它的微观对称性决定的，晶体学家把这样确定的点阵型式称为晶体的正当点阵型式，然而，一个晶体结构的测定步无机化学(天大版)复习资料
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