无机化学习题讲解课件.ppt

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1、第1章 原子结构与元素周期表 P30-31,1、说明四个量子数的物理意义和取值要求，并说明n、li、mi之间的关系。描述一个原子轨道要用哪几个量子数？（P30-5）四个量子数的物理意义和取值要求分别是：主量子数n：确定电子离原子核距离的远近，也决定电子运动时能量高低的主要因素，代表电子层。取值要求为n1。轨道角动量量子数li：与波函数的角度函数有关，决定电子轨道运动的角动量，代表电子亚层。取值要求为0lin-1.磁量子数mi：确定原子轨道与电子云在磁场作用下在空间的伸展方向。取值要求为-limili。自旋角动量量子数si：描述电子的自旋运动状态，电子有两个相反的自旋方向。取值为+1/2和-1/

2、2。关系：角动量量子数受主量子数限制，磁量子数受角动量量子数限制。前三个量子数共同确定一个空间轨道，即原子轨道。四个量子数共同确定原子轨道上电子的运动状态。说明：可参考书P13-14。,2、为什么铜原子的外围电子构型为3d104s1，而不是3d94s2？（P30-9）答：满足洪德（F.Hund）规则：即当等价轨道处于半充满（p3、d5、f7）或全充满（p6、d10、f14）状态时，原子所处的状态较稳定。说明：参考书P183、写出下列各组中缺少的量子数（P30-1）n=3,4,5,6,7 li=2 mi=0 si=+1/2 n=2 li=1 mi=-1 si=-1/2 n=4 li=2 mi=0

3、 si=1/2n=3 li=1 mi=0,1 si=-1/2说明：在填写量子数时，要综合考虑三者之间的制约关系。4、下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？（P31-2)答：不合理：m=0 或者l=1：l=0，1;m=0或0，1 或者n 4,5、写出原子序数分别为13、19、27、33元素的原子的电子排布式，并指出它们各属于哪一区、哪一族、哪一周期？（P31-6）a13 Al 1s22s22p63s23p1 p区 第三周期，Ab19 K 1s22s22p63s23p64s1 s区 第四周期，Ac27 Co 1s22s22p63s23p63d74s2 d区 第四周期，Bd33 As 1s22s22

4、p63s23p63d104s2 4p3 p区 第四周期，A 说明：具体书写原则见书P18。6、写出下列离子的电子排布式:S2-,I-,K+,Ag+,Pb2+,Mn2+,Co2+（P31-10）S2-:1s22s22p63s23p6 或Ne 3s23p6 I-:1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6或Kr 64d105s25p6 Ag+:1s22s22p63s23p63d104s24p64d10或Kr 64d10 Pb2+：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2或Xe4f145d106s2 Mn2+:1s22s

5、22p63s23p63d5或Ar3d5 Co2+:1s22s22p63s23p63d7或Ar3d7说明：失去电子的时候是先失去最外层电子，然后才失去次外层，直到达到相应的价态。7、某一周期（其稀有气体原子的最外层电子构型为4s2 4p6）中有A、B、C、D四种元素，已知它们的最外层电子层上的电子数分别为2、2、1、7；A、C的次外层上的电子数为8，B、D次外层上的电子数为18。问A、B、C、D是哪几种元素。Ca Zn K Br 说明：（其稀有气体原子的最外层电子构型为4s2 4p6）决定了为第四周期的元素。,第2章 分子结构 P54,1、根据下列分子的空间构型，推断中心原子的杂化类型，并简要说

6、明它们的成键过程。（p54-1）(1)SiH4(正四面体)中心原子Si的杂化类型为sp3杂化，Si的价层电子构型：3s23p2，与H的成键时：中心原子Si以4个sp3杂化轨道与4个H原子的1s轨道形成4个sp3-s 键。,(2)HgCl2(直线型)中心原子Hg的杂化类型为sp杂化，Hg的 价层电子构型为：6s2，与Cl原子的成键时：中心原子Hg以2个sp杂化轨道与2个Cl原子的3p轨道形成2个sp-p 键。,(3)BCl3(正三角形)中心原子B的杂化类型为sp2杂化，B的价层电子构型为：2s22p1，与Cl原子的成键时：中心原子B以3个sp2杂化轨道与3个Cl原子的3p轨道形成3个sp2-p

7、键。,(4)CS2(直线型)中心原子C的杂化类型为sp杂化，C的价层电子构型为：2s22p2，与S原子的成键时：中心原子C以2个sp杂化轨道与2个S原子的3p轨道形成2个sp-p 键，C原子剩余的2个p轨道与2个S原子的另一个3p轨道形成2个p-p 键。,2、用杂化轨道理论，推测下列分子中中心原子的杂化轨道类型，并预测分子或离子的几何构型。（P54-2）SbH3,BeH2,BI3,SiCl4,NH4+,H2Te,CH3Cl,CO2SbH3：(三角锥形)Sb:5s25p3(不等性sp3杂化）BeH2：（直线型）Be：2s2(sp 杂化）BI3：(平面三角形）B：2s22p1(sp 杂化)SiCl

8、4:(正四面体）Si:3s22p2(sp3杂化)NH4+:(正四面体）N：2s22p3(sp3 杂化)H2Te：(V形）Te：5s25p4（不等性sp3杂化）CH3Cl：(四面体）C：2s22p2(sp3杂化）CO2：（直线型）C：2s22p2(sp杂化）,说明：具体的参考书P37-40。,3.通过杂化轨道理论比较下列分子或离子的键角的大小：NH3,PCl4+,BF3,HgCl2,H2S（P54-3）NH3:sp3（三角锥型）107PCl4+：sp3（正四面体型）109BF3：sp2（平面三角形）120 HgCl2:sp（直线型）180 H2S:sp3（V型）104 HgCl2 BF3 PCl

9、4+NH3 H2S,4.预测下列各组物质的熔、沸点高低（P55-14）CH4,CCl4,CBr4,CI4H2O,H2SCH4,SiH4,GeH4He,Ne,Ar,Kr解：CH4 H2S（氢键）CH4SiH4GeH4HeNeArKr说明：熔沸点主要由分子间力决定，分子间力与分子的相 对分子质量有关。（见书P49-50）,第3章 晶体结构 P73,1.试推测下列物质中何者熔点高，何者熔点低。（P73-2）NaCl KBr KCl MgON2 Si NH3解：MgO NaCl KCl KBr Si NH3 N2 说明：对晶体结构相同的离子化合物，离子电荷数越多，核间距越短，晶格能就越大，相应的熔点就

10、越高，硬度就越大。（见书P67，,62）2.结合下列物质讨论键型的过渡（P74-3）Cl2 HCl AgI NaFCl2:非极性共价键HCl：极性共价键AgI：共价键、离子键NaF：离子键 Cl2 HCl AgI NaF 键型过渡：共价键向离子键过渡,3.写出下列各种离子的电子分布式，并指出它们属于何种离子电子构型？（P74-6）,4、试用离子极化的观点解释（P74-8）KCl,CaCl2 的熔点、沸点高于GeCl4解：K+,Ca2+,Ge4+为同周期元素，Ge4+电荷最高，半径最小，且为18电子构型，极化力最强，Ge-Cl键的共价成分最多，所以KCl,CaCl2 的熔点、沸点高于GeCl4Z

11、nCl2的熔点、沸点低于CaCl2解：Zn2+和Ca2+为同周期元素，电荷相同，但Zn2+为18电子构型，而Ca2+为8电子构型。18电子构型具有大的极化力和变形性。FeCl3的熔、沸点低于FeCl2 解：Fe3+的电荷高于Fe2+,半径小于Fe2+,因此Fe3+的极化力大于Fe2+，所以FeCl3的熔、沸点低于FeCl2。,第5章 电离平衡 P130,1、试计算：（P130-2）PH=1.00 与PH=4.00的HCl溶液等体积混合后溶液的PH PH=1.00的HCl溶液与PH=13.00的NaOH溶液等体积混合后溶液的PH PH=10.00与PH=13.00的NaOH溶液等体积混合后溶液的

12、PH解：H+1=10-1,H+2=10-4,等体积混合后H+=（H+1+H+2）/2=(10-1+10-4）/2=0.05PH=-lg H+=-lg 0.05=1.3:H+=10-1,OH-=10-1;等体积混合后，H+与 OH-反应完全，溶液呈中性，PH=7.0 OH-1=10-4,OH-2=10-1；等体积混合后，H+=（H+1+H+2）/2=(10-4+10-1）/2=0.05=0.055POH=-lg OH-=-lg 0.055=1.26 PH=14-POH=12.7,2、取0.10molL-1的HF溶液50mL，加水稀释至100mL，求稀释前后溶液的c（H+）、pH和电离度。（P13

13、0-5）解：查表得HF的电离常数K=3.5310-4 因为HF电离常数K=3.5310-4H2O的电离常数K=1.010-14，故可忽略水的电离,起始浓度 0.1 0 0,平衡浓度 0.1-x x x,则：,由于c/ka=142500,所以不能用近似公式H+=(cka)1/2X2/(0.10-x）=3.5310-4,3、在100ml 0.1mol/L NH3H2O 溶液中，加入1.07gNH4Cl固体（忽略体积变化），问改溶液的PH为多少？在此溶液中再加入100ml水，PH有何变化？（P130-14）解:nNH4Cl=1.07/53.5=0.02mol cNH4Cl=n/v=0.02/0.1=

14、0.2mol/L方法一：该溶液组成缓冲溶液：PKb=4.75,pka=14-PKb=9.25 PH=Pka+lg(NH3/NH4+)=9.25+lg(0.1/0.2)=9.25+lg0.5=8.95:加入100ml水，PH=Pka+lg(NH3/NH4+)=9.25+lg(0.05/0.1)=8.95 PH无变化方法二：OH-=(10-4.75 0.1)/0.2=0.5 10-4.75 H+=10-14/0.5 10-4.75=2 10-9.25 PH=8.95 OH-=(10-4.75 0.05)/0.1=0.5 10-4.75 H+=10-14/0.5 10-4.75=2 10-9.25

15、PH=8.95,4、在含有0.1mol/LHCl和0.01mol/LZnCl2的溶液中，室温下通入H2S至饱和，是否有ZnS沉淀产生？如有沉淀产生，则此时Zn2+是否沉淀完全？（P131-28）解：思路：Q KSP有沉淀产生 Q KSP 无沉淀产生 Q=Zn2+S2-所以需要求出S2-的浓度 饱和H2S的浓度为C H2S=0.1mol/L H2S=2H+S2-K=K1K2=9.110-81.110-12=110-19 K=H+2S2-/H2S S2-=H2S K/H+2=0.1 110-19/0.12=110-18 Q=Zn2+S2-=0.01 10-17=110-19KSP=1.610-24

16、 有沉淀产生 KSP=Zn2+S2-Zn2+=KSP/S2-=1.610-24/110-18=1.610-6 10-5 Zn2+沉淀完全,5、如果BaCO3沉淀中尚有0.01molBaSO4，试计算在1.0L此沉淀的饱和溶液中，应加入多少摩尔的Na2CO3才能使BaSO4完全转化为BaCO3？（P131-30）解：由于BaCO3 与BaSO4浓度积的差别，沉淀之间存在平衡 BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-SO42-=0.01/1=0.01mol/L K=SO42-/CO32=KspBaSO4/Ksp BaCO3=1.1 10-10/5.1 10-9=0.0216 CO32=0.0

17、1/0.0216=0.46mol/L 沉淀转化消耗了0.01mol/L CO32 所以CO32=(0.46+0.01）1.0=0.47mol,第6章 氧化还原反应 P153,2.指出下列物质中哪些只能做氧化剂或还原剂，哪些既能作氧化剂又能作还原剂 Na2S,HClO4,KMnO4,FeSO4,Na2SO3,Zn,HNO2,I2,H2O2 价态-2+7+7+2+4 0+3 0-1Na2S,HClO4,KMnO4,FeSO4,Na2SO3,Zn,HNO2,I2,H2O2氧化剂：HClO4,KMnO4还原剂：Na2S，Zn既能作氧化剂又能作还原剂：FeSO4,Na2SO3，HNO2,I2,H2O25

18、.指出下列反应反应中哪个是氧化剂？哪个是还原剂？写出有关半反应及电池符号。Cu2+FeCu+Fe2+C(Cu2+)=C(Fe2+)=0.1mol/L 氧化剂：Cu2+还原剂：Fe 正极：Cu2+2e Cu 负极：Fe-2e Fe2+电池:(-)Fe/Fe2+（0.1mol/L）/Cu2+（0.1mol/L）/Cu(+),H2+Cu2+Cu+2H+C(Cu2+)=C(H+)=1.0mol/L,P(H2)=1 105Pa 氧化剂：Cu2+还原剂：H2 正极：Cu2+2e Cu 负极：H2-2e 2H+电池:(-)Pt,H2(1 105Pa)/H+（1.0mol/L）/Cu2+（1.0mol/L）/

19、Cu(+)Pb+2H+2Cl-PbCl2+H2 C(H+)=C(Cl-)=1.0mol/L,P(H2)=1 105Pa氧化剂：Pb 还原剂：H2 正极：2H+2e H2 负极：Pb+2Cl-2e PbCl2电池:(-)Pb/PbCl2(s)/Cl-(1.0mol/L)/H+（1.0mol/L）/H2(1 105Pa),Pt6.根据标准电极电势预测下列反应能否发生，若能发生写出反应式并配平 KMnO4+H2O2+H+E(MnO4-/Mn2+)=1.507v E(O2/H2O2)=0.695v E(MnO4-/Mn2+)E(O2/H2O2)所以反应能发生 2KMnO4+5H2O2+6H+2 Mn2

20、+5O2+2K+8H2O,IO3-+I-+H+E(IO3-/I2)=1.195v E(I2/I-)=0.5355v E(IO3-/I2)E(I2/I-)所以反应能发生 IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O Br-+Fe3+E(Fe3+/Fe2+)=0.771v E(Fe3+/Fe)=-0.037v E(Br2/Br-)=1.066v E(Fe3+/Fe2+)E(Br2/Br-)E(Fe3+/Fe)E(Br2/Br-)所以不能反应 I2+Fe2+E(I2/I-)=0.5355v E(Fe3+/Fe2+)=0.771v E(I2/I-)E(Fe3+/Fe2+)所以不反应,10.写出下列各原电池

21、的电极反应式和电池反应式，并计算各原电池的电动势 Zn/Zn2+(0.01mol/L)/Fe3+(0.01mol/L),Fe2+(0.01mol/L)/Pt 负：Zn-2eZn2+正:Fe3+e Fe2+电池反应：Zn+Fe3+Zn2+Fe2+E(Zn2+/Zn)=E(Zn2+/Zn)+0.0592/2lgZn2+=-0.8212v E(Fe3+/Fe2+)=E(Fe3+/Fe2+)+0.0592/2lgFe3+/Fe2+=0.8302v E=E(Fe3+/Fe2+)-E(Zn2+/Zn)=1.65v Cu/Cu2+(0.01mol/L)/Ag+(0.01mol/L)/Ag 负：Cu-2e C

22、u2+正：Ag+e Ag Cu+2Ag+Cu2+2 Ag E(Cu2+/Cu)=E(Cu2+/Cu)+0.0592/2lgCu2+=0.2827v E(Ag+/Ag)=E(Ag+/Ag)+0.0592/2lgAg+=0.7404v E=E(Ag+/Ag)-E(Cu2+/Cu)=0.4577v,Pt,H2(100kPa)/H+(1.0mol/L)/Cl-(0.1mol/L)/Hg2Cl2(s)/Hg(l),Pt 负：H2-2e 2H+正：Hg2Cl2+2e Hg(l)+2 Cl-H2+Hg2Cl2 2Hg(l)+2H+2 Cl-E(H+/H2)=E(H+/H2)+0.0592/2lgH+2=0v

23、 E(Hg2Cl2/Hg)=E(Hg2Cl2/Hg)+0.0592/2lgCl-2=0.2681+0.0592=0.3273v E=E(Hg2Cl2/Hg)-E(H+/H2)=0.3273v14.已知：H3AsO4+2H+2eH3AsO3+H2O E=0.560v I2+2e 2I-E=0.5355v 反应H3AsO4+2I-+2H+H3AsO3+I2+H2O当C(H+)=110-7mol/L,其他有关组分仍处于标准状态时，反应向哪个方向进行？当C(H+)=6mol/L，其他有关组分仍处于标准状态时，反应向哪个方向进行？计算该反应的平衡常数K,解：E(H3AsO4/H3AsO3)=E+0.05

24、92/2lg(H3AsO4H+2/H3AsO3=0.56+0.0592/2lg(110-7)2=0.1456v E(I2/I-)=E(I2/I-)-0.0592/2lgI-2=0.5355v E(H3AsO4/H3AsO3)E(I2/I-)反应逆向进行 E(H3AsO4/H3AsO3)=E+0.0592/2lg(H3AsO4H+2/H3AsO3=0.7376v E(I2/I-)=0.5355v E(H3AsO4/H3AsO3)E(I2/I-)反应正向进行 lgK=nE/0.0592=0.8277 K=6.7,20.已知E(H+/H2)=0.00V,E(Ag+/Ag)=0.996V,Ksp(Ag

25、I)=8.2 10-17，对反应2Ag+2H+2I-2AgI+H2,当C(H+)=C(I-)=0.1mol/L,P(H2)=1 105Pa时：判断该反应进行的方向就算该反应的平衡常数K解：思路：根据反应2Ag+2H+2I-2AgI+H2设计合适的原电池，判断反应进行的方向和平衡常数设计原电池：负：Ag-e+I-AgI 正：Ag+e Ag 电池反应：Ag+I-AgI lgK=nE/0.0592=E(Ag+/Ag）-E(AgI/Ag)/0.0592 E(AgI/Ag)=0.7996-0.0592lgKsp(AgI)-1=-0.1527v设反应向右进行，则电极反应为:负：Ag+I-+e AgI 正：

26、2H+2e H2,E(H+/H2)=E(H+/H2)+0.0592/2lgH+2=-0.0592vE(AgI/Ag)=E(AgI/Ag)-0.0592lgI-=-0.0935vE(H+/H2)E(AgI/Ag)所以反应正向进行lgK=nE/0.0592=2 E(H+/H2)-E(AgI/Ag)/0.0592=5.16 K=1.44105,实验测得MnBr42-和Mn(CN)63-的磁矩分别为5.9B.M和2.8B.M，试根据价键理论推断这两种配离子的未成对电子数、杂化轨道类型、价电子分布及它们的空间构型。MnBr42-=n(n+2)1/2=5.9 n=5 杂化轨道：Br-为弱场配体 sp3 价

27、电子分布：3d5 空间构型：正四面体 Mn(CN)63-=n(n+2)1/2=2.8 n=2 杂化轨道：CN-为强场配体 d2sp3 价电子分布:3d4 空间构型：正八面体,第7章 配位化合物 P175,2.命名下列配合物Cu(NH3)4SO4,H2PtCl6,Co(en)3Cl3,CrCl2(NH3)2(H2O)2Cl,CuSiF6,Cu(NH3)4PtCl4Cu(NH3)4SO4:硫酸四氨合铜()H2PtCl6:六氯合铂()酸Co(en)3Cl3:三氯化三乙二胺合钴()CrCl2(NH3)2(H2O)2Cl：氯化二氯二氨二水合铬()CuSiF6：六氟合硅()酸合铜 Cu(NH3)4PtCl

28、4:四氯合铂()酸四氨合铜(),16.25 时，200ml 6.0mol/L 的氨水可溶解多少摩尔AgCl固体（忽略体积变化），已知：Ksp(AgCl)=1.8 10-10,K不稳Ag(NH3)2+=9.1 10-8。解：设平衡时Cl-的浓度为xmol/L AgCl+2NH3Ag(NH3)2+Cl-起始：6 0 0 平衡 6-2x x x K=Ag(NH3)2+Cl-/NH32=Ksp(AgCl)/K不稳Ag(NH3)2+=1.8 10-10/9.1 10-8=2.0 10-3 K=x2/(6-2x)2=2.0 10-3 X=0.24 n=0.24 0.2=0.048mol19.已知E(Zn2

29、+/Zn)=-0.762v;K不稳Zn(NH3)42+=3.5 10-10,求电极反应 Zn(NH3)42+2e Zn+4NH3的E解：K不稳Zn(NH3)42+=Zn2+NH34=Zn2+E=E(Zn2+/Zn)=E(Zn2+/Zn)+0.0592/2lgZn2+=-0.762+0.0592/2lg(3.5 10-10)=-1.04v,21.测得下列原电池的电动势为0.052v：(-)Cu,Cu(NH3)42+(1.0mol/L),NH3(1.0mol/L)/H+(1.0mol/L)/H2(100KPa),Pt(+)试计算Cu(NH3)42+的K不稳。已知E(Cu2+/Cu)=0.342v.

30、解：K不稳 Cu2+E(Cu(NH3)42+)Cu-2e+NH3 Cu(NH3)42+2H+2e H2 E(H+/H2)=0v E=E(H+/H2)-E(Cu(NH3)42+)=0.052v E(Cu(NH3)42+)=-0.052v E(Cu(NH3)42+)=E(Cu2+/Cu)=E(Cu2+/Cu)+0.0592/2lgCu2+Cu2+=10-13.3 K不稳(Cu(NH3)42+)=Cu2+=10-13.3=4.9 10-14,第八章 S区元素,1、完成下列反应方程式（P190-2）1：Ca（OH）2+2H2；2：4NaOH+O23：Be（OH）42-；4：Mg2+2NH3H2O5：2

31、K2CO3+3O2；6：2BaSO4+2H2O2、金属Li和K如何保存？如果在空气中保存会发生哪些反应？写出相应的反应方程式。（P190-5）答：Li浸于液体石蜡或封存于固体石蜡中，K应保存在煤油中。4Li+O2 2Li2O；6Li+N2 2Li3N；K+O2 K2O2,3、为什么不能用水，也不能用CO2来扑灭镁的燃烧？请写出一种扑灭镁燃烧的方法。（P190-6）Mg+H2O Mg（OH）2+H2；Mg+CO2 MgO+C用沙子扑灭4、商品NaOH中为什么常含有碳酸钠杂质？怎么用最简便的方法加以检验？如何除去它？（P190-9）答：因为氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成的碳酸钠杂质；取少量样品溶于水，加酸，若产生气体，则有；加氢氧化钙除去。,