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无机化学第一章 溶 液一 、选择题1-1、将难挥发的非电解质溶于溶剂后，将会引起（ D ）A 沸点下降 B 凝固点升高 C 渗透压下降 D 蒸气压下降1-2、比溶剂更容易挥发的溶质溶于溶剂之后可能会引起（ C ）A 沸点上升 B 凝固点降低 C 蒸气压上升D 渗透压下降二、填空题1-3、难挥发非电解质稀溶液的通性又称为稀溶液的依数性，它包括 蒸汽压下降 ； 沸点升高 ；凝固点下降 ； 渗透压 。1-4、拉乌尔（FMRaoult）于1887年得出如下结论：在一定温度下， 难 挥发非电解质 烯 溶液的蒸气压下降与溶质的物质 的 量分数成正比。1-5、在纯水、以及浓度均为0.1mol/kg的KCl、K2SO4、蔗糖（C12H22O11）、NaAc溶液中，沸点最高的是 K2SO4 ，沸点最低的是 纯水 。1-6、比较下列溶液渗透压的大小：1.0% 的C12H22O11 1.0% 的C3H6O30.1mol/kg C2H5OH = 0.1 mol/kg C12H22O11 E4s B E3pE4s C E3dE4s D E3pK1,则该反应的( A )A H0B H0C H=0D无法判断5-2、通常情况下, 平衡常数Ka, Kb, Kw, Kh的共性是 ( D )A与温度无关 B受催化剂影响 C与溶质的种类无关 D与浓度无关5-3、根据Gf (NO,g)=86.5KJ/mol, Gf (NO2,g)=51.3KJ/mol判断反应(1) N2(g)+O2(g) = 2NO(g), (2) 2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g)的自发性,结论正确的是( A )A (2)自发(1)不自发B (1)和(2)都不自发C (1)自发(2)不自发D (1)和(2)都自发5-4、已知在标准状态下，反应N2(g)+2O2(g) 2NO2(g), rHm=67.8 KJ/mol，则NO2（g）的标准生成焓为（ B ）KJ/mol。A 67.8 B 33.9 C -33.9 D 67.85-5、如果某反应的G0298K 不能自发进行(2) rGm = 42.3-373 x 121 x 121 x 10-3 = -2.83 kJ/mol Ac- ； 比较酸性强弱：NH4+ 500 C(OH-) =（C Kb）1/2 =1.0 x 10-3 PH=11(2) pOH= pKb-log(0.10/0.10) =5.0pH= 14- pOH=14-5=9.06-20、已知HA的Ka=1.010-5。（1）试计算0.10mol/L HA溶液的pH 值。（2）0.10mol/L HA+0.10mol/L NaA混合溶液构成缓冲溶液，试计算该缓冲溶液的pH 值。 （3）分别向99mL上述缓冲溶液中加入1mL 1.0mol/LHCl或1mL 1.0mol/LNaOH溶液。计算溶液的pH值变化多少。（4）如果向99mL纯水中加入1mL 1.0mol/LHCl或1mL 1.0mol/LNaOH溶液，溶液的pH值有变化多少。解： （1）C/Ka500 C(H+) = (CKb)1/2=(0.10 x 10-5x 1.0) 1/2= 1.0 x 10-3 pH =3.0(2) pH = pKa lgC（酸）/ C（盐） = 5.0(3)加HCl pH = 5-lg( 0.10 x 99+1.0 x 1)/( 0.10 x 99-1.0 x 1) =5-0.048 =4.91 pH= 0.09 加NaOH pH = 5-lg( 0.10 x 99-1.0 x 1)/( 0.10 x 99+1.0 x 1) = 5+0.088=5.09 (4) 加HCl pH=-lg (1 x 1.0)/99+1 =2 pH= 2-7=-5加NaOH pOH=-lg (1 x 1.0)/99+1 =-2 pH= 12 pH=12-7=56-21、已知AgCl的Ksp=1.010-10,Ag2CrO4的Ksp=4.010-12。试计算：（1）AgCl在纯水中的溶解度； Ag2CrO4在纯水中的溶解度；（2）AgCl在0.001mol/L NaCl溶液中的溶解度。解： （1）AgCl S=（1.0 x 10-10）1/2=1.0 x 10-5 mol. L-1 Ag2CrO4 S=(4.0 x 10-12)/41/3 = 1.0 x 10-4 mol. L-1(2) S 0.001+SS (0.001+S) = S x 0.001 = 1.0 x 10 -10 S = 1.0 x 10 -7 mol. L-1第七章 氧化还原与电化学一、选择题7-1、在下列原电池中：(-)ZnZnSO4(1.0mol/L)CuSO4(1.0mol/L) Cu(+)，如果降低Zn2+的浓度，其电动势将（ A）。A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断7-2、在电极反应MnO4-+8H+（ 5e ） Mn2+4H2O的括号中应填入（ B ）A 2e B 5e C 7e D 8e二、填空题7-3、已知（Cl2/Cl-）= 1.36V，（Fe3+/Fe2+）= 0.771V，两个电对中较强的氧化剂是 Cl2 ，较强的还原剂是 Fe2+ ，若将上述两个电对组成原电池，则正极反应为 Cl2 + 2e Cl- ，负极反应为 Fe2+ Fe3+ +e ，电池反应是 Cl2 + 2Fe2+ Cl- +2Fe3+ ，电池的标准电动势E0= 0.58V ，计算电池电动势的能斯特方程为 。7-4、根据铜元素的电位图 Cu2+ 0 Cu+ 0.52v Cu 0.37v Cu2+/Cu+电对的标准电极电位0 = 0.22 v。Cu+的岐化反应为2Cu+ Cu2+ + Cu ，该反应中较强的氧化剂是 Cu2+ ，较强的还原剂是 Cu+ ，由该岐化反应构成的原电池的电池符号为 (-)PtCu+(c1)，Cu2+(c2)Cu+ (c3)Cu（+），原电池的标准电动势E0 = 0.52-0.22=0.30 v，其中正极发生的电极反应为 Cu+ + e Cu 。岐化反应的标准摩尔吉布斯函数rG0m= -nFE= -1x 96485x0.30x10-3 kJ/mol。25，c(Cu2+) = 0.1mo l/L，c(Cu+) = 0.01mol/L时，原电池的电动势E= E+ (0.0591/1)lgC2 (Cu+)/C(Cu2+) =0.1224 v。7-5、已知0(Cr2O72-/Cr3+)=1.33v。 Cr2O72-/Cr3+电对的电极反应是 Cr2O72- +14H +6e 2 Cr3+ +7H2O ，25，pH=2.00时该电对的条件电极电位0、= 1.05 v。三、计算题7-6、在pH=5时，比较0.01mol/L的KMnO4、100kPa的Cl2、0.01mol/L的K2Cr2O7的氧化性强弱（假定反应时c(Mn2+)=c(Cr3+)=c(Cl-)=1.0mol/L）。解：(1)MnO4-/ Mn2+：MnO4- +8H+5e = Mn2+ + 4H2O MnO4-/ Mn2+ =MnO4-/ Mn2+ + (0.059/5)lg(C MnO4-/CMn2+) =1.011V(2) Cl2/ Cl-=Cl2/ Cl- + (0.059/2) lg(PCl2/P)/C2(Cl-)=1.358V(3) CrO72- +14H +6e = 2Cr3+7H2O CrO72- / Cr3+ =1.358VCrO72- / Cr3+=CrO72- / Cr3+lg C (CrO72- )C14(H+)/C2 (Cr3+)=0.524VCl2/ Cl-MnO4-/ Mn2+CrO72- / Cr3+ pH=5时 氧化性 Cl2 MnO4- CrO72-7-7、Cu片插入0.01mol/L CuSO4溶液中，Ag片插入AgNO3溶液中组成原电池，298K时测定其电极电势E=0.46V。已知（Ag+/ Ag）= 0.80V，（Cu2+/ Cu）=0.34V。(1) 写出原电池符号； (2) 写出电极反应及电池反应；(3) 计算AgNO3溶液的浓度； (4) 计算298K时反应平衡常数的对数值lgK。解：(1) (-)CuCu2+(0.01mol L-1)Ag+ (C)Ag（+）(2) 负：Cu Cu2+2e 正 Ag+e Ag Cu+2 Ag+Cu2+ +2Ag(3)E=E- (2.30R/nF)lgQ= 0.46V即 0.46-(0.059/2)lg0.01/C2(Ag+)=0.46 C(Ag+)=0.1mol L-1(4) rG = -nF E=-RTlnK=-2.30RTlgK lgK=15.587-8、已知298K时的下列原电池，试写出电池反应和电极反应，并计算该电动势和电池反应的平衡常数。 已知（Cr2O72-/ Cr3+）=1.33V。Pt H2(101.325kPa) H+(1mol/L) Cr2O72-(1mol/L),Cr3+(1mol/L),H+ (110-3mol/L) Pt解 (1)3H2 + CrO72-+8H+2Cr3+7H2O 正：CrO72-+14 H+6e2Cr3+7H2O 负H2 2H+2e(2)+=-(0.0592/n)lgC(Cr3+)/C14(H+)C(CrO72-)=0.916V -=0-(0.0592 x 6/6)lg(1x10-3)= -0.176 E =(+)-(-)=0.916-(-0.176)=1.092(3) nFE=2.30RTlgK lgK= (6x96485x133)/(2.30x8.31x298)=135.18K=1.51x10135第八章 配位化合物一、选择题8-1、在Fe()形成的配位数为6的外轨型配合物里，中心原子的杂化类型为（ B ）A d2sp3 B sp3d2 C sd5 D p3d3二、填空题8-2、下列配合物的名称分别为：Ni(CO)4 四羰基合镍 ，Pt(NH3)4(NO2)ClCO3 碳酸一氯一硝基四氨合铂（），K4Fe(CN)6 硫氰合铁（）酸钾 NH4Cr(NH3)2(CNS)4 四异硫氰酸根二氨合镉（）酸铵 ，Cu(NH3)4SO4 硫酸四氨合铜（）， Co(NH3)5(H2O)Cl2氯化五氨 一水合钴（）。8-3、螯合剂要具备两个条件：第一，必须含有两个或两个以上的配位原子，即螯合剂是 多齿 配体；其次，螯合剂的两个配体原子之间最好间隔2-3个其他原子。8-4、配位化合物Co(NH3)5ClCl2的系统命名为 氯化五氨 一水合钴（） ，中心原子是 Co3+ ，配位体有 一个Cl-和5个NH3 ，配位原子有一个Cl和5个N，配位数是 6 ，中心原子的杂化轨道是 d2sp3 ，配离子是 正八面体 构型，内界是 Co(NH3)5Cl2+，外界是 Cl- 。8-5、配离子Cu(NH3)42+的K稳 = CCu(NH3)42+ /(Ccu2+ C4NH3) ，K稳 越大则说明该配离子越稳定 。8-6、配合物Cu(en)2Cl2的系统命名为 氯化二氯二乙二胺合铜（） ，配离子的电荷是 -2 ，配位体是 2个en ，配位原子是4个N，中心离子的配位数是 4 。根据价键理论，中心原子的杂化轨道为 dsp2 ，属于 平面正方形 型配合物。8-7、Na2CuEDTA的化学名称乙二胺四乙酸合铜（）酸钠 。外界是Na+ ，内界是 CuEDTA2- ，中心原子是 Cu2+ ，中心原子采取的杂化类型为 sp3d2 ，配离子的空间构型为 正八面体 ， 配位体有EDTA ，配位原子有 2个N、四个O ，配位数为 6 。无机化学课程讲授提纲课程编号：L0703101 学分：2课程名称：无机化学 学时：22+10英文名称： inorganic chemistry 课程性质：必修适用专业： 生态学、资源环境与城乡规划管理、木材科学与工程、城市规划、土木工程 先修课程：中学数学、物理、化学绪 论无机化学教学安排：1 教材：周莹主编无机化学2 参考教材： 陈学泽主编无机及分析化学，无机及分析化学实验。3 学时：理论教学22学时，实验教学10学时。4 教学内容：绪论、一、二、三、四、五、六、七、八。5 教学要求：预习：尽快将教材通读一遍。听课：要求做笔记。复习：利用一切可以利用的时机回忆课堂教学内容。作业：按时完成老师布置的作业。未布置的作业直接写在书上。辅导：教学主楼312。遇到问题及时登记教材的封底上，以便在遇到老师时可以随时找到问题的出处。6参考书：北京师范大学等校编无机化学，华中师范大学等校编分析化学。第一章 溶 液1 溶液浓度及其换算1.1物质的量浓度： c = n/v = m/Mv n= cv例1：计算98%浓硫酸（M=98.07）（d=1.84）的c。1.2物质的量分数： xA = nA/n总 双组分溶液 x1 = n1/（n1+n2） x1+x2=11.3质量摩尔浓度： b = nA/m剂 = mA/MAm剂例2：计算38.0%盐酸（M=36.46）溶液的b。2 稀溶液的依数性2.1拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压等于溶剂的饱和蒸气压乘以该溶剂的物质的量分数。 PB = PB0 XB = PB0（1-XA）2.2难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降： P = PB0 - PB = PB0 XA = PB0 bA /55.5 = K b2.3难挥发非电解质稀溶液的沸点升高：Tb =Tb-Tb0= Kb b 例3：计算0.10mol/LNaCl溶液的沸点（水溶液的Kb=0.513）。2.4非电解质稀溶液的凝固点下降：Tf = Tf-Tf0=Kf b 2.5非电解质稀溶液的渗透压： V = nRT = c RT 例4：计算298K，0.10mol/LNaCl溶液的渗透压。第二章 表面化学与胶体化学1. 表面化学与表面现象1.1表面与表面化学密切接触的两相之间的过渡区（约几个分子的厚度）称为界面。其中一相为气体的界面也称为表面。物质表面层的分子与内部分子所处的周围环境不同。内部分子受到四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵消；但是，表面层的分子一方面受到本相内分子的作用，另一方面又受到性质不同的另一相中分子的作用。因此，表面层的性质不同于物质内部。在相界面上的物质因具有与体相内部不同的结构和性质而产生的各种物理现象和化学现象称为表面现象。研究相界面上的各种表面现象的科学称为表面化学。1.2表面吉布斯函数由于表面层分子的状况与本体不同，因此，如果要把物质的分子从内部移到界面（或者说增大表面积）时，就必须克服体系内部分子之间的吸引力而对体系做功。在温度、压力和组成恒定时，可逆地使表面积增加dA所需要对体系做的功叫做表面功。w = dA = dG （1）称为比表面能或比表面吉布斯自由能、比表面张力等。根据热力学第二定律，系统总是自发地朝着吉布斯自由能减少的方向变化。式(1)表明，降低表面吉布斯自由能的两条途径是减小比表面张力和减小表面积。因此，表面活性剂自发地浓集于水溶液表面，使溶液的表面张力降低；小液滴总是自发地趋于呈球形状态，使表面积减小。 1.3弯曲液面上的饱和蒸气压表面张力使弯曲液面上的饱和蒸气压不同于平面液体：ln(Pr / p) = 2M / (RTr) 。可见，凸面（r0）液体上的饱和蒸汽压大于平面液体上的饱和蒸汽压，事实上，小液滴的半径越小，蒸气压越大；凹面（r0）液体的饱和蒸气压低于平面液体上的饱和蒸汽压，因此，木材毛细管容易从空气中吸潮，同时，木材中的水分比较难蒸发出来，而且毛细管越细，蒸气压越小越难蒸发。 1.4润湿和润湿角液体粘附在固体表面的过程称为润湿。润湿过程是固-液界面和气-液界面取代固-气界面的过程。当s-l s-g 时，固-液界面张力小于固-气界面张力，固体可以完全浸没在液体之中，发生浸没润湿；s-l +l-g s-g 时，固-液界面张力与液-气界面张力之和小于固-气界面张力，液体可以在固体表面完全铺展；s-l s-g +l-g时，固-液界面张力小于固-气界面张力与液-气界面张力之和，液体可以在固体表面发生粘附润湿，其中，润湿角cos= (s-g -s-l)/l-g。在木材的胶合或涂饰中，砂磨或等离子体溅射等操作可以获得表面积和比表面张力s-g都比较大的木材新表面，有利于获得有效的胶合和涂饰；同时，选择适合木材固体表面、s-l和l-g较小的胶粘剂或涂料也是提高胶合和涂饰效果的有效方法。 1.5弯曲液面下的附加压力和毛细管现象 弯曲液面下的附加压力 P = 2l-g /r毛细管中的液面上升高度 h = 2l-gcos/(rg)在毛细管内弯曲液面下附加压力的作用下，能润湿木材的胶液和涂料可以自发地进入木材管胞或其它空隙中，形成胶钉结构。涂料和胶粘剂的制备、储存、运输与使用，还涉及到高聚物的聚合与固化原理，以及分散系统中悬浊液、乳浊液、溶胶的稳定和聚沉的原理。1.6表面吸附选择性吸附：活性炭（色素）、木材（水蒸气）、AgI(Ag+或I-)、Fe(OH)3(FeO+)离子交换吸附：阳离子交换吸附（R-SO3H）、阴离子交换吸附（R-N(CH3)+OH-2. 胶体2.1胶团结构：硝酸银过量时的碘化银溶胶：(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3- 碘化钾过量时的碘化银溶胶：(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+ 过量硫化氢通入氯化亚锡得硫化亚锡溶胶：(SnS)mnHS-(n-x)H+x-xH+ 三氯化铁水解的氢氧化铁溶胶：Fe(OH)3mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl-2.2溶胶的性质：溶胶的光学性质：丁铎尔效应。溶胶的动力学性质：布朗运动。溶胶的电学性质：电泳、电渗。2.3溶胶的稳定和聚沉：溶胶的稳定性：布朗运动、胶粒表面同种电荷相斥、胶粒表面的水化层。溶胶的聚沉：电解质的聚沉（盐析）作用、相反电荷的溶胶的相互聚沉作用、高分子溶液的敏化作用和聚沉作用。电解质的聚沉能力：聚沉值 叔采-哈迪规则：反离子价数越高，聚沉能力越强，聚沉值越小。1-6：2-6：3-6 感胶离子序：3. 表面活性物质和乳浊液 3.1表面活性物质：能显著降低水的表面张力，具有极性基团和非极性基团。 3.2乳浊液：油包水型w/o，水包油型o/w例5：向25ml 0.1 mol/LKI溶液中加入10ml 0.005mol/LAgNO3溶液所制得的AgI溶胶的胶团结构为 ，该溶胶的胶粒带 电荷。在电泳中，胶粒向 极移动；在电渗中，溶液移向 极。如果NaNO3对该溶胶的聚沉值为60mmol/L，Ca(NO3)2对该溶胶的聚沉值为0.4mmol/L，则Na2C2O4对该溶胶的聚沉值大约为 mmol/L。是溶胶稳定的三大因素是 ，使溶胶聚沉的三种主要方法是 。 第三章 原子结构和元素周期律1描述原子核外电子运动状态的四个量子数1.1主量子数：电子层数。在决定电子运动能量中起主要作用。取 值 n = 1，2， 3， 4，5，6，光谱符号 K L M N O P1.2副量子数：角量子数，电子亚层。在决定电子运动能量中起辅助作用。取值范围 l = 0，1，2， 3，(n-1)光谱符号 s p d f1.3磁量子数：决定等价轨道在外磁场中能积分裂和能级高低。取值范围： m = 0，1，2，l1.4自旋量子数：决定电子的自旋运动方向。 取值范围 ms = 1/22核外电子排布和元素周期律2.1能量最低原理：尽可能占据能量较低的轨道。2.2鲍里不相容原理：一个原子轨道最多只能容纳两个电子。2.3洪特规则：在等价轨道上，尽可能分占不同的轨道。半充满 p3，d5，f7 全充满 p6，d10，f142.4鲍林近似能级图：能级组 1s， 2s2p， 3s3p， 4s3d4p， 5s4d5p， 6s4f5d6p， 7s5f6d7p所能容纳的电子数 2 8 8 18 18 32 322.5徐光宪能级顺序规律： 原子：外层电子（n+0.7l） 内层电子n 离子：外层电子（n+0.4l） 内层电子n例6： 26Fe、Fe3+、29Cu、Cu2+、24Cr、Cr3+的核外电子排布式。第四章 化学键与分子结构1价键理论1.1价键理论要点：自旋方向相反的未成对电子可以配对成键；最大重叠原理。1.2键：头碰头的形式重叠；电子云沿键轴方向呈对称分布。s-s：H-H s-p：H-Cl p-p：Cl-Cl1.3键：肩并肩的形式重叠；电子云对键轴呈反对称分布。p-p：O=O NN H2C=CH21. 4杂化轨道理论：1.4.1杂化轨道理论要点：1杂化：原子轨道重新组合的过程。杂化轨道：杂化后形成的新的原子轨道。2形成杂化轨道的条件：能级相近；n个原子轨道杂化后形成n个杂化轨道。3杂化轨道有利于最大重叠。1.4.2杂化轨道类型和实例：1 sp杂化：1个s轨道+1个p轨道 2个sp杂化轨道，键角180，直线型分子。BeCl2，HCCH，HgCl2，Ag(NH3)2+，O=C=O，CS2， 2 sp2杂化：1个s轨道+2个p轨道 3个sp2杂化轨道，键角120，平面三角形分子。BF3，H2C=CH2，H2C=C=CH2，C6H6，H3BO3，SO2，SO3，COCl2，NO2，H2CO3，HNO3， 3 sp3杂化：1个s轨道+2个p轨道 4个sp3杂化轨道，键角10928、，四面体型分子。 CH4，B(OH)4-，NH4+，Ni(NH3)42+，NH3，H2O，Al2Cl6，H3PO4，H2SO4，HClO4，HClO， 4 dsp2杂化：1个d +1个s + 2个p 4个sp3杂化轨道，键角90，平面四边型分子。 Ni(CN)43-，Cu(NH3)42+，PtCl43-，Cu(CN)42-，5 sp3d2杂化：1个s+3个p+2个d 6个sp3d2杂化轨道，键角90，八面体型分子。 Fe(H2O)63+，FeF63-，6 d2sp3杂化：2个d +1个s+3个p 6个sp3d2杂化轨道，键角90，八面体型分子。 Fe(CN)63-，Fe(CN)64-，Co(NH3)63+，Co(NH3)62+，PtCl62-等性杂化，不等性杂化；外轨型配合物，内轨型配合物。2分子轨道理论2.1 分子轨道理论基本要点：分子轨道由组成分子的各原子轨道根据能量近似、最大重叠和对称性三原则线性组合而成；分子的能量取决于分子中电子所占据的分子轨道的能量总和，分子中的电子排布也遵守能量最低原理、鲍里原理和洪特规则。2.2 成键轨道与反键轨道：成键轨道：当原子轨道波函数符号相同时，线性组合后分子轨道的波函数增强，两个原子核之间的电子云密度增大，有利于两个原子结合在一起，具有成键作用。成键轨道的能级低于原子轨道能级。反键轨道：当原子轨道波函数符号相反时，线性组合后分子轨道的波函数减