习题无机化学.ppt

1 已知M2 离子的3d轨道中有5个电子 试推出M原子的核外电子排布M原子的最外层和最高能级组中电子数各为多少 M在周期表中的位置 答 1 根据轨道近似能级图 3d轨道在第四能级组出现 M必定为第四周期元素 因3d未充满 4p轨道肯定无电子 M为d区元素 元素失电子时 先失去4s电子 再失去3d电子 故M的核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d54s2 2 M最外层有两个电子 最高能级组为 4s3d4p 共有电子7个 3 M为第七族元素 2 在某一周期其稀有气体原子的最外层电子构型为4S24P6中有A B C D四种元素 已知它们的最外层电子数分别为2 2 1 7 A C的次外层电子数为8 B D是的次外层电子数是18 问A B C D是哪种元素 答 稀有气体最外电子层主量子数为4 则此四种元素均属于第四周期 A C的次外层电子数为8 则A C必定在s区 又A C最外层电子数为2 1 则A为Ca C为K 由B D的次外层电子数为18可知 B D只能在 B B或是p区A族 由于B D最外层电子数为2 7 故B为Zn D为Br A CaB ZnC KD Br 3 请解释下列事实 1 共价半径Co Ni NiRu RuCl O F 答 1 同周期元素原子半径的变化规律是 随着原子序数的增加 有效核电荷增加 核对电子的引力增加 半径减小 所以半径Co Ni 由于Cu原子的3d轨道全充满 屏蔽作用增大 外层电子受核的吸引力降低 半径增大 所以NiRu 由于镧系收缩造成的第六周期的元素的原子半径和同族第五周期的元素原子半径相近 但第六周期元素的有效核电荷数却高于同族第五周期元素 所以 与第五周期元素半径相近而有效核电荷数高的第六周期元素的第一电离能大 即第一电离能Ru Os 3 电负性的变化规律是 同周期元素随原子序数的增加 核对电子的引力增加 电负性增大 所以电负性OCl 4 元素原子的最外层仅有一个电子 该电子的量子数是n 4 l 0 m 0 si 1 2 或 1 2 符合上述条件的元素可以有多少种 写出他们的原子序数和核外电子排布 答 19 K1s22s22p63s23p64s124 Cr1s22s22p63s23p63d54s129 Cu1s22s22p63s23p63d104s1 答 分子式可以写成HONO2 配体为两个O和一个OH 中心价层电子对数3 N的杂化类型为sp2杂化 分子结构为三角形 5 用杂化轨道理论解释HNO3几何构型 激发电子 6 用价键理论解释下列分子的成键 指出成键类型 1 CCl4 2 NH3 3 BCl3 答 1 CCl4C价层电子构型2s22p2 只有两个单电子 为形成四个共价键 C的2s轨道电子被拆开 C的4个轨道的单电子分别和Cl的p轨道的单电子配对 CCl4分子中有4个 键 2 NH3N价层电子构型2s22p3 有3个单电子 3个单电子分别和H的1s轨道单电子配对 NH3分子中有3个 键 3 BCl3B价层电子构型2s22p1 有1个单电子 B与Cl形成3个共价键 B的2s轨道一对电子需拆开 B的3个轨道的单电子分别和Cl的3p轨道单电子配 BCl3分子中有3个 键 激发电子 7 比较下列物质的熔点高低并简要说明原因 1 HF HCl 2 H2O HF 3 NaCl KCl 答 1 熔点HF HCl HF分子的体积比HCl小 色散力比HCl小 但是HF分子之间形成很强的氢键 HF分子间总的作用力比HCl分子间总的作用力大 2 熔点H2O HF HF分子间虽然形成最强的氢键 但H2O分子之间形成氢键的数量是HF分子间氢键数量的两倍 H F H氢键的键能为28KJ mol 1 H O H氢键的键能为18 8KJ mol 1 3 熔点NaCl KCl Na 比K 的半径小 Na 与Cl 的静电引力大于与K 与Cl 的静电引力 NaCl离子键强于KCl 8 试比较SiCl4 NaCl MgCl2 AlCl3 PCl5的正离子极化能力大小 答 极化能力P5 Si4 Al3 Mg2 Na 离子半径P5 Si4 Al3 Mg2 Na 由于高电荷的强极化能力及其元素的电负性较大 PCl5和SiCl4为共价型化合物 AlCl3是以共价键为主的化合物 而NaCl MgCl2为离子型化合物 9 有五个电子 其量子数分别如下所示 写出它们的轨道符号 并按它们轨道能量高低依次序排列 如与能量相同的请注明 nlmsi 1 400 1 2 2 31 1 1 2 3 320 1 2 4 32 2 1 2 5 300 1 2 答 轨道符号依次是4s 3p 3d 3d 3s 能量从高到低的顺序是 3 4 1 2 5 10 有A B C三种元素 A元素的最高数的氧化物对应的水合物的分子式为HAO3 它能与氢生成含有氢8 82 的氢化物 B元素氧化数为 2的离子结构与氖原子相同 C元素原子核外电子数比B元素原子核外的电子数多5个 判断A B C各为什么元素 写出它们的核外电子排布式 并指出它们在中期表中的位置 答 从分子式HAO3判断A是非金属元素 且最高氧化数是 5 根据非金属元素的最高氧化数与最低氧化数的绝对值之和为8 可判断A最低氧化数为 3 则氢化物的分子式为AH3 设A元素的相对分子质量为M 则有8 82 M 3 1 3 1 解得M 31 可判断A为原子序数为15的P元素 它的核外电子排布是1s22s22p63s23p3 在周期表中第三周期 VA族 B原子序数为12 Mg 核外电子排布1s22s22p63s2在周期表中第三周期 A族 C原子序数为17 Cl 核外电子排布是1s22s22p63s23p5在周期表中第三周期 A族 11 已知下列各反应的平衡常数 1 0 10 14 1 78 10 5 6 17 10 10 求反应的平衡常数 解 1 2 3 4 在上述4个反应式中 式 1 式 2 式 3 式 4 则 4 的平衡常数为 6 17 10 10 1 78 10 5 1 0X10 14 1 10 12 N2O4的分解反应为 在25 时将3 176gN2O4置于1 00dm3容器中 反应达平衡时体系的总压力是p 计算N2O4的解离度 和分解反应平衡常数k 各气体的相对分压为反应的标准平衡常数为 13 273K时 水的饱和蒸气压为611Pa 该温度下反应的平衡常数是K 6 89 10 12 试用计算说明实际发生的过程是SrCl2 6H2O S 失水风化还是SrCl2 2H2O S 吸水潮解 14 反应在523K时 密闭容器中 1 注入150KPaPCl5 平衡时有100KPaPCl3分解 试计算该温度下的平衡常数K 及PCl5的分解百分率 2 同达到平衡后的 1 中加入20KPaCl2 则PCl5的分解百分率为多少 与未加Cl2时相比较有何变化 3 如开始时容器中就加入150KPaPCl5和20KPaCl2 平衡时PCl5分解的百分率又是多少 比较 2 3 结果 可以得出什么 解 1 开始时15000平衡时150 100100100 解离率 2 设加入120KPaCl2后PCl5分解了xKPa 开始时50100100 20平衡时50 x100 x120 x 解之得x 5KPa 所以平衡时还有55KPaPCl5存在 已有95KPa的PCl5分解 解离率 从计算结果看 加入Cl2后平衡向左移动解离率减小 3 设平衡时有yKPaPCl5分解 开始时150020平衡时150 yy20 y 解之得y 95KPa 解离率 从 2 3 计算结果看出 无论是平衡前还是平衡后加入Cl2 都会在此条件下形成新的平衡 加入等量的Cl2解离率相同 15 在含有0 1mol dm 3AgNO3 0 1mol dm 3Fe NO3 2和0 010mol dm 3Fe NO3 3的溶液中发生如下反应 1 反应向哪个方向进行 2 平衡时Fe2 Ag Fe3 的浓度各为多少 3 Ag 的转化率 4 如果保持Ag 和Fe3 的浓度不变而使Fe2 的浓度变为0 3mol dm 3 求在新条件下Ag 的转化率 K 3 0 2 设反应中生成Fe3 的浓度为xmol dm 3 开始浓度 mol dm 30 200 100 010平衡浓度 mol dm 30 20 x0 10 x0 010 x 平衡时c Ag 0 10 0 0283 0 0717mol dm 3平衡时c Fe2 0 20 0 0283 0 1717mol dm 3平衡时c Fe3 0 010 0 0283 0 0383mol dm 3 3 Ag 的转化率 x 0 0283mol dm 3 即 4 设在新的条件下Ag 的转化率为 平衡浓度 mol dm 30 30 0 10 0 10 0 10 0 010 0 10 由此可见 增大某反应物的浓度 可使平衡向正向移动 且使另一反应物的转化率增大 16 计算下列混合溶液的pH 1 30cm30 25mol dm 3的HNO2溶液和20cm30 5mol dm 3的HAc溶液混合 2 0 2moldm 3的H2SO4溶液和等体积的0 4moldm 3的Na2SO4溶液混合 已知Ka HAc 1 8 10 5 Ka HNO2 4 5 10 4 Ka2 H2SO4 1 0 10 2 平衡浓度 mol dm 3 0 15 xx yx 平衡浓度 mol dm 3 0 20 yx yy pH 2 08 平衡浓度 mol dm 3 0 20 xx0 10 x 2 等体积混合后H2SO4与Na2SO4反应生成HSO4 所以 HSO4 0 20mol dm 3 设平衡时 H 为xmol dm 3 则 解方程得x 0 016mol dm 3 pH 1 80 17 欲配制250cm3pH为5的缓冲溶液 问在125cm31 0mol dm 3的NaAc溶液中应加入多少cm3的6 0mol dm 3的HAc溶液 Ka HAc 1 8 10 5 18 若在50 0cm30 15mol dm 3的NH3 H2O和0 20mol dm 3的NH4Cl组成的缓冲溶液中 加入0 10cm31 0mol dm 3的HCl溶液 计算HCl加入前后的pH值各为多少 19 将50mL3 0mol dm 3醋酸和50mL1mol dm 3的NaOH混合 忽略溶液混合体积的变化 1 计算混合后溶液的pH Ka HAc 1 8 10 5 2 若向此溶液中通入0 10molHCl气体 忽略溶液体积的变化 混合溶液pH变化多少 20 已知CaF2的Ksp 2 5 10 11 HF的Ka 6 3 10 4 1 计算CaF2在水中的溶解度 2 导出CaF2饱和溶液的溶解度与 H 的关系式 3 计算pH 3 2时CaF2的溶解度 3 pH 3 2时 H 6 3 10 4mol L 1代入 2 中公式得s 2 9 10 4 mol L 1 21 某混合溶液中含有0 010mol L 1CuCl2和0 2mol L 1FeCl2 通入H2S气体达饱和 得到的是何种沉淀 已知Ksp CuS 8 5 10 45 Ksp FeS 3 7 10 19 H2S Ka1 1 1 10 7 Ka2 1 0 10 14 常温常压下H2S的饱和溶液中 H2S的浓度为0 10mol L 1 22 在10cm31 5 10 3mol dm 3MnSO4溶液中 加入5cm30 15mol dm 3氨水 1 能否生成Mn OH 2沉淀 2 在上述的MnSO4溶液中先加0 49g固体 NH4 2SO4 然后再加入5cm30 15mol dm 3氨水 是否有沉淀生成 Ksp Mn OH 2 2 06 10 14 Kb NH3 H2O 1 79 10 5 2 由 NH4 2SO4离解产生的c NH4 为 23 某厂用盐酸处理粗ZnO制备ZnCl2 在所得溶液中ZnCl2浓度约2mol L 1 同时含有杂质Fe2 0 01mol L 1 问 1 能否以Fe OH 2形式沉淀出Fe2 以达到提纯ZnCl2的目的 2 除铁的常用方法是先将Fe2 转化为Fe3 再加碱性试剂提高溶液的pH使Fe OH 3沉淀下来 要在ZnCl2溶液中除Fe3 溶液的pH应控制在什么范围 已知Ksp Fe OH 2 1 6 10 14 Ksp Fe OH 3 1 1 10 36Ksp Zn OH 2 1 2 10 17 24 混合溶液中加入2 5 10 2mol dm 3的Pb2 和1 0 10 2mol dm 3的Fe3 若向其中逐滴加