无机化学第6版张天蓝主编课后复习题答案

1、无机化学第 6 版 张天蓝主编 课后习题答案第一章原子结构1、 =DE/h=(2.034 10-18J) / (6.626 10-34J s)=3.070 1015/s;l=hc/DE= (6.626 10-34Js 2.998 108m/s ) / (2.034 10-18 J)=9.766 10-8 m2、D 3-342-31h/2pmDx = (6.626 10kg m/s) / (23.14 9.11 10-10622-34kg1 10m)=1.16 10 m/s 。其中1 J=1(kg m)/s , h=6.626102(kg m)/s3、(1) l=h/p=h/m-3423=(6.

2、626 10kg m/s) / (0.010 kg1.0 10m/s)= 6.626 10-35m，此波长太小，可忽略；（ 2）D h/4 pmD=(6.626 10-342-3m/s)=kg m/s) / (4 3.14 0.010 kg 1.0 105.27 10-30 m，如此小的位置不确定完全可以忽略，即能准确测定。4、He+只有 1 个电子，与 H原子一样，轨道的能量只由主量子数决定，因此 3s 与 3p 轨道能量相等。而在多电子原子中，由于存在电子的屏蔽效应，轨道的能量由 n 和 l 决定，故 Ar+中的 3s 与 3p 轨道能量不相等。5、代表 n=3、l =2、m=0，即 3d

3、z2 轨道。6、（ 1）不合理，因为 l 只能小于 n；（ 2）不合理，因为 l =0 时 m只能等于 0；（ 3）不合理，因为 l 只能取小于 n 的值；（ 4）合理7、（ 1） 3；（ 2）4 l 1；（ 3）m=08、 14Si ：1s22s22p63s23p2，或 Ne 3s 23p2；23V：1s2 2s22p63s23p63d34s2，或Ar3d 34s2； 40Zr ：1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2，或 Kr4d 25s2；42Mo：1s 22s22p63s23p63d104s24p64d55s1，或 Kr4d 55s1；79Au：1s22s22p

4、63s23p63d104s24p64d104f 145s25p65d106s1，或 Xe4f 145d106s1；9、3s2：第三周期、 IIA 族、 s 区，最高氧化值为 II ；4s24p1：第四周期、 IIIA 族、p 区，最高氧化值为 III ； 3d 54s2：第四周期、 VIIB 族、d 区，最高氧化值为 VII ；4d105s2：第五周期、 IIB 族、 ds 区，最高氧化值为 II ；10、（1）33 元素核外电子组态： 1s22s22p63s2 3p63d104s24p3 或Ar3d 10s24p3，失去 3 个电子生成离子的核外电子组态为： 1s22s22p63s23p63

5、d104s2 或 Ar3d 104s2，属第四周期， V A 族；（ 2）47 元素核外电子组态：1s22s22p63s23p63d104s24p64d0 5s1 或Kr4d 105s1，失去 1 个电子生成离子的核外电子组态为： 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 或Kr4d 10，属第五周期， I B 族；（ 3）53 元素核外电子组态： 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5 或Kr4d 105s25p5，得到 1 个电子生成离子的核外电子组态为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 或Kr4d 1

6、05s25p6，属第五周期， VII A 族。11、根据电子填充顺序，72 元素的电子组态为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f 145s25p65d26s2，或 Xe4f 145d26s2；其中最外层电子的主量子数 n=6，属第 6 能级组，在第 6 周期，电子最后填入 5d 轨道，是副族元素，属 IV B 族， d 区元素，其价电子为 5d26s2，用 4 个量子数表示为： 5、2、0、+1/2 ；5、2、1、+1/2 ；6、0、0、+1/2 ；6、0、0、-1/2 ；12、（1）Br 比 I 的电负性大；（ 2）S 比 Si 的电离能大；（ 3）S- 比 S的

7、电子亲和能大。13、1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f 145s25p65d105f 145g186s26p66d106f 147s17d108s28p5，第 8 周期， VII A族， p 区。14、最外层 6 个电子，次外层 18 个电子（ 3s23p63d10）；它位于第 4 周期、VI A 族、 p 区；其基态原子的未成对电子数为2。第二章分子结构1、略。2、3、CH4：sp3 杂化； C2H2：sp sp2 杂化。4、物种价电子数-ClO44-NO332-6SiF 6BrF56NF34-NO23+NH44杂化； C2H4：sp2 杂化； H3COH：sp3

8、 杂化； CH2O：成键电子数孤对电子空间构型40四面体30平面三角形60八面体形51正方锥形31三角锥形21V 形40四面体5、根据电负性的差距越大， 所形成的化学键的极性越大可以进行判断：（1）极性 NaClMgCl2AlCl 3SiCl 4PCl5；（ 2）LiFNaFKFRbFHClHBrHI。6、略。7、（1）C原子的价层电子组态为 2s22p5，得到 4 个电子或失去 4 个电子才能形成稳定的电子层结构，但得失 4 个电子是十分困难的，故很难形成离子键。（2）AlBr 3 为共价化合物， 熔融时以分子形式存在， 故导电性能差。 AlBr 3溶于水后，在极性水分子的作用下发生电离，生

9、成Al 3+和 Br- ，故水溶液能导电。（3）邻羟基苯甲酸的羟基和羧基相邻，主要形成分子内氢键。而对羟基苯甲酸的羟基和羧基相互背离，不能形成分子内氢键，但能形成分子间氢键，分子间氢键使分子间的作用力增大，导致对羟基苯甲酸的熔点高于邻羟基苯甲酸。（4）根据 VSEPR理论， BeF2 分子中心原子 Be 的价层电子对数为 2，为直线型分子。 SF2 分子中心原子 S 的价层电子对数为 4，轨道构型为四面体，但因有 2 对孤对电子，故 SF2 的分子构型为 V 型。（5）P 元素有 3s、3p 和 3d 轨道，价层电子组态为 3s23p3，与 Cl 原子化合时，可采用 sp3 不等性杂化与 3

10、个 Cl 原子生成 PCl3 分子，也可以采用 sp3d 杂化与 5 个 Cl 原子生成 PCl5 分子； N元素只有 2s 和 2p 轨道，价电子组态为 2s22p3，只能采用 sp3 不等性杂化，有 3 个未成对电子与 3 个 Cl 原子生成NCl3 分子。（6）用分子轨道理论解释（略）。（7）H2S分子中存在取向力、诱导力和色散力，而 H2O分子中除了存在取向力、诱导力和色散力外，还有分子间氢键，导致分子间作用力较大，沸点较高。故是 H2O液体，而 H2S是液体。（8）用极化理论进行解释（略）。（9） CO分子为碳氧三键，成键时氧原子多提供一对电子，抵消了 C、O间由于电负性差距而产生的

11、偶极矩， 故 CO分子的偶极矩很小； CO2分子的碳氧键虽为极性键，但其分子为对称的直线型分子，故偶极矩为零。（10）BF3 分子为对称的平面三角形构型， 虽 B-F 键为极性键，但其分子偶极矩仍为零。 NF3 分子为不对称的三角锥型构型，且 N-F 键为极性键，正负电荷中心不重合，故分子的偶极矩不为零。8、（ 1）色散力。（2）取向力、诱导力、色散力、氢键。（3）取向力、诱导力、色散力。（4）诱导力、色散力。（5）取向力、诱导力、色散力。9、（ 1）H2NeCOHF。 H2、Ne 为非极性分子，分子间只存在色散力，色散力随分子量增大而增大，因此Ne 的分子间作用力大于H2 分子间作用力。CO

12、分子为极性分子，分子间存在着取向力、诱导力、色散力，其分子量又比 Ne 大，分子间色散力大于 Ne。HF分子间除存在取向力、诱导力、色散力以外，还存在分子间氢键。（2） CF4CCl4CB4CI4。CF4、CCl4、CB4 和 CI4 均为非极性分子，分子间只存在色散力，色散力随分子量增大而增大，因此沸点依次升高。10、略。第三章溶解与沉淀1、（ 1）离子积和溶度积的表达式均是所有产物浓度的系数次方之积比上所有反应物浓度的系数次方之积。但离子积表示的是任意溶液，是个变量，而溶度积表示的是饱和溶液，是个常量。（2） AgBr 在 AgNO3溶液中的溶解度很小，是因为同离子效应；而在KNO3溶液中

13、的溶解度增大，是因为盐效应。2、PbI ：K2+-2+-；Ba (PO)：K2+ 32- 2=Pb I；AgBr：K=Ag Br=Ba CO ；2spsp342sp3Fe(OH) ：K3+-3S：K+ 22- ；=Fe OH ； Ag=Ag S3sp2sp3、BaSO4设的溶解度为 S，则S(BaSO4)=K sp (BaSO4) 1/2 =1.0810-10 1/2 =1.0810-5(mol/L)=1.0810-5233 (g/ L)=2.3310-3 (g/ L)。4、先将 PbI2的溶解度转化为以 mol/L为单位，即 S(PbI 2)=6.2210-210/461=1.35 10-3

14、(mol/L)，假设其全部电离，则：Ksp(PbI 2)= Pb2+I- 2=S(2S) 2=4S3=9.810-95、AB2 的溶解度为 S=(2.410-3 )/80=310-5(mol/L)，则K(AB )=4S3=4(3-53-1310) =1.0810sp26、混合后： c(Ag+)=10/301.010-4 =1/310-4(mol/L)，c(CrO2-)=20/302.0-4=4/3-4(mol/L) ，则 Q(Ag CrO)= c(Ag+ 241010)42-)= (1/3-4)2(4/3-4)= 1.48-13(AgCrO4)=c(CrO4101010 Ksp500ml，则溶

15、液中的Ca2+和 CO32- 浓度分别为： c(Ca2+)=(201.010-4 )/500=410-6 mol/L ，c2-)=(305.0-4)/500=3-5mol/L ，离子积 Q= c (Ca2+) c(CO310102-)=4-6-5=1.2-10，故无沉淀生成。(CO3103 1010CH3COOH NH4H2O-2-+2-/HS-2、HS+H2O=S +H3O，Ka=H3 OS； HS+H2O= H2S+OH，+-+-+-；K =H OH2S/HS ；HO +HO=HO+OH，K = HOOH = Kb3223a3W+-=1 ；Zn(H O) 2+HO+HO=HO+HO，K =

16、OH/OH+HO=HO+Zn(H O) (OH)，3232a262325+2+-2- Zn(H 2 O)5(OH)+H2OKa=Zn(H 2O)5(OH) H 3O/ Zn(H2O)6；OH S+-14-3、因为 H3OOH= K W=1.0 10，所以 OH=KW/H 3O+=1.010-14 /1.010-5 =1.010-9mol/L-2-)=12.36 ，因酸性-2-，故碱4、已知 pK (HCO )=10.32，pK(HPOHCO HPOa3a4342- H2O，故乙酸在液氨中的酸性更强。+-，查表知6、质子传递平衡式为： NH3+H2O=NH4+OH，且 c=1.00 mol/LK

17、a(NH4+)=5.6210-10 ，则 Ka (NH3)=1.7810-5 ，由于 cKb(NH3)10KW，且c/K (NH )100，故用最简式求 pH 值。即b3OH- =cK b 1/2 =1.001.7810-5 1/2 =4.2210-3 ，即 pH=14-pOH=11.63。7、（ 1）质子传递平衡式为：+NH4+H2O= NH3+ H3O，且 c=0.10 mol/L ，查表+-10。由于 cKa+知 Ka(NH4 )=5.6210(NH4)10KW，且 c/K a(NH4 )100，故用最简式求 pH值。即 H+=ck a 1/2 =0.105.6210-10 1/2 =7

18、.510-6 ，即 pH=5.12。+-4。（2）CHNH+HO=CHNH + OH，且 c=1.0 mol/L ，查表知 K(CH NH)=4.38 1032233b32由于 cKb(CH NH)10K ，且 c/ Kb(CHNH)100 ，故用最简式求 pH值。即32W32OH- =ck b 1/2 =0.104.3810-4 1/2 =2.110-2 ，即-pH=14-pOH=14.00-1.68=12.32 。（ 3）F +H2O= HF+ OH，且 c=0.30 mol/L ，b-)=5.62-4。由于 cb-Wb-)100，故用最查表知 K (F10K(F)10K ，且 c/K (

19、F简式求 pH值。即 OH-=ckb 1/2 =0.305.6210-4 1/2 =2.3 10-6 ，即pH=14-pOH=8.36。8、c=0.030 mol/L ，查表知 K Al(H O)3+-5。由于 c=1.310a2KaAl(H 2 O) 3+10KW，且 c/ K aAl(H2O) 3+100，故用最简式求 pH 值。即OH- =ck a 1/2 =0.030 1.310-5 1/2 =1.3 10-5 ，即 pH=3.21。9、已知乙酰水杨酸的摩尔质量为180，故其物质的量浓度c=(0.65/180)(1/0.24)=1.510-2 mol/L ，且查表知其 Ka=3.310

20、-4 。由于 cKa10KW，而 c/K a=4510KW，且 c/K+=ck1/2=1.0-51/2=4.2-2，即 pH=1.38。100，故 H1.75 1010aa（2）为 NaAc的一元弱碱溶液。 Kb=KW/K a=10-14 /(1.7510-5 )=5.71 10-10 ，c=0.50 mol/L，因 cKb10KW，且 c/K b100，故-1/2=0.5-101/2=1.69-5，即OH =ck5.71 1010bpH=14-pOH=14-4.77=9.23。（3）为缓冲溶液。混合后，c(Ac- )= c(HAc)=0.25mol/L ，故 pH=pKa+lg Ac - /

21、HAc=-lg(1.7510-5 )+lg1=4.76 。（ 4）此为NaAc和 NaOH的混合溶液，溶液 pH 用强碱 NaOH计算，忽略弱碱 Ac- 的贡献，混合后 c(NaOH)=0.005 mol/L ，即 pOH=-lg 0.005=-2.30 ， 故 pH=14-2.30=11.70 （5）此为缓冲溶液。混合后 c(NaOH)=0.005 mol/L ，该NaOH会立即与 HAc反应，导致最终溶液中的c(HAc)=0.25 1.0/1.01-0.005=0.245，而c(Ac - )=0.251.0/1.01+0.005=0.255，根据缓冲溶液 pH计算公式可知：a-/HAc=-

22、lg(1.75-5)+lg(0.255/0.245)=4.78。pH=pK+lg Ac1015、由 pH=pK +lgV /(V-V) 可知，7.40=7.21+ lgV /(1-V) ，解得 V =0.62a2BBBBBL，VA =1-0.62=0.38 L 。16、根据平衡+-+HA+H2O=H3O+A，平衡时 c(HA)=c-x=c(1- ) ，c(H3O)=x=c ，c(A - )=x=c ，采用最简式求 Ka，即 Ka= c 2=0.100 (3.710-2 ) 2=1.4 10-4 ，计算结果反过来验证可知c/K a100，表明可以用最简式计算。17、Ka=1.7510-5 ，根据

23、平衡 HA+H2O=H3O+A- ，平衡时 c(HA)=c- xc，+-2x)22-2.378c(H 3O)=x ，c(A )=x，故 Ka= x /(c-x/c ，即 c=x /K a=(10 )/(1.7510-5 )= (1.7510-5 )/ (1.7510-5 )=1.0 ；要使 pH值等于 3.00 ，乙酸的浓度应为： c2= x 2 /K a=(10 -3.00 ) 2/ (1.7510-5 )= (1.0010-6 )/(1.7510)=0.0574 ，根据 c v =c v可知， v = c v /-51122211c =1.000.200/0.0574=1.75 L，故所需

24、水的体积应为 1.75-0.1=1.65L 。218、查表知 Ksp=5.5 10-6 。设 Ca(OH)2 饱和溶液的溶解度为 x，则根据沉淀溶解平衡式可知， Ksp=Ca2+OH- 2=x (2x) 2，x=(Ksp/4) 1/3 =1.1 10-2 ，则-2OH =2x=2.210 ，pH=14-pOH=12.34第五章氧化还原1、（ 1）系数依次为： 2，5，14，5，5，2，7；（2）系数依次为： 10，6，11，5，6，22；（3）系数依次为： 3，2，2，1，4；（ 4）系数依次为： 3，6，5，1，3；（ 5）系数依次为： 1，2， 3，1， 2，2。+-+-2、（ 1）正极：

25、2H+2e =H，负极：H+2OH=HO+2e，电池：H+OH= HO；（2）2222正极： Ag+e- =Ag，负极： Ag+I- =AgI+e- ，电池： Ag+ I- =AgI；（ 3）正极：2+-+2+-+-=CuCl；（ 4）正极：Cu +Cl +e = CuCl ，负极： Cu=Cu +e，电池： Cu+ Cl2+-2+-+2+Cu +2e =Cu，负极： Cu+4NH=Cu(NH)4+2e ，电池： Cu +4NH=Cu(4NH)433333、(1) (-)Zn2+(c)+H(p)Pt(+)Zn1H(c )22(2) (-)HgHgClCl-(c )3+),Fe2+Pt(+)2F

26、e ( c( c )2123(3) (-)PbPbSO42-(c 1)2+Pb(+)SO4Pb ( c 2)(4) (-)AgAg（NH3）2+( c 1), NH 3( c 2)Ag+ ( c 3)Ag(+)4、(1) E (Ag+/Ag)=0.7991V ；E(Cu2+/Cu)=0.340V ；E0，反应不能自发进行。(2) E(I /I-4+2+0，反应不能自发)=0.5355V ；E (Sn/Sn)=0.154V ；E2进行。(3) E(O2/ H 2O)=1.229V；E(Fe 3+/Fe 2+)=0.771V ；E 0，反应可自发进行。2-2-/S)=-0.59V0，反应可自发进行

27、。(4) E (S/S)=-0.407V ；E (SO3；E5、(1) 正极： Cu2+2e- =Cu；E(Cu2+/Cu) =0.340V ；负极： Ni=Ni 2+2e- ；E(Ni2+/Ni)=-0.257V ；电池： Cu2+Ni=Cu+ Ni 2+E= E (Cu2+/Cu)- E(Ni 2+/Ni)=0.340- （ -0.257）=0.597（ V）Gm=-nF E =-2965000.597/1000=-115 （KJ/mol ）(2) 正极： Cl 2+2e- =2 Cl - ；E (Cl 2/ Cl- )=1396V；2+-2+负极： Fe=Fe +2e；E (Fe/ Fe

28、)=-0.44V ；电池： Cl 2+ Fe=Fe2+ 2 Cl -E = E (Cl 2/ Cl- )- E (Fe 2+ Fe)=1.396- （-0.44）=1.8 （V）Gm=-nF E =-2965001.8/1000=-3.5102（KJ/mol ）；反应（ 2）6、反应（ 1）lgK 1 =10.7991-0.771/0.0592，得 K1 =2.98lgK=51.5-1.087/0.0592，得 K=7.634210 。27、设计电池： (-)AgAg2C2O4 (s)2-(1 mol/L)+C2 O4Ag (1 mol/L)Ag(+) ，电池反应为： 2Ag+CO42- =A

29、g2C2O4(n=2) ，lgK =lg(1/K sp)=20.7991-E(Ag2C2 O4/Ag)/0.0592，得 E (Ag2C2O4/Ag)=0.466 V 。22+2-)=1.3968、(1) 标准状态时， E (MnO/Mn )=1.23V ，E (Cl /ClV，E E(Cl 2 /Cl - ) ，故反应能自发进行。9、对于氢电极， E(H+/H2)=0.0000+0.0592lgc2(H+)/( pH2/ p)/2，当p(H2)=100kPa=p，c=1 mol/L 时： E(H +/H 2)=-0.0592pH ，令参比电极的电极电势为 ER，则有 (1)E R+0.0592 9.18=0.418 ，(2) E R+0.0592 pH=0.312 ，联立 (1)(2) 方程组可解得 pH=7.39。10、E=E(B 2+/B)+0.0592lgc(B2+)/2-E(A2+/A)+0.0592lgc(A2+)/2