(完整版)无机及分析化学课后习题第四章答案

1、一.选择题1. 下列说法不正确的是（）A. 氢原子中,电子的能量只取决于主量子数nB. 多电子原子中,电子的能量不仅与n 有关,还与l 有关C. 波函数由四个量子数确定D. 是薛定格方程的合理解,称为波函数解：选C.波函数是由三个量子数n,l,m确定的，与自旋量子数 ms无关2下列波函数符号错误的是（）A. 1.0.0 B. 2.1.0C. 1.1.0 D. 3.0.0解：选C. n,l,m三个量子数的取值必须符合波函数的取值原则，即n>l>1 ml,所以1.1.0是错误的，应改为1.0.003 2p 轨道的磁量子数取值正确的是（）A. 1， 2B. 0， 1 ， 2 C. 1，

2、2， 3D. 0， +1 ， -1解：选 D。 只有 D 符合磁量子数的取值原则。因为m 取值受角量子数l 取值的限制，对于给定的l值，m=0, 1, 2,，1,共21+1个值。2P轨道的角 量子数 l= 1，所以磁量子数m=0，1。4基态某原子中能量最高的电子是（）A. 3,2,+1,+1/2 B. 3,0,0,+1/2 C. 3,1,0,+1/2 D. 2,1,0,-1/2解：选A。对于多电子的原子，其能量高低由 n,1共同决定，二者数值较大且均符合四个量子数取值原则的就是能量最高的电子。5 .某元素原子激发态的电子结构式为Ar3d34s24P2,则该元素在周期表中位于 （）A. d区VH

3、B族B. p区IVA族C. s区HA族 D. p区IV B族解：选A。某元素原子激发态的电子结构式为Ar3d 34s24p2,由此可知其基态原 子的电子结构为Ar3d 54s2,由分区及族的划分原则可知 A是正确的。6 .下列分子中，中心原子采用 sp3不等性杂化的是（）A. BeC12B. H2SC. CC14D. BF3解：选B。可用排除法进行选择。BeCl2的中心原子采用sp等性杂化；CCl4的中心原子采用sp3等性杂化；BF3的中心原子采用sp2等性杂化7下列说法不正确的是（）A. 所有不同类原子间的键至少具有弱极性B. 色散力不仅存在于非极性分子中C. 原子形成共价键数目等于游离的气

4、态原子的未成对电子数D. 共价键的极性是由成键元素的电负性差造成的解：选C。 原子形成共价键数目等于游离的气态原子的未成对电子数的这种说法是价键理论的观点，有缺陷；后来发展的杂化轨道理论认为，在形成化学键的过程中，中心原子的成对电子可以激发到能量相近的原子轨道而杂化成 键。8 下列各 物质 化学键中只存在键的是 （）A. CH2OB. PH3C. C2H4D. N2解： 选 B。 判断某物质化学键中只存在键就是说该物质不含有双键或三键。PH3分子中，中心原子采用sp3不等性杂化，只存在 单键，而CH2O、C2H4含有双键，N2 含有三键。9下列各物质化学键中同时存在键和 键的是（）A. SiO

5、2B. H2SC. H2D. C2H2解：选Do判断某物质化学键中同时存在键和 键的，简单的讲就是该物质既含有单键，又含有双键或三键。C2H2中C-C原子间含有一个键和两个键；A、 B、 C 则只存在单键。10下列元素电离能、电子亲和能及电负性大小的比较中不正确的是（）A.第一电离能：O>S>Se>TeB.第一电子亲和能：O>S>Se>TeC.电负性：Zn>Cd>HgD.电负性：Si>Al>Mg>Na解：选B。元素的电子亲和能越大，表示元素由气态原子得到电子生成负离子的倾向越大，该元素非金属性越强。但是因为第二周期原子半径较小，

6、电子间斥力较大造成第二周期元素的电子亲和能小于第三周期，所以B 是错误的。A.选项中0、S、Se Te为同一主族元素从上到下电离能由大变小，元素的 金属性逐渐增强，所以第一电离能：0>S>Se>Te正确。C、D考查的是电负性，其递变规律同一周期主族元素从左到右电负性逐渐增加，过渡元素的 电负性变化不大。同一主族元素从上到下电负性逐渐减小，副族元素则从上到下电负性逐渐增强。Zn、Cd、Hg为同一副族元素 Zn<Cd<Hg; Si、Al、Mg、Na为同一周期主族元素，所以电负性 Si>Al >Mg>Na是正确的。11 .下列物质的分子间只存在色散力的

7、是()A. SiH4B. NH3C. H2sD. CH30H解：选A。判断物质的分子间只存在色散力的原则即判断分子是否为非极性分子。SiH4是非极性分子，其他均为极性分子。12 .下列晶体熔化时只需克服色散力的是()A. CH3COOHB. CH3CH2OCH2CH3C. SiO2D. CS2解：选Do因为只有非极性分子间只存在色散力，晶体熔化时只需克服色散力即是说只要判断出哪种晶体是非极性分子晶体即可。CS2晶体是非极性分子晶体，熔化时只需克服色散力，而 SiO2晶体是原子晶体，CH3COOH、 CH3CH2OCH2CH3的晶体是极性分子晶体。二、填空题1.下列各电子结构式中，表示基态原子的

8、是(1)、表示激发态原子的是 (3)(4) (6),表示错误的是(5)。1 1) 1s22s1(2) 1s22s22d1(3) 1s22s12p2(4) 1s22S22p13s1(5)1s22s42p2(6) 1s22s22p63s23p63d12 .下列各组量子数中，(4)组代表某态Al原子最易失去的电子，(1)组代表Al原子最难失去的电子。(1) 1, 0, 0, 1/2(2) 2, 1, 1, 1/2(3) 3, 0, 0, +1/2(4) 3, 1, 1, 1/2(5) 2, 0, 0, +1/23.符合下列每一种情况的各是哪一族或哪一元素？(1)最外层有 6个p电子 UA 族，稀有气

9、体元素 (He除外) ;(2) n=4, l=0 轨道上的两个电子和 n=3、l=2轨道上的5个电子是价电子3d54s2 VH B族Mn ; (3) 3d轨道全充满，4s轨道只有一个电子3d104s1旧 族 Cu ;(4) +3价离子的电子构型与氮原子实Ar相同Ar3d 14s2mB族 Sc ;(5)在前六周期元素(稀有气体元素除外)中，原子半径最大Cs : (6)在各周期中，第一电离能Ii最高的一族元素 WIA族;(7)电负性相差最大 的两个元素 Cs Ne (F); (8) +1价离子最外层有18个电子 旧族 。4 .指出下列各能级对应的n和l值，每一能级包含的轨道各有多少？(1) 2p

10、n= , l= J ,有 3 条轨道;(2) 4fn=4 ,l=3,有7条轨道;(3) 6sn= 6,l=0,有1条轨道;(4) 5dn= 5,l=2,有5条轨道。5 .写出下列各种情况的合理量子数。(1) n = 3, 4,l = 2, m = 0, ms= +1/2(2) n= 3,l=1,2,m =1, ms = 1/2(3) n= 4,l=3,m=0, ms = +1/2, - 1/2(4) n= 2,l=0,m=0, ms = +1/2(5) n= 1,l= 0,m =0 , ms = +1/2, 1/2 。6.某一多电子原子中具有下列各套量子数的电子，各电子能量由低到高的顺序为(若

11、能量相同，则排在一起） E1s<E2s<E3p<E3d=E3d<E4f。nlmms(1)321+1/2(2)4321/2(3)200+1/2(4)320+1/21001/2(6)311+1/27.试用s, p, d, f符号来表示下列各元素原子的电子结构：(1)18ArNe 3s23p6(2)26FeAr 3d64s2(3)53Ikr 4d105s25p5(4) 47AgKr 4d 105s18.根据下列原子的价电子层结构填表:价电子层结构区周期族最高正氧化态电负性4s1s第四IA+1第四3s23p5p第三VIIA+7第一3d24s2d第四IVB+4弟二5d106s2d

12、s第六IIB+2弟-9.已知甲元素是第三周期p区元素，其最低氧化态为一1,乙元素是第四周期d区元素，其最高氧化态为+4。试填下表:73?外层电子构型族金属或非金属电负性相对高低甲1s22s22p63s23p5VUA非金属高乙Ar3d 24s2IVB金属低10. (1) PF3 =3.44 10 30Cm,而BF3 =0 ,这是由于PF3的分子构型为角锥形 ,是 极 f生分子，而BF3的分子构型为 平面三角 _型，是一非极 性分子。(2) PH3 =1.84 10 30C m,小于 PF3 =3.44 W 30C m,这是因为P-F的极 Tj>P-H的极性或F的电负性>H的电负性。(

13、3) H2O, H2S, H2Se三物质，分子间取向力按_ HgSe HS、H?。顺序 递增，色散力按_ H2O、H2S、H2Se顺序递增，沸点按_ H?S、HgSe H2O 顺序递增。(4)下列各物质中每个碳原子所采用的杂化轨道分别是 (CH4, C2H2, C2H4, CH3OH, CH2O) CH4： sp3杂化；C2H2: sp 杂化；C2H4： sp2; CH30H : sp3杂化; CH20 : sp2 杂化。11.判断下列晶体的熔点高低顺序：(1) NaCl KCl N2 NH3 Si PH3 Si > NaCI > KCl > NH 3 > PH3>

14、; N2(2) CaF2 BaCl2 CaCl2 CaF2> CaC2> BaC|2,(3) SiCl4 SiBr4 SiC MgO SiC > MgO > SiBr«> SiCM 、(4) KCl Si02 H2O SiO2>KCI>H2O(s)。三、简答题1 .指出下列各组中错误的量子数并写出正确的。(1) 3,0,2,+1/2(2) 2, 1,0,1/2(3)1,0,0, 0(4) 2, 2, 1, -1/2(5) 2, 2, 2, 2解：4. (1) 3,0,_0_, +1/2；或 3, 2,-2, +1/2;(2) 2, _

15、7;, 0 , -1/2；或 2, 0, 0 , -1/2;(3) 1 , 0,0 , +1/2 ,;或 1 , 0,0 ,-1/2;(4) 3 , 4 -., 2 , -1, -1/2 ;或 2, °, -1, -1/2 ; 2,旦，-1, -1/2 ;(5) 3 , 2,2 , ±1/2 ; 或 2 , ±, 土！，土 1/2 ;2 , , 0, 土 1/2 ;2 , 0, 0, 土 1/2 ;2.元素Ti的电子构型是Ar3d24s2,试问这22个电子(1)属于哪几个电子层？ 哪几个亚层？ ( 2)填充了几个能级组的多少个能级？ ( 3)占据着多少个原子轨 道

16、？ (4)其中单电子轨道有几个？ ( 5)价电子数有几个？解：(1) 4个电子层，7个亚层(2) 4个能级组，7个能级(3) 12条原子轨道(4) 2条原子轨道(5) 4个价电子3 .第五周期某元素，其原子失去最外层仅有的 2个电子，在1=2的轨道内电子 全充满，试推断该元素的原子序数、电子结构，并指出位于周期表中哪一族？是 什么元素？解：电子结构Kr4d 105s2 , 48号元素，在第五周期，第H B, Cd镉4 .指出符合下列各特征元素的名称：(1)具有1s22s22P63s23P63d84s2电子层结构的元素；(1) 碱金属族中原子半径最大的元素；(3) HA族中第一电离能最大的元素；

17、(4) VUA族中具有最大电子亲合能的元素；(5) +2价离子具有Ar3d 5结构的元素；解：(1) 1s22s22P63s23P63d84s2 锲 Ni (2) Cs (3) Be (4) Cl (5) Mn5 .有A、B两元素，A原子的M层和N层电子数分别比B原子同层电子数少7 个和4个，写出A、B原子的名称和电子构型，并说明推理过程。解：A Ar 3d 34s2 即 23VB Ar 3d 104s24p4 即 34Se6 .指出下列分子中存在的键和键的数目：C2H2, PH3, CO2, N2, SiH4C2H22兀、3(7键；PH33(7键；CO22% 26键；N2 2% 16键；Si

18、H44(r键7预测下列各组物质熔点、沸点的高低，并说明理由。（ 1） 乙醇 >二甲醚（ 2）甲醇< 乙醇 < 丙醇（ 3）乙醇丙三醇（ 4） HF > HCl8指出下列各组化合物中，哪个化合物的价键极性最大？哪个最小？1） NaCl MgCl2AlCl 3SiCl4 PCl5（ 2） LiF NaF KF RbF3） HFHClHBrHI解： （ 1）极性最大NaClPCl59下列分子中哪些有极性，哪些无极性？从分子构型加以说明。2）3）极性最大极性最大RbF ，极性最小LiFHF ，极性最小HI1） CS2 （ 2） BF3 （ 3） NF34）CHCl3 （ 4） SiH4 （ 5） OF2解：（1） C5非极性分子，直线形（2） BF3非极性分子,平面三角形（3） NF3极性分子,三角锥形（4） CHC13极性分子，变形的正四面体（5）