習(xí)題無機(jī)化學(xué)

1、1.已知M2+離子的3d軌道中有5個(gè)電子，試推出M原子的核外電子排布M原子的最外層和最高能級(jí)組中電子數(shù)各為多少,M在周期表中的位置。 答:(1)根據(jù)軌道近似能級(jí)圖，3d軌道在第四能級(jí)組出現(xiàn)，M必定為第四周期元素，因3d未充滿，4p軌道肯定無電子，M為d區(qū)元素，元素失電子時(shí)，先失去 4s電子，再失去3d電子，故M的核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d54s2。 (2)M最外層有兩個(gè)電子，最高能級(jí)組為 (4s3d4p),共有電子7個(gè)。 (3)M為第七族元素。2. 在某一周期其稀有氣體原子的最外層電子構(gòu)型為4S24P6中有A，B，C，D四種元素，已知它們的最外層電子數(shù)分別為2，2，1，

2、7；A，C的次外層電子數(shù)為8，B，D是的次外層電子數(shù)是18，問A、B、C、D是哪種元素？答：稀有氣體最外電子層主量子數(shù)為4，則此四種元素均屬于第四周期；A,C的次外層電子數(shù)為8，則A,C必定在s區(qū)，又A,C最外層電子數(shù)為2，1，則A為Ca, C為K;由B,D的次外層電子數(shù)為18可知，B,D只能在B,B或是p區(qū)A族，由于B,D最外層電子數(shù)為2，7，故B為Zn，D為Br。 A.Ca B.Zn C.K D.Br3請(qǐng)解釋下列事實(shí)：(1)共價(jià)半徑CoNi,NiRu, RuCl,ONi；由于Cu原子的3d軌道全充滿，屏蔽作用增大，外層電子受核的吸引力降低，半徑增大，所以NiRu；由于鑭系收縮造成的第六周期

3、的元素的原子半徑和同族第五周期的元素原子半徑相近，但第六周期元素的有效核電荷數(shù)卻高于同族第五周期元素，所以，與第五周期元素半徑相近而有效核電荷數(shù)高的第六周期元素的第一電離能大，即第一電離能RuOs。（3）電負(fù)性的變化規(guī)律是：同周期元素隨原子序數(shù)的增加，核對(duì)電子的引力增加，電負(fù)性增大，所以電負(fù)性O(shè)Cl。4.元素原子的最外層僅有一個(gè)電子，該電子的量子數(shù)是n=4,l=0,m=0,si=1/2(或-1/2）。符合上述條件的元素可以有多少種，寫出他們的原子序數(shù)和核外電子排布。 答：19,K 1s22s22p63s23p64s1 24,Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 29,Cu 1s22

4、s22p63s23p63d104s13s3p3p3p3ssp2激發(fā)電子雜化答.分子式可以寫成HONO2 ,配體為兩個(gè)O和一個(gè)OH,中心價(jià)層電子對(duì)數(shù)3，N的雜化類型為sp2雜化。分子結(jié)構(gòu)為三角形。5.用雜化軌道理論解釋HNO3幾何構(gòu)型。2s2p2p2s激發(fā)電子6.用價(jià)鍵理論解釋下列分子的成鍵，指出成鍵類型。 (1). CCl4 (2). NH3 (3). BCl3 答. (1). CCl4 C價(jià)層電子構(gòu)型2s22p2，只有兩個(gè)單電子，為形成四個(gè)共價(jià)鍵，C的2s軌道電子被拆開。C的4個(gè)軌道的單電子分別和Cl的p軌道的單電子配對(duì)，CCl4分子中有4個(gè)鍵。(2). NH3 N價(jià)層電子構(gòu)型2s22p3，

5、有3個(gè)單電子，3個(gè)單電子分別和H的1s軌道單電子配對(duì)。 NH3分子中有3個(gè)鍵。(3). BCl3 B價(jià)層電子構(gòu)型2s22p1，有1個(gè)單電子，B與Cl形成3個(gè)共價(jià)鍵，B的2s軌道一對(duì)電子需拆開。 B的3個(gè)軌道的單電子分別和Cl 的3p軌道單電子配，BCl3分子中有3個(gè)鍵。2s2p2p2s激發(fā)電子7.比較下列物質(zhì)的熔點(diǎn)高低并簡要說明原因(1). HF,HCl(2). H2O,HF(3). NaCl,KCl答: (1).熔點(diǎn)HFHCl。HF分子的體積比HCl小，色散力比HCl 小，但是HF分子之間形成很強(qiáng)的氫鍵， HF分子間總的作用力比HCl分子間總的作用力大。 (2).熔點(diǎn)H2OHF。HF分子間雖

6、然形成最強(qiáng)的氫鍵，但H2O分子之間形成氫鍵的數(shù)量是HF分子間氫鍵數(shù)量的兩倍（H-FH氫鍵的鍵能為28KJ. mol-1，H-OH氫鍵的鍵能為18.8KJ. mol-1） 。 (3).熔點(diǎn)NaClKCl 。Na+比K+的半徑小， Na+與Cl-的靜電引力大于與K+與Cl-的靜電引力， NaCl離子鍵強(qiáng)于KCl。8.試比較SiCl4, NaCl,MgCl2,AlCl3,PCl5 的正離子極化能力大小。 答：極化能力 P5+Si4+Al3+Mg2+Na+ 離子半徑 P5+Si4+Al3+Mg2+Si4+Al3+Mg2+Na+ 由于高電荷的強(qiáng)極化能力及其元素的電負(fù)性較大，PCl5和SiCl4為共價(jià)型化

7、合物，AlCl3是以共價(jià)鍵為主的化合物，而NaCl,MgCl2為離子型化合物。9. 有五個(gè)電子，其量子數(shù)分別如下所示，寫出它們的軌道符號(hào)，并按它們軌道能量高低依次序排列（如與能量相同的請(qǐng)注明）。 n l m si(1) 4 0 0 +1/2(2) 3 1 -1 - 1/2(3) 3 2 0 +1/2(4) 3 2 -2 -1/2(5) 3 0 0 -1/2答：軌道符號(hào)依次是4s,3p,3d,3d,3s,能量從高到低的順序是(3) =(4) (1) (2) (5) 10.有A,B,C三種元素，A元素的最高數(shù)的氧化物對(duì)應(yīng)的水合物的分子式為HAO3,它能與氫生成含有氫8.82%的氫化物；B元素氧化數(shù)

8、為+2的離子結(jié)構(gòu)與氖原子相同；C元素原子核外電子數(shù)比B元素原子核外的電子數(shù)多5個(gè)，判斷A,B,C各為什么元素，寫出它們的核外電子排布式，并指出它們?cè)谥衅诒碇械奈恢?。答：從分子式HAO3判斷A是非金屬元素，且最高氧化數(shù)是+5。根據(jù)非金屬元素的最高氧化數(shù)與最低氧化數(shù)的絕對(duì)值之和為8，可判斷A最低氧化數(shù)為-3，則氫化物的分子式為AH3 。設(shè)A元素的相對(duì)分子質(zhì)量為M,則有8.82%*（M+3*1)=3*1,解得M=31,可判斷A為原子序數(shù)為15的P元素，它的核外電子排布是1s22s22p63s23p3 ，在周期表中第三周期，VA族； B原子序數(shù)為12,Mg,核外電子排布1s22s22p63s2在周期表

9、中第三周期，A族； C原子序數(shù)為17,Cl,核外電子排布是1s22s22p63s23p5在周期表中第三周期，A族。11.已知下列各反應(yīng)的平衡常數(shù)。wK=1.010-14 bK=1.7810-5 aK=6.1710-10 NH3 + H2ONH4+ +OH-NH3 + HCNNH4+ + CN-求反應(yīng) 的平衡常數(shù)。HCNH+CN-解：NH3 + H2ONH4+ +OH-NH3 + HCNNH4+ + CN-HCNH+CN-（1）H+ +OH- H2O（2）（3）（4）在上述4個(gè)反應(yīng)式中，式（1）+ 式（2） -式（3）= 式（4）則（4）的平衡常數(shù)為KaKbKwK=(6.1710-10) ( 1

10、.7810-5 ) (1.0X10-14) =1.1012.N2O4的分解反應(yīng)為 ,在25時(shí)將3.176g N2O4置于1.00dm3容器中，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓力是 p,計(jì)算N2O4的解離度和分解反應(yīng)平衡常數(shù)k 。N2O42NO2N2O42NO2解：反應(yīng)前N2O4的物質(zhì)的量為n=3.716/92.02=0.03145mol 反應(yīng)前后各氣體的物質(zhì)的量為反應(yīng)前/mol n 0反應(yīng)后/mol n(1-) 2n反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)總的物質(zhì)的量為n總= n(1-) + 2n = n(1+)將N2O4和NO2近似看成理想氣體，則pV= n總RT= n(1+)RT得= pV /nRT-1=0.1848各氣體的相

11、對(duì)分壓為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為12)1 (222nnppxPpNONO總11)1 ()1 (4242nnppxPpONON總1414. 014)11()12()()(2222422pppPKONNO13.273K時(shí)，水的飽和蒸氣壓為611Pa,該溫度下反應(yīng) 的平衡常數(shù)是K=6.8910-12，試用計(jì)算說明實(shí)際發(fā)生的過程是SrCl26H2O(S)失水風(fēng)化還是 SrCl22H2O(S)吸水潮解。SrCl2.6H2OSrCl2.2H2O(s)(s)+4H2O(g)42PPKOHSrCl2.6H2OSrCl2.2H2O(s)(s)+4H2O(g)PaPaKPPOH164)1089. 6(10013. 1

12、)(41125412解：由于PH2O PH2O，飽和，說明SrCl26H2O脫水反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)水的分壓小于水的飽和蒸汽壓，使脫水反應(yīng)逆向進(jìn)行，即SrCl22H2O吸水潮解。14.反應(yīng) 在523K時(shí)，密閉容器中（1）注入150KPaPCl5,平衡時(shí)有100KPaPCl3分解，試計(jì)算 該溫度下的平衡常數(shù)K 及PCl5的分解百分率；（2）同達(dá)到平衡后的（1）中加入20KPaCl2, 則PCl5的分解百分率為多少？與未加Cl2時(shí)相比較有何變化？（3）如開始時(shí)容器中就加入150KPa PCl5 和20KPa Cl2,平 衡時(shí)PCl5分解的百分率又是多少？比較（2）（3）結(jié)果，可以得出什么？PCl5(g)

13、PCl3(g) + Cl2(g)解：（1）PCl5(g)PCl3(g) + Cl2(g)開始時(shí) 150 0 0平衡時(shí) 150-100 100 100 0 . 210050100100100100)(523ppppppKPClClPCl%7 .66%100150100PCl5(g)PCl3(g) + Cl2(g)解離率10050100120100100 xxxK（2）設(shè)加入120KPa Cl2后 PCl5分解了x KPa 開始時(shí) 50 100 100+20平衡時(shí) 50-x 100+x 120+x解之得x=-5 KPa所以平衡時(shí)還有55 KPa PCl5存在，已有95KPa的PCl5分解。解離率%

14、3 .63%10015095從計(jì)算結(jié)果看，加入Cl2后平衡向左移動(dòng)解離率減小。10015010020100yyyKPCl5(g)PCl3(g) + Cl2(g)（3）設(shè)平衡時(shí)有 y KPa PCl5分解開始時(shí) 150 0 20平衡時(shí) 150-y y 20+y解之得y=95 KPa%3 .63%10015095解離率從（2）（3）計(jì)算結(jié)果看出，無論是平衡前還是平衡后加入Cl2 ,都會(huì)在此條件下形成新的平衡，加入等量的Cl2 解離率相同。15.在含有0.1moldm-3 AgNO3 、0.1moldm-3Fe(NO3)2和0.010moldm-3 Fe(NO3)3 的溶液中發(fā)生如下反應(yīng)（1）反應(yīng)向

15、哪個(gè)方向進(jìn)行（2）平衡時(shí)Fe2+ ,Ag+,Fe3+ 的濃度各為多少,（3） Ag+ 的轉(zhuǎn)化率（4）如果保持Ag+和Fe3+的濃度不變而使Fe2+的濃度變?yōu)?0.3moldm-3.求在新條件下Ag+的轉(zhuǎn)化率？（K=3.0)Fe2+(aq) + Ag+(aq)Fe3+ (aq) + Ag(s)解：（1）開始時(shí)的反應(yīng)商5 . 020. 010. 0010. 0)()()(23cAgccFeccFecQJK ,所以反應(yīng)向正方向進(jìn)行（2）設(shè)反應(yīng)中生成Fe3+的濃度為x moldm-3開始濃度/moldm-3 0.20 0.10 0.010 平衡濃度/moldm-3 0.20-x 0.10-x 0.01

16、0+x平衡時(shí)c(Ag+)=0.10-0.0283=0.0717 moldm-3 平衡時(shí)c(Fe2+)=0.20-0.0283=0.1717 moldm-3平衡時(shí)c(Fe3+)=0.010+0.0283=0.0383moldm-3(3) Ag+的轉(zhuǎn)化率cAgccFeccFecK)()()(230 . 3)10. 0)(20. 0(010. 0 xxx%3 .28%10010. 00283. 0 x=0.0283 moldm-3Fe2+(aq) + Ag+(aq)Fe3+ (aq) + Ag(s)即Fe2+(aq) + Ag+(aq)Fe3+ (aq) + Ag(s)(4)設(shè)在新的條件下 Ag+的

17、轉(zhuǎn)化率為%4 .380 . 310. 010. 010. 030. 010. 0010. 0平衡濃度/moldm-3 0.30-0.10 0.10-0.10 0.010+0.10由此可見，增大某反應(yīng)物的濃度，可使平衡向正向移動(dòng)，且使另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。16.計(jì)算下列混合溶液的pH. (1) 30cm30.25moldm-3的HNO2溶液和20cm3 0.5moldm-3的HAc溶液混合。 (2) 0.2mol dm-3的H2SO4溶液和等體積的 0.4mol dm-3的Na2SO4溶液混合。 已知Ka(HAc)=1.810-5, Ka(HNO2)=4.510-4, Ka2(H2SO4) =

18、1.010-2。解：（1）HNO2溶液和HAc溶液混合后：33333333220. 0502050. 015. 0503025. 0dmmolcmcmdmmolHAcdmmolcmcmdmmolHNO設(shè)由HNO2解離出NO2-為x moldm-3, HAc解離出的Ac-為ymoldm-3,則溶液中： H+=(x+y) moldm-3HNO2H+NO2-HAcH+Ac-平衡濃度/(moldm-3) 0.15-x x+y x平衡濃度/(moldm-3) 0.20-y x+y y)(104 . 8)(103 . 4)(100 . 8)(103 . 4)(100 . 8108 . 120. 0)()(

19、105 . 415. 0)(343434343454222dmmoldmmoldmmolHdmmolydmmolxyyyxHAcAcHHAcKxxyxHNONOHHNOKaapH=2.082424422100 . 120. 0)10. 0(xxxHSOSOHSOHKa2HSO4-SO4-H+平衡濃度/(moldm-3) 0.20-x x 0.10+x(2)等體積混合后H2SO4 與Na2SO4反應(yīng)生成HSO4-所以HSO4- =0.20moldm-3,設(shè)平衡時(shí) H+ 為x moldm-3，則解方程得x=0.016moldm-3pH=1.80H2SO42HSO4-SO4-+17.欲配制250cm

20、3pH 為5的緩沖溶液，問在125 cm3 1.0moldm-3的NaAc溶液中應(yīng)加入多少 cm3的 6.0moldm-3的HAc溶液？( Ka(HAc)=1.810-5)HAcH+Ac-5100 . 1250. 00 . 6x5100 . 1250. 00 . 1125. 035555012. 0108 . 10 . 6100 . 1125. 0)(250. 00 . 1125. 0100 . 1250. 00 . 1125. 0,250. 00 . 6100 . 1250. 00 . 6dmxxHAcKxxa解：設(shè)應(yīng)加入x dm36.0moldm-3的HAc溶液pH =5, c(H+)=1

21、.010-5 moldm-3平衡濃度/moldm-31.010-5由于同離子效應(yīng)所以將125 cm3 1.0moldm-3的NaAc溶液與12cm3 6.0moldm-3的HAc溶液混合后加水稀釋至250 cm3即可。18. 若在50.0cm3 0.15moldm-3的NH3H2O和0.20moldm-3的NH4Cl組成的緩沖溶液中，加入0.10cm3 1.0moldm-3的HCl溶液，計(jì)算HCl加入前后的pH值各為多少？25. 9)(p4aNHK解答：直接用緩沖溶液的pH計(jì)算公式，計(jì)算加入HCl溶液前緩沖溶液的pH。13. 915. 02 . 0lg25. 9)()(lgppHa共軛堿弱酸c

22、cK343232016. 010.500 . 11 . 020. 00 .50)(1477. 010.500 . 11 . 015. 00 .50)(dmmolClNHcdmmolOHNHc50.0cm3 緩沖溶液中加入0.10cm3 0.10moldm-3的HCl溶液后，溶液的體積變?yōu)?0.10cm3，NH3與HCl完全反應(yīng)，則11. 91477. 02016. 0lg25. 9)()(lgppHa共軛堿弱酸ccK19.將50mL3.0 moldm-3醋酸和50mL1moldm-3的NaOH混合(忽略溶液混合體積的變化)(1)計(jì)算混合后溶液的pH(Ka (HAc)=1.810-5)(2)若向

23、此溶液中通入0.10molHCl氣體(忽略溶液體積的變化) ，混合溶液pH變化多少？(2)當(dāng)向此溶液中加入0.10molHCl氣體，則HCl的濃度為1.0moldm-3，溶液中Ac-與HCl反應(yīng)生成，此時(shí)溶液中HAc的濃度為1.5moldm-3，剩余HCl的濃度為0.5moldm-3由于同離子效應(yīng)，該溶液的pH2=-lg0.5=0.30pH=|pH2-pH1|=|0.3-4.44|=4.14355106 . 3)(108 . 10 . 15 . 0)()()()(dmmolHccHccHAcccAcccHcKa解：（1）HAc和NaOH混合后，生成NaAc的濃度為330 . 1100500 .

24、 10 . 35 . 0100500 . 1dmmolHAccdmmolAcc剩余此時(shí)為1.0moldm-3 HAc 和0.5moldm-3 NaAc組成的緩沖溶液解得pH=4.4420.已知CaF2的Ksp=2.510-11,HF的Ka=6.310-4(1)計(jì)算CaF2在水中的溶解度.(2)導(dǎo)出CaF2飽和溶液的溶解度與H+的關(guān)系式.(3)計(jì)算pH=3.2時(shí)CaF2的溶解度。解（1）設(shè)CaF2在水中的溶解度為s molL-1,則（2）酸性溶液中存在著如下平衡CaF22F-+Ca2+H+F-+HFCaF22F-+Ca2+)(108 . 14105 . 2105 . 2)2(14311112Lm

25、olssss2s322322214112112112121aSPaSPaSPaKHKsKHKCaKHCaKKHFHFFCas（3） pH=3.2時(shí)， H+=6.310-4 molL-1 代入（2）中公式得s=2.9 10-4( molL-1)21.某混合溶液中含有0.010molL-1CuCl2和 0.2molL-1FeCl2，通入H2S氣體達(dá)飽和，得到的是何種沉淀？（已知Ksp，CuS=8.510-45;Ksp,FeS=3.710-19;H2S:Ka1=1.110-7,Ka2=1.010-14）(常溫常壓下H2S的飽和溶液中， H2S的濃度為0.10molL-1 )解： Ksp，CuS非常小

26、，CuS沉淀反應(yīng)很完全。CuSCu2+H2S+2H+所以溶液H+=0.020molL-1,此時(shí)溶液中S2-為 FeSspaaKSFeLmolHSHKKS,19192211922122106 . 5108 . 220. 0)(108 . 2020. 010. 0101 . 121所以得到的是CuS沉淀，F(xiàn)e2+在此條件下不會(huì)沉淀下來。22.在10cm3 1.510-3moldm-3MnSO4溶液中，加入5cm3 0.15moldm-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固體（NH4）2SO4,然后再加入5cm3 0.15moldm-3氨水，是否有沉淀生

27、成？KspMn(OH)2=2.0610-14, Kb(NH3H2O)=1.7910-52102432234553233332100 . 9105 . 9100 . 1)()(105 . 91079. 105. 0)(5001079. 105. 0/05. 01515. 05)(100 . 11510105 . 1)(OHMnKJcOHccMncJdmmolccKOHcKcdmmolOHNHcdmmolMncSPbb解（1）混合溶液中由于，可以用最間式計(jì)算：，有Mn(OH)2沉淀生成。（2) 由（NH4）2SO4離解產(chǎn)生的c(NH4+)為此時(shí)，混合溶液為0.05moldm-3NH3H2O與0.4

28、9moldm-3 NH4+組成的緩沖溶液152632265423104 . 31083. 1100 . 1)()(1083. 149. 005. 01079. 1)()()(cOHccMncJcNHccOHNHcKcOHcb33449. 01015132249. 0)(dmmolNHc，沒有Mn(OH)2沉淀生成。2OHMnKJSP23.某廠用鹽酸處理粗ZnO制備ZnCl2。在所得溶液中ZnCl2濃度約2molL-1,同時(shí)含有雜質(zhì)Fe2+0.01molL-1。問（1）能否以Fe(OH)2形式沉淀出 Fe 2+以達(dá)到提純ZnCl2的目的？ （2）除鐵的常用方法是先將Fe 2+轉(zhuǎn)化為Fe 3+再加堿性試劑提高 溶液的pH使Fe(OH)3沉淀下來，要在ZnCl2溶液中除Fe3+ 溶液的pH應(yīng)控制在什么范圍？已知KspFe(OH)