習(xí)題--無機(jī)化學(xué)

1、1.已知M2+離子的3d軌道中有5個電子，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)軌道近似能級圖，3d軌道在第四能級組出現(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最外層有兩個電子，最高能級組為 (4s3d4p),共有電子7個。 (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.Br,3請解釋下列事實(shí)：(1)共價(jià)半徑CoNi,NiRu, RuCl,OF。,答:(1)同周期元素原子半徑的變化規(guī)律是：隨著原子序數(shù)的增加，有效核電荷增加，核對電子的引力增加，半徑減小，所以半

3、徑CoNi；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

4、排布。,答：19,K 1s22s22p63s23p64s1 24,Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 29,Cu 1s22s22p63s23p63d104s1,答.分子式可以寫成HONO2 ,配體為兩個O和一個OH,中心價(jià)層電子對數(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。,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，只有兩個單電子，為形成四個共價(jià)鍵，C的2s軌道電子被拆開。C的4個軌道的單電子分別和Cl

5、的p軌道的單電子配對，CCl4分子中有4個鍵。,(2). NH3 N價(jià)層電子構(gòu)型2s22p3，有3個單電子，3個單電子分別和H的1s軌道單電子配對。 NH3分子中有3個鍵。 (3). BCl3 B價(jià)層電子構(gòu)型2s22p1，有1個單電子，B與Cl形成3個共價(jià)鍵，B的2s軌道一對電子需拆開。 B的3個軌道的單電子分別和Cl 的3p軌道單電子配，BCl3分子中有3個鍵。,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，

6、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+Na+ 由于高電荷

7、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. 有五個電子，其量子數(shù)分別如下所示，寫出它們的軌道符號，并按它們軌道能量高低依次序排列（如與能量相同的請注明）。 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)的氧化物對應(yīng)的水合物的

8、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)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，判斷A,B,C各為什么元素，寫出它們的核外電子排布式，并指出它們在中期表中的位置。,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；

9、 B原子序數(shù)為12,Mg,核外電子排布1s22s22p63s2在周期表中第三周期，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)。,=1.010-14,=1.7810-5,=6.1710-10,求反應(yīng) 的平衡常數(shù)。,解：,（1）,（2）,（3）,（4）,在上述4個反應(yīng)式中，式（1）+ 式（2） -式（3）= 式（4）則（4）的平衡常數(shù)為,=(6.1710-10) ( 1.7810-5 ) (1.0X10-14) =1.10,12.N2O4的分解反應(yīng)為 ,在25時(shí)將3.176g N2O4置于1.00dm3容器

10、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 。,各氣體的相對分壓為 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為,13.273K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。,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

11、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？,解：（1）,開始時(shí) 150 0 0 平衡時(shí) 150-100 100 100,解離率,（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,從計(jì)算結(jié)果看，加入Cl2后平衡向左移動解離率減小。,（3）設(shè)平衡時(shí)有 y KPa PCl5分解,開始時(shí) 150 0 20 平衡時(shí) 1

12、50-y y 20+y,解之得y=95 KPa,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)向哪個方向進(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),（2）設(shè)反應(yīng)中生成Fe3+的濃度為

13、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 0.010+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,x=0.0283 moldm-3,即,(4)設(shè)在新的條件下 Ag+的轉(zhuǎn)化率為,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

14、衡向正向移動，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) =1.010-2。,平衡濃度/(moldm-3) 0.15-x x+y x,平衡濃度/(moldm-3) 0.20-y x+y y,pH=2.08,平衡濃度/(moldm-3) 0.20-x x 0.10+x,(2

15、)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-3,pH=1.80,17.欲配制250cm3pH 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),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

16、？,19.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？,20.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。,（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),

17、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 ),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，

18、是否有沉淀生成？,KspMn(OH)2=2.0610-14, Kb(NH3H2O)=1.7910-5,（2) 由（NH4）2SO4離解產(chǎn)生的c(NH4+)為,23.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)2=1.610-14 ，KspFe(OH)3=1.110-36 KspZn(OH)2=1.210-17。,24.混合溶液中加入2.510-2moldm-3的Pb2+和1.010-2 moldm-3的F