无机化学万题库答案问答题.doc
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无机化学万题库参考答案
五、问答题参考答案
（一）物质的状态
1．H2碰撞器壁的次数多。
因为氢分子比氧分子的质量小，所以氢分子的运动速率大。
反
应后剩余四分之一体积氧，氧的分压力变为25kPa。
而反应生成了水，在25℃,饱和水
蒸气压为3160Pa，所以总压将为28kPa。
2．⑴不正确。
因为液体的蒸气压只与温度有关，而与容器的体积无关。
而理想气体定律公式中包括了体积项，且恒温时蒸气压为定值。
⑵不正确。
蒸气压随温度的变化不能用理想气体定律来确定，而是用克劳修斯－克拉贝龙方程式来计算：
lg＝（－）
3．⑴不正确。
因为N2的分子量比O2小，所以相同质量时>，N2的分子总数多于O2的分子总数，又由于分子的运动速率＝，相同温度下，分子量小则运动速率大。
所以N2分子碰撞器壁的频率应大于O2。
⑵正确。
因为>，＝，同温同体积时，大则也大。
⑶不正确。
＝。
温度相同时，气体分子的平均动能相同。
⑷不正确。
因为＝，两者M不同，所以速率分布图不相同。
⑸正确。
因为温度相同时，气体分子的平均动能相同，所以两者的能量分布图是相同的。
4．因为容器中有液态水，所以在121℃时液态的水与其蒸气达到平衡，则水蒸气压即为饱
和蒸气压，即202kPa，则＝＋＝202＋101＝303（kPa）
5．由于逆反应的平衡常数很大KΘ＝1.5×106，逆反应进行十分完全，所以将NO（g）和
O2（g）等体积混合后，几乎完全转化为棕色的NO2（g）。
在开口的试管中有NO析出时，
在试管口即可观察到棕色的NO2生成。
6．理想气体状态方程。
使用时应注意如下几点：
①该方程只适用于理想气体，对实际气体在高温低压下仅可作近似计算。
②方程中的温度T是热力学温度（K），对于摄氏温标则需要进行换算：
T（K）＝（273.5＋t）℃
③方程中的R是气体通用常数，R＝8.314J·mol－1·K－1。
④计算中要注意单位的匹配。
按照国际单位制，压力的单位用Pa，体积的单位用m3，但实际计算中，压力常用kPa，而体积用dm3或L表示。
7．⑴CO2相图的示意图为：
7.38MPa
S
101kPa
－78.2－56.631.1
t（℃）
⑵在常温常压下，迅速打开储有CO2钢瓶的阀门，由于处于高压下的CO2（g）的压力骤减至常压，体系来不及与环境发生热交换，近似经历了一个绝热膨胀降温过程，将使一部分CO2（g）转化为CO2（s），在相图上即为S点（101kPa，－78.2℃）。
⑶缓慢地打开阀门，出来的CO2（g）可以与环境发生热交换，体系经历一个恒温蒸发过程，只要CO2（g）的流量不大，则出来的是低压气体。
8．在水的相图中，OA线、OB线、OC线分别表示气－液、液－固和气－固两相的平衡曲线。
OA线：
水在不同温度下的蒸气压曲线。
OB线：
水的凝固点（或冰的熔点）随压力变化曲线。
OC线：
冰的蒸气压曲线（或冰的升华曲线）。
9．⑴不正确。
根据理想气体状态方程可知，只有当压力一定时，一定量气体的体积才与温度成正比。
⑵不正确。
只有在标准状况下该结论才成立。
⑶正确。
根据气体分压定律可以得出该结论。
⑷不正确。
根据理想气体状态方程可知，对于一定量混合气体，即为
定值，当温度不变而体积变化时，只有压力随之改变，而则不变。
10．⑴不变。
根据和某组分气体的气态方程可推出：
，组分气体的体积分数与温度无关。
⑵变化。
因为恒温下由于不变，所以压强变化时组分气体的分压必然改变。
⑶不变。
因为体积变化时只是压力随之改变，而和不变，所以不变。
（二）原子结构
1．氢原子只有一个电子，没有屏蔽效应，也无穿透效应，轨道能量只决定于主量子数n。
氯原子是多电子原子，存在屏蔽效应和穿透效应，造成同主层不同亚层的能级分裂。
电子在3s和3p轨道上受到其它电子的屏蔽作用不同，它们的穿透能力也不同，造成在不同亚层轨道上的能量不同。
所以在多电子原子中，轨道能量不仅与主量子数n有关，还与副量子数l有关。
2．将氢原子核外电子从基态激发到2s或2p轨道所需要的能量无差别，因为氢原子是单电子原子，轨道能量只决定于主量子数n，所以E2s＝E2p。
但氦原子属于多电子原子，轨道能量不仅与主量子数n有关，还与副量子数l有关，E2s3．见下表：
原子序数
元素名称
元素符号
电子排布式
周期
族
24
铬
Cr
[Ar]3d54s1
四
ⅥB
47
银
Ag
[Kr]4d105s1
五
ⅠB
4．镧系元素的原子半径和离子半径随原子序数的增加而依次缓慢缩小的现象称为镧系收
缩。
因为在镧系元素中，随核电荷数递增，新增电子填充在外数第三层的f轨道上，虽然不能完全屏蔽核电荷，但其屏蔽作用比最外层和次外层电子的大（一些资料认为屏蔽常数为0.95～0.98），所以造成有效核电荷递增十分缓慢，半径收缩也缓慢（从La到Lu共价半径总共减小11pm）。
镧系收缩的特点是：
①原子半径的收缩缓慢，相邻元素原子共价半径之差为1pm左右。
②由于镧系元素较多，所以整个镧系收缩原子的金属半径总的减小量也达14pm。
③在镧系收缩中，离子半径要比原子半径收缩大得多（共减小22pm）。
因为Ln3＋离子失去了6s电子层，4f轨道变成了外数第二层，它对核电荷的屏蔽作用变小（屏蔽常数只有0.85），所以Ln3＋收缩比Ln明显。
④镧系元素收缩中出现两个“峰值”，即Eu和Yb的原子半径“反常地”大，因为它们分别具有4f7和4f14的半满和全满构型，这些构型有较大的屏蔽作用，导致它们的原子半径变大。
镧系收缩造成的影响主要有：
⑴使镧系元素之间性质十分相似，分离非常困难。
⑵使ⅢB族的元素Y的半径落在镧系的中段上，从而成为稀土元素中一员。
⑶造成镧系后的第六周期元素的原子半径与同族第五周期元素的原子半径相近，性质相似，分离困难。
5．ⅠA族元素最外层和次外层电子结构是（n－1）s2（n－1）p6ns1
ⅠB族元素最外层和次外层电子结构是（n－1）s2（n－1）p6（n－1）d10ns1
两者的差别在ⅠB族原子次外层多了10个d电子。
由于d电子对核的屏蔽作用较小，原子的有效核电荷较多，因此ⅠB族原子对外层s电子的束缚比ⅠA族原子对外层s电子的束缚强得多，故ⅠB族元素不如ⅠA族元素活泼。
6．⑴元素A的核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
A的价层电子构型为：
4d105s1
元素B的核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5
B的价层电子构型为：
5s25p5
⑵元素A处于第五周期ⅠB族，是金属元素；
元素B处于第五周期ⅦA族，是非金属元素；
⑶AB的化学式为：
AgI。
7．A、Ca；B、Mn；C、Cu；D、As。
8．
元素符号
V
Bi
Mo
W
Pt
元素名称
钒
铋
钼
钨
铂
所属周期
四
六
五
六
六
所属族
ⅤB
ⅤA
ⅥB
ⅥB
Ⅷ
价电子层
的结构
3d34s2
6s26p3
4d55s1
5d46s2
5d96s1
9．⑴不正确。
因为核外电子运动没有固定的轨道。
应当说：
s电子的电子云图像或几率密度分布是一个球形，它的剖面图是一个圆。
而p电子的电子云图像或几率密度分布是一个哑铃形，它的剖面图是一个∞字形。
⑵不正确。
应当说：
主量子数为1时，l为0、m为0，只有一条1s轨道，可容纳两个自旋相反的电子。
⑶不正确。
当主量子数为3时，l只能取0、1、2，只有3s、3p、3d轨道，没有3f轨道。
而3p的m＝0，±1，在空间有三种不同的取向，是三种不同的空间运动状态，即三条轨道。
3d的m＝0，±1，±2，则在空间有五种不同的取向，即有五条轨道。
所以应当说：
主量子数为3时，共有九条轨道，最多可容纳18个电子。
10．一个3p电子可以被描述为下列六套四个量子数组合之一：
①3，1，1，＋②3，1，1，－
③3，1，0，＋④3，1，0，－
⑤3，1，－1，＋⑥3，1，－1，－
由于四个3p电子必然有两个电子是成对的，另外两个电子应自旋平行。
因此硫的四个3p电子所有可能的各套量子数组合为：
⑴①②③⑤⑵①②④⑥⑶①③④⑤
⑷①③⑤⑥⑸②④⑤⑥⑹②③④⑥
11．⑴1s22s22p63s23p63d104s24p2，Ge，锗，第四周期，ⅣA族。
⑵该元素原子最外层各价电子的核外运动状态如下表：
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