《无机化学》第6版张天蓝主编课后习题答案docx.docx

1、无机化学第6版张天蓝主编课后习题答案docx无机化学第6版 张天蓝主编 课后习题答案1、i)=AE/h=(2.034xl018 J)/ (6.626x10-34 J-s)=3.070xl015 /s; X=hc/AE= (6.626x10* j.s x2.998xl08 m/s )/ (2.034xl018 J)= 9.766x10 * m2 An h/27unAx = (6.626x10* kg-m2/s) / (2x3.14x9.1 lxlO-31 kgxlxlO10 m)=1.16xl06 m/So 其中 1 J=l(kg-m2)/s2, h=6.626x1034 (kg-m2)/s3

2、(1)九=h/p=h/mu=(6.626x10 kg-m2/s) / (0.010 kgxl.OxlO3 m/s)= 6.626x10 m, 此波长太小，可忽略；(2) Ai)h/4兀mAu位置不确定完全可以忽略,即能准确测=(6.626x10 kg-m2/s) / (4x3.14x0.010 kgx 1.0x1 O3 m/s)= 5.27x10-30 m,如此小的定。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1决定，故AF中的3s与3p轨道 能量不相等。5、 代表 n=3、1=

3、2、m=0,即 3&2 轨道。6、 (1)不合理，因为/只能小于m (2)不合理，因为片0时m只能等于0； (3)不合理，因为/只能取小于n的值；(4) 合理7、(1) 3(2) 4Z 1 ；(3) m=08 MSi： ls22s22p63s23p2,或Ne 3s23p2； 23V： ls22s22p63s23p63d34s2,或Ar3d34s2； 40Zr： 1 s22s22p63 s23p63d104s24p64d25s2,或 Kr4d25s2；42Mo： 1 s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1,或Kr4d55s1； 79Au： ls22s22p63s23p63d

4、104s24p64d104f145s25p65d%】,或Xe4f145d106s1；9、3s2：第三周期、IIA族、s区，最咼 氧化值为II; 4SMP1：第四周期、IIIA族、 p区，最高氧化值为III； 3d54s2：第四 周期、VIIB族、d区，最高氧化值为VII； 4d105s2：第五周期、IB族、ds区，最高氧化值为II;10、(1) 33元素核外电子组态： ls22s22p63s23p63d104s24p3 或 Ar3d10s24p3,失去3个电子生成离子的 核外电子组态为:ls22s22p63s23p63d104s2 Ar3d104s2,属第四周期，V A 族；(2) 47元素核

5、外电子组态：1 s22 s22p63 s23p63 d1 4s24p64d5 s1 或 Kr4d105s1,失去1个电子生成离子的核 外电子组态为：1 s22s22p63s23p63d104s24p64d10 或心4护， 属第五周期，IB族；(3) 53元素核外 电子组态： ls22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5 或 Kr4d105s25p5得到1个电子生成离子的 核外电子组态为：ls22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 或 Kr4d105s25p6,属第五周期，VIIA 族。11、 根据电子填充顺序，72元素的电子 组态为： ls

6、22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d 26s2,或Xe4f145d26s2；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） 比S的电子亲 和能大。13、 ls22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d 105f145g186s26p6

7、6d106f147s17d108s28p5,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、VIA族、p区；其基态原子的未成对电子数为 2o第二章分子结构1、 略。2、 3 CH4： sp?杂化;C2H2： sp 杂化;C2H4： sp2 杂化；H3COH： sp3 杂化；CH2O： sp2 杂化。4、物种价电子数成键 电子 数孤对电子空间构型CIO440四面体NO3-330平面 三角 形SiF62-660八面体形BrF5651正方锥形nf3431三角锥形no2-321V形nh4+440四面体5、 根据电负性的差距越大，所形

8、成的化学键的极性越大可以进行判断：(1)极 性 NaClMgC12AlC13SiC14PC15； (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)AIBh为共价化合物，熔融时以 分子形式存在，故导电性能差。AlEz溶 于水后，在极性水分子的作用下发生电 离,生成A产和BF,故水溶液能导电。(3)邻轻基苯甲酸的轻基和竣基相 邻，主要形成分子内氢键。而对轻基苯 甲酸的羟基和竣基相互背离，不能形成 分子内氢键，但能形成分子间氢键，分 子

9、间氢键使分子间的作用力增大，导致 对轻基苯甲酸的熔点高于邻轻基苯甲 酸。(4)根据VSEPR理论，BcF2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C1原子化合时, 可采用sp3不等性杂化与3个C1原子生 成PC13分子，也可以采用sp3d杂化与5 个C1原子生成PC15分子；N元素只有2s 和2p轨道，价电子组态为2s22p3,只能 采用sp不等性杂化，有3个未成对电子 与3个C1原子生成NCb分子。(6)

10、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，而比0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)o(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、0间由 于电负性差距而产生的偶极矩，故co分 子的偶极矩很小；cc2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)EF3分子为对称的平面三角形构 型,虽BF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NF键为极性键，正负电荷中 心不重合

11、，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） H2NeCO 叽为 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 子间作用力大于比分子间作用力。CO 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Neo 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） CF4CCI4CB4 CCS CE4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

12、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 积表不的是饱和溶液，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溶液中的溶 解度增大，是因为盐效应。2、 Pbl2： Kspe=Pb2+F2； AgBr： KSp0=Ag+Br-； Ba3(PO4)2： Kspe=Ba2+3CO32-2； Fe(OH)3： Kspe=Fe3+OH-3； Ag2S： Kspe=Ag+2S2-；3、 BaSO4设的溶解度为S,则S(BaS

13、O4)=Kspe(BaSO4) 1/2= 1.08xl0_11/2 =1.08xl0-5 (mol/L)=1.08xl0_5x233 (g/ L2.33xlO-3 (g/ L)o4、 先将Pbl2的溶解度转化为以mol/L为 单位，即S(Pbb)=6.22x 10_2x 10/461=1.35x 10-3 (mol/L),假 设其全部电离，贝山Kspe(PbI2)= Pb2+F2=Sx(2S)Ms3=9.8xl0_95、 AB?的溶解度为S=(2.4xW3)/80=3x10_5 (mol/L),则 KSpe(AB2)=4S3=4x(3xl0-5)3=1.08xl0-136、 混合后：c(Ag+

14、)= 10/30x1.0x10_4= l/3xl0-4 (mol/L), c(Cr04220/30x2.0xl 4/3 xl 0-4(mol/L),则 Q(Ag CrO4)= c(Ag+)2x c(CrO42_)= (l/3xl0-4)2 x (4/3 x 10_4)= 1.48xl0_13 1.12xl0-12,故 无沉淀生成。7、 cr有一半沉淀为AgCl时，溶液中剩 余的Ag+浓度为：c(Ag+)=Kspe(AgCl)/c(Cr)=(l .77x 10_1)/0.0 5=3.54x10-9 (mol/L),此时残留的F浓度 为：c(IKspe(AgI)/c(Ag+H8.52xl017)/

15、(3.54x8、查表知:Kspe(AgI8.52xlO-17,10-9)=2.41x10 (mol/L)Kspe(Ag2CO38.46xl0-12,Kspe(Ag2S)=6.3xlO-50o (1)用 Na2CO3处理的转化反应为:2 Agl (s)+ CO32- (aq)O Ag2CO3+2F(aq),其平衡常数为K=r2/CO32-=F2Ag+2/ CO32-Ag+2Kspe(AgI)l2/Ksp0(Ag2CO3)=(8.52xlO-17)2/ (8.46x1012)= 8.58x10,平衡常数非常 小，Agl不能转化为Ag2CO3； (2)用(NH4)2S处理的转化反应为:2 Agl+

16、S2 (aq)O Ag2S (s)+2 T (aq),其平衡常数 为 K=r2/S2-=F2Ag+2/ S2-Ag+2 = KspUgI)2/Ksp0(Ag2S)=(852xlO-1W.3x10)= 1.15x1017,平衡常数非常大， Agl能转化为Ag2S； (3)若在1.0L的 (NH4)2S溶液中转化0.01 mol Agl的沉 淀，则溶液中r=0.01 mol/L,则根据 k=F2/s2_得，s2_=r2/K=(o.oi)2/i.o =8.69x1()Q (mol/L), (NH4)2S 溶液的初始 浓度为 c(S2S2_+F/2=8.69x 10-22 +0.01/2=0.005

17、(mol/L) o9、查表知：KspeFe(OH)3=2.79xlO-39, KspeFe(OH)2=4.87xlO-17o 当 F尹开始沉 淀时，溶液中的OH浓度至少为c (OH)KspeFe(OH)3/ c(Fe3+)1/3=(2.79xl0_39)/0.021/3=5.19x10-13 (mol/L), pOH=12.29, pH1.71；同样，当Fe?+开始沉淀时，溶 液中的OH浓度至少为c (OH)KspeFe(OH)2J/ c(Fe2+)1/2=(4.87xlO-17)/ 0.021/M.94x10-8 (mol/L), pOH=7.31, pH6.69o故溶液的pH控制在1.71

18、-6.69 范围时,Fe3+以Fe(OH)3形式沉底，而Fe?十 不生成沉底。10、设沉淀溶解平衡时C&2+浓度为x mol/L o CaC03(s) + 2HAc(aq) O Ca2+ (aq) + 2Ac (aq) + H2CC)3(aq),平衡时， HAc=1.0, Ca2+=x, Ac_=2x, H2C03=0.040,K=Ca2+Ac-2H2CO3/HAc2= Ca2+ Ac2H2CO3 H+ CO32 / HAc2H+CO32 = KspeCaCO3xKa0HAc/Kal0H2CO3xKa20H2CO3=2.89xlO-9x(1.76xlO-5)/ 4.2x10_7x4.79x10

19、_11=0.043,故 HAc 的初 始浓度为 c(HAc)= HAc+Ac=l.0+5x0.65=2.3 mol/Lo11、两种溶液混合后,溶液中Ca”和CO32- 浓度分别为：c(Ca2+)=(20x 1 .Ox 1 0_4)/50=4x 1 O5 mol/L, c (CO3厶)=(30x5.0x 10_4)/50=3xIO-4 mol/L, 离子积 Q= c (Ca2+)x c(CO32_)=4x 10_5x3x 10_4=l .2x 10-8 Ksp,故 有沉淀生成。若混合后稀释至500ml,则 溶液中的Ca”和CCh厶浓度分别为：c (Ca2+)=(20x 1.0x1 0_4)/50

20、0=4x 10-6 mol/L, c (C032(30x5.0xl0_4)/500=3x 1 O5 mol/L, 离子积 Q= c (Ca2+)x c(CO324x 10_6x3x1 0_5= 1.2xW10CH3COOH NH4+H2O2、 HS +H2O=S2 +H3O+,Ka=H3O+S2-/HS-J； HS +H2OH2S+OH , Kb=H3O+H2S/HS-； H20+H2OH3O+OH-, Ka= H3O+OH = Kw；H3O+H2OH3O+H2O,Ka=OH/OH=l；Zn(H2O)62+H2O=H3O+Zn(H2O)5(OH) 门 Ka=Zn(H2O)5(OH)+H3O+/

21、 Zn(H2O)62+ ； 0H S2 Zn(H2O)5(OH)+ H203、 因为H3O+OH-= Kw=1.0xW14,所以0H_=Kw/H3O+=1.0xl 0Fl .Ox 10_5=1.0xl 0-9 mol/L4、 已知 pKa(HCO310.32,pKa(HPO42 12.36,因酸性 HCO3HPO4厶，故碱性 co32 H20,故乙酸在液氨中的酸 性更强。6、质子传递平衡式为:NH3+H2O=NH4+OH-,且 c=1.00 mol/L,查表知 Ka(NH45.62xlO-10,贝UKa(NH3)=1.78xlO_5,由于 cxKb(NH3)10Kw，且 c/Kb(NH3)10

22、0,故 用最简式求pH值。即OH_=cKb 1/2= 1.00x1.78x10-5 1/2=4.22x10,即 pH=14-pOH=11.63o7、(1)质子传递平衡式为:NH4+H2ONH3+ H3O+,且 c=010 mol/L,查表知Ka(NH4+5.62xlO-10o 由于 cxKa(NH4+) 10Kw，且 c/Ka(NH4+) 100, 故用最简式求pH值。即H+=cka 1/2=0.10x5.62xl0_11/M.5xl 0_ 6,即 pH=5.12o (2) CH3NH2+H2OCH3NH3+OH, _lc=1.0 mol/L,查表知 Kb(CH3NH2)=4.38xl0_4o

23、 由于 ex Kb(CH3NH2) 10Kw，且 c/Kb(CH3NH2)100,故用最简式求pH值。 即OH_=ckb 1/2=0.10x4.38xl 0-4 vM.1x10 2,即 pH=14-pOH=14.00-1.68=12.32o (3) F +H2O= HF+ OH-,且 c=0.30 mol/L,查 表知 Kb(F5.62xlO_4o 由于 cxKb(F)10Kw，且 c/Kb(F)100,故用最 简式求pH值。即OH-=ckb1/2=0.30x5.62xl0_41/2=2.3xl0 ,即 pH= 14-pOH=8.36o8、 c=0.030 mol/L,查表知KaAl(H2O)

24、3+=1.3xl0-5o 由于 exKaAl(H2O)3+10Kw，且 c/KaAl(H20)3+100,故用最简式求pH值。 即OH-=cka1/2=0.030xl.3xl0-51/2=1.3xl0-5,即 pH=3.21o9、 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) x(l/0.24)=1.5xl0-2 mol/L,且查表知其K尸3.3x10，。由于 cxKa10Kw，而 c/Ka=455.6xlO-10, NH4CI 的 分子量为 53.5,故 c(NH4+)=(1.1/53.5) x(l/0.10)=0.20 mol/L,而 c(NH3 H2O)=

25、0.20 mol/L,故根据缓冲溶液公式可知: pH=pKa+lgc(NH3-H2O)/c(NH4+)=-lg(5.6 xlO-10) + lg(0.20/0.20)=9.25；加入 0.20L 水后，缓冲比(NH3 H2O)/c(NH4+)不变， 故溶液的pH仍为9.25o算pH,忽略HCN的贡献。（2）通过平12、(1)比较酸常数可知，以HNCh计衡式计算。（略）13、 查表知 H3PO4 的 Ka2=6.2xl0-8,故 pKa2=7.21,由H2PO4和HPO4组成的 缓冲溶液，根据缓冲溶pH值计算公式可 知，pH=pKa2+lg HPO42 /H2PO4 ,即 7.40=7.21+

26、lg HPO42 /H2PO4 ,则 HPO42/H2PO4=1.55o14、 此题首先要分析所得溶液的成分。(1)溶液为一元弱酸。cxKa10Kw?且 c/Ka 100,故H+=cka 1/2= 1.0x1.75x10_51/2=4.2xl 0-2, 即pH=1.38o (2)为NaAc的一元弱碱溶液。KfKw/K 尸 10M/( 1.75 x 10 )=5.71 x 10“ , c=0.50 mol/L,因 cxKplOKw，且 c/Kb100,故OH-=ckb1/2=0.5x5.71xlO-101/2=1.69xl O-5,即 pH=14-pOH=14-4.77=9.23o (3)为缓冲

27、溶液。混合后，c(Ac)= c(HAc)=0.25 mol/L,故 pH=pKa+lg Ac/HAc=-lg(1.75xl0_5)+lg 1 =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(NaOH0.005 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(NaOH0.005 mol/L,该 NaOH 会立即与HAc反应，导致最终溶液中的 c(HAc)=0.25xl.0/1.010.005=0245,而 c(Ac)=0.25xl.0/1.01+0

28、.005=0.255,根据 缓冲溶液pH计算公式可知:pH=pKa+lg Ac/HAc=-lg(1.75xl0_5)+lg(0.255/0.24 5)=4.78。15、 由 pH=pKa2+lgVB/(V-VB)可知， 7.40=7.21+ lgVB/(l-VB),解得 VB =0.62 L, VA =1-0.62=0.38 Lo16、 根据平衡HA+H2OH3O+A-,平衡 时 c(HA)=c-x=c( 1 -a), c(H3O+)=x=ca, c(A )=x=ca,采用最简式求Ka，即Ka= ca2=0.100x(3.7x 1032= 1.4x 10”,计算结果 反过来验证可知c/Ka100,表明可以用 最简式计算。17、 K尸1.75x103根据平衡 HA+H2O=H3O+A_,平衡时 c(HA)=cxuc, c(H3O+)=x, c(A)=x,故 Ka= x2/(c-x) x2/c,艮卩 c=x2/Ka=( 10-2378)/(1.75xl(y5)= (1.75xl()J)/ (1.75xl()j)=1.0； 要使pH值等于3.00,乙酸的浓度应为: c2= x2/Ka=(lO-3-00)2/ (1.75x10_5)= (l.OOxlO-6)/ (1.75x103=0.0574,根据CiV=C2V2 可矢口，V2= CiVi/C2=l.00x0.200/0.0574=1.