无机化学 习题解答2

习题解答(二)

第5章 原子结构与元素周期性

3．（1）下列轨道中哪些是等价轨道？

2s 3s 3px 4px 2px 2py 2pz

（2）量子数n=4的电子层有几个亚层？各亚层有几个轨道？第四电子层最多能容纳多少个电子？

解：（1）2px、2py、2pz为等价轨道；

（2）第四电子层共有四个亚层，最多能容纳32个电子。

亚层 轨道数 容纳电子数

s 1 2 p 3 6 d 5 10 f 7 14

32 4．以（1）为例，完成下列（2）～（6）题。 （1）Na(Z=11) 1s2s2p3s

2

2

6

2

2

6

1

（2） 1s2s2p3s2p（4） (Z=24)[?]3d104s1 （5） [Ar]3d104s1 （6）Kr(Z=36) [?]3d?4s?4p? 解：（2）P（Z＝15）

（3）1s22s22p63s23p64s2 （4）Cr [Ar] （5）Cu

（6）[Ar]3d104s24p6

6．试填出下列表空格 原子序数 11 21

23

（3）Ca(Z=20)

电子分布式 各层电子数 周期 族 区 金属还是非金属

53 60 80 解： 原子序数 11 21 53 60 80 电子分布式 [Ne]3s1 [Ar]3d14s2 [Kr]4d105s25p5 [Xe]4f46s2 [Xe]4f145d106s2 各层电子数 2, 8, 1 2, 8, 9, 2 2, 8, 18, 18, 7 2, 8, 18, 22, 8, 2 2, 8, 18, 32, 18, 2 周期 三 四 五 六 六 族 ⅠA ⅢB ⅦA ⅢB ⅡB 区 s d p f ds 金属还是非金属 金属 金属 非金属 金属 金属 9．有第四周期的A、B、C三种元素，其价电子数依次为1、2、7，其原子序数按A、B、C顺序增大。已知A、B次外层电子数为8，而C的次外层电子数为18，根据结构判断： （1）哪些是金属元素？

（2）C与A的简单离子是什么？ （3）哪一元素的氢氧化物碱性最强？

（4）B与C两元素间能形成何种化合物？试写出化学式。 解：（1）A、B；

（2）C?、A+； （3）A；

（4）离子化合物，BC2。

第6章 分子的结构与性质

4．写出下列物质的分子结构式并指明σ键、π键。 HClO BBr3 C2H2

解： HClO BBr3 C2H2

Brσ π σ σ σ ClOHπ Bσ σ

BrBrσ

HCCHσ

8．试用杂化轨道理论，说明下列分子的中心原子可能采取的杂化类型，并预测其分子或离子的几何构型。

?BBr3 PH3 H2S SiCl4 CO2 NH 4解：

分子或离子 BBr3 PH3 H2S SiCl4 CO2 NH?4中心离子杂化类型 等性sp2 不等性sp3 不等性sp3 等性sp3 等性sp 等性sp3 分子或离子的几何构型 平面正三角形 三角锥形 V形 正四面体形 直线形 正四面体形 14．根据键的极性和分子的几何构型，判断下列分子哪些是极性分子？哪些是非极性分子？

Ne、Br2、HF、NO、H2S(V形)、CS2(直线形)、

CHCl3(四面体)、CCl4(正四面体)、BF3(正三角形)、NF3(三角锥形)。

解：非极性分子：Ne、Br2、CS2、CCl4、BF3； 极性分子：HF、NO、H2S、CHCl3、NF3。

15．判断下列每组物质中不同物质分子之间存在着何种成分的分子间力。 （1）苯和四氯化碳 （2）氦气和水 （3）硫化氢和水

解：（1）色散力； （2）色散力、诱导力； （3）色散力、诱导力、取向力。

第8章 配位化合物

2．命名下列配合物，并指出配离子的电荷数和形成体的氧化数。

配合物 [Cu(NH3)4][PtCl4] Cu[SiF6] K3[Cr(CN)6] [Zn(OH)(H2O)3]NO3 [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl [PtCl2(en)]

名 称 配离子电荷 形成体氧化数

解：

配合物 [Cu(NH3)4][PtCl4] Cu[SiF6] K3[Cr(CN)6] [Zn(OH)(H2O)3]NO3 [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl [PtCl2(en)] 配离子形成体电荷 氧化数 四氯合铂（Ⅱ）酸四氨合铜（Ⅱ） +2、―2 +2、+2 +4 六氟合硅（Ⅳ）酸铜 ―2 +3 六氰合铬（Ⅲ）酸钾 ―3 +1 +2 硝酸一羟基·三水合锌（Ⅱ） +1 +3 一氯化二氯·三氨·一水合钴（Ⅲ） 0 +2 二氯·一乙二胺合铂（Ⅱ） 名 称 2+

8. 10mL 0.10 mol·L?1CuSO4溶液与10mL 6.0 mol·L?1NH3·H2O混合并达平衡，计算达平衡时溶液中Cu2+、NH3·H2O及［Cu(NH3)4］的浓度。若向此混合溶液中加入0.010 molNaOH固体，问是否有Cu(OH)2沉淀生成？ 解：混合后反应前：

c(Cu2+) = 0.050 mol·L?1

c(NH3) = 3.0 mol·L?1

达平衡时： Cu2+ + 4NH3·H2O [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O 平衡浓度／(mol·L?1) x 3.0 ? 4?0.050 + 4x 0.050 ?x

Kf?=

?c ([Cu (NH)])? ?c (Cu)? ? c (NH) ?342?32?4=

0.050?x= 2.09?1013 4x(2.8?4x)0.050=2.1?1013, x=3.9?10?17 4x(2.8)c([Cu(NH3)4]2+) ≈0.050 mol·L?1，c(NH3·H2O) ≈2.8 mol·L?1 若在此溶液中加入0.010 mol NaOH(s)，即：c(OH? ) = 0.50 mol·L?1

?J = 3.9?10?17 ? (0.50)2 = 9.8?10?18 ＞ Ksp(Cu (OH)2) (2.2?10?20)

故有Cu (OH)2沉淀生成。

-1

10. 0.10g AgBr固体能否完全溶解于100mL 1.0mol·L氨水中？

解：设1.0 L 1.0 mol·L?1氨水可溶解x mol AgBr，并设溶解达平衡时c([Ag(NH3)2]+) = x

mol·L?1（严格讲应略小于x mol·L?1），c(Br? ) = x mol·L?1

AgBr(s) + 2NH3·H2O [Ag(NH3)2]+ + Br? + 2H2O

平衡浓度／(mol·L?1) 1.0 ? 2x x x

?Ksp(AgBr) = 5.99?10?6 K?=Kf?( [Ag (NH3)2]?)·

x2 = 5.99?10?6 x= 2.4?10?3 2(1.0?2x)故1.0 L 1.0 mol·L?1 NH3·H2O可溶解2.4?10?3 mol AgBr。 则100mL 1.0 mol·L?1 NH3·H2O只能溶解AgBr的克数为 2.4?10?3 mol·L?1 ? 0.10 L ? 187.77 g·mol?1 = 0.045 g ＜ 0.10 g