第10章习题解答
第10章 配合物结构 习题解答
第10章习题解答第10章(03367）所有八面体构型的配合物比平面四方形的稳定性强..（）解：错第10章（03368)所有金属离子的氨配合物在水中都能稳定存在.。
（）解：错第10章（03369)价键理论认为，所有中心离子（或原子）都既能形成内轨型配合物,又能形成外轨型配合物.( )解：错第10章（03370)所有内轨型配合物都呈反磁性，所有外轨型配合物都呈顺磁性。
（）解：错第10章(03371)内轨型配合物往往比外轨型配合物稳定,螯合物比简单配合物稳定，则螯合物必定是内轨型配合物。
（）解：错第10章（03372）内轨型配合物的稳定常数一定大于外轨型配合物的稳定常数。
（）解：错第10章（03373）不论配合物的中心离子采取d2sp3或是sp3d2杂化轨道成键，其空间构型均为八面体形。
（)解：对第10章(03374）[Fe（CN）6］3-和［FeF6]3-的空间构型都为八面体形,但中心离子的轨道杂化方式不同。
（)解:对第10章（03375）［Fe(CN)6］3-是内轨型配合物,呈反磁性,磁矩为0。
( ）解：错第10章(03376）K3［FeF6］和K3［Fe(CN）6］都呈顺磁性。
（）解:对第10章(03377)Fe2+的六配位配合物都是反磁性的。
（）解:错第10章(03378）在配离子［AlCl4］-和［Al(OH）4］-中，Al3+的杂化轨道不同，这两种配离子的空间构型也不同.（）解：错第10章（03379）已知E（Cu2+/Cu）=0。
337V,E(［Cu（NH3)4］2+/Cu）=—0。
048V，则E(［Cu(CN）4]2—/Cu)<—0.048V。
( )解:对第10章（03384)Ni2+的四面体构型的配合物，必定是顺磁性的。
( ）解:对第10章(03380)已知E（Ag+/Ag）=0。
771V，E（［Ag(NH3）2]+/Ag)=0。
373V，则E（［Ag（CN)2]-/Ag）>0。
第十章 静电场中的导体和电介质习题解答
10-1 如题图所示，一内半径为a 、外半径为b 的金属球壳，带有电荷Q ，在球壳空腔内距离球心r 处有一点电荷q ，设无限远处为电势零点。
试求： (1) 球壳内外表面上的电荷；(2) 球心O 点处，由球壳内表面上电荷产生的电势；(3) 球心O 点处的总电势。
习题10-1图解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q ，外表面上带电荷q +Q 。
(2) 不论球壳内表面上的感生电荷是如何分布的，因为任一电荷元离O 点的 距离都是a ，所以由这些电荷在O 点产生的电势为0d 4q qU aπε-=⎰aq04επ-=(3) 球心O 点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷q 在O 点产生的电势的代数和q Q q q O U U U U +-++=04qr πε=04qa πε-04Q qb πε++01114()q r a bπε=-+04Q bπε+ 10-2 有一"无限大"的接地导体板 ，在距离板面b 处有一电荷为q 的点电荷，如题图(a)所示。
试求：(1) 导体板面上各点的感生电荷面密度分布(参考题图(b))； (2) 面上感生电荷的总电荷(参考题图(c))。
习题10-2图解：(1) 选点电荷所在点到平面的垂足O 为原点，取平面上任意点P ，P 点距离原点为r ，设P 点的感生电荷面密度为．在P 点左边邻近处(导体内)场强为零，其法向分量也是零，按场强叠加原理，()220cos 024P q E r b θσεπε⊥=+=+ ∴ ()2/3222/b r qb +-=πσ (2) 以O 点为圆心，r 为半径，d r 为宽度取一小圆环面，其上电荷为 ()3222d d d //Q S qbr r r bσ==-+q Q a bO r()q brrr qb S Q S-=+-==⎰⎰∞2322d d /σ10-3 如题图所示，中性金属球A ，半径为R ，它离地球很远．在与球心O 相距分别为a 与b 的B 、C 两点，分别放上电荷为A q 和B q 的点电荷，达到静电平衡后，问： (1) 金属球A 内及其表面有电荷分布吗？(2) 金属球A 中的P 点处电势为多大？(选无穷远处为电势零点)B C R AP Oq A q Bba习题10-3图解：(1) 静电平衡后，金属球A 内无电荷，其表面有正、负电荷分布，净电荷为零． (2) 金属球为等势体，设金属球表面电荷面密度为． ()()000d 4=4////AP A B S U U S R q a q a σπεπε==⋅+⎰⎰∵d 0AS S σ⋅=⎰⎰∴ ()()04///P A B U q a q a πε=+10-4 三个电容器如题图联接，其中C 1 = 10×10-6 F ，C 2 = 5×10-6 F ，C 3 = 4×10-6 F ，当A 、B 间电压U =100 V 时，试求：(1) A 、B 之间的电容；(2) 当C 3被击穿时，在电容C 1上的电荷和电压各变为多少？ABC 1C 2 C 3U习题10-4图解：(1) =+++=321321)(C C C C C C C 3.16×10-6 F(2) C 1上电压升到U = 100 V ，电荷增加到==U C Q 111×10-3 C10-5 一个可变电容器，由于某种原因所有动片相对定片都产生了一个相对位移，使得两个相邻的极板间隔之比为2:1，问电容器的电容与原来的电容相比改变了多少？(a) (b)习题10-5图解：如图所示，设可变电容器的静片数为n ，定片数为1-n ，标准情况下，极板间的距离为d （图a ），极板相对面积为S 。
第10章 直流电源习题解答
第10章直流电源10.1教学基本要求10.1.1 基本要求（1）掌握单相桥式整流电路的工作原理和主要参数计算，了解单相半波整流电路的工作原理、主要参数计算及二极管的选择（2）掌握电容滤波电路的工作原理和主要参数计算，滤波电容的选择原则，了解电感滤波电路及其它形式的滤波电路的特点及各种滤波器的性能比较（3）理解硅稳压管稳压电路的工作原理，稳压系数和输出电阻的估算，稳压电路中限流电阻R的选择(4)掌握串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算，掌握三端固定式输出集成稳压器及其应用,了解三端可调输出集成稳压器及其应用(5)了解开关稳压电路的工作原理及集成开关稳压器及其应用10.1.2 重点难点及考点（1）本章重点单相桥式整流电路的工作原理和主要参数计算，电容滤波电路的工作原理和主要参数计算，串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算，三端固定式输出集成稳压器及其应用。
（2）本章难点电容滤波电路的工作原理和主要参数计算，串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算。
（3）本章主要考点单相桥式整流电路的工作原理，输出直流电压与输入交流电压有效值间的关系，二极管的选择。
电容滤波电路的主要参数计算，滤波电容的选择。
串联型直558559流稳压电路的组成、工作原理及参数计算。
三端固定式输出集成稳压器及其应用。
1.2典型题型精解10.2 单相桥式整流电路如图10.2.1所示，若输出直流电压U O =9V ，输出直流电流I O ＝1A ，试求：(1) 变压器二次电压有效值U 2； (2) 整流二极管最大反向峰值电压U RM ； (3) 流过二极管正向平均电流I D 。
图10.2.1 题10.2图分析方法：单相桥式整流电路的输出电压的平均值(输出直流电压)2O 9.0U U =，二极管最大反向峰值电压2RM 2U U =，二极管正向平均电流L2O D 45.02R U I I ==，这里的U 2是变压器二次电压有效值。
电路分析第十章习题解答
Nm
=
0.3 × 1− (2×π
1 × 25 ×103 )2 × 50 ×10−3
× 0.2 ×10−6
≈ 1.22mV
信噪比 = U 2m = 0.39 ×103 = 319
Nm
1.22
6.图题 10-2 所示 RC 高通滤波器，若要求其截止频率为 200Hz，且 R=5kΩ，计算合适的电
容值，并计算当频率为 200Hz 时电路的相移（输出信号与输入信号相位差）。
解：
Q ω0 =
1 LC
∴
L
=
1
ω
2 0
C
=
(2π
1 ×106 )2 × 200 ×10−12
= 127μH
Q
Q = ω0C = R G
C = 25 L
200 ×10−12 127 ×10−6
= 31.4 ×10−3
17.一个 GCL 并联谐振电路的谐振角频率为 107 rad/s，通频带宽为 105 rad/s，已知 R=100 k Ω,求：（1）电感、电容和 Q 的值；(2) 上、下截止频率。 解： GCL 并联谐振电路
0.5μF
+
+
4kΩ
u1
0.2μF u2
-
-
解：该电路的相量模型为
图题 10-9
−
j
2π
1 × 50 × 0.5×10−6
Ω
+
+
U&1
4 kΩ
−
j
2π
1 × 50 × 0.2×10−6
Ω
U& 2
−
−
U& 2 U& 1
=
−
大学物理学 第10章_静电场 习题解答 [王玉国 康山林 赵宝群]
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q 6 0 q ；如果它包含 q 所在 24 0
2 2
对于边长 a 的正方形，如果它不包含 q 所在的顶点，则 e 顶点则 e 0 ．
(3) 因为通过半径为 R 的圆平面的电通量等于通过半径为 R x 的球冠面的电通 量，而球冠面积*
S 2π( R 2 x 2 )[1
P R q r P＇
2q a O a 3q a
+Q q a
R
d
∞
题 10-10 图
题 10-11 图
题 10-12 图
10-12 如图所示．试验电荷 q ， 在点电荷 Q 产生的电场中，沿半径为 R 的整个圆弧 的 3/4 圆弧轨道由 a 点移到 d 点的过程中电场力做功多大？从 d 点移到无穷远处的过程中， 电场力做功为多少？ 解：因为在点电荷 Q 产生的电场中， U a U d 。故试验电荷 q 在点电荷 Q 产生的电 场中， 沿半径为 R 的整个圆弧的 3/4 圆弧轨道由 a 点移到 d 点的过程中电场力做功 Aad 0 ； 从 d 点移到无穷远处的过程中，电场力做功为
q0 2.0 105 C ．试求该点电荷所受的电场力。
点电荷所在处产生场强为： d E
dx
4 0 d x
2 l
。整个杆上电荷在该点的场强为：
E
4 0
d x
0
dxLeabharlann 2l4 0 d d l
点电荷 q0 所受的电场力大小为：
F
方向：沿 x 轴负向
A q U d U qU d
[或另解： A
qQ 4 0 R
]
R
qE d r
大学物理第十章课后答案
题图10-1题10-1解图d第十章习题解答10-1 如题图10-1所示，三块平行的金属板A ，B 和C ，面积均为200cm 2,A 与B 相距4mm ，A 与C 相距2mm ，B 和C 两板均接地，若A 板所带电量Q =3.0×10-7C ，忽略边缘效应,求：（1）B 和C 上的感应电荷？（2）A 板的电势（设地面电势为零）。
分析：当导体处于静电平衡时，根据静电平衡条件和电荷守恒定律，可以求得导体的电荷分布，又因为B 、C 两板都接地，所以有ACAB U U =。
解：（1）设B 、C 板上的电荷分别为B q 、C q 。
因3块导体板靠的较近，可将6个导体面视为6个无限大带电平面。
导体表面电荷分布均匀，且其间的场强方向垂直于导体表面。
作如图中虚线所示的圆柱形高斯面。
因导体达到静电平衡后，内部场强为零，故由高斯定理得：1A C q q =-2A B q q =-即 ()A B C q q q =-+ ①又因为： ACAB U U =而: 2AC ACdU E =⋅ AB AB U E d =⋅∴ 2AC AB E E =于是：002C B σσεε =⋅ 两边乘以面积S 可得： 002C B S S σσεε =⋅即： 2C B q q = ②联立①②求得: 77210,110C B q C q C --=-⨯=-⨯题图10-2(2) 00222C C A AC C AC AC q d d d U U U U E S σεε =+==⋅=⋅=⋅ 733412210210 2.2610()200108.8510V ----⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯10-2 如题图10-2所示，平行板电容器充电后，A 和B 极板上的面电荷密度分别为+б和－б，设P 为两极板间任意一点，略去边缘效应，求：（1）A,B 板上的电荷分别在P 点产生的场强E A ,E B ;（2）A,B 板上的电荷在P 点产生的合场强E ； (3)拿走B 板后P 点处的场强E ′。
第十章中级无机化学课后习题答案
第10章习题1 简要回答问题(1) 什么叫稀土元素? 什么叫镧系元素?答：参见本书10.1节《概述》。
(2) 镧系收缩的原因是什么? 简述镧系收缩造成的影响。
答：关于镧系收缩的原因参见本书10.1.2节《原子半径和离子半径》。
由于镧系收缩的影响，使第二、三过渡系的Zr和Hf、Nb与Ta、Mo与W三对元素的半径相近，化学性质相似，分离困难。
(3) 为什么Eu、Yb原子半径比相邻元素大? 而Ce又小?答：① Eu、Yb元素参与形成金属键的电子数为2，Ce为3.1，其余为3.0；② Eu、Yb具碱土性；③ Eu、Yb的f7、f14的半充满和全充满的结构能量低、稳定、屏蔽大，核对外面的6s电子吸引较弱。
(4) 为什么镧系元素的电子结构在固态和气态不同?解：参见本书10.1.1节《镧系元素的价电子层结构》。
(5) 镧系离子的电子光谱同d区过渡金属离子相比有何不同? 为什么?解：除La3＋、Lu3＋离子的4f电子层是全空(4f0)和全满(4f14)之外，其余Ln3＋离子4f轨道上的电子数由1到14，这些电子可以在7条4f简并轨道上任意排布，这样就会产生各种光谱项和能级。
4f 电子在不同能级间跃迁可以吸收或发射从紫外经可见直至红外区的各种波长的电磁辐射。
通常具有未充满的4f电子壳层的原子或离子，可以观察到的光谱线大约有30 000条，而具有未充满d电子壳层的过渡金属元素的谱线约有7 000条。
在理论上，f→f跃迁产生的谱线强度不大。
但是某些f→f跃迁的吸收带的强度，随镧系离子周围环境的变化而明显增大(这种跃迁称为超灵敏跃迁)。
这可能是由于配体的碱性、溶剂的极性、配合物的对称性以及配位数等多种因素的影响，亦即离子周围环境的变化，再加上镧系离子本身的性质等诸因素的综合作用所引起的。
镧系离子的吸收谱带范围较广且镧系离子光谱谱带狭窄，表明电子跃迁时并不显示激发分子振动，狭窄的谱带意味着电子受激发时分子势能面几乎没有变化，这与f 电子与配体只存在弱相互作用相一致。
第10章习题解答
第10章思考题及习题10参考答案一、填空1．对于电流输出型的D/A转换器,为了得到电压输出，应使用。
答：I/V转换电路2．使用双缓冲同步方式的D/A转换器，可实现多路模拟信号的输出。
答：同步3．一个8位A/D转换器的分辨率是 ,若基准电压为5V,该A/D转换器能分辨的最小的电压变化为。
答:1/28，20Mv4．若单片机发送给8位D/A转换器0832的数字量为65H,基准电压为5V,则D/A转换器的输出电压为 .答：1.973V5．若A/D转换器00809的基准电压为5V,输入的模拟信号为2.5V时，A/D转换后的数字量是。
答：80H二、判断对错1．“转换速度”这一指标仅适用于A/D转换器，D/A转换器不用考虑“转换速度"问题。
错2．ADC0809可以利用“转换结束"信号EOC向AT89S52单片机发出中断请求.对3．输出模拟量的最小变化量称为A/D转换器的分辨率。
错4．对于周期性的干扰电压，可使用双积分型A/D转换器，并选择合适的积分元件，可以将该周期性的干扰电压带来的转换误差消除。
对三、单选1．在【例10—5】中的应用程序中，第2条与第4条指令:MOV DPTR，＃7FF8HMOVX ＠DPTR，A的作用是。
A。
使单片机的WR信号有效 B. 使ADC0809的片选信号有效C。
发送ADC当前的转换通道号并启动A/D转换 D.将A中的数据写入0809答：C2．对于图10—20，如果P2.7改为 P2.3,且A/D转换的通道号选为IN3，则DPTR的值为 .A. FBF3H B。
FBFCH C。
7BFCH D。
F7F3H答:D四、简答1．D/A转换器的主要性能指标都有哪些?设某DAC为二进制12位,满量程输出电压为5V，试问它的分辨率是多少？答：D／A转换器的主要技术指标如下：分辨率:D／A转换器的分辨率指输入的单位数字量变化引起的模拟量输出的变化，是对输入量变化敏感程度的描述。
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第10章习题参考答案**10- 4【解】* 10.5题目改为：已知下列配合物的磁矩，根据价键理论指出各中心原子轨道杂化类型、配离子空间构型，并指出配合物属内轨型还是外轨型。
【解】10.6【解】[Co (NH 3) 6 ]Cl 3 三氯化六氨合钴(川) [CoCl 2 (NH 3)4]CI 氯化二氯泗氨合钴(川) [CoCI(NH 3)5]Cl 2 二氯化一氯空氨合钴(川) [CoCl 3 (NH 3) 3]三氯？三氨合钴(川)10. 7题目改为：计算下列反应的标准平衡常数，并判断在标准状态下反应的方向。
2-2 -2-2 +【解]K 。
c {[Ag(CN) 2] }c(S ) c {[Ag(CN)2] }c(S )c (Ag 7= (K /)2K sP =2.51 X 10-50X (1.3 X 1021) 2= 4.24 X 10-8A r G m = - RTIn K °>0，反应逆向自发进行。
(2) K 日=------ —[c(H )/cq 4c {[Cu(NH 3)2门 /cqc(0H-)/cq 4[c(NH 3)/ 占4焙=4.7 :煮鳥4)4=2.计10244-2+c (CN )c (Ag )4-c (CN )(Cu 2+)/c q c (NH 7)/c%c(OH ~) /cq 4[(NH 3)/c 电44A r G m = — RTIn K °v 0，反应正向自发进行。
00+7—13 — 6K = K sp (AgBr) X f [Ag(NH 3)2] -1.1 X 10 X5.35X 10=5.89X 10—II设平衡时 c(Br )= x mol• L ,则 c[Ag(NH 3)2+]~x mol• L ,⑶ K- cOAgdSmCcQ*][c(S 2O3r/c ® ]1 2=K f®([Ag(S 2 03)2]冷 K ®sp (Ag C l) = 3.2 I0XX.77 X0-10 =5.66 X03△ r G m =— RTIn K °v 0,反应正向自发进行。
2+2-WK 0=C」Cu(NH 43)4]吃eq(S) = K f X K fp =4.7 X012X 7.9X 10-36=3.7 X 10-23 4C r,eq (NH 3)A r G ； =— RTIn K °>0，反应逆向自发进行。
10.8【解】设溶液中［Ag(NH 3)2］帕子浓度为x mol • L -1,则有[Ag(NH 3)2]++2CN [Ag(CN)2]F 2NH 3起始浓度/ mol • L -10.1已转化浓度/ mol • L -1 0.1-X 平衡浓度/ mol • L -1 x0.2 2(0.1-x)0 0.1-x0 2(0.1-x)K0 = K ff[Ag(CN)2] __ ______ "K f f[Ag(NH 3)2f " 1.1X 1073021=1.1>M014 由于K °很大，反应正方向进行趋势很大，故0. 1-x~ 0. 10.1XO.2=1.1X 1014。
由上式可得：x =』0.0"0・=2.03X 10 x (2x )^4X 1.2X 10-6+-1-6-1c{[Ag(NH 3)2] 7= x mol • L =2.03 X 10 mol • L c (CN )=2x mol • -1-6L =4.06 X 10mol • L -1-1 c ([Ag(CN)2门~ 0. 1 mol - L-1c (NH 3戶 0. 2 mol • L*10.9【解】AgBr +2NH[Ag(N3H]++ BrK 0={dAg(NH 3)2l/ c'dBrF c 0=^=5 89 X 10-612••• x = 2.42 X 10^3mol- L -1即 lOOmL 1 mol• L-1NH 3?H 2O 中能溶解 2.43 X lO^x 188 X 0.1=0.046g AgBr ,・ 、2-Zn(OH) 2 + 2OH / [Zn(OH) 4]反应的标准平衡常数： K 0= =K f fx K sP =2.8 X 1015X 3 X 10-17=8.4 X 10-2[Zn(OH)4]2-的平衡浓度均为 0.1 mol • L -1，若该NaOH 起始浓度为x mol • L -1, NaOH 的平衡浓度为(x-2X 0.1) mol • L -1。
将平衡浓度代人标准平衡常数表达式中得：10.11题目改为：将铜电极浸在含有 子的溶液中，用标准氢电极作正极，测得两电极间的电势差(即该原电池的电动势)为0.030V, 计算[Cu(NH 3)4]2+的稳定常数，并说明在标准状态能否用铜器储存1.00 mol L -1氨水？涉(_)=贰(+)—名&=0 V -0.030 V = -0.030 V2+Cu+02 +4NH 3= [Cu(NH 3)4] +4OH -在 1.0 mol • L -1NH 3水中,c(OH 卄 J K：(NH 3)fc 0/c ® ) =/咒1.77咒10 —4.21X10」4 OH忙 -G0 - 0.0592V, 100kPa/100kPa W (O 2Z OH )=甲(O 2/ OH )+ --------------- lg ----------- —4(4.2X103)4=0.401V+0.1407V =0.5417V > 申日[Cu(NH 3)4]2+/ Cu=-0.030 V所以在标准状态下不能用铜器储存1.00 mol L -1氨水.*10.12【解】(1)因为^日(Co 3+/Co 2+)沁日(O 2/ H 2O)，所以Co 3+能将水氧化成O 2。
所以-0.030 V =0.3419V+ 0^^lg-0^2 K P 0K f=4.68X 1012[c(NH 3)/ c °]2*10.10【解】溶解反应方程式为:0.128.4X10-=2(X —0.02) x=1.29此NaOH 起始浓度为1.29mol - L -1因为X( —)= g [Cu(NH 3)4]2+/ Cu = X(Cu 2+/Cu)+ 0.0592V 2+--------- lg c(Cu ) /c21.00 mol L -1氨水和 1.00 mol L "1[Cu(NH 3)4]2+配离【解】02+ 2H 2O+4e3+5(2)Wq[Co(NH 3)6]3+/[C O (NH 3)6]2+}=申0 (C O 3+/C O 2+) + 0.0592lgC r(C02)C r (Co )e2+N 日(C O 3+/C O 2+) +0.0592lg Kfe {[CO(NH3)6] }K f {[Co(NH 3)6]3+}44.4x10=1.92V+0.0592lg ------- =0.1V2.3x10在 1.0 mol • L -1N H 3 水中,c(OH "0 = J K；(NH 3)/c 0/c ® ) 1.77x10- =4.21 x10(4 OH "枱.常H-0.0592V 100kPa/100kPaW (O 2/ OH )= " (O 2/ OH )+ ------------- Ig --------- 「一4 (4.2x10)= 0.401V+0.1407V =0.5417V>申0 ([Co(NH 3)6]3+/[C O (NH 3)6]2+)V W (02/ OH -)，所以[C O (NH 3)6] 3+在 1.0 mol • L -1NH 3水中 却不能氧化水*10-134-[Fe(CN) 6] [Fe(H 2O) 6]2+△ / cm-133000 10400 p/ cm -11760017000【解】[Fe(CN)6]4"：子的影响较大，会引起 全部在d e 轨道上：因为 △> P,所以Fe 2+离子是处于八面体强场中， 则配位体对中心离 d 电子的重新排列。
6个d 电子数应为低自旋排列，即 6个d 电子应d Y d e2 CFSE = — — A OX 6 = —24Dq 5[Fe(H 2O) 6]2+:因为 △< P ，所以Fe 2+离子是处于八面体弱场中，6个d 电子数应为高4个电子在d e 轨道上，2个电子在d Yd Y d eCFSE = -Z A OX4+3A OX 25 52=一-A 。
= -4Dq02+ 2H 2O+4e自旋排列，即电子尽可能排列在 5个d 轨道上,轨道上：3+51C (NH 3)=1 — 2xmol - L'••• K °较小，说明AgBr 转化为［Ag ( NHJ ；］离子的部分很小，x 远小于1, 故 1 — 2x~ 1 mol- L=(Cu 2+/Cu)+ 0^lg。