大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 气 体)
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》（第5版）（课后习题详解固体结构）
⼤连理⼯⼤学⽆机化学教研室《⽆机化学》（第5版）（课后习题详解固体结构）10.2 课后习题详解1. 填充下表：解：根据已知条件可得表10.1：表 10.12.根据晶胞参数，判断下列物质各属于何种晶系?解：根据已知条件可得表10.2：表 10.23. 根据离⼦半径⽐推测下列物质的晶体各属何种类型。
解：上述物质都为AB 型离⼦键化合物，在不考虑离⼦极化的前提下，晶体的离⼦半径⽐与晶体构型的关系为：+-r r 当=0.225～0.414时，晶体为ZnS 型；+-r r =0.414～0.732时，晶体为NaCl 型；+-r r =0.732～1.000时，晶体为CsCl型。
+-r r4. 利⽤Born-Haber 循环计算NaCl 的晶格能。
解：设计循环如下：5. 试通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能，并⽤公式计算出晶格能，再确定两者符合程度如何（已知镁的I 2为1457 kJ?mol -1）。
解：设计的循环如下：则通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能为：⽤公式计算出晶格能为：通过⽐较两种⽅法计算出的晶格能⼤⼩，可见⽤两种⽅法计算的结构基本相符。
6. KF 晶体属于NaCl 构型，试利⽤公式计算KF 晶体的晶格能。
已知从Born-Haber 循环求得的晶格能为802.5 kJ?mol -1。
⽐较实验值和理论值的符合程度如何。
解：根据题意可知，晶体属于构型，即离⼦晶体构型，故查表可知KF NaCl 。
1.748A =⼜因为，，所以1(79)82n =+=0()()133136269R r K r F pm pm pm +-=+=+=与Born-Haber 循环所得结果相⽐，误差为7. 下列物质中，何者熔点最低?解：⼀般情况下，离⼦晶体的晶格能越⼤，则其熔点越⾼。
影响晶格能的因素很多，主要是离⼦的半径和电荷。
电荷数越⼤，离⼦半径越⼩，其晶格能就越⼤，熔点越⾼。
所以的熔点最低。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 p区元素(二))
H2S 和调节 pH 的方法来鉴别它们？
解：分别取少量四种溶液于试管中，然后通入 H2S 至饱和，出现黑色沉淀的是
P（b N）O3 2 ，然后在不出现沉淀的三支试管中加入 NH3 gH 2O ，出现黑色沉淀的是 FeSO4 ,出
现肉色沉淀的是 MnSO4 ，不出现沉淀的是 K2SO4 。PbS 的
，不溶于稀酸，
离心分离，即考研考证电子书、题库视频学习平 台
6.．某金属氧化物 A 的晶体放入水中生成白色沉淀 B；再加入盐酸，沉淀 B 消失，又
得到 A 的溶液。此溶液与过量的稀 NaOH 溶液反应生成白色沉淀 C；C 与 NaClO-NaOH
2
2
2．完成并配平下列反应方程式： 解：各反应方程式如下：
3．完成并配平下列反应方程式：
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解：各反应方程式如下：
4.．写出下列反应方程式： （1）三氧化二砷溶于氢氧化钠溶液；（2）三硫化二锑溶于硫化铵溶液； （3）硝酸铋溶液稀释时变混浊； （4）硫代亚锑酸钠与盐酸作用； （5）铋酸钠与浓盐酸反应。 解：各反应方程式如下：
12.．将 SO2（g）通入纯碱溶液中，有无色无味气体（A）逸出，所得溶液经烧碱中 和，再加入硫化钠溶液除去杂质，过滤后得溶液（B）。将某非金属单质（C）加入溶液 （B）中加热，反应后再经过滤、除杂等过程后，得溶液（D）。取 3mL，溶液（D）加入 HCl 溶液，其反应产物之一为沉淀（C）。另取 3mL 溶液（D），加入少许 AgBr（s），则其 溶解，生成配离子（E）。再取第 3 份 3mL 溶液（D），在其中加入几滴溴水，溴水颜色消 失，再加入 BaCl2 溶液，得到不溶于稀盐酸的白色沉淀（F）。试确定 A，B，C，D，E，F 的化学式，并写出各步反应方程式。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(名校考研真题详解 p区元素(一))
13.3 名校考研真题详解一、判断题1．酸式碳酸盐比其正盐易分解，是因为金属离子与3HCO -离子的离子键很强。
（）[南京航空航天大学2012研]【答案】×【解析】根据极化理论，HCO 3-中的H +与O 2-之间的作用较强，削弱了C 与O 之间的共价键，导致键能减小，比较容易断裂，故酸式碳酸盐比其正盐易分解。
2．配制 SnCl 2溶液，常在溶液中放入少量固体Sn 粒，其原因是防止Sn 2+水解。
（ ）[南京航空航天大学2011研]【答案】×【解析】Sn 2+容易被氧化为Sn 4+离子，而Sn 4+离子具有氧化性，又会把Sn 单质氧化为Sn 2+离子，所以加入Sn 单质，是为了防止Sn 2+被氧化。
二、填空题1．SiF 4水解产物是（ ）和（ ）；也可能是（ ）和（ ）。
[北京科技大学2012研]【答案】H 4SiO 4；HF ；H 2SiO 3；HF【解析】水解反应生成原硅酸H 4SiO 4和HF ，H 4SiO 4不稳定，分解成硅酸和水，反应方程式如下：4244SiF 4H O H SiO 4HF+=+44232H SiO H SiO H O=+2．33H BO 是（）元弱酸，请写出相应的化学方程式（ ）。
[南京航空航天大学2012研]【答案】一；+3324H BO H O 2B(OH)H-++ƒ【解析】原硼酸不是自身电离释放H +，而是溶于水发生水解反应，产生H +，所以硼酸只能产生一个H +，故为一元酸。
3．写出2PbO 和浓盐酸反应的方程式（ ）。
[南京航空航天大学2011研]【答案】2222PbO 4HCl()PbCl Cl 2H O+−−→++浓三、选择题1．下列物质中熔点最高的是（ ）。
[北京科技大学2012研]A ．SiO 2B ．SO 2C ．NaClD ．SiCl 4【答案】A【解析】A 项为原子晶体，B 项为分子晶体，C 项为离子晶体，D 项为分子晶体，根据熔点的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体可知，SiO 2熔点最高。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 f区元素)
18.2 课后习题详解1. 选择一种镧系金属，写出其与稀酸反应的方程式，并用有关电极电势和镧系元素形稳定氧化态的规律说明所得结论。
解：选择La 元素，其与稀酸的反应方程式为322623La H La H +++=+。
镧系金属的特征氧化值为+3价，酸性条件下，镧系金属的3(/) 1.98A E Ln Ln V θ+≤-，La 与H +反应生成04f 全空的稳定结构的3La +。
2. 在镧系元素中哪几种元素最容易出现非常见氧化态，并说明出现非常见氧化态与原子的电子层构型之间的关系。
解：镧系金属的特征氧化值为+3价，但是Ce 、Pr 和Tb 还有+4价氧化态，Sm 、Eu 和Yb 还有+2价氧化态，这与其电子构型有关。
其对应的电子构型分别为40(4)Ce f +、41Pr (4)f +、47(4)Tb f +，26(4)Sm f +、27(4)Eu f +、214(4)Yb f +。
而04f 、74f 和144f 为全空、半满和全满的稳定结构，容易形成。
3. 根据有关化学性质的知识推和铈和铕为什么在离子交换等现代分离技术发展起来之前是镧系元素中最易分离出来的元素?解：由于铈具有112456f d s 的稳定电子构型，除能形成3Ce +外，还能形成4Ce+；4Ce +在水溶液中或在固相中都能稳定存在。
当pH 值为6时，，在弱酸中或弱碱溶液中，氯气等氧化剂能将Ce 3+氧化为4Ce +，而且4Ce +易水解，在碱性溶液中能生成CeO 2·xH 2O 沉淀，甚至pH 在0.7～1的条件下就能沉淀出来；其他+3稀土元素则要pH 在6～8时才沉淀。
这样，可将铈在分离其他稀土元素之前就分离出来。
铕得电子构型为4f 26s 2，可形成Eu 2+。
Sm 3+，Eu 3+，Yb 3+比其他稀土离子较易还原为Ln 2+，特别时Eu 3+更易被还原。
这可从下列电对的值看出：，可用Zn 做还原剂将Eu 3+还原为Eu 2+，而Sm 3+，Yb 3+等不被还原。
第一章至第七章_无机化学习题解答(大连理工第五版)
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大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 分子结构)
9.2 课后习题详解1. 写出下列化合物分子的Lewis 结构式，并指出其中何者是σ键，何者是π键，何者是配位键。
（1）膦PH 3 （2）联氨N 2H 4（N-N 单键）；（3）乙烯； （4）甲醛；（5）甲酸；（6）四氧化二氮（有双键）。
解：其结构式与化学键类型如表9.1所示：表 9.12. 根据下列分子或离子的几何构型，试用杂化轨道理论加以说明。
（1）HgCl 2（直线形）；（2） SiF 4（正四面体）；（3）BCl 3（平面三角形）；（4）NF 3（三角锥形，102°）；（5）（V 形，115.4°）；（6）（八面体）。
2NO -26SiF -解：分子或离子的几何构型及其杂化理论解释如表9.2所示：表 9.23. 试用价层电子对互斥理论推断下列各分子的几何构型，并用杂化轨道理论加以说明。
解：用价层电子对互斥理论推断分子的几何构型应先计算中心原子的价电子对数，然后确定其空间分布，再根据是否有孤电子对来判断分子构型。
如果价层电子对数等于配位数，则分子的空间构型与电子空间排列相同，否则会存在孤对电子，分子的空间构型与电子空间排列不相同。
中心原子的杂化轨道类型与中心原子的价层电子对数有关，中心原子的价层电子对数等于其参与杂化的原子轨道数。
则可推知题中的分子构型如表9.3所示：表 9.34. 试用VSEPR 理论判断下列离子的几何构型。
解：推断结果如表9.4所示：表 9.45. 下列离子中，何者几何构型为T 形?何者构型为平面四方形?解：根据理论，几何构型为形的分子或离子，其中心原子的价层电子对数VSEPR T 为5，配位原子数为3。
所以在配位原子数为3的离子中的几何构型为形。
几何3XeF +T 构型为平面正方形的分子或离子，其中心原子的价电子对数为6，配位原子数为4。
所以的几何构型为平面正方形。
4ICl -6. 下列各对分子或离子中，何者具有相同的几何构型?解：中心原子价层电子对数相同，配位原子数也相同的分子或离子，一定具有相同的几何构型。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(9-12章)【圣才
2．共价键的特点：具有饱和性和方向性。 饱和性：一个原子能有几个未成对的电子，便可与其他原子的几个自旋相反的未成对电 子配对成键。 方向性：指每个原子与周围原子形成共价键有一定角度（两个原子间形成共价键时往往 只能沿着一定的方向结合）。
3．共价键的键型： （1）σ键：原子轨道沿核间联线方向进行同号重叠形成的共价键（头碰头），其键能大， 稳定性高。 （2）π键：两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠（肩并肩），其键能小于
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第 9 章 分子结构
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9.1 复习笔记
一、价键理论 价键理论，简称 VB 理论，又称电子配对理论，本质是由于原子轨道重叠，原子核间电 子几率密度增大吸引原子核而成键。 1．基本要点： （1）原子中自旋方向相反的未成对的电子相互配对形成稳定的化学键； （2）形成共价键的原子轨道必须在对称性一致的前提下发生重叠，重叠程度愈大，形 成的共价键愈牢固，即原子轨道最大重叠原理。
键级越大，键越牢固，分子越稳定。 （2）键能 在双原子分子中，于 100 kPa 下将气态分子断裂成气态原子所需要的能量称为键的解 离能。 在多原子分子中，断裂气态分子中的某一个键，形成两个“碎片”时所需要的能量称为 此键的解离能。 键能通常是指标准状态下气体分子拆开成气态原子时，每种键所需能量的平均值。 （3）键长 分子中两原子核间的平衡距离称为键长。 键长递增，键能则递减；单键、双键及叁键的键长依次缩短，键能依次增大，但与单键 并非两倍、三倍的关系。 （4）键角 键角和键长是反映分子空间构型的重要参数，它们均可通过实验测知。 （5）键矩
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键矩是表示键的极性的物理量，记作μ。μ为矢量。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(名校考研真题详解 p区元素(三))
15.3 名校考研真题详解一、判断题1．因为I -的极化率大于Cl -，所以θθsp sp (AgI)(AgCl)＜K K 。
（ ）[南京航空航天大学2012研]【答案】√【解析】因为卤素离子随着离子半径增加，变形性越来越大，而银离子属于18e 型离子，极化力强，所以当卤离子半径增加时，卤化银的化学键的共价性越来越明显。
通常认为，氟化银是离子晶体，其它三个都是共价化合物，且化学键的共价性依Cl 、Br 、I 的次序逐渐增强。
所以氟化银可溶于水，其它三个难溶于水且溶解度依次急剧下降。
2．次氯酸钠是强氧化剂，它可以在碱性介质中将[Cr （OH ）4]-氧化为Cr 2O 72-。
（ ）[北京科技大学2011研]【答案】√【解析】次氯酸钠是强碱弱酸盐，其水溶液本身呈碱性，并且ClO -中的Cl 呈+1价，极易得电子形成-1价的稳态离子状态，所以有强氧化性（得电子，化合价降低，被还原），故存在反应()24242ClO Cr OH CrO 2Cl 2H O ----+=++⎡⎤⎣⎦，而Cr 2O 72-是2个CrO 42-之间共用1个O 结合而成的。
3．AgCl 不溶于硝酸，但在浓盐酸中有一定的溶解度。
（）[北京科技大学2011研]【答案】√【解析】AgCl在浓盐酸中形成[AgCl2]-。
4．在稀有气体这种单原子分子之间不存在分子间作用力。
（）[电子科技大学2010研]【答案】×二、选择题1．碘易升华的原因是（）。
[北京科技大学2012研]A．分子间作用力大，蒸气压高B．分子间作用力小，蒸气压高C．分子间作用力大，蒸气压低D．分子间作用力小，蒸气压低【答案】B【解析】碘属于分子晶体，分子间靠较弱范德华力结合，故熔点和沸点较低；I2晶体三相点下的压力高于一个标准大气压，蒸气压较高，故碘容易升华。
2．下列离子中，能在酸性较强的含Fe2+溶液中大量存在的是（）。
[北京科技大学2011研]A．Cl-B．NO3-C．ClO3-D．BrO3-【解析】酸性较强的溶液中，如果存在NO3-、ClO3-或BrO3-时，会形成强氧化性酸将Fe2+氧化为Fe3+。
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1.2 课后习题详解1．有多个用氦气填充的气象探测气球，在使用过程中，气球中氦的物质的量保持不变，它们的初始状态和最终状态的实验数据如下表所示。
试通过计算确定表中空位所对应的物理量，以及由（2）的始态求得M （He ）和（3）的始态条件下解：（1）根据题意可知，,,3121110.0, 5.0010p p kPa V L ===⨯1273.1547320.15T K =+=217273.15290.15T K=+=由于恒定，，因此,n p 1221V T V T =335.0010290.15 4.5310320.15L ⨯⨯==⨯。
3331111010 5.0010102078.314320.15p V n mol RT -⨯⨯⨯⨯===⨯（2）已知,,,1101.3251.02103.41kPa p atm kPa atm=⨯=31 3.510V L =⨯32 5.010V L =⨯12273.15T T K==由于恒定，,因此,n T 1122p V p V =311232103.4 3.510715.1010p V p kPa V ⨯⨯===⨯因为,所以mRT M Vρ=。
11136378.314273.15() 4.0103.4 3.510g J mol K K M He g mol kPa L---⨯⨯==⨯⨯g g g （3）已知,,,,1101.3250.9899.30p kPa kPa =⨯=4110V L =1303T K =260.80p kPa =41 1.3610V L=⨯由于一定，，因此n 42460.8 1.3610303252.399.3010kPa L K T K kPa L⨯⨯⨯==⨯。
2．某气体化合物是氮的氧化物，其中含氮的质量分数以某一容器中充有该氮氧化物的质量是4.107g ，其体积为0.500L ，压力为202.65kPa ，温度为0℃。
试求：（1）在标准状况下，该气体的密度；（2）该氧化物的相对分子质量和化学式。
解：（1）根据题意可知，标准状况下的气体体积为由密度的定义，可得 。
14.017 4.0171m g g L V Lρ-===g （2）该气体的物质的量为 11p 202.650.50.04468.314273.15--⨯===⨯g g V kPa L n mol RT J mol K K该气体的摩尔质量为 14.01792.00.0446-===g m g M g mol n mol 则氮的原子数为 9230.5%()214⨯==N 氧的原子数为 92(130.5%)()416O ⨯-==所以该气体的化学式为。
24N O 3．在0.237g 某碳氢化合物中，其下，体积为191.7mL 。
确定该化合物的化学式。
解：该化合物的物质的量为3311p 756.8101.325k a 191.710n=7.8910760(273+22)K 8.314J ----⨯⨯⨯==⨯⨯⨯g g V P L mol RT mol K碳的物质的量为 11()0.2370.8()0.0158()12--⨯===g g mw C g n C mol M C g mol L 氢的物质的量为 11()0.2370.2()0.0474()1mw H g n H mol M H g mol L --⨯===g g 则碳的数目为 3()0.0158()27.8910n C C n -===⨯氢的数目为 3()0.0474()67.8910n H H n -===⨯所以此化合物的化学式为。
26C H 4．在容积为50.0L 的容器中，充有140.0g 的CO 和20.0g 的H 2，温度为300K 。
试计算：（1）CO 与H 2的分压；（2）混合气体的总压。
解：（1）两气体的分压与其物质的量成正比，所以只要计算其物质的量即可计算出分压。
12212-112m (C O )140.0g n (C O )=5.0m ol (C O )28.0g m ol m (H )20.0g n (H )=10.0m ol (H ) 2.0g m ol n(C O )R T5.0m ol 8.314m ol 300p(C O )24950.0p(H )=499M M J K K kP a V LkP a ---====⨯⨯===g g g g 可可可可（2）由气体的分压定律，可得B B p p=∑。
2()()249499748p p CO p HkPa kPa kPa =+=+=5．在激光放电池中的气体是由组成的混合物，总压为0.30MPa 。
计算各组分分压。
解：气体总的物质的量为 2.0 1.01619n mol mol mol mol=++=根据分压定律，气体的分压与其物质的量成正比，所以，则B B n p p n=⨯。
6．在实验室中用排水集气法收集制取的氢气。
在23℃，100.5kPa 压力下，收集了370.0mL 的气体（23℃时，水的饱和蒸气压2.800kPa ）。
试求：（1）23℃时该气体中氢气的分压；（2）氢气的物质的量；（3）若在收集氢气之前，集气瓶中已充有氮气20.0mL ，其温度也是23℃，压力为100.5kPa ；收集氢气之后，气体的总体积为390.0mL 计算此时收集的氢气分压，与（2）相比氢气的物质的量是否发生变化?解：（1）在23℃时，水的蒸汽压，则2() 2.8p H O kPa =。
22()(=100.5 2.897.7p H p p H O kPa kPa kPa =--=）（2）。
2211()97.70.37()0.01478.314296p H V kPa L n H mol RT J mol K K --⨯===⋅⋅⨯（3）收集气体前后，系统中、、、不变，则2()n N 2()p H O p T-=⨯===⨯⋅⋅⨯+124212-1-1()(100.5-2.800)0.020ｎ()7.9410m ol Ｔ8.314(27323)p N ＶkP a L N R J m ol K K 收集之后，混合气体中H 2与N 2分压之和为：与22242222222'(H )(N )(H O )(100.5 2.800)kP an (H )(0.01557.9410)m ol =0.0147m oln (H )0.0147'(H )['(H )(N )]97.7kP a 92.7kP a n (H )n (N )0.0155p p p p p p p -+=-=-=-⨯=+=⨯=+（2）相比较，n （H 2）不变。
7．当NO 2被冷却到室温时，发生聚合反应：若在高温下将15.2g NO 2充入10.0L 的容器中，然后使其冷却到25℃。
测得总压为0.500atm.试计算NO 2（g ）和N 2O 4（g ）的摩尔分数和分压。
解：根据题意可知，的物质的量为2NO ，2212()15.2()0.330()46.01m NO g n NO mol M NO g mol -===g 根据氮守恒，可得①224()2()0.330n NO n N O mol +=根据分压定律，，即224()()101.3250.550.7+=⨯=p NOp N O kPa kPa 8．氰化氢（HCN ）气体是用甲烷和氨作原料制造的。
反应如下：如果反应物和产物的体积是在相同温度和相同压力下测定的。
计算：（1）与3.0L CH 4反应需要氨的体积；（2）3.0L CH 4，反应需要氧气的体积；（3）当3.0L CH 4完全反应后，生成的HCN （g）和H 2O （g ）的体积。
解：由于是在相同温度和压力条件下测定的，所以其体积之比与其物质的量之比相同。
即：9．为了行车安全，可在汽车上装备气袋，以便必要时保护司机和乘客。
这种气袋是用氮气充填的，所用氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的（其他产物还有氧化钠和铁）。
（1）写出该反应方程式并配平之；（2）在25℃，748mmHg 下，要产生75.0L 的N2需要叠氮化钠的质量是多少？解：（1）根据题中所给出的产物和生成物，可得方程323226()()3()2()9()+=++NaN s Fe O sNa O s Fe s N g （2）所需氮的物质的量为由反应可知，氮的来源全部为，则根据氮守恒3NaN 需的物质的量为3NaN 3 3.022() 2.013mol n Na N mol ⨯==需的质量为3NaN =131g 。
11333()()() 2.0165m Na N n Na N M Na N mol g mol L --=⨯=⨯g g10．一个人每天呼出的CO 2，相当于标准状况下的5.8×102L 。
在空间站的密闭舱中，宇航员呼出的CO 2用LiOH （s ）吸收。
写出该反应方程式，并计算每个宇航员每天需要LiOH 的质量。
解：反应方程式为,则根据题意可得22322LiOH CO Li CO H O +=+由方程式的系数比，可知,故2()22()1n LiOH n CO ==2()2()52n LiOH n CO mol ==因此所需的质量为LiOH -1(Li O H )52 m ol 24 g m ol 1248 m n M g=⨯=⨯=g 11．地球上物体的逃逸速度为计算He ，Ar ，Xe 在2000K 的方均根速度。
由计算结果可帮助你了解为什么大气中He 的丰度（含量）最小。
解：根据题意可得，，，则1(=4.0026M He g mol -⋅）1()=39.948M Ar g mol -⋅同理可得：由于最大，所以逃离了地球的氦比较多，其丰度最小。
12．在容积为40.0L 氧气钢瓶中充有8.00kg 的氧，温度为25℃。
（1）按理想气体状态方程计算钢瓶中氧的压力；（2）再根据van der Waals 方程计算氧的压力；⋅⋅（3）确定两者的相对误差。
解：（1）32212()8.010()250()32m O g n O mol M O g mol -⨯===⋅⨯⨯⋅⋅⨯===⨯2-1-141 2.50108.314298 1.551040.0 nR T J m ol K K p kP a V L。