中级无机化学(朱文祥)第一章答案全
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－
共轭酸 NH4
＋
NH2 N
－3
－
NH3 NH2
－
－
OH I
－Βιβλιοθήκη Baidu
－
H3O
＋
1.12 （1）H3PO4 （2）HNO3 （3）HClO4 （4）H5IO6 m＝1， pK1＝2 m＝2, m＝3, m＝1, pK＝－3 pK＝－8 pK1＝2 pK2＝7 pK2＝pK1＋5＝7
（CH3） 1.13 （1） 对于气态物质， 因为电子驰豫能依次增大， 所以碱性： CH3O > CH3CH2O >
＋ －
－
＋ H3O
＋
＋ H2NCONH3
＋
＋ HS2O7
－
1.6 根据Pauling规则，左结构m＝1，应pKa≈2；右结构m＝0，应pKa ≥ 7。已知亚磷酸的pK1 ≈1.3，所以其结构为左式而不是右式。
1.7 NH3 < AsH3 < C2H5OH < H4SiO4 < HSeO4 < HSO4 < H3O
3
其路易斯酸性比BCl3强。所以F3B是更强的路易斯酸。
4
第一章 酸碱理论与非水溶液化学
【习题答案】
1.1 因为 CH3COOH CH3COOH ＋ H2O CH3COO CH3COO
－
＋ H （水－离子理论和质子理论：解离出 H+ ） ，或
＋
－
＋ H3O （溶剂体系理论：生成溶剂的特征阳离子） ，
＋
所以CH3CO2H水溶液显酸性。 因为NaHCO3 → Na
－ ＋
＋ HCO3 ，HCO3
－
－
＋ H2O
H2CO3 ＋ OH （水－离子理
－
，所以NaHCO3水溶液显碱性 论：解离出OH ，或溶剂体系理论：生成溶剂的特征阴离子） ，或SO3 ＋ 因为SO3 ＋ H2O → H+ ＋ HSO4 （水－离子理论和质子理论：解离出H+）
－
2H2O → H3O 性。
1.2 在水中，任何实验都不能反映出 HBr 和 HI 哪个酸性更强，即水不能区分 HBr 和 HI 的 相对强度，因此称水“拉平”了所有的强酸，水对强酸具有“拉平”效应。 在醋酸中，大部分强酸变成了弱酸，通过测定电导率可明显显示出它们酸度的差别，因 此称醋酸对它们具有“区分”效应。
1.3
CH3COOH < HNO3 < HCl < H2SO4 < HBr < HClO4 < HF
＋ NH3 → NH2
－
＋ H2↑
1
1.5 HNO3为碱：HNO3 ＋ 2H2SO4→2HSO4
－
＋ NO2
－
＋
＋ H3O
＋
CH3COOH为碱：CH3COOH ＋ H2SO4→HSO4 HClO4为酸：HClO4 ＋ H2SO4 H3SO4
＋
＋ CH3COOH2
－
＋
＋ ClO4
C2H5OH为碱：CH3CH2OH ＋ 2H2SO4→ CH3CH2HSO4 ＋ HSO4 H2NCONH2为碱：H2NCONH2 ＋ H2SO4→HSO4 SO3为酸：SO3 ＋ H2SO4 H2S2O7 ＋ H2SO4 H2S2O7 H3SO4
2CHO
－
－
－
。
（2）对于常温常压下的稳定液态，由于斥电子效应为－CH3 < －CH2CH3 <－CH（CH3）
2，所以碱性
CH3O < CH3CH2O <（CH3）2CHO 。
－
－
－
1.14 （1）CH3为斥电子基团，并且超共轭程度（CH3）3B大于Cl3B和F3B，所以（CH3）3B （2）吸电子基团F的吸电子能力比Cl强，使BX3的缺电子性更严重， 的酸性比Cl3B和F3B弱；
＋ －33 ＋ － －33
NH4
＋
＋ NH2 ，K＝1.0 ×10
－
－33
，
－17
）1/2＝3.16×10
mol·L
－1
1.10 硬软酸碱原理：硬酸趋向于与硬碱形成稳定的配合物，而软酸趋向于与软碱形成稳定 的配合物。 根据前线分子轨道理论，酸是电子对接受体，它的反应性主要决定于它的 LUMO（最 低空分子轨道） ；碱是电子对给予体，它的反应性主要决定于它的 HOMO（最高占据分子轨 道） 。由于硬酸具有高能量的电子接受轨道 LUMO ，而硬碱具有低能量的电子给予轨道 HOMO，它们前线轨道的能量差别比较大，因此硬酸与硬碱之间主要以静电作用相互吸引 生成稳定配合物。与此相反，软酸具有能量较低的 LUMO，软碱具有能量较高的 HOMO，
－
－
＋
1.8 （1） （2）
KNH2 +
NH2
NH3(l)
NH3 +
NHK
HNO3 + 2H2SO4
+ NO2
2HSO4
+ H 3O
+ NO2
+ H 3O
+ Cl
2HCl + 2HSO4
（3）
NO2Cl + 2H2SO4 + H3O
H3BO3 + H2SO4
H4BO3
+ HSO4
1.9 纯液氨自电离：2NH3 [NH4 ][NH2 ]＝1.0×10 [NH4 ]＝（1.0×10
2
它们前线轨道的能量差别比较小， 因此软酸与软碱的 LUMO 和 HOMO 能发生较大重叠， 二 者通过共价键形成稳定配合物。
金属（酸） LUMO LUMO HOMO HOMO 硬－硬结合 软－软结合 金属（酸） 配体（碱）
配体（碱）
1.11 物种 NH3 NH2 NH2 H2O HI
－
共轭碱 NH2
其中，H2SO4、HF、HClO4为超酸。
1.4 CH3COOH为强酸：CH3COOH + NH3 → CH3COO + NH4+
－
H2NCONH2为弱酸：H2NCONH2 ＋ NH3 CH3CH2OH为弱酸：CH3CH2OH ＋ NH3 NaH为强碱：H
－
NH4 NH4
＋
＋
＋ H2NCONH
－
－
＋ CH3CH2O
＋
＋ HSO4 （溶剂体系理论：生成溶剂的特征阳离子） ，所以SO3水溶液显酸
－
因为Fe（H2O）63
＋
Fe（OH） （H2O）52
＋
＋
＋ H （水－离子理论和质子理论：解离
＋
＋
，或Fe（H2O）63 出H+）
＋ H2O
Fe（OH） （H2O）52
＋
＋ H3O （溶剂体系理论：生
＋
成溶剂的特征阳离子） ，所以Fe（H2O）63 水溶液显酸性。
共轭酸 NH4
＋
NH2 N
－3
－
NH3 NH2
－
－
OH I
－Βιβλιοθήκη Baidu
－
H3O
＋
1.12 （1）H3PO4 （2）HNO3 （3）HClO4 （4）H5IO6 m＝1， pK1＝2 m＝2, m＝3, m＝1, pK＝－3 pK＝－8 pK1＝2 pK2＝7 pK2＝pK1＋5＝7
（CH3） 1.13 （1） 对于气态物质， 因为电子驰豫能依次增大， 所以碱性： CH3O > CH3CH2O >
＋ －
－
＋ H3O
＋
＋ H2NCONH3
＋
＋ HS2O7
－
1.6 根据Pauling规则，左结构m＝1，应pKa≈2；右结构m＝0，应pKa ≥ 7。已知亚磷酸的pK1 ≈1.3，所以其结构为左式而不是右式。
1.7 NH3 < AsH3 < C2H5OH < H4SiO4 < HSeO4 < HSO4 < H3O
3
其路易斯酸性比BCl3强。所以F3B是更强的路易斯酸。
4
第一章 酸碱理论与非水溶液化学
【习题答案】
1.1 因为 CH3COOH CH3COOH ＋ H2O CH3COO CH3COO
－
＋ H （水－离子理论和质子理论：解离出 H+ ） ，或
＋
－
＋ H3O （溶剂体系理论：生成溶剂的特征阳离子） ，
＋
所以CH3CO2H水溶液显酸性。 因为NaHCO3 → Na
－ ＋
＋ HCO3 ，HCO3
－
－
＋ H2O
H2CO3 ＋ OH （水－离子理
－
，所以NaHCO3水溶液显碱性 论：解离出OH ，或溶剂体系理论：生成溶剂的特征阴离子） ，或SO3 ＋ 因为SO3 ＋ H2O → H+ ＋ HSO4 （水－离子理论和质子理论：解离出H+）
－
2H2O → H3O 性。
1.2 在水中，任何实验都不能反映出 HBr 和 HI 哪个酸性更强，即水不能区分 HBr 和 HI 的 相对强度，因此称水“拉平”了所有的强酸，水对强酸具有“拉平”效应。 在醋酸中，大部分强酸变成了弱酸，通过测定电导率可明显显示出它们酸度的差别，因 此称醋酸对它们具有“区分”效应。
1.3
CH3COOH < HNO3 < HCl < H2SO4 < HBr < HClO4 < HF
＋ NH3 → NH2
－
＋ H2↑
1
1.5 HNO3为碱：HNO3 ＋ 2H2SO4→2HSO4
－
＋ NO2
－
＋
＋ H3O
＋
CH3COOH为碱：CH3COOH ＋ H2SO4→HSO4 HClO4为酸：HClO4 ＋ H2SO4 H3SO4
＋
＋ CH3COOH2
－
＋
＋ ClO4
C2H5OH为碱：CH3CH2OH ＋ 2H2SO4→ CH3CH2HSO4 ＋ HSO4 H2NCONH2为碱：H2NCONH2 ＋ H2SO4→HSO4 SO3为酸：SO3 ＋ H2SO4 H2S2O7 ＋ H2SO4 H2S2O7 H3SO4
2CHO
－
－
－
。
（2）对于常温常压下的稳定液态，由于斥电子效应为－CH3 < －CH2CH3 <－CH（CH3）
2，所以碱性
CH3O < CH3CH2O <（CH3）2CHO 。
－
－
－
1.14 （1）CH3为斥电子基团，并且超共轭程度（CH3）3B大于Cl3B和F3B，所以（CH3）3B （2）吸电子基团F的吸电子能力比Cl强，使BX3的缺电子性更严重， 的酸性比Cl3B和F3B弱；
＋ －33 ＋ － －33
NH4
＋
＋ NH2 ，K＝1.0 ×10
－
－33
，
－17
）1/2＝3.16×10
mol·L
－1
1.10 硬软酸碱原理：硬酸趋向于与硬碱形成稳定的配合物，而软酸趋向于与软碱形成稳定 的配合物。 根据前线分子轨道理论，酸是电子对接受体，它的反应性主要决定于它的 LUMO（最 低空分子轨道） ；碱是电子对给予体，它的反应性主要决定于它的 HOMO（最高占据分子轨 道） 。由于硬酸具有高能量的电子接受轨道 LUMO ，而硬碱具有低能量的电子给予轨道 HOMO，它们前线轨道的能量差别比较大，因此硬酸与硬碱之间主要以静电作用相互吸引 生成稳定配合物。与此相反，软酸具有能量较低的 LUMO，软碱具有能量较高的 HOMO，
－
－
＋
1.8 （1） （2）
KNH2 +
NH2
NH3(l)
NH3 +
NHK
HNO3 + 2H2SO4
+ NO2
2HSO4
+ H 3O
+ NO2
+ H 3O
+ Cl
2HCl + 2HSO4
（3）
NO2Cl + 2H2SO4 + H3O
H3BO3 + H2SO4
H4BO3
+ HSO4
1.9 纯液氨自电离：2NH3 [NH4 ][NH2 ]＝1.0×10 [NH4 ]＝（1.0×10
2
它们前线轨道的能量差别比较小， 因此软酸与软碱的 LUMO 和 HOMO 能发生较大重叠， 二 者通过共价键形成稳定配合物。
金属（酸） LUMO LUMO HOMO HOMO 硬－硬结合 软－软结合 金属（酸） 配体（碱）
配体（碱）
1.11 物种 NH3 NH2 NH2 H2O HI
－
共轭碱 NH2
其中，H2SO4、HF、HClO4为超酸。
1.4 CH3COOH为强酸：CH3COOH + NH3 → CH3COO + NH4+
－
H2NCONH2为弱酸：H2NCONH2 ＋ NH3 CH3CH2OH为弱酸：CH3CH2OH ＋ NH3 NaH为强碱：H
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NH4 NH4
＋
＋
＋ H2NCONH
－
－
＋ CH3CH2O
＋
＋ HSO4 （溶剂体系理论：生成溶剂的特征阳离子） ，所以SO3水溶液显酸
－
因为Fe（H2O）63
＋
Fe（OH） （H2O）52
＋
＋
＋ H （水－离子理论和质子理论：解离
＋
＋
，或Fe（H2O）63 出H+）
＋ H2O
Fe（OH） （H2O）52
＋
＋ H3O （溶剂体系理论：生
＋
成溶剂的特征阳离子） ，所以Fe（H2O）63 水溶液显酸性。