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《现代基础化学》答案化学工业
《现代基础化学》答案化学工业出版社
第一章,习题答案,P44-46
1.E=-B/n2(B=2.1810-18J
E=-B/52+B/22=4.5810-19J
hv=E,=c
=chE=434nm
3.①②不存在;③④存在
4.Ni3s23p63d84s2的四个量子数是:
3s2:
n=3,l=0,m=0,ms=+1/2;n=3,l=0,m=0,ms=-1/2
3p6:
n=3,l=1,m=-1,ms=+1/2;n=3,1=1,m=-1,ms=-1/2;n=3,1=1,m=0,ms=+1/2
n=3,1=1,m=0,ms=-1/2;n=3,1=1,m=1,ms=+1/2;n=3,1=1,m=1,ms=-1/2
3d8:
n=3,1=2,m=-2,ms=+1/2;n=3,1=2,m=-2,ms=-1/2;n=3,1=2,m=-1,ms=+1/2
n=3,1=2,m=-1,ms=-1/2;n=3,1=2,m=0,ms=+1/2;n=3,1=2,m=0,ms=-1/2
n=3,1=2,m=1,ms=+1/2;n=3,1=2,m=2,ms=+1/2
4s2:
n=4,1=0,m=0,ms=+1/2;n=4,1=0,m=0,ms=-1/2
5.①3d②4f③2s④3d⑤1s⑥3p;结果:
⑤<③<⑥<①=④<②
6.①n=4;②l=1;③m=0;④ms=1/2 或-1/2
7.
8.①n>3;3d
②l=1;2p
③m=-1/0/+1;3p
④ms=+1/2或-1/2,4s
9.48Cd4s24p64d105s2.
10.①有三个19K;24Cr;29Cu
②均第四周期,K:
s区,,IA族;Cr:
d区VIB族;Cu:
ds区IB族
11.
(1)Ar:
1s22s22p63s23p6
(2)Fe:
1s22s22p63s23p64s23d6
(3)I:
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5;
(4)Ag:
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
12.①
(1)Ca:
s区,第四周期,IIA族;
(2)Cl:
p区,第三周期,VIIA;
(3)Ti:
d区,第四周期,IVB;(4)Hg:
ds区,第六周期,IIB族
②Ca:
+2,Cl:
+7,Ti:
+4,Hg:
+2
③
(1)<(3)<(4)<
(2)
13.铁原子3d64s2;26Fe
14.48;[Kr]4d105s2,IIB族;48Cd
15.甲:
3s23p5,VIIA,非金属,电负性高;
乙:
3d24s2,IVB,金属,电负性低。
16.①Cl;②Cs;③Be;④Cl;⑤Mn
19.22Ti3+[Ar]3d11个未成对;
24Cr2+[Ar]3d44个未成对;
27Co3+[Ar]3d64个未成对;
46Pd2+[Kr]4d82个未成对;
58Ce3+[Xe]4f11个未成对;
57La3+[Xe]5d0无未成对;
第二章习题答案,P81-82
1.①BeH2:
sp杂化,直线型②SiH4:
sp3杂化,正四面体。
③BF3:
sp2杂化,平面三角形④CO2:
sp杂化,直线型。
2.BF3采用sp2杂化;[BF4]-采用sp3
3.H2Osp3不等性杂化;BeH2sp杂化
4.H2Osp3不等性杂化,104.5度,CH4sp3杂化,109.5度;CO2sp杂化,180度。
11.
H2
色散
O2
色散
H2O
色散
诱导
取向
氢键
H2S
色散
诱导
取向
H2S-H2O
色散
诱导
取向
H2O-O2
色散
诱导
HCl-H2O
色散
诱导
取向
CH3Cl
色散
诱导
取向
12.①乙醇高,有氢键
②甲、乙、丙醇分子结构相似,分子量依次增大,
色散力递增,熔沸点依次升高。
③丙三醇分子量大,熔沸点高,
④HF有氢键,熔沸点高。
13.①CH4,CCl4,CI4分子量递增,
色散力增大,熔沸点依次升高。
②H2O有氢键,CH4无氢键。
第三章习题答案,P119
1.NaF〉AgBr〉NH3〉O2
离子晶体过渡晶体含氢键
2.0.225 离子 r+/r- 型号 离子 r+/r- 型号 LiCl 0.331 ZnS RbCl 0.818 CsCl CaS 0.538 NaCl MgO 0.464 NaCl RbBr 0.755 CsCl LiI 0.278 ZnS 3.熔点随半径下降低升高,随离子电荷升高而升高。 4.①SiC是原子晶体,熔点高。 ②水有氢键,熔点高。 ③KCl离子晶体,熔点高。 ④MgCl2离子晶体,半径小熔点高。 ⑤KI极化力小,熔点高。 5.①Sn4+>Sn2+>Fe2+>Sr2+②S2->O2->F- 第四章习题答案,P151 1. 配合物 中心 离子 配体 配位 数 配离子电荷 名称 [Cu(NH3)4](OH)2 Cu2+ NH3 4 2+ 氢氧化四氨合铜(II) [CrCl(NH3)5]Cl2 Cr3+ Cl-,NH3 6 2+ 二氯化一氯。 五氨合铬(III) [CoCl(NH3)(en)2]Cl2 Co3+ Cl-,NH3, en 6 2+ 氯化二氯一氨二(乙二氨 )合钴(III) [PtCl2(OH)2(NH3)2] Pt4+ Cl-,OH-,NH3 6 0 二氯.二羟基。 四氨合铂(IV) Ni(CO)4 Ni CO 4 0 五羰基合镍 K3[Fe(CN)5(CO)] Fe2+ CN-,CO 6 3- 五氰根。 一羰基合铁(II)酸钾 2. 配合物 中心 离子 配体 配位 数 配离子 电荷 名称 (NH4)3[SbCl6] Sb3+ Cl- 6 3- 六氯合锑(III)酸铵 [CoCl(NH3)5]Cl2 Co3+ Cl-,NH3 6 2+ 氯化一氯五氨合钴(III) [PtCl(OH)(NH3)2] Pt2+ Cl-,OH-,NH3 4 0 一氯.一羟基。 二氨合铂(II) [Cr(NH3)2(H2O)4]3+ Cr3+ NH3H2O 6 3+ 二氨.四水合铬(III) [PtCl3(OH)(NH3)2] Pt4+ Cl-,OH-,NH3 6 0 三氯。 一羟基。 二氨合铂(IV) 3. 名称 化学式 内界 外界 单基配体 多基配体 1 [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl [CoCl2(NH3)3(H2O)]+ Cl- Cl-,NH3,H2O 2 Na2[Ca(EDTA)] [Ca(EDTA)]2- Na+ EDTA 3 (NH4)[Cr(SCN)4(NH3)2] [Cr(SCN)4(NH3)2]- NH4+ NH3,SCN- 4 [Cr(OH)3(H2O)(en)] [Cr(OH)3(H2O)(en)] 无 OH-,H2O en 5 K2[PtCl6] [PtCl6]2- K+ Cl- 4.①[Co(NH3)6]Cl3;②[CoCl(NH3)5]Cl2; ③[CoCl2(NH3)4]Cl;④[CoCl3(NH3)3] 8.①[Ni(CN)4]2-为dsp2杂化, [Ni(NH3)4]2+为sp3杂化, ②[Fe(CN)6]4-为d2sp3杂化,无单电子; [FeF6]3-为sp3d2杂化,有五个单电子。 9. 名称 磁矩 电子分布 空间构型 内外构型 [FeF6]3- 5.90 sp3d2 正八面体 外轨型 [Fe(CN)6]4- 0 d2sp3 正八面体 内轨型 [Fe(H2O)6]2+ 5.30 sp3d2 正八面体 外轨型 [Co(NH3)6]3+ 0 d2sp3 正八面体 内轨型 [Co(NH3)6]2+ 4.26 sp3d2 正八面体 外轨型 [Mn(CN)6]4- 1.80 d2sp3 正八面体 内轨型 第五章习题答案 1.W=-P(V2-V1)=-P2(P1V1/P2-V1)=-1×105(5×2×10-3–2×10-3)=-800J 2.ΔU=Q+W=Q+p(V2-V1)=6.48+[-93.3(150-50)]=4.68+(-9.33)=-2.85kJ 5.ΔH=Qp=20×858=17.16×103J=17.16kJ W=-PoutΔV=-101325×20×607×10-6=-1230J=-1.230kJ ΔU=Qp+W=17.16–1.23=15.93kJ 7.2 (2)– (1)-5/2(3)得,ΔfHm(C2H2)=90.2×2-(-1255.6)-483.7×2.5=226.75kJ/mol 8.1/2[①+②+③-④]ΔrHm°=0.5[-234.7-184.6-30.59+285.85]=-127.02kJ/mol 9.ΔcHm°=2ΔfHm°(CO2)+3ΔfHm°(H2O)-ΔfHm°(C2H5OH) =2(-393.51)+3(-285.85)–(-276.98)=-1367.59kJ/mol; 92克乙醇燃烧放出的热量为 因为92/46=2mol,ΔrHm°=2×(-1366.75)=-2733.5kJ 12.ΔfHm°(C4H10)=4ΔfHm°(CO2)+5ΔfHm°(H2O)–ΔcHm°(C4H10) =4(-393.51)+5(-285.85)-(-2878.51)=-124.78kJ/mol 七4.①ΔrGm°=ΔrHm°-TΔrSm°=-91.92-298.15(-198.3)×10-3=-32.79kJ/mol ②ΔrGm°=ΔrHm°-TΔrSm°=181.42-298.15×.216=117.0kJ/mol ③ΔrGm°=ΔrHm°-TΔrSm°=-890.36-298.15×(-0.243)=-817.9kJ/mol 6.①ΔrGm°=[(-569.6)+2×(-228.59)-(805.0)-4(-95.27)=159.5kJ/mol ②ΔrGm°=-394.38-(-137.3)-(×228.59)=-28.49kJ/mol ③ΔrGm°=3(-394.38)-(-741.0)-3(-137.30)=-30.24kJ/mol 7.K25°=exp[-(ΔrHm°-TΔrSm°)/RT] =exp[-(-211.5×103-298.15×116.9)/(8.314×298.2)]==exp99.384=1.45×1043 K100°=exp[-(-211.5×103-373.15×116.9)/(8.314×373.15)]=exp82.23=5.175×1035 8.ΔrGm°=-RTlnK°=-8.314×3500ln8.28=-61510.7J/mol=-61.51kJ/mol 10.ΔrGm°=37.22-298.15×0.09496=8.908kJ/mol>0;← T1>ΔrHm°/ΔrSm°=37220/94.96=319.95K ΔrGm°=299.8-298.15×0.3633=191.48kJ/mol>0;← T2>ΔrHm°/ΔrSm°=299.8/0.3633=825.2K第一种好。 17.ΔrGm°=-402-298.15×0.1891=-345.6kJ/mol<0正方向进行 ΔrGm°=ΔrHm°-TΔrSm° 因ΔrSm°<0,T↓,ΔrGm°也↓,降低温度有利于反应进行。 反应正向进行的最低温度: T=ΔrHm°/ΔrSm°=-402×103/-189.1=2125.9K 八.思6 条件 PA↑ P总↑ T↓ Catalyst 速率 ↑ ↑ ↓ ↑ k 不变 不变 ↓ ↑ 6.①v=kCaCc2三级;②k=0.05/(0.01×0.012)=5×104(mol/L)-2.s-1 ③v=5×104×0.53=6250 7.①C0/C=v0/v=1×10-5/3.26×10-6=3.067;k=(1/t)ln(C0/C)=(1/3600)ln3.067=3.11×10-4/s ②t1/2=ln2/k=0.693/k=0.693/3.11×10-4=2226.26s ③C=v/k=10-5/3.11×10-4=0.03212mol/L 10.k=Ae-Ea/RTEa=RT1T2ln(k2/k1)/(T2-T1)=(8.314×300×310×ln2)/10=53594J=53.59kJ 15.①k=v/(CA2CB)=2.5×10-3/0.013=2500(mol/L)-2.s-1 ②v=2500×0.0152×0.030=0.01688mol/L.s 16.①Q=176-12=164kJ/mol;②Ea+=176kJ/mol;Ea-=12kJ/mol ③在曲线最高处有活化络合物存在。 ④是放热反应 九.1 Chemicals kind Conjugatebase Conjugateacid Chemicals kind Conjugatebase Conjugateacid HCOOH CHCl2COOH H2C2O4 H2O H2PO4- A A A D D HCOO- CHCl2COO- HC2O4- HO- HPO42- H3O+ H3PO4 HPO42- HS- CO32- CN- D D B B PO43- S2- H2PO4- H2S HCO3- HCN 2. Chemicals Conjugatedacidequilibriumconstants Conjugatedbaseequilibriumconstants S2- Ka2(H2S)=1.2610-13 HCO3- Ka1(H2CO3)=4.4710-7 Kw/Ka2=2.1410-4 H2PO4- Ka1(H3PO4)=6.9210-3 Kw/Ka2=1.6210-7 HPO42- Ka2(H3PO4-)=6.1710-8 Kw/Ka3=2.0910-2 Ac- 1.7410-5 3. x=4.03x10-2 [H+]=[SO42-]=4.03x10-2mol/L [HSO4-]=0.2–x=0.16mol/L 4.[H+]=[HCO3-]=(0.025×4.36×10-7)1/2=1.06×10-4mol/L [CO32-]=4.68×10-11; [H2CO3]=0.025 6.pKa1=2.16,pKa2=7.21,pKa3=12.32 pH=1,pH pH=5,pKa1 pH=10,pKa2 pH=14,pH>pKa3,[PO43-]>[HPO42-]>[H2PO4-]>[H3PO4] 7.①[HCl]=0.025,pH=1.61mol/L ②[NH4Cl]=0.05;[H+]=(0.05×10-14/1.74×10-5)1/2=5.35×10-6;pH=5.27 ③[HAc]=0.05;[NaAc]=0.05;[H+]=KCa/Cb=1.75×10-5;pH=4.76 ④[HAc]=0.05;[NaAc]=0.05;[H+]=KCa/Cb=1.75×10-5;pH=4.76 10.[H+]=KCa/Cb=10-4.5=3.16×10-5; CNaAc=0.45mol/L;0.45×0.5×136=30.6g; HAc: 0.82×500/6=68.3ml 11.[H+]=1.75×10-5×0.02/0.8=4.38×10-7;pH=6.36 ①[HAc]=(0.1×10/55)+0.1×5/55=0.027;[NaAc]=0.8-0.1×5/55=0.718; [H+]=1.75×10-5×0.027/0.718=6.58×10-7;pH=6.18ΔpH=0.18 ②[HAc]=(0.1×10/55)-0.1×5/55=0.009;[NaAc]=(0.1×40/55)+0.1×5/55=0.736; [H+]=1.75×10-5×0.009/0.736=2.148×10-7;pH=6.67ΔpH=0.31 12.pH=pKa+lg([Ac-]/[HAc])=2.68 (1)pH=pKa+lg([Ac-]/[HAc])=2.38 (2)pH=pKa+lg([Ac-]/[HAc])=2.86 13.①K=Ka2/Kw=4.68×103; ②K=Ka2/Kw=6.17×106; ③K=Ka1/Kw=1.41×1012; ④K=Ka2/Ka3=1.29×105 15.1.37×10-4/811.5=1.688×10-7; Ksp=(3×1.688×10-7)3×(2×1.688×10-7)2=1.48×10-32 16.PbSO4,[Pb2+]= = =1.5910-4mol/L PbS,[Pb2+]= = =2.8310-14mol/L 17.①[Pb2+]=0.0050;[I-]=0.005;[Pb2+][I-]2=(0.0050)3=1.3×10-7>Ksp(9.8×10-9);有沉淀。 ②[Ba2+]=0.020;[CO32-]=0.30;[Ba2+][CO32-]=0.020×0.30=6.0×10-3 >Ksp(2.58×10-9);有沉淀。 ③[Ag+]=0.010;[Cl-]=0.10;[Ag+][Cl-]=0.010×0.100=1.0×10-3>Ksp(1.77×10-10);有沉淀。 ④[OH-]=5.0×10-5;[Mg2+][OH-]2=10-7×(5.0×10-5)2=2.5×10-16 19. (1)AgCl溶解度S1= =1.3310-5mol/L Ag2CrO4溶解度S2= =6.510-5mol/L (2)在0.10mol/LAgNO3溶液中, AgCl溶解度S1= =1.7710-9mol/L Ag2CrO4溶解度S2 = =1.1210-10mol/L 23.Fe3+完全沉淀时;Ksp=[Fe3+][OH-]3 [OH-]=6.53×10-12;pOH=11.8;pH=2.82 Cu2+开始沉淀时,Ksp=[Cu2+][OH-]2 [OH-]=2.10×10-10;pOH=9.68;pH=4.32; pH=2.82-4.32;可以使两种离子完全分离。 24.⑴K=KZnS/KAg2S=2.5×10-22/6.3×10-50=4.0×1027;⑵K=KZnS/KPbS=2.5×10-22/8.0×10-28=3.1×105; ⑶K=KPbCl2/KPbCrO4=1.7×10-5/2.8×10-13=6.1×107; 25.[Cr2O42-]=0.010mol/L [Pb2+]=Ksp/[Cr2O42-]=4.810-8 [I-]= =0.45mol/L [NaI]=0.45+0.02=0.47mol/L 26.[Ac-]=KHAc[HAc]/[H+]=1.75×103; [Ag+]=Ksp/[Ac-]=1.94×10-3/1.75×10-3=1.3mol/L;1.3×170=221g 27.加入等体积NH3水后, [OH-]= =9.4310-4mol/L J=[Mg2+][OH-]2=2.2210-7>Ksp,产生Mg(OH)2沉淀 不产生Mg(OH)2沉淀的条件是 [Mg2+][OH-]2 < Ksp,[OH-]<4.7410-6mol/L pOH=pKb+lg [NH4+]=0.19mol/L NH4Cl的质量=0.1953.5=10.2g 29.[S2-]=K1K2[H2S]/[H+]2=1.07×10-7×1.26×10-13×0.10/0.12=1.35×10-19 [Pb2+][S2-]=0.001×1.35×10-19=1.35×10-22>Ksp,PbS(8×10-28);有沉淀。 十. 1.N=0.0406mol; t=nZF/I=(0.0406X2X96485/5)=1567s=0.44h 4.⑴2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=6K2SO4+
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