北师大版无机化学习题答案doc.docx

1、北师大版无机化学习题答案doc第一章 -1第二章 -9第三章 -14第四章 -18第五章 -28第六章 -44第七章 -52第八章 -66第九章 -69第十章 -72第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素， 氧也有三种同位素， 问：总共有种含不同核素的水分子由于 3H 太少，可以忽略不计，问：不计 3H 时天然水中共有多少种同位素异构水分子1-2 天然氟是单核素（ 19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（ 12C 和 13 C），在质谱仪中，每一质量数的微粒出现一个峰，氢预言在质谱仪中能出现几个相应于 CF4+的峰1-3用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为7

2、9Br 789183占 50。 54%， 81Br 80。 9163 占 49。 46%，求溴的相对原子质量（原子量）。1-4铊的天然同位素203Tl 和 205Tl 的核素质量分别为 202。 97u 和 204。 97u，已知铊的相对原子质量（原子量）为204。 39，求铊的同位素丰度。1-5等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m（ AgCl ）：m（ AgBr） =1。63810： 1，又测得银和氯得相对原子质量（原子量）分别为107。 868 和 35。 453，求碘得相对原子质量（原子量） 。1-6表 1-1 中贝采里乌斯1826 年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量（原

3、子量）相比，有多大差别1-7设全球有 50 亿人，设每人每秒数 2 个金原子，需要多少年全球的人才能数完1mol金原子（ 1 年按 365 天计）1-8试讨论，为什么有的元素的相对质量（原子量）的有效数字的位数多达9 位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至34 位1-9 太阳系，例如地球，存在周期表所有稳定元素，而太阳却只开始发生氢燃烧，该核反应的产物只有氢，应怎样理解这个事实1-10 中国古代哲学家认为，宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质， “元气生阴阳，阴阳生万物”，请对比元素诞生说与这种古代哲学。1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论，至今仍有许多人对它们的“相生相克

4、”深信不疑。与化学元素论相比，它出发点最致命的错误是什么1-12 请用计算机编一个小程序， 按式计算氢光谱各谱系的谱线的波长 （本练习为开放式习题，并不需要所有学生都会做） 。n1n21( 来曼光谱 )1234波长2（巴尔麦谱系）1234波长3（帕逊谱系）1234波长4（布来凯特谱系）1234波长5（冯特谱系）1234波长1-13 计算下列辐射的频率并给出其颜色： （ 1）氦 - 氖激发光波长 633nm；（ 2）高压汞灯辐射之一 435。 8nm；（ 3）锂的最强辐射 670。 8nm。1-14 Br 2 分子分解为 Br 原子需要的最低离解能为 190KJ。 mol-1 ，求引起溴分子解离

5、需要吸收的最低能量子的波长与频率。1-15 高压钠灯辐射和的双线，他们的能量差为多少1-16 当频率为 10-15 Hz 的辐射照射到金属铯的表面，发生光电子效应，释放出的光量子的动能为 10-19 ，求金属铯释放电子所需能量。1-17 变色眼镜因光照引起玻璃中的氯化银发生分解反应 AgCl-Ag+Cl ，析出的银微粒导致玻璃变暗，到暗处该反应逆转。已知该反应的能量变化为 ，问：引起变色眼镜变暗的最大波长为多少1-18 光化学毒雾的重要组分之一 NO2 解离为 NO 和 O2 需要的能量为，引起这种变化的光最大波长多大这种光属于哪一种辐射范围（可见，紫外， X 光等等）已知射到地面的阳光的最短

6、波长为 320nm，NO2 气体在近地大气里会不会解离1-19 氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为 103nm，问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁1-20 氦首先发现于日冕。 1868 年后 30 年间，太阳是研究氦的物理，化学性质的唯一源泉。（a）观察到太阳可见光谱中有波长为4338A， 4540A， 4858A， 5410A， 6558A的吸收（ 1A=10-10 m来分析， 这些吸收是由哪一种类氢原子激发造成的是He ，He+还是 He2+（ b）以上跃迁都是由 ni =4 向较高能级（ nf ）的跃迁。试确定n f 值，求里德堡常数i+。RHe（ c）求上述跃迁所涉

7、及的粒子的电离能I （ Hej+ ），用电子伏特为单位。+2+（ d）已知 I （He ） / I （ He） =。这两个电离能的和是表观能A（ He ），即从 He得到 He2+的能量。 A（He2+）是最小的能量子。试计算能够引起He 电离成 He2+ 所需要的最低能量子。在太阳光中，在地球上，有没有这种能量子的有效源泉（ c= 108 ms-1 ;h= 10-34 Js;1eV= ）1-21 当电子的速度达到光速的 %时，该电子的德布罗意波长多大 锂原子（质量）以相同速度飞行时，其德布罗意波长多大1-22 垒球手投掷出速度达质量为 142g 的垒球，求德布罗意波长。1-23 处于 KL

8、M 层的最大可能数目各为多少1-24以下哪些符号是错误的（a） 6s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f1-25描述核外电子空间运动状态的下列哪一套量子数是不可能存在的nl mn l mn l mn l m20 01 1 021-1 6551-26以下能级的角量子数多大(a)1s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f1-27 4s 5p 6d 7f 5g 能级各有几个轨道1-28 根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态：(a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22) (e)Zn(Z=30) (f)As(Z=33)1-29 若构造

9、原理对新合成的及未合成的人造元素仍有效，请预言第 118 和 166 号元素在周期表中的位置（注： 1999 年美国宣布合成了 118 号元素及其衰变产物 116 号元素，但 2001 年因不能重复而收回该报道） 。1-30 给出下列基态原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道，填入轨道的电子则用箭头表示。 (a)Be (b)N (c)F (d)Cl - (e)Ne + (f)Fe 3+ (g)As 3+1-31 下列哪些组态符合洪特规则1s 2s 2p 3s 3p 1-32以下哪些原子或离子的电子组态是基态激发态还是不可能的组态22212321222261（a）1s 2s（ b）1s

10、 3s（c）1s3d （d）Ne3s 3d（ e）Ar3d 4s（f ）1s 2s 2p 3s（ g） Ne3s 23d12 （ f ） Xe4f7（ g ） Ar3d61-33 Li + Na+ K+ Rb+Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何1-34以下 +3价离子哪些具有8 电子外壳 Al 3+ , Ga3+, Bi3+, Mn 3+, Se 3+1-35 已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为：（ a） 3s23p5（ b） 3d64s2（ c） 5s2（d） 4f 96s 2（ e） 5d106s1 试根据这个信息确定它们在周期表中属于哪个区哪个族哪个周期1-3

11、6 根据 Ti Ge Ag Rb Ne 在周期表中的位置， 推出它们的基态原子的电子组态。1-37 有人推测尚未合成的第114 号元素有相当稳定的同位素，恰处在不稳定核素的“海洋”中浮起的一群较稳定核素的“岛屿”的中心。问：114 号元素是第几周期第几族元素它的可能氧化态1-38 若推导基态原子电子组态的构造原理对未合成的重元素仍然适合，请问：第8 周期的最后一个元素的原子序数多大请写出它的基态原子的电子组态。38、第 8 周期的最后一个元素的原子序数为：148。 电子组态： 8S26P61-39 若我们所在的世界不是三维的而是二维的，元素周期系将变成什么样子39、二维化的周期表可叫宝塔式或滴

12、水钟式周期表。这种周期表的优点是能够十分清楚地看到元素周期系是如何由于核外电子能级的增多而螺旋发展的，缺点是每个横列不是一个周期，纵列元素的相互关系不容易看清。1-40 1869 年门捷列夫发现元素周期律时预言了一些当时尚未发现的元素的存在，“类铝”就是其中之一，1879 年，门氏的预言的“类铝”被发现。当时他已知：Ca 与 Ti的熔点分别为 1110K1941K ，沸点分别为 1757K 3560K ，密度分别为 m3 g/m 3，试预言在周期表中处于钙- 钛之间的“类铝”熔沸点和密度，并与现代数据对比。40、“类铝”熔点在1110K1941K 之间，沸点在 1757 3560K 之间，密度

13、在 m3 g/m 3 之间。1-41 若核外电子的每个空间运动状态只能容纳一个电子，试问：仍按构造原理的41 号元素的最高氧化态和最低氧化态41、最高氧化态 +3，最低氧化态1-42 某元素的基态价层电子构型为-5 。5d26s 2，请给出比该元素的原子序数小4 的元素的基态原子电子组态。1-43 某元素的价电子为 4s 24p4 ，问：它的最外层次外层的电子数； 它的可能氧化态，它在周期表中的位置（周期族区） ，它的基态原子的未成对电子数，它的氢化物的立体结构。1-44 某元素基态原子最外层为 5s2，最高氧化态为第几族元素写出它的 +4 氧化态离子的电子构型。若用氧化物的化学式。+4，它位

14、于周期表哪个区是第几周期 A 代替它的元素符号，写出相对应1-45 Na+ , Mg2+, Al3+的半径为什么越来越小Na, K, Rb, Cs的半径为什么越来越大1-46 周期系从上到下从左到右原子半径呈现什么变化规律。主族元素与副族元素的变化规律是否相同为什么1-47 周期系中哪一个元素的电负性最大哪一个元素的电负性最小周期系从左到右和从上到下的电负性变化呈现什么规律为什么1-48 马立肯电负性的计算式表明电负性的物理意义是什么1-49 试计算 F O NH 的阿莱 - 罗周电负性，并与泡林电负性对照。1-50 哪些元素的最高氧化态比它在周期表内的族序数高1-51 金属是否有负氧化态1-

15、52 周期系从上到下从左到右元素的氧化态稳定性有什么规律1-53 什么叫惰性电子对效应它对元素的性质有何影响1-54 阅读中国大百科全书光盘第 3 盘化学部分中的条目“化学史”“原子结构”“周期律。 ”1-55 试一试，会不会查阅英国化学会网站上的周期表： viselements/pages1-56 打开 网站，下载一张周期表，点击表上的几个元素，获取这些元素的最新相对原子质量同位素宇宙地壳海洋人体中的丰度等数据。 1-57 打开网页，翻动网页至 Alternate styles for the Periodic Table 点击其中下标 Giguere 的图标，观察一张会旋转的三维周期表。

16、仔细考察这张周期表的结构和特点。你是否也能制作一张新的活的周期表 （注：此网页上附有大量有关元素周期系和元素周期表的文献以及可在网上浏览的周期表。1-58 登录 搜索 atomic weights），查阅近5 年修正了哪些元素的相对原子质量，并修正本书附表的相应数据。2-1画出O2 H2O2CO2 CO NCl3第二章分子结构 SF4 的路易斯结构式。 不要忘记标出孤对电子和分子的总电子数！1、解： O=O (12e - ) ； H-O-O-H-Cl-N-Cl(26e ) ； F S - F (34e- )14（ e- ）； C=O (10e- ) ； 0=C=O(16e- )；F F2-2

17、画出硫酸根各共振体的结构式。2、解：共 13 种，如：2-3键可由 s-s s-p 和 p-p原子轨道“头碰头”重叠构建而成，试讨论LiH （气体分子） HClCl 2分子里的键分别属于哪一种2-4 N 2 分子里有几个键它们的电子云在取向上存在什么关系用图形描述之。2-5用 VSEPR 模型讨论2- PO3-的分子模型，画出它们的立体CO H O NH CO PO223334结构，用短横代表分子的 . 键骨架，标明分子构型的几何图形名称。2-6讨论上题列举的分子（或离子）的中心原子的杂化类型。2-7 图 2-13 中的丙烷分子中的所有化学键都是单键（ 键），因而可以自由旋转，试问：丙烷分子处

18、在同一个平面上的原子最多可以达几个若你不能在纸面上讨论， 或不敢确认自己的结论， 请用立体分子模型莱讨论 （用黏土和木棍搭模型最省钱； 搭模型有助于更好地掌握立体结构知识；但用模型讨论完后仍要在纸面上画图描述） 。2-8 图 2-13 中的 C10H10 叫金刚烷，它的衍生物金刚胺是抗病毒药物。请问：金刚烷分子里有几个六元环这些六元环都相同吗试设想，把金刚烷分子装进一个空的立方体里，分子的次甲基（ -CH2- ）上的碳原子位于立方体面心位置，分子中的 -CH- 基团的碳原子将处在什么立方体的什么位置金刚烷中的氢原子各取什么方向在解题或搭模型时不要忘记借用杂化轨道的概念。2-9 借助 VSEPR

19、模型杂化轨道模型 . 键与 键大 . 键以及等电子体概念，讨论 OF2 ClF 3SOCl2 XeF2 SF6 PCl5 的分子结构。2-10 有一种叫做丁三烯的平面分子，请根据其名称画出路易斯结构式，标明分子的价电子数，再讨论分子中碳原子的杂化轨道碳碳键的键角 . 键或大 . 键的取向，用图形来解题。-2-11 实验证明， 臭氧离子 O3 的键角为 100 ，试用 VSEPR 模型解释之。 并推测其中心氧原子的杂化轨道类型。2-12 第二周期同核双原子分子中哪些不能稳定存在哪些有顺磁性试用分子轨道模型解释之。+-2-的实测键长越来越长，试用分子轨道理论解释之。其中哪几种2-13 O 2 O2

20、 O2和 O 2有顺磁性为什么2-14 试用分子轨道模型作出预言，O+的键长与 O的键长哪个较短， N+的键长与 N的2222键长哪个较短为什么2-15 计算表明， CO NO 的分子轨道能级图中的 . 轨道和 . 轨道的顺序跟 分子轨道里的顺序相同。它们有没有顺磁性计算它们的键级，并推测它们的键长顺序。2-16为什么大. 键中的电子数达到轨道数的2 倍，整个大.键就会崩溃2-17偶极矩的SI 制单位为，有的教材已经用10-30代替 D作为键矩和分子偶极矩的单位，其数值的数量级与用德拜为单位是相同的，但数值却不同，为免相混，请计算-30D 与 10 的换算系数。2-18NF3 和 NH3 的偶

21、极矩 （表 2-4 ） 相差很大， 试从它们的组成和结构的差异分析原因。2-19C2H2的偶极矩等于零，而通式相同的H 2O2 的偶极矩等于，大于 H2O 的偶极矩（），试根据偶极矩的实测结果推测C2H2 和 H 2O2 的分子立体结构。2-20二氯乙烯有 3 种同分异构体，其中一种偶极矩等于零，另两种偶极矩不等于另。试推测他们的分子结构，作出必要的解释，并再结构式下标示偶极矩大小的顺序。2-21 图 2-50 所示分子的实测偶极矩为 ，已知 C-S 键的键矩为 ，试推测该分子的可能立体结构。2-22 水的偶极矩为 ，已知 H-O 键的键矩为 ，H2O 的实测键角为 ，借助矢量加和法由 H-O

22、 键矩计算水分子偶极矩。2-23 一氧化碳分子与醛酮的羰基 （ C=O）相比，键能较大， 键长较小， 偶极矩则小得多，且方向相反，试从结构角度作出解释。2-24 极性分子极性分子 极性分子非极性分子非极性分子非极性分子，其分子间得范德华力各如何构成为什么2-25 考察表 2-5 中 HCl HBr HI 的色散力取向力诱导力以及它们构成的范德华力的顺序，并作出解释。2-26 元素的范德华半径随周期系从上到下从左到右有何变化规律2-27 从表 2-6 可见，氟化氢分子之间的氢键键能比水分子之间的键能强，为什么水的熔沸点反而比氟化氢的熔沸点低2-28 为什么邻羟基苯甲酸的熔点比间羟基苯甲酸或对羟基

23、苯甲酸的熔点低28、解：邻羟基苯甲酸分子内形成氢键，间羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸分子间形成氢键。2-29 温度接近沸点时，乙酸蒸气的实测分子量明显高于用原子量和乙酸化学式计算出来的分子量。为什么乙醛会不会也有这种现象29、解：部分气态乙酸分子因氢键而缔合成（ CH3COOH）2，乙醛分子没有形成氢键的条件。2-30 根据对称性的概念， 以下哪些分子有手性， 哪些分子有极性 S8 N 4S4 CH3-CH3 H 2O2 （非平面结构） CHCl=CHCl C 6H6 HNO3 H2SO4 SO3 HOCl 。30、手性： CHCl=CHClC6H6极性： H2O2 （非平面结构） HNO3 SO3

24、 HOCl2-31阅读 Linus Pauling Peter Pauling .Chemistry .W.andCompany,1975,180 181,6 13节。回答如下问题：什么叫电中性原理怎样用电中性原理解释 HCN 和 N 2O 分子中原子的排列形式2-32 阅读 Linus Pauling Peter Pauling .Chemistry .W.andCompany,1975,174 178 ,6 12 节。回答如下问题：怎样用A 和 B 的电负性差估算AB键的离子性百分数怎样用电负性差估算反应热2-33在计算机上使用 ACD/Chemsketch 程序画甲烷 乙烷 丙烷乙烯乙炔

25、立方烷 金刚烷 C 等分子的立体结构图（棍棒式球棍式球式等），并使其旋转（该程60序可从网站下载，是免费程序）。2-34分别用 ACD/Chemsketch 程序画联萘和 2,2 - 二甲基 -1 ，1 - 联萘的立体结构图，使其旋转， 观察这两个分子的碳原子是否都在一个平面上，对观察的结果作适当的理论解释。这两种分子是否手性为什么2-35打开如下网页 ，用鼠标点击，出现它的结构式，用鼠标点住ClO2，使其旋转；按住 shift 键同时用鼠标拉动该结构，观察图形的放大或缩小；再按住 control 动该结构使其移动位置，最后，用鼠标点住该分子，观察结构式下面的表格中显示该分子的键角（此键角数值

26、与用 VSEPR预言有何差别）回到 complete list 中选其他 VSEPR模型的分子，用同样操作考察分子的立体结构和参数。第三章 晶体结构3-1 给出金刚石晶胞中各原子的坐标。1解： 0,0,0;1/4,1/4,1/4;3/4,1/4,3/4;3/4,3/4,1/4;1/4,3/4,3/4或 0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4 ， 3/4 ， 1/4 ；1/4 ， 1/4 ， 3/4 ；3/43-2 给出黄铜矿晶胞（图 3-48 ）中各种原子（离子）的坐标。2解： Cu 0,0,0;1/2,1/2,1/2;0,1/2,1/4;1/2,0,3/4 。Fe 1/2,1/2,0;1/2,0,1/4;0,0,1/2;0,1/2,3/4 。， 3/4 ， 3/4。S 3/4,1/4,1/8;1/4,3/4,1/8;1/4,1/4,3/8;3/4,3/4,3/8;3/4,1/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,1/4,7/8;3/4,3/4,7/8 。3-3 亚硝酸钠和红金石（ TiO2）哪个是体心晶胞（图 3-49 ）为什么3解：亚硝酸钠是体心晶胞，金红石是素晶胞。3-4 黄铜矿晶胞（图 3-48 ）是不是体心晶胞4解：是体心晶胞。考虑