天津大学无机化学思考题
无机化学第四版第五章思考题与习题 - 无机化学简明教程 天津大学 杨宏孝 第四版 课后思考题和习题答案
第五章原子结构与元素周期性-思考题1.量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系?解：量子力学的原子轨道是解薛定谔方程得到的，以满足量子化条件为前提的，适用于所有原子；玻尔先假定了一个量子化条件，从经典理论推导出来的，但只适用于氢原子，多电子原子不适用。
2. .量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的?解:用四个量子数: 主量子数--------描述原子轨道的能级副量子数------ 描述原子轨道的形状角量子数-------描述原子轨道的伸张方向自旋量子数---------描述电子的自旋方向.3. 为什么任何原子的最外层最多只能有8个电子,次外层最多只能有18个电子? 解：根据能量最低原理,泡利不相容原理以及洪特规则,我们就可以推算出各电子层,电子亚层和轨道中最多能容纳多少电子,以及每一个原子的核外电子排布形式，从结果上看，最外层只出现s亚层和p亚层，最都只能有8个电子，而次外层只会出现s、p、d亚层，最有只能有18个电子。
4. 为什么周期表中各周期的元素数目并不一定等于原子中相应电子层的电子最大容量数(2n2)?解：因为存在能级交错现象，比如d区原子，最外层为n，但原子数目取决于n-1的d亚层的电子容量。
如第4-7周期的原子数据远远大于2n2。
5. 量子数n=3,l=1的原子轨道的符号是怎样的?该类原子轨道的形状如何?有几种空间取向?共有几个轨道?可容纳多少个电子?解：原子轨道符号位3p，原子轨道的形状为哑铃形，有3种空间取向，共3个轨道，可容纳6个电子。
6.(1) 试写出s区,p区,d区及ds区元素的价层电子构型.解：s区ns1-2 p区ns2np1-6 d区(n-1)d1-9ns1-2 ds区(n-1)d10ns1-2 (2) 具有下列价层电子构型的元素位于周期表中哪一个区?它们各是金属还是非金属?价层电子构型ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2所在区s p d ds金属或非金属金属非金属金属金属11. 已知某副元素的A原子,电子最后填入3d,最高氧化数为+4,元素B的原子,电子最后填入4p, 最高氧化数为+5.回答下列问题:(1) 写出A,B元素原子的电子分布式;(2) 根据电子分布,指出它们周期表中的位置(周期,区,族).解：（1）A：1s22s22p63s23p63d24s2B：1s22s22p63s23p63d104s24p3(2) A: 四周期，d区，IVB族元素B：四周期，p区，V A族元素习题1.在26Fe原子核外的3d，4s轨道内，下列电子分布哪个正确? 哪个错误? 为什么?答：(1) 不符合能量最低原理；(2) 不符合能量最低原理和洪特规则；(3) 不符合洪特规则；(4) 不符合泡利不相容原理；(5) 正确。
天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)课后习题(原子结构与元素周期性)【圣才出品】
价层电子构型为 为相似。
所以它属于第七周期、ⅣA 族，可能与已知元素 Pb 的性质最
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（2）电子最先填充在第一个 59 轨道上的元素的原子序数可能是 121。
推测：根据电子填充轨道的次序为
可知出
现第一个 59 电子的元素的电子分布式应为
8．（1）试写出 S 区、P 区、d 区及 ds 区元素的价层电子构型。 （2）具有下列价层电子构型的元素位于周期表中哪一个区？它们各是金属还是非金 属？
答：（1）
表 5-2
（2）
表 5-3
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9．已知某副族元素的 A 原子，电子最后填入 3d，最高氧化数为＋4；元素 B 的原子， 电子最后填入 4p，最高氧化数为＋5。回答下列问题：
所以该元素原子序数是 121。
（3）118。第七周期最后一种元素的价层构型应为
其电子分布式为
所以第七周期最后一种元素的原子序数应为 118。
（4）50。第八周期的元素种数应该是第八能级组可填充的电子数，即
，所以第八周期应该包括（2＋18＋14＋10＋6）＝50 种元素。
（二）习题 1．在下列各组量子数中，恰当填入尚缺的量子数。 （1） （2） （3） （4） 解：（1）n≥3 正整数； （2）l＝1；
（1）写出 A、B 元素原子的电子分布式； （2）根据电子分布，指出它们在周期表中的位置（周期、区、族）。 答：（1）A： B： （2）A：四周期、d 区、ⅣB 族元素；B：四周期、p 区、ⅤA 族元素。
10．不参看周期表，试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较 大的电负性值？
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天津大学无机化学第五版习题答案解析.doc第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2．解：氯气质量为2.9×103g 。
3．解：一瓶氧气可用天数33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -===??４．解：pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律ii n p p n=p (N 2) = 7.6?104 Pa p (O 2) = 2.0?104 Pa p (Ar) =1?103 Pa ６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ?（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =? （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa 0.2869.3310Pan p n p ?===?7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol（2）ξ = 2.5 mol结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9.解：?U = Q p - p ?V = 0.771 kJ 10.解：（1）V 1 = 38.3?10-3= 38.3L（2） T 2 =nRpV 2= 320 K （3）-W = - (-p ?V ) = -502 J （4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ?= - 226.2 kJ ·mol -1 12.解：m r H ?= Q p = -89.5 kJ m r U ?= m r H ?- ?nRT= -96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ? =m f H ?(CO 2, g) = -393.509 kJ ·mol -121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g) m r H ? = 86.229 kJ ·mol -1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ? = -8.3 kJ ·mol -1各反应 m r H ?之和m r H ?= -315.6 kJ ·mol -1。
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Fe3＋离子能与卤素离子形成配位化合物，它和 F－离子有较强的亲合力，当向血红色的
[Fe（SCN）6]3－配合物溶液中加入氟化钠 NaF（NaF 溶液的 pH≈8）时，血红色的[Fe（SCN） 6]3－配离子被破坏，生成了无色的[FeF6]3－配离子：
[Fe（SCN）6]3－＋ 6F－ ＝[FeF6]3－ （无色） ＋ 6SCN－ 由于 Fe3＋与 F－有较强的亲合力，而且加入 NaF 后降低了溶液的酸度，所以血红色的
4．用化学反应式表述下列变化过程：（1）在 Cr3（SO4）3 溶液中加入 NaOH 溶液，
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产生葱绿色沉淀；（2）当加入 NaOH 过量时，沉淀溶解；（3）然后向该溶液中滴加 H2O2 并用水浴加热，发现溶液变成黄色；（4）用稀硫酸酸化，溶液颜色变为橙红色；（5）再向 溶液加入乙醚和 H2O2，有机溶剂层变成深蓝色；（6）混合溶液放置有气体产生。[电子科技 大学 2009 研]
能存在，但由于
，所以 也容易被氧化。正
是利用 的还原性来测定溶液中钛的含量（用含 的标准液作氧化剂进行滴定，用
KSCN 溶液作指示剂）：
不存在，因为锆很难形成低氧化态离子。
4．在配制和保存下列溶液时，应注意什么问题？（写出必要的化学反应方程式）
答：
在水溶液中比较稳定，但长期放置时会缓慢地发生下列反应：
－
淡绿色的 FeSO4 晶体经 H2SO4 溶解后，加入 K2Cr2O7
Cr2O72 6 Fe2 14H
2Cr3+ 6Fe3 7H 2O
绿色
加入过量的 NaOH 溶液
Fe3 ＋3OH－
Fe（OH）3 （红棕色沉淀）
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天津大学无机化学教研室《无机化学》第4版下册配套题库第一部分名校考研真题第17章生态环境与无机化学本章暂未编选名校考研真题，若有最新真题会及时更新。
第二部分课后习题第17章生态环境与无机化学（一）思考题1．你的家乡或周围环境是否存在环境污染问题？你认为如何治理？答：略。
2．分析你所做过的无机化学制备实验，哪些会造成环境污染？并就某一产品设计一个具体的绿色化学实验方案。
答：略。
3．我国大气污染的特点是什么？简述防治的基本对策。
答：（1）我国大气污染的特点我国的大气污染是典型的以排放烟尘和为特征的煤烟型污染。
（2）防治的基本对策从根本上来说，必须大力开发使用洁净新能源，逐步减少化石燃料（煤、石油、天然气）的使用量，改变我国的能源结构；大力研究开发无污染生产工艺；禁止使用、排放有损臭氧层的化学品；防尘治沙，植树造林，营造草地，绿化环境。
4．我国出现的酸雨属于哪种类型？分布情况？防治的措施有哪些？答：（1）我国的酸雨类型主要属于硫酸型，这是因为我国能源结构以煤为主，二氧化硫排放量的90%来源于燃煤。
（2）20世纪80年代我国酸雨仅限于川贵两广地区，到90年代酸雨已从西南地区蔓延至华中、华南地区，并且大多数省都发现过酸雨。
（3）防治酸雨的根本措施是削减人为向大气中排放及汽车尾气排放的总量；优化能源结构，改进燃料装置，开发清洁能源；推广清洁燃煤技术，削减民用煤、工业烧洗煤；烟气脱硫等。
5．根据热力学有关数据，计算说明应用反应：治理汽车尾气的可能性，并提出实现该反应的动力学措施。
解：由以上热力学数据看出，该反应在常温（298.15K）及标准态下，是可以自发进行的；并且该反应为放热、熵减的反应，所以应采取低温、适当提高压力，并加催化剂的措施即可实现治理汽车尾气的目的（实际国外的汽车尾气CO、NO的治理中已采用了此方法，且配有高效催化剂Pt-Pd）。
6．什么是生命必须元素？什么是微量元素？答：（1）生命元素是指在生物体中能维持其正常生命活动功能所不可缺少的化学元素。
天大无机化学第四版思考题和习题答案
第八章配位化合物思考题 1. 以下配合物中心离子的配位数为6，假定它们的浓度均为0.001molL-1，指出溶液导电能力的顺序，并把配离子写在方括号内。
1 PtNH36C14 2 CrNH34Cl3 3 CoNH36Cl34 K2PtCl6解：溶液导电能力从大到小的顺序为PtNH36C14gtCoNH36Cl3gtK2PtCl6gtCrNH34Cl2Cl2. PtCl4 和氨水反应，生成化合物的化学式为PtNH34Cl4。
将1mol 此化合物用AgN03 处理，得到2molAgCl。
试推断配合物内界和外界的组分，并写出其结构式。
解：内界为：PtCl2NH342、外界为：2Cl- 、PtCl2NH34Cl23.下列说法哪些不正确说明理由。
1 配合物由内界和外界两部分组成。
不正确，有的配合物不存在外界。
2 只有金属离子才能作为配合物的形成体。
不正确，有少数非金属的高氧化态离子也可以作形成体、中性的原子也可以成为形成体。
3 配位体的数目就是形成体的配位数。
不正确，在多齿配位体中配位体的数目不等于配位数。
4 配离子的电荷数等于中心离子的电荷数。
不正确，配离子电荷是形成体和配体电荷的代数和。
5 配离子的几何构型取决于中心离子所采用的杂化轨道类型。
正确4．实验测得下列配合物的磁矩数据B.M.如下: 试判断它们的几何构型，并指出哪个属于内轨型、哪个属于外轨型配合物。
配合物磁矩/B.M. n 杂化类型几何构型轨型CoF63- 4.5 4 sp3d2 正八面体外NiNH342 3.O 2 sp3 正四面体外NiCN42- 0 0 dsp2 平面正方形内FeCN64- 0 0d2sp3 正八面体内CrNH363 3.9 3 d2sp3 正八面体内MnCN64- 1.8 1 d2sp3 正八面体内5.下列配离子中哪个磁矩最大FeCN63- FeCN64- CoCN63- NiCN42-MnCN63-配合物轨几何构型杂化类型n 磁矩型/B.M.FeCN63- 内正八面体d2sp3 1 1.73FeCN64- 内正八面体d2sp3 0 0CoCN63- 内正八面体d2sp3 0 0NiCN42- 内平面正方形dsp2 0 0MnCN64- 内正八面体d2sp3 2 2.83可见MnCN64 的磁矩最大6.下列配离子或中性配合物中，哪个为平面正方形构型哪个为正八面体构型哪个为正四面体构型配合物n 杂化类几何构型型PtCl42- 0 dsp2 正方形ZnNH342 0 sp3 正四面体FeCN63- 1 d2sp3 正八面体HgI42- 0 sp3 正四面体NiH2O62 2sp3d2 正八面体CuNH342 1 dsp2 平面正方形7. 用价键理论和晶体场理论分别描述下列配离子的中心离子的价层电子分布。
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第八章配位化合物思考题1. 以下配合物中心离子的配位数为6，假定它们的浓度均为·L-1，指出溶液导电能力的顺序，并把配离子写在方括号内。
(1) Pt(NH3)6C14(2) Cr(NH3)4Cl3(3) Co(NH3)6Cl3 (4) K2PtCl6解：溶液导电能力从大到小的顺序为[Pt(NH3)6]C14>[Co(NH3)]6Cl3>K2[PtCl6]>[Cr(NH3)4Cl2]Cl2. PtCl4和氨水反应，生成化合物的化学式为Pt(NH3)4Cl4。
将1mol此化合物用AgN03处理，得到2molAgCl。
试推断配合物内界和外界的组分，并写出其结构式。
解：内界为：[PtCl2(NH3)4]2+、外界为：2Cl-、[PtCl2(NH3)4]Cl23.下列说法哪些不正确? 说明理由。
(1) 配合物由内界和外界两部分组成。
不正确，有的配合物不存在外界。
(2) 只有金属离子才能作为配合物的形成体。
不正确，有少数非金属的高氧化态离子也可以作形成体、中性的原子也可以成为形成体。
(3) 配位体的数目就是形成体的配位数。
不正确，在多齿配位体中配位体的数目不等于配位数。
(4) 配离子的电荷数等于中心离子的电荷数。
不正确，配离子电荷是形成体和配体电荷的代数和。
(5) 配离子的几何构型取决于中心离子所采用的杂化轨道类型。
正确4．实验测得下列配合物的磁矩数据.)如下: 试判断它们的几何构型，并指出哪个属于内轨型、哪个属于外轨型配合物。
5.下列配离子中哪个磁矩最大?[Fe(CN)6]3-[Fe(CN)6]4-[Co(CN)6]3-[Ni(CN)4]2-[Mn(CN)6]3-可见[Mn(CN)6]4的磁矩最大6.下列配离子(或中性配合物)中，哪个为平面正方形构型? 哪个为正八面体构型? 哪个为正四面体构型?*7. 用价键理论和晶体场理论分别描述下列配离子的中心离子的价层电子分布。
(1) [Ni(NH3)6]2+ (高自旋)(2) [Co(en)3]3+ (低自旋)解：(1) [Ni(NH3)6]2+(高自旋)4s4pNH3NH3NH3NH3NH3NH3外轨型晶体场理论:t2ge g2Co(en)23+(低自旋)价键理论:价键理论:内轨型Ni2+ 3d8Co3+3d6晶体场理论:t2ge g(低自旋)*8.构型为d1到d10的过渡金属离子，在八面体配合物中，哪些有高、低自旋之分? 哪些没有?解：d4～d7构型的过渡金属离子在八面体配合物中有高、低自旋之分；d1～d3、d8～d10构型的没有高、低自旋之分。
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第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2．解：氯气质量为2.9×103g 。
3．解：一瓶氧气可用天数33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -⨯⨯⨯===⨯⨯４．解：pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律ii n p p n=p (N 2) = 7.6⨯104 Pap (O 2) = 2.0⨯104 Pa p (Ar) =1⨯103 Pa６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ⨯（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =⨯ （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯ 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol（2）ξ = 2.5 mol结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9.解：∆U = Q p - p ∆V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3⨯10-3m 3= 38.3L（2） T 2 =nRpV 2= 320 K （3）-W = - (-p ∆V ) = -502 J （4） ∆U = Q + W = -758 J （5） ∆H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ∆= - 226.2 kJ ·mol -1 12.解：m r H ∆= Q p = -89.5 kJ m r U ∆= m r H ∆- ∆nRT= -96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ = m f H ∆(CO 2, g) = -393.509 kJ ·mol -121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g)m r H ∆ = 86.229 kJ ·mol -1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ = -8.3 kJ ·mol -1各反应 m r H ∆之和m r H ∆= -315.6 kJ ·mol -1。
天津大学无机化学 课后习题参考答案
� 9.6d
��解� T
�
pV nR
�
MpV mR
= 318 K � 44.9 ℃
��解�根据道尔顿分压定律
p(N2) = 7.6�104 Pa p(O2) = 2.0�104 Pa p(Ar) =1�103 Pa
pi
�
ni n
p
��解��1� n(CO2 ) � 0.114mol; p(CO2 ) � 2.87 � 104 Pa �2� p(N 2 ) � p � p(O2 ) � p(CO2 ) � 3.79 �104 Pa
�
r
H
� m
(298.15
K)
�1573.15
�
r
S
� m
(298.15
K)
= 70759 J ·mol�1
lg K � (1573.15 K) = �2.349, K � (1573.15 K) = 4.48�10�3
10. 解� 平衡分压�kPa
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
2905.74 �χ 2905.74 �χ
平衡分压/kPa
x
x
� �� � K � = p (NH 3 ) / p� p (H 2S) / p� = 0.070
则 x = 0.26�100 kPa = 26 kPa
平衡时该气体混合物的总压为 52 kPa
�2�T 不变� K � 不变。
NH4HS(s) � NH3(g) + H2S(g)
平衡分压/kPa
�2� K c
=
�c
(N
2
)�
1 2
�c
(H 2 )
�3 2
天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)课后习题(酸碱反应和沉淀反应)【圣才出品】
第3章 酸碱反应和沉淀反应（一）思考题1．阐述下列化学名词、概念的含义。
解离常数，解离度，分步解离，水解常数，水解度，分步水解，水的离子积，缓冲溶液，溶度积，溶度积规则，分步沉淀，沉淀完全，沉淀转化答：（1）解离常数：在溶液中存在着已解离的弱电解质的组分离子和未解离的弱电解质分子之间的平衡，该平衡的平衡常数称为解离常数。
（2）解离度：弱电解质在溶剂中解离达平衡后，已解离的弱电解质分子百分数称为解离度。
（3）分步解离：多元弱酸在水溶液中的解离是分步（或分级）进行的，平衡时每一级都有一个相应的解离平衡常数。
（4）水解常数：对于强碱弱酸盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐，盐的组分离子与水解离出来的H＋或OH－结合成弱电解质的反应的平衡常数称为水解常数。
（5）水解度：盐水解部分的物质的量或浓度与始态盐的物质的量或浓度的比值称为水解度。
（6）分步水解：与多元弱酸（或多元弱碱）的分步解离相对应，多元弱酸盐（或多元弱碱盐）的水解也是分步进行的。
（7）水的离子积：水的解离平衡常数称为水的离子积。
（8）缓冲溶液：弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液保持pH相对稳定作用的溶液称为缓冲溶液。
（9）溶度积：难溶强电解质在水中虽然难溶，但仍有一定数量的构晶离子离开晶体表面而进入水中，当溶解与沉淀的速率相等时，晶体和溶液相应的离子之间达到动态的多相离子平衡，该溶解平衡常数称为溶度积。
（10）溶度积规则：，该规律称为溶度积规则。
（11）分步沉淀：体系中同时含有多种离子，离子可能与加入的某一沉淀剂均会发生沉淀反应，生成难溶电解质，则离子积首先超过溶度积的难溶电解质先沉出，这种在混合溶液中多种离子发生先后沉淀的现象称为分步沉淀。
（12）沉淀完全：在进行沉淀反应时，当离子浓度小于10－5时，可以认为沉淀基本完全。
（13）沉淀转化：借助于某一试剂的作用，把一种难溶电解质转化为另一难溶电解质的过程称为沉淀转化。
2．在氨水中加入下列物质时，的解离度和溶液的pH 将如何变化？（1）加（2）加（3）加答：（1）使的解离度下降，溶液的pH 减小；（2）使的解离度下降，溶液的pH 升高；（3）使的解离度增大，溶液的pH 减小；（4）使的解离度增大，溶液的pH 的变化与加水量的多少有关。
(完整版)无机化学(天津大学第四版答案)
化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案1.解:1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2.解: 氯气质量为 2.9 X 103g 。
3.解: 一瓶氧气可用天数n (p pjy (13.2 103-1.01 103)kPa 32L n 2 P 2V 2 101.325kPa 400L__d^4•解：TM PVnR mR=318 K 44.9 C5. 解：根据道尔顿分压定律n ip(N 2)= 7.6 104 Pa p(O 2)= 2.0 104 Pa p(Ar) =1 103 Pa 6.解：(1) n(CO 2)0.114mol; p(C02) 2.87 104 Pa(2) p(N 2) p PQ 2) p(CO 2)3.79 104Pa (3) 迥以空 267 10：Pa 0.286n p 9.33 104Pa7. 解：(1) p(H 2)=95.43 kPa9. 解： U = Q P p V = 0.771 kJ 10. 解： (1) V 1 = 38.3 10-3 m 3= 38.3LpV 2(2) T 2 = - = 320 KnR(3) W =( p V) = 502 J(4) U = Q + W = -758 J (5)H = Q p = -1260 J538.解：(1)=5.0 mol(2)=2.5 mol结论：反应进度（）的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的与法有关。
(2) m(H 2)= pVM RT=0.194 g11. 解：NH3(g) + 4O2© 2标8辔NO(g) + 空山。
^) 屮皿=226.2 kJ mol12. 解：r H m= Q p = 89.5 kJr U m = r H m nRT=96.9 kJ13. 解：(1) C (s) + O2 (g) T CO2 (g)r H m = f H m (CO2, g) = 393.509 kJ mol 11 12 CO2(g) + 护(s) T CO(g)r H m = :86.229 kJ mol 1CO(g) +1 21Fe2O3(s) T 2 Fe(s) + CO2(g) r H m=:8.3 kJ mol 1各反应r H m之和r H m= 315.6 kJ mol 1o(2)总反应方程式为3 1 3 22 C(s) + O2(g) +3 Fe2O3(s) T CO2(g) + - Fe(s)r H m= 315.5 kJ mol 1由上看出：⑴与⑵计算结果基本相等。
天津大学无机化学第五版习题答案解析
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2．解：氯气质量为2.9×103g 。
3．解：一瓶氧气可用天数 ４．解：pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律p (N 2) = 7.6⨯104 Pa p (O 2) = 2.0⨯104 Pa p (Ar) =1⨯103 Pa６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ⨯（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =⨯ （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol（2）ξ = 2.5 mol结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9.解：∆U = Q p - p ∆V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3⨯10-3m 3= 38.3L（2） T 2 =nRpV 2= 320 K （3）-W = - (-p ∆V ) = -502 J （4） ∆U = Q + W = -758 J （5） ∆H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ∆= - 226.2 kJ ·mol -1 12.解：m r H ∆= Q p = -89.5 kJ m r U ∆= m r H ∆- ∆nRT= -96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ =m f H ∆(CO 2, g) = -393.509 kJ ·mol -121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g)m r H ∆ = 86.229 kJ ·mol -1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ = -8.3 kJ ·mol -1各反应 m r H ∆之和m r H ∆= -315.6 kJ ·mol -1。
无机化学课后习题答案(天津大学第四版)
第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案1.解： m r H ∆ = -3347.6 kJ·mol -1;m r S ∆ = -216.64 J·mol -1·K -1;m r G ∆ = -3283.0kJ·mol -1 ＜ 0该反应在298.15K 及标准态下可自发向右进行。
2.解： m r G ∆ = 113.4 kJ·mol -1 ＞ 0该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。
〔2〕 m r H ∆ = 146.0 kJ·mol -1;m r S ∆ = 110.45 J·mol -1·K -1;m r G ∆ = 68.7 kJ·mol -1 ＞ 0该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。
3.解： m r H ∆ = -70.81 kJ·mol -1 ;m r S ∆ = -43.2 J·mol -1·K -1; m r G ∆ = -43.9 kJ·mol -1〔2〕由以上计算可知：m r H ∆(298.15 K) = -70.81 kJ·mol -1; m r S ∆(298.15 K) = -43.2 J·mol -1·K -1m r G ∆ =m r H ∆ - T ·m r S ∆ ≤ 0 T ≥K)(298.15K) (298.15m r m rS H ∆∆ = 1639 K4.解：〔1〕c K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 2432c c c c p K = {}O)H ( )(CH )(H (CO) 2432p p p pK = {}{}{}{}p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2432〔2〕c K ={}{})(NH )(H )(N 3232212c c c p K ={}{})(NH )(H )(N 3232212p p pK ={}{}pp p p p p / )(NH/)(H/)(N3232212〔3〕c K =)(CO 2c p K =)(CO 2p K = p p /)(CO 2 〔4〕c K ={}{}3232 )(H O)(H c c p K ={}{}3232 )(H O)(H p pK ={}{}3232 /)(H/O)(Hpp p p5.解：设 m r H ∆、m r S ∆基本上不随温度变化。
天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)(上册)-课后习题-第5~8章【圣才出品】
第5章原子结构与元素周期性（一）思考题1．量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系？答：（1）量子力学的轨道与波尔原子模型的轨道的联系：二者均是用于描述电子、种子、质子等微观粒子的运动。
（2）量子力学的轨道与波尔原子模型的轨道的区别：波尔原子模型的轨道概念是1913年由N.Bohr提出，该模型是建立在牛顿的经典力学理论基础上的，认为微观粒子遵循经典力学的运动规律，电子在原子核外某个确定的原形轨道，但实际上粒子微小、运动速度又极快且在极小的原子体积内运动，根本不遵循经典力学的运动规律。
所以它只能解释单电子原子（离子）光谱的一般现象，不能解释多电子原子光谱，具有一定的局限性；量子力学的轨道概念是1923年薛定谔提出，该模型是建立在波粒二象性的基础上，认为微观粒子不仅具有粒子性，也具有波动性，电子在原子核外某个空间范围内运动，原子中个别电子运动的轨迹是无法确定，没有确定的轨道。
但是电子的运动呈现一定的规律性，可用量子力学理论的电子云进行描述。
2．量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的？答：用四个量子数描述核外电子运动状态，它们分别是：主量子数-描述原子轨道的能级；副量子数-描述原子轨道的形状；磁量子数-描述原子轨道的伸展方向；自旋量子数-描述电子的自旋方向。
3．下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？表5-1答：（2）、（3）不合理。
当n＝2时，l只能是0.1，而（2）中的l＝2；当l＝0时，m只能是0，而（3）中的m却为＋1。
4．为什么任何原子的最外层最多只能有8个电子，次外层最多只能有18个电子？答：由于有能级交错的现象，使得轨道的能级次序发生变化，当电子层数（n）较大时，电子填充到轨道的次序为：可见，最外层为nsnp轨道，最多只能填充8个电子；而次外层最多只能填充轨道，即最多有18个电子。
5．为什么周期表中各周期的元素数目并不一定等于原子中相应电子层的电子最大容量数（）？答：由于能级交错的原因。
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第一章思考题1.一气柜如下图所示：A假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。
试问：（1）隔板两边气体的质量是否相等? 浓度是否相等?物质的量不等而浓度相等（2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变2.标准状况与标准态有何不同? 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同? 试说明之。
5.试用实例说明热和功都不是状态函数。
6.判断下列各说法是否正确：（1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。
×（2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。
×（3）物体的温度越高，则所含热量越多。
×（4）热是一种传递中的能量。
√（5）同一体系：(a)同一状态可能有多个热力学能值。
×(b)不同状态可能有相同的热力学能值。
√7.判断下列各过程中，那个ΔU最大：（1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。
（2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。
√（3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。
（4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。
根据ΔU=Q+W, (1) ΔU=-60+(-40)=-100KJ (2)ΔU=+60+40=+100KJ ,(3) ΔU=+40+(-60)=-20KJ (4)ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的ΔU最大.8.下列各说法是否正确：（1）体系的焓等于恒压反应热。
×（2）体系的焓等于体系的热量。
×（3）体系的焓变等于恒压反应热。
√（4）最稳定的单质焓等于零。
×（5）最稳定的单质的生成焓值等于零。
×（6）最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。
√（7）由于CaCO3分解是吸热的，所以它的标准摩尔生成焓为负值。
×（8）由于反应焓变的单位为kJ·mol-1，所以热化学方程式的系数不影响反应的焓变值。
×9.判断下列各组内的反应在标准态下的恒压反应热是否相同，请说明理由。
（1）N2(g) + 3H2(g) ─→ 2NH3(g)1/2N2(g) + 3/2H2(g) ─→ NH3(g) 不同,因为两个反应的反应计量数不同.（2）H2(g) + Br2(g) ─→ 2HBr(g)H2(g )+ Br2(l) ─→ 2HBr(g) 不同,因为两个反应的反应物Br2的状态不同.10. 已知：A +B ─→ M + N；()1 = 35kJ·mol-12M + 2N ─→ 2D；()2 = -80kJ·mol-1则A + B ─→ D的()3是（）（1）-10kJ·mol-1 （3）-5kJ·mol-1√（2）-45kJ·mol-1 （4）25kJ·mol-111.下列纯态单质中，哪些单质的标准摩尔生成焓不等于零：（1）金刚石√（3）O3(臭氧）√（5）Br(l)（2）Fe(s) （4）Hg(g)√（6）石墨12.在一标准态下CO2(g)的为下列那个反应的值?(1) C(金刚石) + O2(g) ─→ CO2(g)(2) CO(g) + 1/2O2(g) ─→ CO2(g)(3) C(石墨) + O2(g) ─→ CO2(g)√13.反应:H2(g) + S(g)─→ H2S(g)的值是否等于H2S(g)的不等,因为S(g)不是稳定单质.14.已知298.15K,100KPa下，反应：N2(g) + 2O2(g) ─→ 2NO2(g) = 66.36kJ·mol-1, 则NO2(g)的标准摩尔生成焓为：(1)-66.336kJ·mol-1 (3)-33.18kJ·mol-1(2)33.18kJ·mol-1√(4)66.36kJ·mol-1习题本章作业(P24~25)：3.／5.／8.／10.／13.／15.／18.1. 制备硝酸(HNO3)的反应如下：4NH3+ 5O24NO + 6H2O2NO + O2─→ 2NO23NO2 + H2O ─→ 2HNO3 + NO试计算每消耗1.00吨氨气可制取多少吨硝酸？（提示：n(NH 3):n(HNO 3)=1:2/3. 答案：2.47吨硝酸）2. 在容器为10.0L 的真空钢瓶内充入氯气，当温度为298.15K 时，测得瓶内气体压强为1.0×107Pa,试计算钢瓶内氯气质量。
提示：＃3. 一氧气瓶的容积是32L ，其中氧气的压强为13.2kPa 。
规定瓶内氧气压强降至1.01×103kPa 时就要充氧气以防混入别的气体。
今有实验设备每天需用101.325kPa 氧气400L ，问一瓶氧气能用几天？解：允许使用的氧气物质的量为：()11p p V n RT -= 每天需用氧气的物质的量为：222p V n RT= 以瓶氧气可用的天数为：129.6n d n =4. 一个容积为21.2L 的氧气缸安装有在24.3×105Pa 下能自动打开的安全阀，冬季时曾灌入624克氧气。
夏季某天阀门突然自动打开了，试问该天气温达多少摄氏度？提示：031844.9pV MpV T K C nR mR==== 32.910mRT pV nRT MMpV m g RT====⨯＃5. 冬季草原上的空气主要含氮气(N 2)、氧气(O 2)和氩气(Ar)。
在9.7×104Pa 及-22℃下手记得一份空气试样，竟测定其中氮气、氧气和氩气的体积分数依次为0.78、0.21、0.01。
求收集试样时各气体得分压。
提示：根据道尔顿分压定律：i i n p p n6. 30℃下，在一个容积为10.0L 的容器中，O 2，N 2和CO 2混和气体的总压力为93.3kPa ，其中P(O 2)为26.7kPa, CO 2的含量为5.00g 。
试求：(1) 容器中CO 2的分压；（答案：2.87×104Pa ）(2) 容器中N 2的分压；（答案：3.79×104Pa ）(3) O 2的物质的质量分数；（答案：0.286）7. 用锌与盐酸反应制备氢气：Zn(s) + 2H + ─→ Zn 2+ + H 2(g)↑若用排水集气法在98.6kPa 、25℃下（已知水的蒸气压为3.1kPa ）收集到2.50×10-3m 3的气体。
求：(1) 25℃时该气体中H 2的分压；（答案：95.43kPa ）(2) 收集到的氢气的质量。
（答案：0.194g ）＃8.设有10molN2(g)和20molH2(g)在合成氨装置中混合，反应后有5molNH3(g)生成,试分别按下列反应方程式中各物质的化学计数量（νB）和物质的量的变化(Δn B)计算反应进度并作出结论。
(1) 1/2N2(g) + 3/2H2(g) ─→ NH3(g)（答案：ξ＝5.0mol）(2) N2(g) + 3H2(g) ─→ 2NH3(g)（答案：ξ＝2.5mol）提示：1BBnζυ=∆。
结论：反应进度的值与选用反应式中的哪个物质的量变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9. 某气缸中有气体20L，从环境吸收了800J热量后，在恒压(97.3kPa)下体积膨胀到1.50L,试计算系统热力学能变化(ΔU)（提示：ΔU＝Q p－pΔV=0.771kJ）＃10. 2.00mol理想气体在350K和152kPa条件下，经恒压冷却至体积为35.0L,此过程放出了1260J热。
试计算(1)起始体积(3)体系做功(2)终态温度(4)热力学能变化（5）焓变提示：331122(1):38.31038.3(2):320(3):502(4):758(5):1260p nRT V m L p pV T K nR W p V JU Q W JH Q J -==⨯====-∆=∆=+=-∆==-(问题主要出现在正负号上)11. 用热化学方程式表示下列内容：在25℃及标准态下，每氧化1molNH 3(g)和H 2O(g)并将放热226.2kJ 。
（答案：298.15132253()()()();226.242K r m NH g O g NO g H O g H kJ mol ∅-+−−−−→+∆=-⋅标准态） 12.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应：2KClO 3(s) ─→ 2KCl(s) + 3O 2(g),并放出热89.5kJ(298.15K)。
求: 298.15K 下该反应的Δr H m 和ΔU 。
（提示：89.596.9p H Q kJU H W H p V H nRT kJ∆==-∆=∆+=∆-∆=∆-∆=-）13. 在高炉炼铁，主要反应有：C(s) + O2(g) ─→ CO2(g)1/2CO2(g) + 1/2C(s) ─→ CO(g)CO(g) + 1/3Fe2O3(s) ─→ 2/3Fe(s) + CO 2(g)(1)分别计算298.15K 时各反应的和各反应值之和；(2)将上列反应方程式和并成一个总反应方程式，应用各物质的(298.15K)值计算总反应的并与(1)计算结果比较做出结论。
（提示：(1)各反应的值之和为：11(393.509)86.229(8.3)315.6r m H kJ mol kJ mol ∅--∆=-++-⋅=-⋅(2) ＝-315.5kJ ·mol -1,计算结果基本相等。
可以得出结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。
多数同学出现了问题）14. 已知298.15K 时反应：3H2(g) + N2(g) ─→ 2NH 3(g)；()1 = -92.22kJ ·mol-1 2H2(g) + O2(g) ─→ 2H2O(g)；()2 = -483.636kJ ·mol-1 试计算下列反应的()3：4NH3(g) + 3O2(g) ─→ 2N 2(g) + 6H2O(g)（提示：反应（3）＝反应（2）×3－反应（1）×2＝-1266.47kJ ·mol -1）15. 铝热法反应如下：8Al + 3Fe3O4 ─→ 4Al 2O3 + 9Fe(1)利用数据计算恒压反应热；(答案：3347.6p r m Q H kJ ∅=∆=-)。