无机化学习题课课件
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第1章 原子结构与元素周期表
• 4.写出具有电子构型为1S22S22P3的原子中各电 子的全套量子数。
• 解：由电子构型可知n=2，那么li=0、1 • mi=0、±1，si=±1/2 • 需要注意的是些全套量子数的时候不要忘了
n=1时的量子数，好多同学忘了考虑洪特规则： 在等价轨道上排布的电子将尽可能占据不同的 轨道，且自旋平行（即自旋方向相同）。
π
S σ=
C
πσ=
S
13.下列物质中存在哪些分子间力：
第3章 晶体结构 1.填写下表：
6.已知KI的晶格能 U = 649 kJ·mol-1，
K的升华热 ∆sHӨ = 90 kJ·mol-1，
K的电离能 I2的离解能 I2的升华热
DI1Ө=(I-4I1)8=.91k5J2·.m54o9l-1k，J·mol-1 ∆sHӨ = 62.4 kJ·mol-1 ，
1P 6a 4
由于PH2O <PH2O，饱和，说明SrCl2•6H2O脱水反应达到平 衡时水的分压小于水的饱和蒸汽压，使脱水反应逆向进
行，即SrCl2•2H2O吸水潮解。
第5章 电离平衡
5.取0.10mol·L-1的HF溶液50mL，加水稀释至 100mL，求稀释前后溶液的c（H+）、pH和电离 度。
9.写出下列离子的电子排布式 • Pb2+：
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65 d106s2或[Xe]4f145d106s2
• Mn2+:1s22s22p63s23p63d5
• Co2+:1s22s22p63s23p63d7
• 注：虽然d区元素在写电子排布式的时候是最后排 到d区，但是在失去电子的时候则是先失去最外层 电子，然后才失去次外层，直到达到相应的价态。
KӨ
1
K
Ө w
4
lg K Ө nEӨ n(E氧 Ө 化 -E 剂 还 Ө 原 ) 剂 0.0592 0.0592
7.写出下列各种离子的电子分布式， 并指出它们属于何种离子电子构型？
第4章 化学平衡
14. 密闭容器中CO和H2O在某温度下反应 CO(g) + H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
平衡时c(CO)=0.1mol·L-1，
c(H2O)=0.2mol·L-1， c(CO2)=0.2mol·L-1，问 此温Ө度下反应的平衡常数K =？反应开始前反
设需密度为0.904g·mL-1，含NH326.0的浓氨水V毫升
则V 0 .90 24 .0 6 % 0 .55 0 .5 9 17
V=20.2mL 设需NH4Cl固体x克 则： x =c(NH4+)×V总×M(NH4Cl)
=1.0×0.5×53.5 =26.75 g
24. 0.10 mol·L-1的MgCl2溶液中含有杂质Fe3+， 欲使Fe3+以Fe(OH)3沉淀除去，溶液的pH应 控制在什么范围？
反应式
NH3·H2O
NH4+ + OH-
由平衡常数表达式得：
KӨb(N3 H H2O)[[N N4 H 3 H ]H O [2O- H ]]
[N3H H 2O ]K [N b Ө(N 4H ]3O H [H 2 - O ]H )1 1 .7 .0 1 9 1- - 5 0 5 00.559
即平衡时c(NH3·H2O)=0.559 mol·L-1 (∵电离的量很小，∴可认为即是起始浓度)
∴溶液的pH应控制在3.20～9.13范围内。
第6章 氧化还原反应
3.用氧化态法配平下列氧化还原反应方程式。 3As2O3+4HNO3+7H2O = 6H3AsO4+4NO 4.用离子－电子法完成并配平下列氧化还原
反应方程式。 ② 2KMnO4 +5H2O2 +3H2SO4
=2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O
13. 欲配制500mLpH为9.00，含NH4+为 1.0mol·L-1 的缓冲溶液,需密度为0.904g·mL-1，含
NH326.0 解的：浓由氨题水意多，少平毫衡升时？各需物N质H4的Cl浓固度体为多：少克？
c(NH4+)＝1.0 mol·L-1 pH＝9.00 ∴c(OH-)＝10-5 mol·L-1
应物的浓度各是多少？平衡时CO的转化率是
多少？ 解：
CO(g) + H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
平衡浓度 0.1 0.2
0.2 0.2
Kθ =0.2×0.2/(0.1×0.2)=2
反应开始前反应物的浓度： c(CO) = 0.1 + 0.2 = 0.3mol·L-1 c(H2O) = 0.2 + 0.2 = 0.4mol·L-1 平衡时CO的转化率：
(4) CS2 (直线型) 中心原子C的杂化类型为sp杂化， C的价层电 子构型为： 2s22p2 ，与S原子的成键时：
激发
sp杂化
2s 2p
2s 2p
sp杂化轨道
S： 3s23p4
3s 3p
中心原子C以2个sp杂化轨道与2个S原子的3p轨道
形成2个sp-p σ键，C原子剩余的2个p轨道与2个
S原子的另一个3p轨道形成2个p-p π键。
10.现有第四周期的A、B、C三种元素，其价电子数依次为1、2、7， 其原子序数按A、B、C顺序增大。已知A、B次外层电子数为8， 而C的次外层电子数为18。根据这些条件判断： ① 哪些是金属元素？ ② C与A的简单离子是什么？ ③ 哪一元素的氢氧化物的碱性最强？ ④ B与C两元素能形成何种化合物？试写出化学式。
解：只需分别计算 MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀时的pH值 和Fe3+被完全除去时的pH值。
①计算Mg(OH)2沉淀开始生成时的pH值：
由沉淀平衡： Mg(OH)2
Mg2+ + 2OH-
得：KӨsp[Mg(OH)2] =[Mg2+][ OH-]2
[O-]H K s Ө [p [M M 2]g g2]( O 1 .8 0 H .1 1- 1 0 0 )1 1 .3 4 1- 5 0
算：0.1-x0.1
x 2 0 .1 0 .1 3 .53 10 -4
则 x 5 .94 10 - 3 , PH - lg 5 .94 10 - 3 3 .23
电离度 5 .94 10 - 3 100 % 5 .94 % 0.1
稀释后： c ( HF) 0 .1 / 2 0 .05
激发
sp杂化
6s
6s 6p
sp杂化轨道
中心原子Hg以2个sp杂化轨道与2个Cl原子的 3p轨道形成2个sp-p σ键。
(3) BCl3 (正三角形) 中心原子B的杂化类型为sp2杂化， B的价层电子构型为：2s22p1 ， 与Cl原子的成键时：
激发
sp2杂化
2s 2p
2s 2p
sp2杂化轨道
中心原子B以3个sp2杂化轨道与3个Cl原子的 3p轨道形成3个sp2-p σ键。
答： ① 元素A、B是金属元素。 ② C与A的简单离子是C－ 、A+。 ③ A元素的氢氧化物的碱性最强。 ④ B与C两元素能形成离子化合物。 化学式为BC2 。
说明： 也可先写出电子排布式：
元素符号：
A：1S22S22P63S23P64S1
K
B：1S22S22P63S23P64S2
Ca
C：1S22S22P63S23P63d104S24P5
∆fHӨm = ∆H1Ө + ∆H2Ө + ∆H3Ө + ∆H4Ө + ∆H5Ө + ∆H6Ө = ∆sHӨ(K)+½ ∆sHӨ(I2)+½ DӨ(I-I) + I1 –Y -U
= 90 + 31.2 + 76.275 + 418.9 - 295.29 - 649
= - 327.915 kJ·mol -1 KI的生成焓 ∆fHmӨ 为 -327.915 kJ·mol -1
，
I 的电子亲和能 Y = 295.29 kJ·mol-1 ，
求KI的生成焓 ∆fHmӨ 。
解：
将反应设计成“玻恩－哈伯”循环
Born-Haber循环：
K(s) + ½ I2 (s)
∆fHӨm
生成焓
KI(s)
升
1 升华热 2
∆H2Ө
华 热
∆H1Ө
½ I2 (g)
1 键能 2
∆H3Ө
-U ∆H6Ө
晶格能
解：查表得HF的电离常数Kθ=3.53×10-4
K因θ=为1.0H×F电10离-14常，数故K可θ=忽3略.53水×的10电-4》离H2O的电离常数
HF
H-+F-
起始浓度 0.1
00
平衡浓度 0.1-x
xx
则： [H]•[F-] x2 [H]F 0.10 -x
由于c/KθHF=0.1/3.53×10-4»500，故可近似计
[H ][O K w Ө-H ]1.3 1 4 - 0 1 14 - 0 57.4 61- 0 10
pH = -lg[H+] = -lg(7.46×10-10) = 9.13
②计算Fe3+被完全沉淀为Fe(OH)3时的pH值：
由沉淀平衡： Fe(OH)3
Fe3+ + 3OH-
得：KӨsp[Fe(OH)3] =[Fe3+][ OH-]3
Br
答：
① 元素K、 Ca是金属元素。 ② C与A的简单离子是Br－ 、 K+。 ③ K元素的氢氧化物的碱性最强。 ④ B与C两元素能形成离子化合物。
化学式为CaBr2 。
第2章 分子结构 2.根据下列分子的空间构型，推断中心原子的
杂化类型，并简要说明它们的成键过程。
(1) SiH4 (正四面体)
c
0 .05 3 .53 10 - 4
142
500
不可做近似计算
x 2 3 .53 10 - 4 , x 4 .03 10 -3 0 .05 - x
所以 c ( H ) 4 .20 10 - 3 mol • L-1 , pH - lg [ H ] 2 .38
电离度 4 .20 10 - 3 100 % 8 .40 % 0 .05
生的过程是SrCl2•6H2O(S)失水风化还是 SrCl2•2H2O(S)吸水潮解。
解：
. S r C l 26 H 2 O ( s )
. S r C l 22 H 2 O ( s ) + 4 H 2 O ( g )
K
PH 2O P
4
P H 2 O P (K )1 4 1 .0 1 15 P 3 0 (a 6 .8 1 9 - 10 )1 2 4
[O-]H 3 K s Ө [p [F F3 e e ] (3]O 3 4 .H 0 1 1 - 5 0 )- 3 08 1 .5 9 1- 1 01
[H ][O K w Ө-H ]1.51 9 - 1 0 14 - 0 11 6.2 91- 0 4
pH = -lg[H+] = -lg(6.29×10-4) = 3.20
15. 已知： O2 + 4H+ +4eO2 +2H2O +4e-
2H2O EӨ=1.229V 4OH- EӨ=0.401V
求水的离子积KwӨ
解：将两电极反应设计为原电池：
正极 O2 + 4H+ +4e-
2H2O
+) 负极 4OH-
O2 +2H2O +4e-
电池反应： 4H+ + 4OH-
4H2O
已 起 转 始 化 1 浓 0 % 的 0 度 0 0..2 3浓 10 % 度 06.7 6 %
13.273K时，水的饱和蒸气压为611Pa,该温度下反
. 应 S r C l 26 H 2 O ( s )
. S r C l 22 H 2 O ( s ) + 4 H 2 O ( g )
的平衡常数是KΘ=6.89×10-12，试用计算说明实际发
I (g)+e-
∆H5Ө
电子亲和能
I-(g)
K(g)-e-
∆H4Ө
电离能
+ K+(g)Байду номын сангаас
由题意： ∆H1Ө = ∆sHӨ(K) = 90 kJ·mol-1， ∆H2Ө = ½ ∆sHӨ(I2)= 1/2 ×62.4 = 31.2 kJ·mol-1， ∆H3Ө = ½ DӨ(I-I) = 1/2 ×152.549 = 76.275 kJ·mol-1 ∆H4Ө = I1 = 418.9 kJ·mol-1 ， ∆HӨ5 = - Y = - 295.29 kJ·mol-1 ∆H6Ө = - U = - 649 kJ·mol-1
中心原子Si的杂化类型为sp3杂化， Si的价层电子构型：3s23p2，与H的成键时：
激发
sp3杂化
3s 3p
3s 3p
sp3杂化轨道
中心原子Si以4个sp3杂化轨道与4个H原子的 1s轨道形成4个sp3-s σ键。
(2) HgCl2 (直线型) 中心原子Hg的杂化类型为sp杂化， Hg的 价层电子构型为：6s2， 与Cl原子的成键时：
第1章 原子结构与元素周期表
• 4.写出具有电子构型为1S22S22P3的原子中各电 子的全套量子数。
• 解：由电子构型可知n=2，那么li=0、1 • mi=0、±1，si=±1/2 • 需要注意的是些全套量子数的时候不要忘了
n=1时的量子数，好多同学忘了考虑洪特规则： 在等价轨道上排布的电子将尽可能占据不同的 轨道，且自旋平行（即自旋方向相同）。
π
S σ=
C
πσ=
S
13.下列物质中存在哪些分子间力：
第3章 晶体结构 1.填写下表：
6.已知KI的晶格能 U = 649 kJ·mol-1，
K的升华热 ∆sHӨ = 90 kJ·mol-1，
K的电离能 I2的离解能 I2的升华热
DI1Ө=(I-4I1)8=.91k5J2·.m54o9l-1k，J·mol-1 ∆sHӨ = 62.4 kJ·mol-1 ，
1P 6a 4
由于PH2O <PH2O，饱和，说明SrCl2•6H2O脱水反应达到平 衡时水的分压小于水的饱和蒸汽压，使脱水反应逆向进
行，即SrCl2•2H2O吸水潮解。
第5章 电离平衡
5.取0.10mol·L-1的HF溶液50mL，加水稀释至 100mL，求稀释前后溶液的c（H+）、pH和电离 度。
9.写出下列离子的电子排布式 • Pb2+：
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65 d106s2或[Xe]4f145d106s2
• Mn2+:1s22s22p63s23p63d5
• Co2+:1s22s22p63s23p63d7
• 注：虽然d区元素在写电子排布式的时候是最后排 到d区，但是在失去电子的时候则是先失去最外层 电子，然后才失去次外层，直到达到相应的价态。
KӨ
1
K
Ө w
4
lg K Ө nEӨ n(E氧 Ө 化 -E 剂 还 Ө 原 ) 剂 0.0592 0.0592
7.写出下列各种离子的电子分布式， 并指出它们属于何种离子电子构型？
第4章 化学平衡
14. 密闭容器中CO和H2O在某温度下反应 CO(g) + H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
平衡时c(CO)=0.1mol·L-1，
c(H2O)=0.2mol·L-1， c(CO2)=0.2mol·L-1，问 此温Ө度下反应的平衡常数K =？反应开始前反
设需密度为0.904g·mL-1，含NH326.0的浓氨水V毫升
则V 0 .90 24 .0 6 % 0 .55 0 .5 9 17
V=20.2mL 设需NH4Cl固体x克 则： x =c(NH4+)×V总×M(NH4Cl)
=1.0×0.5×53.5 =26.75 g
24. 0.10 mol·L-1的MgCl2溶液中含有杂质Fe3+， 欲使Fe3+以Fe(OH)3沉淀除去，溶液的pH应 控制在什么范围？
反应式
NH3·H2O
NH4+ + OH-
由平衡常数表达式得：
KӨb(N3 H H2O)[[N N4 H 3 H ]H O [2O- H ]]
[N3H H 2O ]K [N b Ө(N 4H ]3O H [H 2 - O ]H )1 1 .7 .0 1 9 1- - 5 0 5 00.559
即平衡时c(NH3·H2O)=0.559 mol·L-1 (∵电离的量很小，∴可认为即是起始浓度)
∴溶液的pH应控制在3.20～9.13范围内。
第6章 氧化还原反应
3.用氧化态法配平下列氧化还原反应方程式。 3As2O3+4HNO3+7H2O = 6H3AsO4+4NO 4.用离子－电子法完成并配平下列氧化还原
反应方程式。 ② 2KMnO4 +5H2O2 +3H2SO4
=2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O
13. 欲配制500mLpH为9.00，含NH4+为 1.0mol·L-1 的缓冲溶液,需密度为0.904g·mL-1，含
NH326.0 解的：浓由氨题水意多，少平毫衡升时？各需物N质H4的Cl浓固度体为多：少克？
c(NH4+)＝1.0 mol·L-1 pH＝9.00 ∴c(OH-)＝10-5 mol·L-1
应物的浓度各是多少？平衡时CO的转化率是
多少？ 解：
CO(g) + H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
平衡浓度 0.1 0.2
0.2 0.2
Kθ =0.2×0.2/(0.1×0.2)=2
反应开始前反应物的浓度： c(CO) = 0.1 + 0.2 = 0.3mol·L-1 c(H2O) = 0.2 + 0.2 = 0.4mol·L-1 平衡时CO的转化率：
(4) CS2 (直线型) 中心原子C的杂化类型为sp杂化， C的价层电 子构型为： 2s22p2 ，与S原子的成键时：
激发
sp杂化
2s 2p
2s 2p
sp杂化轨道
S： 3s23p4
3s 3p
中心原子C以2个sp杂化轨道与2个S原子的3p轨道
形成2个sp-p σ键，C原子剩余的2个p轨道与2个
S原子的另一个3p轨道形成2个p-p π键。
10.现有第四周期的A、B、C三种元素，其价电子数依次为1、2、7， 其原子序数按A、B、C顺序增大。已知A、B次外层电子数为8， 而C的次外层电子数为18。根据这些条件判断： ① 哪些是金属元素？ ② C与A的简单离子是什么？ ③ 哪一元素的氢氧化物的碱性最强？ ④ B与C两元素能形成何种化合物？试写出化学式。
解：只需分别计算 MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀时的pH值 和Fe3+被完全除去时的pH值。
①计算Mg(OH)2沉淀开始生成时的pH值：
由沉淀平衡： Mg(OH)2
Mg2+ + 2OH-
得：KӨsp[Mg(OH)2] =[Mg2+][ OH-]2
[O-]H K s Ө [p [M M 2]g g2]( O 1 .8 0 H .1 1- 1 0 0 )1 1 .3 4 1- 5 0
算：0.1-x0.1
x 2 0 .1 0 .1 3 .53 10 -4
则 x 5 .94 10 - 3 , PH - lg 5 .94 10 - 3 3 .23
电离度 5 .94 10 - 3 100 % 5 .94 % 0.1
稀释后： c ( HF) 0 .1 / 2 0 .05
激发
sp杂化
6s
6s 6p
sp杂化轨道
中心原子Hg以2个sp杂化轨道与2个Cl原子的 3p轨道形成2个sp-p σ键。
(3) BCl3 (正三角形) 中心原子B的杂化类型为sp2杂化， B的价层电子构型为：2s22p1 ， 与Cl原子的成键时：
激发
sp2杂化
2s 2p
2s 2p
sp2杂化轨道
中心原子B以3个sp2杂化轨道与3个Cl原子的 3p轨道形成3个sp2-p σ键。
答： ① 元素A、B是金属元素。 ② C与A的简单离子是C－ 、A+。 ③ A元素的氢氧化物的碱性最强。 ④ B与C两元素能形成离子化合物。 化学式为BC2 。
说明： 也可先写出电子排布式：
元素符号：
A：1S22S22P63S23P64S1
K
B：1S22S22P63S23P64S2
Ca
C：1S22S22P63S23P63d104S24P5
∆fHӨm = ∆H1Ө + ∆H2Ө + ∆H3Ө + ∆H4Ө + ∆H5Ө + ∆H6Ө = ∆sHӨ(K)+½ ∆sHӨ(I2)+½ DӨ(I-I) + I1 –Y -U
= 90 + 31.2 + 76.275 + 418.9 - 295.29 - 649
= - 327.915 kJ·mol -1 KI的生成焓 ∆fHmӨ 为 -327.915 kJ·mol -1
，
I 的电子亲和能 Y = 295.29 kJ·mol-1 ，
求KI的生成焓 ∆fHmӨ 。
解：
将反应设计成“玻恩－哈伯”循环
Born-Haber循环：
K(s) + ½ I2 (s)
∆fHӨm
生成焓
KI(s)
升
1 升华热 2
∆H2Ө
华 热
∆H1Ө
½ I2 (g)
1 键能 2
∆H3Ө
-U ∆H6Ө
晶格能
解：查表得HF的电离常数Kθ=3.53×10-4
K因θ=为1.0H×F电10离-14常，数故K可θ=忽3略.53水×的10电-4》离H2O的电离常数
HF
H-+F-
起始浓度 0.1
00
平衡浓度 0.1-x
xx
则： [H]•[F-] x2 [H]F 0.10 -x
由于c/KθHF=0.1/3.53×10-4»500，故可近似计
[H ][O K w Ө-H ]1.3 1 4 - 0 1 14 - 0 57.4 61- 0 10
pH = -lg[H+] = -lg(7.46×10-10) = 9.13
②计算Fe3+被完全沉淀为Fe(OH)3时的pH值：
由沉淀平衡： Fe(OH)3
Fe3+ + 3OH-
得：KӨsp[Fe(OH)3] =[Fe3+][ OH-]3
Br
答：
① 元素K、 Ca是金属元素。 ② C与A的简单离子是Br－ 、 K+。 ③ K元素的氢氧化物的碱性最强。 ④ B与C两元素能形成离子化合物。
化学式为CaBr2 。
第2章 分子结构 2.根据下列分子的空间构型，推断中心原子的
杂化类型，并简要说明它们的成键过程。
(1) SiH4 (正四面体)
c
0 .05 3 .53 10 - 4
142
500
不可做近似计算
x 2 3 .53 10 - 4 , x 4 .03 10 -3 0 .05 - x
所以 c ( H ) 4 .20 10 - 3 mol • L-1 , pH - lg [ H ] 2 .38
电离度 4 .20 10 - 3 100 % 8 .40 % 0 .05
生的过程是SrCl2•6H2O(S)失水风化还是 SrCl2•2H2O(S)吸水潮解。
解：
. S r C l 26 H 2 O ( s )
. S r C l 22 H 2 O ( s ) + 4 H 2 O ( g )
K
PH 2O P
4
P H 2 O P (K )1 4 1 .0 1 15 P 3 0 (a 6 .8 1 9 - 10 )1 2 4
[O-]H 3 K s Ө [p [F F3 e e ] (3]O 3 4 .H 0 1 1 - 5 0 )- 3 08 1 .5 9 1- 1 01
[H ][O K w Ө-H ]1.51 9 - 1 0 14 - 0 11 6.2 91- 0 4
pH = -lg[H+] = -lg(6.29×10-4) = 3.20
15. 已知： O2 + 4H+ +4eO2 +2H2O +4e-
2H2O EӨ=1.229V 4OH- EӨ=0.401V
求水的离子积KwӨ
解：将两电极反应设计为原电池：
正极 O2 + 4H+ +4e-
2H2O
+) 负极 4OH-
O2 +2H2O +4e-
电池反应： 4H+ + 4OH-
4H2O
已 起 转 始 化 1 浓 0 % 的 0 度 0 0..2 3浓 10 % 度 06.7 6 %
13.273K时，水的饱和蒸气压为611Pa,该温度下反
. 应 S r C l 26 H 2 O ( s )
. S r C l 22 H 2 O ( s ) + 4 H 2 O ( g )
的平衡常数是KΘ=6.89×10-12，试用计算说明实际发
I (g)+e-
∆H5Ө
电子亲和能
I-(g)
K(g)-e-
∆H4Ө
电离能
+ K+(g)Байду номын сангаас
由题意： ∆H1Ө = ∆sHӨ(K) = 90 kJ·mol-1， ∆H2Ө = ½ ∆sHӨ(I2)= 1/2 ×62.4 = 31.2 kJ·mol-1， ∆H3Ө = ½ DӨ(I-I) = 1/2 ×152.549 = 76.275 kJ·mol-1 ∆H4Ө = I1 = 418.9 kJ·mol-1 ， ∆HӨ5 = - Y = - 295.29 kJ·mol-1 ∆H6Ө = - U = - 649 kJ·mol-1
中心原子Si的杂化类型为sp3杂化， Si的价层电子构型：3s23p2，与H的成键时：
激发
sp3杂化
3s 3p
3s 3p
sp3杂化轨道
中心原子Si以4个sp3杂化轨道与4个H原子的 1s轨道形成4个sp3-s σ键。
(2) HgCl2 (直线型) 中心原子Hg的杂化类型为sp杂化， Hg的 价层电子构型为：6s2， 与Cl原子的成键时：