天大无机化学-课后习题参考答案.doc

《无机化学第四版》复习资料
制作人：姚永超

第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案(P-23)
9.解：U = Qp - pV = 0.771 kJ
10.解： （1）V1 = 38.310-3 m3= 38.3L
（2） T2 = = 320 K
（3）-W = - (-pDV) = -502 J
（4） DU = Q + W = -758 J
（5） DH = Qp = -1260 J
12.解：= Qp = -89.5 kJ
= - DnRT
= -96.9 kJ
13.解：（1）C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
= (CO2, g) = -393.509 kJ·mol-1
CO2(g) + C(s) → CO(g)
= 86.229 kJ·mol-1
CO(g) + Fe2O3(s) → Fe(s) + CO2(g)
= -8.3 kJ·mol-1
各反应之和= -315.6 kJ·mol-1。
（2）总反应方程式为
C(s) + O2(g) + Fe2O3(s) → CO2(g) + Fe(s)
= -315.5 kJ·mol-1
由上看出：(1)与(2)计算结果基本相等。所以可得出如下结论：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。
15．解：（1）Qp === 4(Al2O3, s) -3(Fe3O4, s) =-3347.6 kJ·mol-1
（2）Q = -4141 kJ·mol-1
18.解：CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
= (CO2, g) + 2(H2O, l) -(CH4, g)
= -890.36 kJ·mo -1
Qp = -3.69´104kJ
第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案(P-57)

3.解： = -70.81 kJ·mol-1 ; = -43.2 J·mol-1·K-1; = -43.9 kJ·mol-1
（2）由以上计算可知：
(298.15 K) = -70.81 kJ·mol-1;(298.15 K) = -43.2 J·mol-1·K-1
= - T · ≤ 0
T ≥ = 1639 K
4.解：（1） = =
=
　（2） = =
=
（3） = =
=
（4） = =
=
7. 解：（1） (l) = 2(NO, g) = 173.1 kJ·mol-1
= = -30.32, 故 = 4.8´10-31
（2）(2) = 2(N2O, g) =208.4 kJ·mol-1
= = -36.50, 故 = 3.2´10-37
（3）(3) = 2(NH3, g) = -32.90 kJ·mol-1
= 5.76, 故 = 5.8´105
由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。
8.解： = (CO2, g) - (CO, g)- (NO, g)
= -343.94 kJ·mol-1< 0，所以该反应从理论上讲是可行的。
12.解：（1） NH4HS(s) ® NH3(g) + H2S(g)
平衡分压/kPa
== 0.070
则 = 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，不变。
NH4HS(s) ® NH3(g) + H2S(g)
平衡分压/kPa 25.3+
= = 0.070
= 17 kPa
13.解：（1） PCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)
平衡浓度／(mol·L-1)
= = 0.62mol· L-1， (PCl5) = 71%
PCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)
平衡分压 0.20 0.5 0.5
=
= 27.2
（2） PCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)
新平衡浓度／(mol·L-1) 0.10 + 0.25 - 0.25 +
= mol·L-1 = 0.62mol· L-1 (T不变，不变)
=0.01 mol·L-1，(PCl5) = 68%
（3） PCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)
平衡浓度／(mol·L-1) 0.050 +
= = 0.62 mol·L-1
= 0.24 mol·L-1，(PCl5) = 68%
比较(2)、(3)结果，说明最终浓度及转化率只与始、终态有关，与加入过程无关。
15. 解：（1）α（CO）=61.5%;（2）α（CO）=86.5%; (3)说明增加反应物中某一物质浓度可提高另一物质的转化率;增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。
16.解： 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
平衡分压／kPa 101-79.2 = 21.8 286 - 79.2／2 = 246 79.2
（673K）== 5.36
= ，(673 K) = - 9.39 kJ·mol-1
第3章 酸碱反应和沉淀反应 习题参考答案(P-84)
2．解：（1）pH = 1.00 c(H+) = 0.10mol·L-1
pH = 2.00 c(H+) = 0.010mol·L-1
等体积混合后：c(H+) =（0.10mol·L-1+0.010mol·L-1）/2 = 0.055 mol·L-1
pH = -lgc(H+) = 1.26
（2）pH = 2.00 c(H+) = 0.010mol·L-1
pH = 13.00 pOH = 14.00-13.00 = 1.00, c(OH-) = 0.10mol·L-1
等体积混合后：

酸碱中和后：H+ + OH- → H2O
c(OH-) = 0.045mol·L-1
pH =12.65
7. 解：（1）设NH4Cl水解产生的H+为x mol·L-1，则
NH4+ + H2O NH3·H2O + H+
c平/(mol·L-1) 0.010-x x x

x = 2.4×10-6，pH = 5.62
（2）设NaCN水解生成的H+为x’mol·L-1，则
CN- + H2O HCN + OH-
c平/(mol·L-1) 0.10-x’ x’ x’

x` = 1.3×10-3，pH = 11.11
9．解：（1）设CaF2在纯水中的溶解度(s)为x mol·L-1。因为CaF2为难溶强电解质，且基本上不水解，所以在CaF2饱和溶液中：
CaF2 （s） Ca2+ + 2F-
c平/(mol·L-1) x 2x
｛c(Ca2+)｝·｛c(F-)｝2 = Kspθ(CaF2)
x = 1.1×10-3
（2）设CaF2在1.0×10-2mol·L-1NaF溶液中的溶解度(s)为y mol·L-1。
CaF2 （s） Ca2+ + 2F-
c平/(mol·L-1) y 2y+1.0×10-2
{c(Ca2+)}·{c(F-)}2 = Kspθ(CaF2)
y(2y+1.0×10-2)2 = 5.2×10-9
y = 5.2×10-5
（3）设CaF2在1.0×10-2 mol·L-1CaCl2溶液中的溶解度(s)为z mol·L-1。
CaF2（s） Ca2+ + 2F-
c平/(mol·L-1) 1.0×10-2+z 2z
{c(Ca2+)}·{c(F-)}2 = Kspθ(CaF2)
(z+1.0×10-2)(2z)2 = 5.2×10-9
z = 3.6×10-4
7．解：溶液混合后有关物质的浓度为：
HA + OH- A- + H2O
c/(mol·L-1)
设c(H+) = xmol·L-1，则弱酸HA，弱酸根A-及氢离子H+的平衡浓度表示为：
HA A- + H+
c平/(mol·L-1) x
pH = 5.00 = -lg x，x = 1.00×10-5 mol·L-1
代入弱酸HA的解离平衡常数表示式：
（近似计算）
10．解：（1）由题意可知：c(Mg2+) = 0.050 mol·L-1
当c(Mg2+)·{c(OH-)}2＞Kspθ(Mg(OH)2)时开始有Mg(OH)2沉淀出。

（2）{c(Al3+)}·{c(OH-)}3 = 4.0×10-22＞Kspθ(Al(OH)3)，所以还有Al3+可被沉淀出。
c(Fe3+)}·{c(OH-)}3 = 2.0×10-22＞Kspθ(Fe(OH)3)，所以还有Fe3+可被沉淀出。
11．解： Cd2+ + Ca(OH)2 Ca2+ + Cd(OH)2↓
Cd(OH)2(s) Cd2+ + 2OH- Kspθ=7.2×10-15
若使c(Cd2+)＜0.10mg·L-1 ==8.9×10-7mol·L-1

pH＞(14.00-pOH) = 10.0
12．解：（1）混合后：c(Mn2+) = 0.0010mol·L-1
c(NH3·H2O) = 0.050 mol·L-1
设OH-浓度为x mol·L-1
NH3·H2O NH4+ + OH-
c平/(mol·L-1) 0.050-x x x

x2 = 9.0×10-7，即 {c(OH-)}2 = 9.0×10-7
{c(Mn2+)}·{c(OH-)}2 =9.0×10-10＞Kspθ(Mn(OH)2) =1.9×10-13
所以能生成Mn(OH)2沉淀。
（2）已知(NH4)2SO4的相对分子质量为132.15
c((NH4)2SO4) =mol·L-1 = 0.25mol·L-1
c(NH4-) = 0.50 mol·L-1
设OH-浓度为x mol·L-1
NH3·H2O NH4+ + OH-
c平/(mol·L-1) 0.050-x 0.50+x x

x=1.8×10-6 c(OH-)=1.8×10-6mol·L-1
{c(Mn2+)}·{c(OH-)}2 = 3.2×10-15＜Kspθ(Mn(OH)2)，所以不能生成Mn(OH)2沉淀。
13．解：使BaSO4沉淀所需

Ag2SO4沉淀所需

故BaSO4先沉淀。
当Ag+开始沉淀时，c(Ba2+)＜＜10-5mol·L-1
故此时Ba2+已沉淀完全。即可用加入Na2SO4方法分离Ba2+和Ag+。
15．解：（1）Pb(OH)2、Cr(OH)3开始析出所需c(OH-)的最低为

因为c1(OH-)＞＞c2(OH-)，所以Cr(OH)3先沉淀。
（2）Cr(OH)3沉淀完全时所需OH-最低浓度为

Pb(OH)2不沉出所容许的OH-最高浓度为
c(OH-)＜2.2×10-7mol·L-1
即c(OH-)应控制在（4.0×10-9mol·L-1～2.2×10-7）mol·L-1
pHmin = 5.60
pHmax = 7.34
所以若要分离这两种离子，溶液的pH应控制在5.60～7.34之间。

第4章 氧化还原反应 习题参考答案(P-120)
2．解：（1）3Cu + 8HNO3(稀) → 3Cu(NO3)2+2 NO↑ + 4H2O
（2）4Zn + 5H2SO4(浓) →4ZnSO4 +H2S↑ + 4H2O
（3）KClO3 + 6 FeSO4 + 3H2SO4 → KCl +3 Fe2 (SO4)3 + 3H2O
（4）3Cu2S + 22HNO3 → 6Cu (NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO↑ +8 H2O
3．解：
（1）
1
2I- 2e → I2

+) 1
H2O2+ 2H+ + 2e → 2H2O

2I+ H2O2+ 2H+ → I2+2H2O
（2）
1
Cr2O + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O

+) 3
H2S - 2e → S + 2H+

Cr2O+ 3H2S + 8H+ → 2Cr3+ + 3S↓ + 7H2O

（3）
1
ClO + 6H+ + 6e → Cl- + 3H2O

+) 6
Fe2+-e→Fe3+

ClO+ 6Fe2++ 6H+ → Cl- +6Fe3+3H2O
（4）
1/2
Cl2+ 2e →2Cl-

+) 1/2
Cl2 + 4OH- 2e →2ClO-+ 2H2O

Cl2 + 2OH→Cl-+ClO-+ H2O
（5）
1
Zn + 4OH- 2e →[Zn(OH)4]2-

+) 1
ClO-+ H2O +2e→Cl-+ 2OH

Zn + ClO-+2OH+ H2O→[Zn(OH)4]2- + Cl-
（6）
2
MnO + e → MnO

+) 1
SO + OH- 2e →SO + H2O

2MnO +SO + 2OH →2 MnO+SO + H2O
4．解：（1）（-）Pt，I2(s)∣I(c1)‖Cl-(c2)∣Cl2(P), Pt（+）
（2）（-）Pt∣Fe2+, Fe3+ (c3)‖MnO(c3), Mn2+(c4)，H+(c5)∣Pt（+）
（3）（-）Zn∣ZnSO4 (c1)‖CdSO4 (c2)∣Cd（+）

8．解：（1）E( MnO4-/ Mn2+)＞E(Fe3+/Fe2+)，该反应能自发向右进行。
（2）原电池的电池符号：
(-)Pt|Fe2+(1mol•L-1), Fe3+(1mol•L-1)‖MnO4-(1mol•L-1), Mn2+(1mol•L-1), H+(10.0mol•L-1)︱Pt(+)
E(MnO4-/ Mn2+) =
E
( MnO4-/ Mn2+)+

lg

=
1.51 V +

lg(10.0)8
= 1.60 V
E = E(MnO4-/ Mn2+) − E( Fe3+/Fe2+) = 0.83 V
（3）lgK= Z′{ E(MnO4-/ Mn2+)- E(Fe3+/Fe2+)}/0.0592 V
= 62.5
K= 3.2×1062
8．解：E(Ag+/Ag) = E(Ag+/Ag) + 0.0592V lg{c(Ag+/c)}
= 0.6807 V
E(Zn2+/Zn) = E(Zn2+/Zn)+0.0592 V/2 lg{c(Zn)/c}
= -0.7922 V
E = E(Ag+/Ag) - E(Zn2+/Zn)
= 1.4729 V

=52.8
K=6.3×1052
11．解：c(Ag+)=0.040 mol·L-1
12．解：（1）E(Cu 2+/ Cu) = E(Cu 2+/Cu) + lg{c(Cu 2+)/c}
=+0.33 V
（2）c(Cu 2+) = Ksp(CuS)/(S2-) =6.3c10-36 mol·L-1
E(Cu2+/Cu) = -0.70 V
（3）E(H+/H2) = E(H+/H2) + lg
= -0.0592 V
（4）OH- + H+ → H2O
c/(mol·L-1) 0.1 0.1
刚好完全中和，所以c(H+)=1.0×10-7mol·L-1
E(H+/H2) = -0.41 V
（5）加入的NaOAc与HCl刚好完全反应生成0.10 mol·L-1的HOAc
HOAcH+ + OAc-
平衡浓度c/(mol/L) 0.10-x x x
K(HOAc) = x2/(0.10-x) = 1.8×10-5
x = 0.0013 mol·L-1
E(H+/H2) = -0.17 V
16．解：（1）E(Ag+/Ag) = E(Ag+/Ag) + 0.0592 V × lg{c(Ag+)/c}= +0.74 V
E(Zn2+/Zn) = E(Zn2+/Zn) + (0.0592 V/2)×lg{c(Zn2+)/c}= -0.78 V
E = E(Ag+/Ag) - E(Zn2+/Zn) = +1.5 V
（2）lgK= z′{E(Ag+/Ag) - E(Zn2+/Zn)}/0.0592 V，K= 5.76×1052
E= E(Ag+/Ag) - E(Zn2+/Zn) = +1.5617 V
ΔrG=-z′FE= -3.014×102 kJ·mol-1
（3）达平衡时, c(Ag+) =x mol·L-1
2Ag+ + Zn2Ag + Zn2+
平衡时浓度c/(mol·L-1) x 0.30 + (0.10-x)/2
K=
x = 2.5×10-27，c(Ag+) = 2.5×10-27mol·L-1
17．解：（1）E(MnO42-/MnO2) = {3E(MnO4-/MnO2) - E(MnO4-/MnO42-)}/2
= +2.27V
E(MnO2/Mn3+) = {2E(MnO2/Mn2+) - E( Mn3+/Mn2+)}/1 = +1.0 V
（2）MnO42-, Mn3+。
（3）是Mn2+。反应式为Mn + 2H+ → Mn2+ + H2
18．解：(1) E(Cr2O72-/Cr2+)=0.91V; E(Cr3+/Cr2+)= -0.74V;
(2) Cr3+, Cr2+均不歧化, Cr3+较稳定, Cr2+极不稳定。

第5章 原子结构与元素周期性 习题参考答案(P-146)
1．解：（1）n ≥ 3正整数；
（2）l = 1；
（3）ms = +½（或-½）；
（4）m = 0。
2．解：（1）不符合能量最低原理；
（2）不符合能量最低原理和洪德规则；
（3）不符合洪德规则；
（4）不符合泡利不相容原理；
（5）正确。

3．解：（1）2px、2py、2pz为等价轨道；
（2）第四电子层共有四个亚层，最多能容纳32个电子。
亚层 轨道数 容纳电子数
s 1 2
p 3 6
d 5 10
f 7 14
32

5．解：（1）[Rn] 5f146d107s27p2, 第7周期，ⅣA族元素，与Pb的性质最相似。
（2）[Rn] 5f146d107s27p6，原子序数为118。
8．解：
元素
周期
族
最高氧化数
价层电子构型
电子分布式
原子序数
甲
3
ⅡA
+2
3s2
[Ne]3s2
12
乙
6
ⅦB
+7
5d56s2
[Xe]4f145d56s2
75
丙
4
ⅣA
+4
4s24p2
[Ar]3d104s24p2
32
丁
5
ⅡB
+2
4d105s2
[Kr]4d105s2
48

11．解：
元素代号
元素符号
周期
族
价层电子构型
A
Na
三
ⅠA
3s1
B
Mg
三
ⅡA
3s2
C
Al
三
ⅢA
3s23p1
D
Br
四
ⅦA
4s24p5
E
I
五
ⅦA
5s25p5
G
F
二
ⅦA
2s22p5
M
Mn
四
ⅦB
3d54s2

第6章 分子的结构与性质 习题参考答案(P-190)
4．解： HClO BBr3 C2H2
σ

σ

σ
σ
σ
σ
σ
π
π

σ

8．解：
分子或离子
中心离子杂化类型
分子或离子的几何构型
BBr3
等性sp2
平面正三角形
PH3
不等性sp3
三角锥形
H2S
不等性sp3
V形
SiCl4
等性sp3
正四面体形
CO2
等性sp
直线形

等性sp3
正四面体形

13．解：非极性分子：Ne、Br2、CS2、CCl4、BF3；
极性分子：HF、NO、H2S、CHCl3、NF3。
14．解：（1）色散力； （2）色散力、诱导力； （3）色散力、诱导力、取向力。

第8章 配位化合物（习题参考答案）(P-246)
1．解：
配离子
形成体
配体
配位原子
配位数
[Cr(NH3)6]3+
Cr3+
NH3
N
6-
[Co(H2O)6]2+
Co2+-
-H2O
O-
6-
[Al(OH)4]―
Al3+
OH―
O-
4
[Fe(OH)2(H2O)4]+
Fe2+-
OH―、-H2O-
O
-6
[PtCl5(NH3)]―
Pt4+-
Cl―、NH3-
-Cl、N
6-
2．解：
配合物
名 称
配离子电荷
形成体氧化数
[Cu(NH3)4][PtCl4]
四氯合铂（Ⅱ）酸四氨合铜（Ⅱ）
+2、―2
+2、+2
Cu[SiF6]
六氟合硅（Ⅳ）酸铜
―2
+4
K3[Cr(CN)6]
六氟合铬（Ⅲ）酸钾
―3
+3
[Zn(OH)(H2O)3]NO3
硝酸一羟基·三水合锌（Ⅱ）
+1
+2
[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl
一氯化二氯·三氨·一水合钴（Ⅲ）
+1
+3
[PtCl2(en)]
二氯·一乙二胺合铂（Ⅱ）
0
+2