无机化学练习题 (4)

过量硫化氢通入氯化亚锡得硫化亚锡溶胶：[(SnS)m·nHS-·(n-x)H+]x-·xH+ 三氯化铁水解的氢氧化铁溶胶：{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl- 2.2溶胶的性质：

溶胶的光学性质：丁铎尔效应。 溶胶的动力学性质：布朗运动。 溶胶的电学性质：电泳、电渗。 2.3溶胶的稳定和聚沉：

溶胶的稳定性：布朗运动、胶粒表面同种电荷相斥、胶粒表面的水化层。

溶胶的聚沉：电解质的聚沉（盐析）作用、相反电荷的溶胶的相互聚沉作用、高分子溶液的敏化

作用和聚沉作用。 电解质的聚沉能力：聚沉值

叔采-哈迪规则：反离子价数越高，聚沉能力越强，聚沉值越小。1-6：2-6：3-6 感胶离子序：

3. 表面活性物质和乳浊液

3.1表面活性物质：能显著降低水的表面张力，具有极性基团和非极性基团。 3.2乳浊液：油包水型w/o，水包油型o/w

例5：向25ml 0.1 mol/LKI溶液中加入10ml 0.005mol/LAgNO3溶液所制得的AgI溶胶的胶团结构

为 ，该溶胶的胶粒带 电荷。在电泳中，胶粒向 极移动；在电渗中，溶液移向 极。如果NaNO3对该溶胶的聚沉值为60mmol/L，Ca(NO3)2对该溶胶的聚沉值为0.4mmol/L，则Na2C2O4对该溶胶的聚沉值大约为 mmol/L。是溶胶稳定的三大因素是 ，使溶胶聚沉的三种主要方法是 。

第三章 原子结构和元素周期律

1．描述原子核外电子运动状态的四个量子数

1.1主量子数：电子层数。在决定电子运动能量中起主要作用。

取 值 n = 1，2， 3， 4，5，6，······ 光谱符号 K L M N O P

1.2副量子数：角量子数，电子亚层。在决定电子运动能量中起辅助作用。

取值范围 l = 0，1，2， 3，······(n-1) 光谱符号 s p d f

1.3磁量子数：决定等价轨道在外磁场中能积分裂和能级高低。

取值范围： m = 0，±1，±2，······±l

1.4自旋量子数：决定电子的自旋运动方向。 取值范围 ms = ±1/2 2．核外电子排布和元素周期律

2.1能量最低原理：尽可能占据能量较低的轨道。

2.2鲍里不相容原理：一个原子轨道最多只能容纳两个电子。 2.3洪特规则：在等价轨道上，尽可能分占不同的轨道。

半充满 p3，d5，f7 全充满 p6，d10，f14 2.4鲍林近似能级图：

能级组 1s， 2s2p， 3s3p， 4s3d4p， 5s4d5p， 6s4f5d6p， 7s5f6d7p 所能容纳的电子数 2 8 8 18 18 32 32 2.5徐光宪能级顺序规律：

原子：外层电子（n+0.7l） 内层电子n 离子：外层电子（n+0.4l） 内层电子n

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例6： 26Fe、Fe3+、29Cu、Cu2+、24Cr、Cr3+的核外电子排布式。

第四章 化学键与分子结构

1．价键理论

1.1价键理论要点：自旋方向相反的未成对电子可以配对成键；最大重叠原理。 1.2σ键：头碰头的形式重叠；电子云沿键轴方向呈对称分布。

σs-s：H-H σs-p：H-Cl σp-p：Cl-Cl

1.3π键：肩并肩的形式重叠；电子云对键轴呈反对称分布。

πp-p：O=O N≡N H2C=CH2

1. 4杂化轨道理论：

1.4.1杂化轨道理论要点：

1杂化：原子轨道重新组合的过程。杂化轨道：杂化后形成的新的原子轨道。 2形成杂化轨道的条件：能级相近；n个原子轨道杂化后形成n个杂化轨道。 3杂化轨道有利于最大重叠。 1.4.2杂化轨道类型和实例：

1 sp杂化：1个s轨道+1个p轨道 → 2个sp杂化轨道，键角180°，直线型分子。

BeCl2，HC≡CH，HgCl2，Ag(NH3)2+，O=C=O，CS2，

2 sp2杂化：1个s轨道+2个p轨道 → 3个sp2杂化轨道，键角120°，平面三角形分子。

BF3，H2C=CH2，H2C=C=CH2，C6H6，H3BO3，SO2，SO3，COCl2，NO2，H2CO3，HNO3，

、

3 sp3杂化：1个s轨道+2个p轨道 → 4个sp3杂化轨道，键角109°28，四面体型分子。 CH4，B(OH)4-，NH4+，[Ni(NH3)4]2+，NH3，H2O，Al2Cl6，H3PO4，H2SO4，HClO4，HClO， 4 dsp2杂化：1个d +1个s + 2个p → 4个sp3杂化轨道，键角90°，平面四边型分子。 [Ni(CN)4]3-，[Cu(NH3)4]2+，[PtCl4]3-，[Cu(CN)4]2-，

5 sp3d2杂化：1个s+3个p+2个d → 6个sp3d2杂化轨道，键角90°，八面体型分子。 [Fe(H2O)6]3+，[FeF6]3-，

6 d2sp3杂化：2个d +1个s+3个p → 6个sp3d2杂化轨道，键角90°，八面体型分子。

3-4-3+2+

[Fe(CN)6]，[Fe(CN)6]，[Co(NH3)6]，[Co(NH3)6]，[PtCl6]2- 等性杂化，不等性杂化；外轨型配合物，内轨型配合物。 2．分子轨道理论

2.1 分子轨道理论基本要点：

分子轨道由组成分子的各原子轨道根据能量近似、最大重叠和对称性三原则线性组合而成；分子的能量取决于分子中电子所占据的分子轨道的能量总和，分子中的电子排布也遵守能量最低原理、鲍里原理和洪特规则。 2.2 成键轨道与反键轨道：

成键轨道：当原子轨道波函数符号相同时，线性组合后分子轨道的波函数增强，两个原子核之间

的电子云密度增大，有利于两个原子结合在一起，具有成键作用。成键轨道的能级低于原子轨道能级。

反键轨道：当原子轨道波函数符号相反时，线性组合后分子轨道的波函数减弱，两个原子核之间

的电子云密度减小，不利于两个原子结合在一起，对成键没有帮助。反键轨道能级高于原子轨道能级。

H2、 He2、 He2+

2.3 分子轨道能级顺序：O2、N2

2.4 分子轨道式：O22+、O2+、O2、O2-、O22-、N2+、N2、N2- 2.5 键级： 键级=净成键电子数/2

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单电子数，三电子键；顺磁性，反磁性。 3．分子间力和氢键

3.1分子间作用力的三种类型：

取向力：极性分子之间由于取向作用而产生的相互吸引作用称为取向力。

极性分子之间，偶极，同性相斥，异性相吸。极性 存在：极性分子—极性分子。

诱导力：诱导偶极与极性分子的固有偶极之间的相互吸引作用称为诱导力。 极性分子的偶极使非极性分子变形而产生偶极，诱导偶极。极性，变形性。

存在：极性分子—非极性分子，极性分子—极性分子。 色散力：由于瞬时偶极而产生的相互作用力称为色散力。

任何分子中，电子运动以及原子核的振动而引发的正负电荷重心的瞬间相对位移，导致产生瞬间偶极。变形性，分子量。

存在：非极性分子—非极性分子，非极性分子—极性分子，极性分子—极性分子。 分子间作用力的特点：

1比化学键弱10-100倍：Ar(s)升华热7.87kJ﹒mol-1，Cl2离解能247 kJ﹒mol-1； 2分子间作用力没有饱和性，作用范围为0.1-0.5nm； 3 对于大多数分子而言，色散力是主要的。 3.2分子间作用力对物质性质的影响规律：

HF HCl HBr HI H2O H2S H2Se H2Te

熔点/K 190.0 158.2 184.5 222.2 373 202 232 271 沸点/K 292.5 188.1 206.0 237.6 273 187 212. 8 224 气化热/( kJmol-1) 30.31 16.12 17.62 19.77 水合热/(kJmol-1) -48.14 -17.58 -20.93 -23.02 溶解性，粘度，胶合强度，硬度，表面张力。 3.3氢键：

氢键是 与F、O、N等电负性极强的元素相结合的氢原子和另一分子中电负性极强的原子之间所产生的相互吸引作用。 H—F，H—OH，H—NH2

分子间氢键：水、水合物、无机酸、醇、羧酸、胺、氨合物。 分子内氢键：邻羟基苯甲酸、邻硝基苯酚、丙二酸、3-羟基丙酸、

α-氨基酸、β-氨基酸。

3.4氢键对物质性质的影响规律： 3.4.1熔、沸点：

摩尔质量 沸点/℃ 气化热//( kJmol-1) 熔点/℃ 熔化热//( kJmol-1)

CH3CH2OH 46.1 78 42.6 -112 4.8 CH3OCH3 46.1 -24 18.6 -138 4.0 3.4.2溶解度：

乙醇—水，无限互溶；乙硫醇—水，1.5g/100g水。 硝基苯酚在水中的溶解度：邻0.21；间1.35；对1.6。 3.4.3电离常数：

羟基苯甲酸的Ka：邻1.0×10-3；间8.3×10-5；对2.6×10-5。

第五章 化学反应基本理论

1．化学热力学

1.1热力学第一定律 封闭系统 ΔU = Q – W 1.2 恒容反应热： Qv = ΔU

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1.3恒压反应热： Qp = ΔU + W = ΔU + pΔV = (U2+PV2)+(U1+PV1) Qp = H2-H1 = ΔH H = U + PV 1.4盖斯定律： ΔrHm0 = ∑νBΔfHm0(B) 生成焓 1.5熵和熵增加原理：

可逆过程系统的熵变 ΔS = Qr/T

熵增加原理 ΔS（孤立）＞0 ＜0 =0

ΔS（系统）+ΔS（环境）＞0 ＜0 =0

1.6吉布斯函数判据：

吉布斯函数 G = H – TS ΔG = ΔH – TΔS 吉布斯函数判据 ΔG＜0 ＞0 ＝0

化学反应的标准吉布斯函数 ΔrGm0 = ∑νBΔfGm0(B) 生成吉布斯函数 1.7ΔG与反应温度的关系： ΔGT = ΔH298 – TΔS298 分解温度 T = ΔH298 /ΔS298

例7： 已知298K时 C2H5OH（l） C2H5OH（g）

ΔfHmθ/（kJ/mol） -277.6 -235.3 Smθ/（J·mol-1·K-1） 161 282

求： (1)在298K和标准态下，C2H5OH(l)能否自发地变成C2H5OH(g)？

(2)计算298K标准状态下反应的QP、QV、ΔU、WV 。 (3)估算乙醇的沸点。

2. 化学动力学

2.1基元反应：2NO + O2 → 2NO2 反应分子数 2.2质量作用定律：v = kcAacBb

非基元反应 v = kcAxcBy 反应级数

例8： 如果2NO2 → 2NO+O2 是基元反应，则其化学反应速率方程式为 ，若将NO2浓度增加到原来的2倍时，反应速率变为原来的 倍。

2.3阿累尼乌斯方程：k = Aexp(-Ea/RT) ln k = -Ea/RT + ln A lg (k2/k1) = Ea(T2 – T1)/(RT2T1) 3．化学平衡

3.1化学平衡常数：

3.2标准平衡常数：ΔrG0 = - RTlnK0 3.3多重平衡规则：K30 = K10 K20

3.4 平衡常数与反应温度的关系：lnK0 = -ΔrH/RT + ΔrS/R

ln(K20/K10) = ΔrH(T2 – T1)/RT1T2

例9：已知下列反应的平衡常数：H2（g）+ S (s) == H2S (g) K10；S (s) + O2 (g) == SO2 (g) K20；则反应H2（g）+SO2(g) == O2 (g) + H2S (g)的平衡常数为 。

例10：例6中 C2H5OH（l）==C2H5OH（g）

计算(1) 298K反应的标准平衡常数K0。 (2)在373K的标准平衡常数。

(3)在373K和标准态下，C2H5OH(l)能否自发地变成C2H5OH(g)？

第六章 溶液中的离子平衡

1．弱酸溶液、强碱弱酸盐：

c(H+) = (Ka c)1/2 pH = -1/2lgKa-1/2lgc α= (Ka/c)1/2

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2. 弱碱溶液、弱酸强碱盐：

c(OH-) = (Kb c)1/2 pH = 14 – 1/2lgKb – 1/2lgc α= (Ka/c)1/2

3．酸式盐溶液： c(H+) = (K1K2)1/2 例11： 已知HAc的Ka=1.76×10-5，NH3H2O的Kb=1.79×10-5。计算0.1mol/L醋酸、醋酸钠、氯化铵溶液的pH。

4．同离子效应和缓冲溶液：

HAc-Ac-、NH3-NH4+ 、H2CO3-HCO3- 、HCO3--CO32- 。抗酸成分，抗碱成分。 c(H+) = Ka c(酸)/c(碱) pH = pKa + lg[c(碱)/c(酸)] 例12： 已知HA的Ka=1.0×10-5。

（1）试计算0.10mol/L HA溶液的pH 值。

（2）0.10mol/L HA+0.10mol/L NaA混合溶液构成缓冲溶液，试计算该缓冲溶液的pH 值。 （3）分别向99mL上述缓冲溶液中加入1mL 1.0mol/LHCl或1mL 1.0mol/LNaOH溶液。计算溶液的pH值变化多少。如果向99mL纯水中加入1mL 1.0mol/LHCl或1mL 1.0mol/LNaOH溶液，溶液的pH值有变化多少。

例13： 已知HA的Ka=1.0×10-5。

现有125mL浓度为1.0mol/L 的NaA溶液，欲配制250mLpH值为5.0的缓冲溶液，问需要加入6.0mol/L的HA溶液多少毫升？ 5. 难溶盐在纯水中的溶解度： 5.1 AB型难溶盐： s = Ksp1/2

5.2 AB2或A2B型难溶盐：s = (Ksp/4)1/2

6．难溶盐在同离子溶液中的溶解度： x = Ksp/cn 例14： 已知AgCl的Ksp=1.0×10-10，Ag2CrO4的Ksp=4.0×10-12。试计算：

（1）AgCl在纯水中的溶解度； Ag2CrO4在纯水中的溶解度； （2）AgCl在0.001mol/L NaCl溶液中的溶解度。

7．溶度积规则： Qi = Ksp Qi ＞ Ksp Qi ＜ Ksp 例15： 已知 Ca(OH)2的Ksp=1.0×10-6，Mg(OH)2的Ksp=1.0×10-11。

在0.01mol/LCaCl2+0.001mol/L MgCl2的混合溶液中，开始产生Ca(OH)2沉淀时的C(OH-)= mol/L，开始产生Mg(OH)2沉淀时的C(OH-)= mol/L。Mg2+完全转化为Mg(OH)2沉淀[C(Mg2+)＜10-5mol/L]时的C(OH-)= mol/L。如果要使Mg2+完全沉淀而Ca2+不转化为Ca(OH)2沉淀，则溶液的pH值应控制在 范围。 例16： 已知H2S的K1=1×10-7，K2=1×10-14。 则0.1mol/LH2S溶液中 C(H+)= mol/L，C(S2-)= mol/L；0.1mol/LH2S+0.1mol/LHCl溶液中C(H+)= mol/L，C(S2-)= mol/L，ZnS(Ksp=1.0×10-24)在该溶液中的溶解度s= mol/L。0.1mol/LNa2S溶液的pH= 。

第七章 氧化还原与电化学

1． 氧化还原反应的配平

例17： 用氧化数法和离子-电子法配平碘量法中的两个反应：

(1)重铬酸钾氧化碘； (2)碘氧化硫代硫酸钠。

2． 能斯特方程

2.1电极电位：298K φ=φ0 + 0.059/nlg[c(氧化态)a/c(还原态)b] 2.2原电池的电动势：

E = φ+ - φ- = (φ+0 – φ-0) + 0.059/nlg[c(反应物)/c(产物)] ΔrG0 = -nFE0 = -RTlnK0

2.3电池符号： (-)Zn︱Zn2+(c1)‖Cu2+(c2)︱Cu(+) 3． 元素电位图

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n1φ1+n2φ2 = (n1+n2)φ3

例18： 已知 MnO4- 1.695v MnO2 φθ Mn2+ ︱ 1.51v ︱ 计算φθ(MnO2/ Mn2+)。

例19： 已知φθ(Fe2+/Fe)= -0.44V， φθ(Ni2+/Ni)= -0.25V，则在这两个电对中，标态下可发生化学反应方程式为 ，该反应式中氧化剂是 ，还原剂是 ，若电对组成电池，则原电池符号为 。氧化半反应是 ，还原半反应是 ，计算电池电动势的能斯特方程为 。电池反应在298K的标准平衡常数K0为 。

第八章 配位化合物

配位化合物的组成和命名

中性配位化合物：[Ni(CO)4]，[CoCl3(NH3)3]，[PtNH2NO2(NH3)2]，[V(CO)6]，

[PtCl4(NH3)2]，[PtCl2SO4(NH3)3]

配离子：[Ag(S2O3)2]3-，[Co(NH3)6]3+，[Fe(OH)2(H2O)4]+，[PtCl5(NH3)]-，[Al(OH)4]-， H2SO4型：H2[Si F6]，H2[Pt Cl6]，

Ca(OH)2型：[Cu(NH3)4](OH)2，[FeF6](OH)3 NH4Cl型：[Cu(NH3)4]SO4，[Fe(en)3]Cl3，[Co(NH3)3(H2O)3]Cl3，[CoCl2 (NH3)4]Cl，[Cr(OH)2 (en)2]Cl，

[PtCl2(NH3)4]

K2SO4型：K3[Fe(CN)6]，K4[Fe(CN)6]，K[PtCl3(C2H4)]，Cu2[Si F6]，K3[Cr(CN)6]，Na3[Ag(S2O3)]，

NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]，K3[CoCl3(NO3)3] (NH4)2SO4型：[Cu(NH3)4][PtCl4]，

内界，外界，中心离子，配位体，配位体数目，配位原子， 配位数=配位键数目，中心离子氧化数，配离子电荷数。

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