大學化學教程課后習題參考答案

大學化學教程課后習題參考答案P32思考題a）主量子數(shù)（n）決定電子在核外空間離核的遠近，即電子出現(xiàn)概率密度大的地方離核遠近。n的取值為除零以外的正整數(shù)。b）角動量量子數(shù)（|i）決定電子運動的軌道角動量，確定原子軌道和電子云的形狀。角動量量子數(shù)的取值可為正整數(shù)和零，受主量子數(shù)的影響。c）磁量子數(shù)（mi）決定原子軌道和電子云在空間的伸展方向，磁量子數(shù)（mi）的取值可為整數(shù)。d）自旋量子數(shù)（Si）決定電子自身固有的運動狀態(tài)。自旋量子數(shù)（Si）的取值為士？。n、和mi的關系為：n=1,2,3,…,n;h=0,1,2,3…,n-1;mi=0,士1,士2,…,士li1）錯電子云圖中黑點越密的地方代表電子出現(xiàn)的機會多，概率大）錯OOOOOOOOO）錯OOOOOOOOO3）錯角量子數(shù)li=0的軌道為s軌道4）對保里不相容原理不相同，電子圍繞原子核運動是沒有軌道的，按照能量的不同，在原子核外各處的出現(xiàn)的概率不同。而行星圍繞太陽運

動是有固定軌道的1.4主量子數(shù)角量子數(shù)磁量子數(shù)軌道符號軌道數(shù)最多容納電子數(shù)總軌道數(shù)總電子數(shù)00+14s1210-1+2+14p36420-1-2+3+2+14d510163230-1-2-34f714(1)p區(qū)元素(2)Fe(3)Cu(1)4s(2)3p(3)3d(4)3d(5)3s能量由高到低：(1)>(2)>(3)=(4)>(5)1.7元素的電負性指的是原子在分子中吸引電子的能力，電負性越大說明原子在分子中得到電子的能力越強。習題1.12sn=2li=0,1mi=0,士1存在2s,2p軌道，軌道數(shù)3fn=3h=0,1,2mi=0,士1,士2存在3s,3p,3d軌道，不存在3f軌道1pn=1li=0mi=0故只存在1s軌道，不存在1p軌道5dn=5h=0,1,2,3,4mi=0,士1,士2,士3,士4故存在5s,5p,5d,5f軌道，軌道數(shù)為9個4fn=4li=0,1,2,3mi=0,士1,士2,士3故存在4s,4p,4d,4f軌道，軌道數(shù)7個3pn=3li=0,1,2mi=0,士1,士2存在3s,3p,3d軌道，軌道數(shù)為5個1.2(3,2,2,1/2)存在(3,0,-1,1/2)不存在，若li=0則mi=O,不可能為-1(2,2,2,2)不存在，若n=2則h=0,1(1,0,0,0)不存在，自旋量子數(shù)(Si)的取值為士？(2,-1,0,1/2)不存在，li的取值為零和正整數(shù)(2,0,-2,1/2)不存在，若li=0則mi=O,不可能為-21.3硼1s22s3違背保里不相容原理，每個軌道最多容納2個電子，正確的為1s22s22p1⑵氮1s22s22px32py1違背洪德規(guī)則，正確的為1s22s22p3⑶鈹1s22p2違背能量最低原理，正確的為1s22s2

1.4周期區(qū)族號2oCa[Ar]4s104sna35Br[Ar]3dFsFp55PWA42M0[Kr]4d55s15dWB47Ag[Kr]4d1015s5dsIB8oHg[Xe]4f141025d6s6dsnb1.5Be>Mg>Ca(2)Ge>Ga>ln(3)He>Ne>Ar(4)N>0>C>Be>B1.6得電子：O,I,S失電子：Na,B,Sr,AI,Cs,Ba,Se1.7最高氧化態(tài)最低氧化態(tài)cl1s22s22p63s23p5+7-1Mn[Ar]3d54s2+7-3P54思考題(1)ZnO>ZnS(2)HF>Hcl>HBr>HI(3)H2S>HSe>H^Te(4)NH3<HF(5)F2OVHO3(1)SiH4sp雜化⑵Hgcl2sp雜化(3)Bcl3sp2雜化(4)CSsp雜化(5)Ncl3sp3雜化2.3(1)SiF4等性sp3雜化(2)Pcl3不等性sp3雜化(3)CHcl3不等性sp3雜化⑷H2S不等性sp3雜化(5)CCl2F2等性sp3雜化2.4幾何構型雜化軌道偶極距SiCl4正四面體3sp0HTev形3sp不等于0Bcl3平面三角形2sp0BeCb直線sp0PBr3三角錐形sp3不等于02.5BBr3中心原子B的外圍電子構型為1s22s22p1,故BBr應為sp2雜化，幾何構型為平面三角形，Ncl3中心原子N的外圍電子構型為1s22s22p3，故Neb應為不等性sp3雜化，幾何構型為三角錐形2.6(1)由非極性鍵組成的分子不一定為非極性分子，如Q為極性

分子，反之極性鍵形成的分子不一定是極性分子，如CQO二C=0,是非極性分子（2）色散力存在于極性分子、分極性分子以及極性分子和非極性分子之間。（3）誘導力存在于極性分子以及極性分子和非極性分子之間2.7（1）F2、Cl2、Br2、|2分子間的色散力隨相對分子質量的增加而逐漸增加，熔點、沸點也增加，同時也影響著物質的物理性質的變化。（2）HCLHBr、HI分子間的色散力隨相對分子質量的增加而逐漸增加，從而熔點、沸點也逐漸增加。2.8（1）（1）液態(tài)水（2）氨水（3）酒精水溶液（4）碘的四氯化碳溶液2.9取向力、誘導力、色散力取向力、誘導力、色散力取向力、誘導力、色散力色散力因為乙醇分子間可以形成氫鍵，而二甲醚則不能形成,所以乙醇的沸點較二甲醚的高2.10CH<CC4<CBI4<CI4(2)HO>HS(3)CH4<SiH4<GeHHe<Ne<Ar<Kr

2.11非極性分子：He,F2,CS,CCL,BBr3極性分子：HCI,AsH3,H2S,CHCb習題2.1①“"Br②FF③，‘巳C「ClClH④H⑤S=C=S⑥H——C三N⑦H——OO——H(1)(3)(4)；；(2)(5)Li-CI>Be-CI二AI-CI>H-CL>S-CI>N-CL>O-CI2.4SiHCI3正四面體NF3三角錐PH3三角錐2.5(1)H2S取向力、誘導力、色散力（2）Ne與HO誘導力、色散力（3）NH取向力、誘導力、色散力（4）Br2與CCk色散力2.6(1)H2色散力(2)SiH4色散力（3）CHCOOH氫鍵，色散力，取向力，誘導力(4)HCHO色散力，取向力，誘導力P69思考題3.1與非晶體相比，晶體具有以下宏觀性質：（1）完整晶體具有固定外形；（2）晶體具有固定熔點；（3）晶體具有各向異性。晶體的基本類型有：離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體和混合晶體。3.2（1）稀有氣體固化后屬于分子晶體，它們之間結合靠的是微弱的范德華力而不是以共價鍵結合，只是組成晶體的粒子為單原子分子。（2）溶于水能導電的晶體為離子晶體或分子晶體，分子晶體中的電解質（如酸和部分非金屬氣態(tài)氫化物）溶于水，使分子內(nèi)的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電。3.3原子晶體中，晶格節(jié)點上是中性原子，原子與原子間是以共價鍵結合，不斷向周圍延伸，形成一個巨大的分子。而分子晶體中，分子晶格節(jié)點上是電中性分子，晶格節(jié)點間以微弱的范德華力相結合，所以分子晶體和原子晶體的性質有很大的區(qū)別。3.4體心立方堆積、面心立方堆積、六方最密堆積3.5離子鍵特點無飽和性和方向性。離子在空間各個方向的靜電作用是相同的，正負離子可以在空間的任何方向和電荷相反的離子相互吸引，所以離子鍵無方向性；只要空間允許，一個正負離子可以同時與幾個電荷相反的離子相互吸引，并不受離子本身所帶電荷的限制。3.6形成液態(tài)晶的有機分子是具有剛性結構的分子，相對分子質量在200-500，長度達幾個納米，長寬比在4-8之間。3.7晶體的缺陷對晶體的物理性質和化學性質均有影響，晶體缺陷可能導致晶體物理性質的變化如導電性，硬度等，有些缺陷還會導致晶體與原晶體呈現(xiàn)出不同的顏色。習題3.1（1）Q分子晶體（2）H2S分子晶體（3）Pt金屬晶體（4）KCL離子晶體（5）Ge金屬晶體3.2金剛石是典型的原子晶體，晶體中每個C原子以sp3雜化軌道分別與四個相鄰的碳原子形成的共價鍵；石墨是典型的層狀混合型晶體，層內(nèi)的碳原子以共價鍵結合，層間的碳原子以范德華力相結合。3.3有些結構為棒狀、盤狀或板狀的分子在變成液體后，雖然分子的位置無序，但分子的取向仍保持著長程有序，成為兼具部分晶體和液體性質的過渡狀態(tài)。P116思考題4.1反應進度為1.5mol4.2轉化速率為單位時間內(nèi)的反應進度，而恒容條件下的反應速率常表示為單位時間內(nèi)B的物質的量的濃度變化除以其計量數(shù)；反應速率為單位體積內(nèi)的轉化速率。DB活化能Ea=143.708KJ/molK0=2.39pH=11.124.8有Mg(0H2生成4.9先生成PbSQ沉淀4.10配合物中心離子配位數(shù)配體配位原子命名【PtCl2(NHs)2】2NHn二氯二氨合鉑[Ni(en)2]Cl24enn二氯二乙氨合鎳Na3[Ag(S203)2]4SQ-S二硫代硫酸合銀酸鈉冏Fe(CN6]6CNn六氰合鐵酸鉀4.11配離子的穩(wěn)定常數(shù)和不穩(wěn)定常數(shù)互為倒數(shù)，配離子的不穩(wěn)定性常數(shù)越大表示配離子的離解傾向越大，配離子越不穩(wěn)定。

Ag+的濃度為5.297x1O-10mol/l4.13會有AgI沉淀生成(1)電池反應式：CO+C2=C(5+2CI4.1⑵-0.26V(3)P(CI2)增大時，電池電動勢增大習題反應進度為0.5mol/l4.2(1)△rbke=-562.06KJ/Mol(2)△「川=-197.74KJ/Mol4.3(3)△rHne=25.32KJ/Mol(3)△rfe=-714KJ/Mol(1)Ke=[p(NO2)]2[p(NO)]2[p(O2)]4.4Ke=[P(CO2)]Ke=[P(H2O)]4[P(H2)]4e22+⑷K二[OH][Ca](1)a:降低反應溫度改變Keb:增大體系壓強不改變Kec:增大SO或Q濃度或減小SQ濃度不改變Ke(2)a:升高反應溫度改變Keb:減小體系壓強不改變Kec:增大CO濃度或減小CO濃度不改變Ke4.522K=1.14x10H+濃度為9.77X10-4氨水的濃度為0.1293mol/l4.8能夠抵消外來少量酸堿作用或稀釋的影響，而仍能維持pH值不變的溶液成為緩沖溶液。凡是弱酸或弱堿及其鹽組成的溶液都是緩沖溶液。(4)、(5)、(6)能形成緩沖溶液(1)PbSO的溶解度為1.265X10-4mol/lPbl2的溶解度為1.21X10-3Pb2+濃度為7.1X10-7會生成Mn(OH2沉淀K2[Zn(CN)d溶液中存在：K+、Zn(CN)f、Zn(CN)3-、Zn(CN)2、ZnCN、CN,存在最多的為K+,K不穩(wěn)=[Zn[Zn(CN)4]K穩(wěn)=1/K不穩(wěn)[Zn(CN)4]K穩(wěn)=1/K不穩(wěn)(1)正極反應:Sn4+(aq)+2e=Srf+(aq)負極反應：Ni(S)-2e-=Ni2+(aq)電池符號：(-)Ni|Ni2+(CJISn4+(G),Sn2+(G)|Pt(+)Ee=E正9-E負e=0.15-(-0.25)=0.4v(2)正極反應:Cu2++2e-=Cu(S)負極反應：H<g)-2e-=2H+Cu(+)Ee=E正9-E負e=0.167v(1)逆反應方向(2)正反應方向(3)正反應方向電極電勢：E(Br2/Br-)>E(Fe/Fe)>E(I2/1-)氧化能力：Br2>Fe3+>I2Ag會先被置換出來，當Cu開始被置換時，Ag的濃度為2X10-8(1)不能進行(2)能進行(3)能進行還原能力：Zn'CfSHASr^l'FeT對應的氧化產(chǎn)物依次為：Zn2+,Cr3+,H+,Sn4+,l2,Fe3+P157思考題當前人類面臨的主要環(huán)境問題有：環(huán)境污染、生態(tài)失衡、資源短缺溫室效應會導致冰川融解，海平面上升，陸地減少，還會破壞生態(tài)系統(tǒng)。溫室氣體主要有CO、HOCH、NbO及氟氯烴等。可通過減少化石燃料的燃燒及植樹造林等加以緩解。工業(yè)廢氣中的SO可采用堿溶液吸收法，如石灰乳法、氨法、硫化堿法等汽車行駛過程中產(chǎn)生多種有害成分，根據(jù)污染物的理化性質，可采用高效催化劑將有害物質轉化成無害物質，采用無鉛汽油消除鉛污染，同時采用清潔能源消除汽油燃燒時產(chǎn)生的各種污染物，植樹造林對環(huán)境的保護也極為重要。室內(nèi)主要污染物有：甲醛、苯、氡、氨；主要來源有：廚房污染；室內(nèi)裝修材料污染；室內(nèi)使用清潔劑、殺蟲齊V、發(fā)膠等；室內(nèi)使用的一些設備如打印機、復印機等。目前治理室內(nèi)污染技術有吸附和光催化氧化，但是室內(nèi)污染防大于治，主要預防措施有：盡量選擇環(huán)保安全型涂料；加強室內(nèi)通風；種植花卉水體富氧化指排入水中的天然有機物的量過大，在微生物的作用下，會大量消耗水中的溶解氧使水體缺氧發(fā)臭，生成的過量NP營養(yǎng)物促進水草和藻類瘋狂生長，水面呈現(xiàn)藍色、紅色和棕色。含N、P合成洗滌劑和廢水中的N、P化肥是造成水體富氧化的主要原因。水體富氧化會造成水體污染，水下動植物因缺氧而死亡，赤潮藻類釋放的毒素殘存的毒素會殘存于海產(chǎn)品中，使用會發(fā)生中毒。水污染的途徑有：人類將大量廢水、廢渣及垃圾直接排入水體；農(nóng)業(yè)上污水灌溉、噴灑農(nóng)藥、施用化肥，被雨水沖刷隨地表徑流進入水體；固體廢棄物中的有害物質經(jīng)水溶解而流入主體廢水處理有物理法、化學法、物理化學法和生物法DO指溶解氧量；COD指化學需氧量；BOD指五日內(nèi)的生化需氧量5.10所謂清潔生產(chǎn)是指在產(chǎn)品生產(chǎn)過程和預期消費中，既合理利用自然資源，又把對人類和環(huán)境的危害減至最小，充分滿足人類需要，使社會經(jīng)濟效益最大化的一種生產(chǎn)模式。5.11農(nóng)業(yè)時代為了防治病蟲害，農(nóng)民普遍的噴灑農(nóng)藥和使用有機化肥；其次還有人們的環(huán)保意識不強，將各種工業(yè)廢水及生活用水隨意排放，等等土壤的主要污染物有重金屬、農(nóng)藥和多環(huán)芳烴；造成地下水有機污染的原因主要有工業(yè)和城市垃圾滲液與廢水滲入土壤、農(nóng)業(yè)化肥和農(nóng)藥的過量使用、油類和化學品的泄漏。5.13目前修復重金屬污染的主要方法是通過向土壤中增加一些改良的抑制劑，使重金屬形成難溶的化合物，不被植物吸收；有機污染的修復技術主要有氣提、微生物修復技術、滲透性活性柵、就地熱處理、植物修復、就地化學氧化和就地沖洗技術（1）分析范圍廣，對象復雜（2）被測組分含量甚微（3）被測試樣組分復雜，不僅要測含量還要做形態(tài)分析（4）式樣穩(wěn)定性差人類目前取得精神文明和物質文明的巨大進步是以犧牲環(huán)境，濫用資源，破壞生態(tài)系統(tǒng)為代價的。習題排入大氣中的碳氫化合物和氮氧化物等一次污染物在紫外線的照射下發(fā)生光化學反應，衍生出各種二次污染物，由一次污染物和二次污染物混合形成大氣煙霧污染現(xiàn)象成為光化學煙霧。臭氧層空洞原因主要是人類活動排放的一些廢氣能作為催化劑催化臭氧的分解，其中人類大量使用的氟氯烴和含溴化合物是形成臭氧層空洞的主要原因。SQ+Q+2H0大氣中的煙塵2H2SC42HSQ+Q大氣中的煙塵2HSQSQ+QhvSQ+Q.SQ+HQhvH2SQpH=4.7廢水A應采用氧化還原法，加入漂白粉將毒性較大的CN轉化成毒性較小的，廢水B應采用沉淀法，加入石灰水或是NqS將Hg2+沉淀下來EDTA能和重金屬離子形成穩(wěn)定的水溶性的絡合物，從而能增加植物對重金屬的吸收P185思考題石油煉制工藝主要有分餾、裂化、催化重整及加氫精制等。汽油中添加抗爆劑四乙基鉛后，汽油燃燒后排放出有毒的PtT，所以禁止使用含鉛汽油。核電站不會像原子彈那樣爆炸，因為核電站和原子彈所用的核燃料濃度不同，核電站動力堆用的和燃料中，U-235的濃度一般為3%-5%而原子彈的核裝料中，U-235的濃度必須在90%以上，因此核電站動力堆不具備原子彈的爆炸條件。鹽類電解液鋅錳電池：Zn(S)+2MnQS)+4NH4CI—2MnOOH(S)(NH)2ZnCb+2NH堿類電解液鋅錳電池：2MnOS)+4H2O+Zn(S)+80H—2Mn(0H)3-+Zn(OHf鉛蓄電池：Pb+Pb(2>2HSQ2PbS(4+2HO鋰離子電池：LixG+Li1-xCoO6C+LiCoQ氫氧燃料電池：負極：H2-2e-+2QH^2HQ正極：1/2Q2+2e+H?2QH總反應：H2+1/2Q2—H2Q氫能規(guī)模利用的瓶頸在于氫氣的儲存和運輸上習題一次能源是指自然界現(xiàn)成存在，可以直接利用而不必改變其基本形態(tài)的能源。熱值是指單位質量或單位體積的燃料完全燃燒時所能釋放出的最大熱量。煤的干餾是指在隔絕空氣的條件下將煤加熱使其分解，得到的固體物質是焦炭，產(chǎn)生的氣體是氫氣和甲烷。核能指核反應(核聚變、核裂變)放出的能量。化學電源指將氧化還原反應的化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能指太陽輻射出來的能量生物質能特指蘊藏在生物質中的能量，是以化學能形式貯存的太陽能，它直接或間接的來源于植物的光合作用。直接利用太陽能主要有光-電轉換，光-熱轉換和光能-化學能轉換氫鎳電池反應式：MH+NiOOHNi(OH)2+MP218思考題結構材料是指人們利用其物理、化學性質以及硬度強度或韌性等力學性質，用于機械、工程、交通能源等部門的材料；所謂功能材料是指人們利用其特有的聲、光、電、磁和熱的特殊功能，用于微電子、激光、通訊、能源和生物工程等領域的材料。a-Fe為體心立方晶格，丫-Fe為面心立方晶格奧氏體是碳和其他元素的原子填充在丫-Fe的面心立方晶格空隙中形成的間隙固溶體；馬氏體是指碳在a-Fe中形成的過飽和間隙固溶體；奧氏體的晶格結構為面心立方晶格，而馬氏體的晶格結構為體心立方晶格金屬與電解質溶液接觸時，由于電化學作用而引起的腐蝕叫做電化學腐蝕，鋼鐵腐蝕原理如下：負極：Fe-2e-—Fe2+正極：1/2O2+2e+H?20H總反應式：1/2O2+Fe+H?Fe(0H)2硬鋁合金包括鋁-銅-鎂系和鋁-銅-錳系合金氮化硼是氮原子和硅原子以共價鍵結合的原子晶體，氮化硼中的B-N是C-C的等電子體，，因此BN具有和碳單質相似的結構和物理性質。BN有兩種結構，一種為六方結構，與石墨相似，另一種為立方結構，與金剛石相似。高溫合金具有高溫強度的原因是：高溫合金的基體基本都是面心立方結構的奧氏體，面心立方結構的原子擴散能力比體心立方結構的小硅酸鹽的基本結構單元是硅氧四面體【SiO4】,硅原子是以Sp3雜化軌道與氧原子成鍵，【SiO4】四面體的每個頂點上的0原子只能被兩個【SiO4】四面體共用。超導現(xiàn)象是指當溫度較低時材料的電阻為零的現(xiàn)象。超導現(xiàn)象原因是：在晶格原子振動的幫助下，電子間產(chǎn)生相互吸引作用，當這種相互吸引作用超過電子間的庫倫排除作用時，電子會形成束