無機及分析化學課后習題第四章答案

1、一.選擇題1.下列說法不正確的是（）A.氫原子中,電子的能量只取決于主量子數(shù) nB.多電子原子中，電子的能量不僅與n有關，還與l有關C.波函數(shù)由四個量子數(shù)確定D.是薛定格方程的合理解，稱為波函數(shù)解：選C.波函數(shù)是由三個量子數(shù)n,l,m確定的，與自旋量子數(shù) m無關。2.下列波函數(shù)符號錯誤的是（）A. B.C.D. 解：選C. n,l,m 三個量子數(shù)的取值必須符合波函數(shù)的取值原則，即 n>l > I ml,所以 是錯誤的，應改為 03 . 2P軌道的磁量子數(shù)取值正確的是（）A. 1 , 2 B. 0,1,2 C. 1,2,3 D. 0, +1, -1解：選Q 只有D符合磁量子數(shù)的取值原

2、則。因為 m取值受角量子數(shù)l取值的 限制，對于給定的l值，m=0,1,2,，l ,共21+1個值。2P軌道的角量子數(shù)l= 1,所以磁量子數(shù) m=0,1。4 .基態(tài)某原子中能量最高的電子是（）A. 3,2,+1,+1/2 B. 3,0,0,+1/2 C. 3,1,0,+1/2 D. 2,1,0,-1/2解：選A。對于多電子的原子，其能量高低由n,l共同決定，二者數(shù)值較大且均 符合四個量子數(shù)取值原則的就是能量最高的電子。5 .某元素原子激發(fā)態(tài)的電子結構式為Ar3d34s24P2,則該元素在周期表中位于（ ）A. d區(qū)VHB族 B. p 區(qū)IVA族 C. s 區(qū)H A族 D. p 區(qū)IVB族 解：選

3、A 某元素原子激發(fā)態(tài)的電子結構式為Ar3d 34s24p2,由此可知其基態(tài)原 子的電子結構為Ar3d 54s2,由分區(qū)及族的劃分原則可知 A是正確的。6 .下列分子中，中心原子采用sp3不等性雜化的是（）A. BeCl 2 B. H2sC. CCl 4D. BF3解：選B。可用排除法進行選擇。BeCl2的中心原子采用sp等性雜化；CCl4的中心原子采用sp3等性雜化；BE的中心原子采用sp2等性雜化7 .下列說法不正確的是（）A.所有不同類原子間的鍵至少具有弱極性8 .色散力不僅存在于非極性分子中C.原子形成共價鍵數(shù)目等于游離的氣態(tài)原子的未成對電子數(shù)D.共價鍵的極性是由成鍵元素的電負性差造成的

4、解：選C 原子形成共價鍵數(shù)目等于游離的氣態(tài)原子的未成對電子數(shù)的這種說 法是價鍵理論的觀點，有缺陷；后來發(fā)展的雜化軌道理論認為，在形成化學 鍵的過程中，中心原子的成對電子可以激發(fā)到能量相近的原子軌道而雜化成 鍵。9 .下列各物質化學鍵中只存在鍵的是（）A. CH2OB. PH 3 C. C2HD. N2解：選B。判斷某物質化學鍵中只存在鍵就是說該物質不含有雙鍵或三鍵。PH分子中，中心原子采用sp3不等性雜化，只存在 單鍵，而CHO、C2H含 有雙鍵，N含有三鍵。10 下列各物質化學鍵中同時存在鍵和 鍵的是（）A. SiO 2 B. H2sC. H 2D. C2H解：選D。判斷某物質化學鍵中同時存

5、在鍵和 鍵的，簡單的講就是該物質既含有單鍵，又含有雙鍵或三鍵。中C-C原子間含有一個鍵和兩個鍵；A、B、C則只存在單鍵。11 .下列元素電離能、電子親和能及電負性大小的比較中不正確的是（）A.第一電離能：O>S>Se> TeB.第一電子親和能：O>S>Se> TeC.電負性：Zn>Cd>HgD.電負性：Si>Al>Mg>Na解：選B。元素的電子親和能越大，表示元素由氣態(tài)原子得到電子生成負離子的傾向越大，該元素非金屬性越強。但是因為第二周期原子半徑較小，電子問 斥力較大造成第二周期元素的電子親和能小于第三周期，所以B是錯誤的。A.

6、選項中O S、Se、Te為同一主族元素從上到下電離能由大變小，元素的 金屬性逐漸增強，所以第一電離能：O>S>Se>Te正確。C、D考查的是電負 性，具遞變規(guī)律同一周期主族元素從左到右電負性逐漸增加，過渡元素的電 負性變化不大。同一主族元素從上到下電負性逐漸減小，副族元素則從上到下電負性逐漸增強。Zn、Cd Hg為同一副族元素 Zn<Cd<Hg; Si、Al、Mg Na為同一周期主族元素，所以電負性 Si >Al>Mg>Na是正確的。12 .下列物質的分子間只存在色散力的是()A. SiH 4 B. NH 3 C. H2sD. CH 30H解：選

7、Ao判斷物質的分子間只存在色散力的原則即判斷分子是否為非極性分子。 SiH4是非極性分子，其他均為極性分子。13 .下列晶體熔化時只需克服色散力的是()A. CH3COOHB. CH 3CHOC2CH C. SiO 2 D. CS 2解：選D。因為只有非極性分子間只存在色散力，晶體熔化時只需克服色散力即 是說只要判斷出哪種晶體是非極性分子晶體即可。CS晶體是非極性分子品體，熔化時只需克服色散力，而SiO2晶體是原子晶體，CHCOOH CHCHOC2CH 的晶體是極性分子晶體。二、填空題1 .下列各電子結構式中，表示基態(tài)原子的是(1),表示激發(fā)態(tài)原子的是 (3)(4) (6),表示錯誤的是(5)

8、。1 1) 1s22s1(2) 1s22s22d1(3) 1s22s12p2(4) 1s22s22p13s1(5)1s22s42p2(6) 1s22s22p63s23p63d12 .下列各組量子數(shù)中，(4) 組代表基態(tài)Al原子最易失去的電子,(1)組代表Al原子最難失去的電子。(1) 1, 0, 0, 1/2(2) 2, 1, 1, 1/2(3) 3, 0, 0, +1/2(4) 3, 1, 1, - 1/2(5) 2, 0, 0, +1/23 .符合下列每一種情況的各是哪一族或哪一元素(1)最外層有 6個p電子 UA族，稀有氣體元素 (He除外) ;(2) n=4, l =0 軌道上的兩個電

9、子和n=3、l=2軌道上的5個電子是價電子 3d 54s2 VH B族 Mn : (3) 3d軌道全充滿，4s軌道只有一個電子 3d 104s1舊 族Cu ; (4) +3價離子的電子構型與氮原子實Ar相同 Ar3d 14s2 IHB族Sc ; (5)在 前六周期元素(稀有氣體元素除外)中，原子半徑最大Cs : (6)在各周期中，第一電離能11最高的一族元素UA族 ;(7)電負性相差最大的兩個元素Cs Ne (F); (8) +1價離子最外層有18個電子 舊 族 。4 .指出下列各能級對應的n和l值，每一能級包含的軌道各有多少(1) 2p n=2 , l= J ,有 3 條軌道;(2) 4fn

10、=j4 ,l=二_,有7條軌道;(3) 6sn=6 ,l= 0,有1條軌道;(4) 5dn=) ,l= J2,有5條軌道。5 .寫出下列各種情況的合理量子數(shù)。(1) n = 3 , 4,l = 2 , m= 0 , m = +1/2(2) n = 3,l= 1 ,2 , m= 1, m = -1/2(3) n = 4,l= 3 ,m= 0 ,m= +1/2 ,- 1/2(4) n = 2,l= 0 ,m= 0,m = +1/2(5) n = 1,l= 0, m=0, m =+1/2 , 1/2 。6.某一多電子原子中具有下列各套量子數(shù)的電子，各電子能量由低到高的順序為（若能量相同，則排在一起）

11、曰<&<&<E3d=E3d<E4fnlmm(1)321+1/2(2)4321/2(3)200+1/2(4)320+1/21001/2(6)311+1/27.試用s, p, d, f符號來表示下列各元素原子的電子結構：(1) 18ArNe3s23p6(2)26Fe Ar3d64s2(3)53Ikr4d105s25p5(4) 47AgKr 4d 105s18.根據(jù)下列原子的價電子層結構填表:價電子層結構區(qū)周期族最高正氧化態(tài)電負性4s1s第四IA+1第四3s23p5p第三VIIA+7第一3d24s2d第四IVB+4弟二5d106s2ds第六IIB+2弟-9.已

12、知甲元素是第三周期p區(qū)元素，其最低氧化態(tài)為一1,乙元素是第四周期d區(qū)元素，其最高氧化態(tài)為+4。試填下表:兒系外層電子構型族金屬或非金屬電負性相對高低甲1s22s22P63s23p5VUA非金屬高乙Ar3d 24s2IVB金屬低10. (1)PF3=X1030C-m而BF3=0 ,這是由于PF3的分子構型為三角錐形一是一極 f生分子，而BF3的分子構型為 平面三角 型，是 非極 性分子。(2) PH =X 10 30C- my 小于 PF3=X 10 30C- 這是因為P-F 的極性 >P-H的極性或 F的電負性>H的電負性 。(3) HO, HS, H2Se三物質，分子間取向力按

13、HSe、HS、H2O順序遞增，色散力按 H2O WS、H2Se ,順序遞增，沸點按_ H2S、WSe、上0 順序遞增。(4)下列各物質中每個碳原子所采用的雜化軌道分別是( CH, C2H2, GH， CHOH CHO)CH： sp3雜化；CH sp 雜化；CH sp2; CHOH: sp3雜化；CHO:sp2雜化。11.判斷下列晶體的熔點高低順序：(1) NaCl KCl N 2 NH3 Si PH 3 Si > NaCI > KCl > NH g > PH3 > N2(2) CaE BaCI 2 CaCI 2 CaFj> CaCL> BaCI2,(3

14、) SiCl4 SiBr 4 SiC MgO SiC > MgO > SiBr 4 > SiCI 4 ,(4) KCl SiO 2 H 2O SiO 2>KCI>HO(s)。三、簡答題1 .指出下列各組中錯誤的量子數(shù)并寫出正確的。(1) 3, 0, 2, +1/2(2) 2, 1, 0, 1/2(3) 1, 0, 0, 0(4) 2, 2, 1, -1/2(5) 2, 2, 2, 2解：4. (1) 3,0,_0_, +1/2;或 3, 2,-2, +1/2;(2) 2,工,0 , -1/2;或 2, _0_, 0 , -1/2;(3) 1 , 0,0 , +1/

15、2 ,;或 1 , 0,0 ,-1/2 ;(4) _4ii_ 2 , -1, -1/2 ;或 2,，-1,-1/2 ; 2, _0_, -1,-1/2 ;, 2,2 , ±1/2 ;或 2 ,，土！，土 1/2 ;2 ,二，_0_, 土 1/2 ;2 , _0_, _0_, 土 1/2 ;2.元素Ti的電子構型是Ar3d 24s2,試問這22個電子(1)屬于哪幾個電子層 哪幾個亞層(2)填充了幾個能級組的多少個能級(3)占據(jù)著多少個原子軌道(4) 其中單電子軌道有幾個(5)價電子數(shù)有幾個解：(1) 4個電子層，7個亞層(2) 4個能級組，7個能級(3) 12條原子軌道(4) 2條原子

16、軌道(5) 4個價電子3 .第五周期某元素，其原子失去最外層僅有的 2個電子，在1=2的軌道內(nèi)電子 全充滿，試推斷該元素的原子序數(shù)、電子結構，并指出位于周期表中哪一族是什 么元素解：電子結構Kr4d 105s2 , 48號元素，在第五周期，第H B, Cd鎘4 .指出符合下列各特征元素的名稱：(1)具有1s22s22p63s23p63d84s2電子層結構的元素；(1) 堿金屬族中原子半徑最大的元素；(3) n A族中第一電離能最大的元素；(4) VU A族中具有最大電子親合能的元素；(5) +2價離子具有Ar3d 5結構的元素；解：(1) 1s22s22p63s23p63d84s2 鍥 Ni

17、(2) Cs (3) Be (4) Cl(5) Mn5 .有A、B兩元素，A原子的M層和N層電子數(shù)分別比B原子同層電子數(shù)少7個 和4個，寫出A、B原子的名稱和電子構型，并說明推理過程。解：A Ar 3d 34s2 即 23VB Ar 3d104s24p4 即 34Se6 .指出下列分子中存在的 鍵和鍵的數(shù)目：C2H2, PH, CO, N, SiH4CH 2兀、3(r鍵；PH 3(r鍵；CO 2兀、26鍵；N 2兀、16鍵；SiH4 46鍵7 .預測下列各組物質熔點、沸點的高低，并說明理由。(1)乙醇二甲醴(2)甲醇 < 乙醇 < 丙醇(3)乙醇丙三醇(4) HF > HCl

18、8 .指出下列各組化合物中，哪個化合物的價鍵極性最大哪個最小(1) NaCl MgCl2 AlCl 3 SiCl 4 PCl 5(2) LiF NaF KF RbF（ 3） HF HCl HBr HI解： （1） 極性最大 NaCl ，極性最小PCl5（ 2） 極性最大RbF ，極性最小LiF（ 3） 極性最大HF ，極性最小HI9下列分子中哪些有極性，哪些無極性從分子構型加以說明。（ 1）CS2（ 2）BF3（ 3）NF3（ 4） CHCl3（ 4） SiH4（ 5）OF2解：（1） CS非極性分子，直線形（2） BF3非極性分子，平面三角形（3） NF極性分子，三角錐形（4） CHC3極性分子，變形的正四面體（5） SiH4非極性分子，正四面體