大學(xué)無機化學(xué)上冊習(xí)題答案

1、無機化學(xué)（第四版）答案第一章物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 1-1 在自然界中氫有三種同位素，氧也有三種同位素，問：總共有種含不同核素的水分子？由于3H太少，可以忽略不計，問：不計3H時天然水中共有多少種同位素異構(gòu)水分子？1-2 天然氟是單核素（19F）元素，而天然碳有兩種穩(wěn)定同位素（12C和13C），在質(zhì)譜儀中，每一質(zhì)量數(shù)的微粒出現(xiàn)一個峰，氫預(yù)言在質(zhì)譜儀中能出現(xiàn)幾個相應(yīng)于CF4+的峰？1-3 用質(zhì)譜儀測得溴得兩種天然同位素的相對原子質(zhì)量和同位素豐度分別為79Br 789183占50。54%，81Br 80。9163占49。46%，求溴的相對原子質(zhì)量（原子量）。1-4 鉈的天然同位素203Tl和205Tl的核素質(zhì)

2、量分別為202。97u和204。97u，已知鉈的相對原子質(zhì)量（原子量）為204。39，求鉈的同位素豐度。1-5 等質(zhì)量的銀制成氯化銀和碘化銀，測得質(zhì)量比m（AgCl）：m（AgBr）=1。63810：1，又測得銀和氯得相對原子質(zhì)量（原子量）分別為107。868和35。453，求碘得相對原子質(zhì)量（原子量）。1-6 表1-1中貝采里烏斯1826年測得的鉑原子量與現(xiàn)代測定的鉑的相對原子質(zhì)量（原子量）相比，有多大差別？1-7 設(shè)全球有50億人，設(shè)每人每秒數(shù)2個金原子，需要多少年全球的人才能數(shù)完1mol金原子（1年按365天計）？1-8 試討論，為什么有的元素的相對質(zhì)量（原子量）的有效數(shù)字的位數(shù)多達9位

3、，而有的元素的相對原子質(zhì)量（原子量）的有效數(shù)字卻少至34位？1-9 太陽系，例如地球，存在周期表所有穩(wěn)定元素，而太陽卻只開始發(fā)生氫燃燒，該核反應(yīng)的產(chǎn)物只有氫，應(yīng)怎樣理解這個事實？1-10 中國古代哲學(xué)家認為，宇宙萬物起源于一種叫“元氣”的物質(zhì)，“元氣生陰陽，陰陽生萬物”，請對比元素誕生說與這種古代哲學(xué)。1-11 “金木水火土”是中國古代的元素論，至今仍有許多人對它們的“相生相克”深信不疑。與化學(xué)元素論相比，它出發(fā)點最致命的錯誤是什么？1-12 請用計算機編一個小程序，按1.3式計算氫光譜各譜系的譜線的波長（本練習(xí)為開放式習(xí)題，并不需要所有學(xué)生都會做）。 n1 n21(來曼光譜) 1 2 3 4

4、 波長2（巴爾麥譜系） 1 2 3 4波長3（帕遜譜系） 1 2 3 4波長4（布來凱特譜系） 1 2 3 4波長5（馮特譜系） 1 2 3 4波長1-13 計算下列輻射的頻率并給出其顏色：（1）氦-氖激發(fā)光波長633nm；（2）高壓汞燈輻射之一435。8nm；（3）鋰的最強輻射670。8nm。1-14 Br2分子分解為Br原子需要的最低離解能為190KJ。mol-1 ，求引起溴分子解離需要吸收的最低能量子的波長與頻率。1-15 高壓鈉燈輻射589.6nm和589.0nm的雙線，他們的能量差為多少KJ.mol-1 ？1-16 當(dāng)頻率為 1.0×10-15Hz 的輻射照射到金屬銫的表面

5、，發(fā)生光電子效應(yīng)，釋放出的光量子的動能為 5.2×10-19 ，求金屬銫釋放電子所需能量。 1-17 變色眼鏡因光照引起玻璃中的氯化銀發(fā)生分解反應(yīng)AgCl-Ag+Cl ，析出的銀微粒導(dǎo)致玻璃變暗，到暗處該反應(yīng)逆轉(zhuǎn)。已知該反應(yīng)的能量變化為310KJ.mol-1 ，問：引起變色眼鏡變暗的最大波長為多少？1-18 光化學(xué)毒霧的重要組分之一NO2 解離為NO 和O2 需要的能量為305KJ.mol-1，引起這種變化的光最大波長多大？這種光屬于哪一種輻射范圍（可見，紫外，X光等等）？已知射到地面的陽光的最短波長為320nm，NO2 氣體在近地大氣里會不會解離？1-19 氫原子核外電子光譜中的萊

6、曼光譜中有一條譜線的波長為103nm，問：它相應(yīng)于氫原子核外電子的哪一個躍遷？1-20 氦首先發(fā)現(xiàn)于日冕。1868年后30年間，太陽是研究氦的物理，化學(xué)性質(zhì)的唯一源泉。（a）觀察到太陽可見光譜中有波長為4338A，4540A，4858A，5410A，6558A 的吸收（1A=10-10m來分析，這些吸收是由哪一種類氫原子激發(fā)造成的？是 He，He +還是He2+ ？（b）以上躍遷都是由ni=4向較高能級（nf）的躍遷。試確定 nf 值，求里德堡常數(shù)RHei+。（c）求上述躍遷所涉及的粒子的電離能I（Hej+），用電子伏特為單位。（d）已知 I（He+）/ I（He）=2.180。這兩個電離能的

7、和是表觀能A（He2+），即從He得到He2+的能量。A（He2+）是最小的能量子。試計算能夠引起He 電離成He2+ 所需要的最低能量子。在太陽光中，在地球上，有沒有這種能量子的有效源泉？（c=2.997925×108 ms-1;h=6.626×10-34Js;1eV=96.486KJ.mol-1=2.4180×1014Hz） 1-21 當(dāng)電子的速度達到光速的20.0%時，該電子的德布羅意波長多大？ 鋰原子（質(zhì)量7.02amu）以相同速度飛行時，其德布羅意波長多大？1-22 壘球手投擲出速度達152Km.h-1質(zhì)量為142g的壘球，求德布羅意波長。 1-23 處

8、于KLM 層的最大可能數(shù)目各為多少？1-24 以下哪些符號是錯誤的？（a）6s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f1-25 描述核外電子空間運動狀態(tài)的下列哪一套量子數(shù)是不可能存在的？ n l m n l m n l m n l m 2 0 0 1 1 0 2 1 -1 6 5 5 1-26 以下能級的角量子數(shù)多大？(a)1s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f1-27 4s5p6d7f5g 能級各有幾個軌道？1-28 根據(jù)原子序數(shù)給出下列元素的基態(tài)原子的核外電子組態(tài)： (a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22) (e)Zn(Z=30

9、) (f)As(Z=33)1-29 若構(gòu)造原理對新合成的及未合成的人造元素仍有效，請預(yù)言第118和166號元素在周期表中的位置（注：1999年美國宣布合成了118 號元素及其衰變產(chǎn)物116號元素，但2001年因不能重復(fù)而收回該報道）。1-30 給出下列基態(tài)原子或離子的價電子層電子組態(tài)，并用方框圖表示軌道，填入軌道的電子則用箭頭表示。(a)Be (b)N (c)F (d)Cl- (e)Ne+ (f)Fe3+ (g)As3+ 1-31 下列哪些組態(tài)符合洪特規(guī)則？1s 2s 2p 3s 3p 1-32 以下哪些原子或離子的電子組態(tài)是基態(tài)激發(fā)態(tài)還是不可能的組態(tài)？ （a）1s22s2 （b）1s23s1

10、 （c）1s23d3 （d）Ne3s23d1 （e）Ar3d24s2 （f）1s22s22p63s1 （g）Ne3s23d12 （f）Xe4f7 （ g）Ar3d61-33 Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ 的基態(tài)的最外層電子組態(tài)與次外層電子組態(tài)分別如何？1-34 以下+3價離子哪些具有8電子外殼？Al3+ , Ga3+, Bi3+, Mn3+, Se3+1-35已知電中性的基態(tài)原子的價電子層電子組態(tài)分別為：（a） 3s23p5（b）3d64s2（c）5s2（d）4f96s2（e）5d106s1 試根據(jù)這個信息確定它們在周期表中屬于哪個區(qū)？哪個族？哪個周期？1-36 根據(jù)Ti Ge Ag

11、Rb Ne 在周期表中的位置，推出它們的基態(tài)原子的電子組態(tài)。 1-37有人推測尚未合成的第114號元素有相當(dāng)穩(wěn)定的同位素，恰處在不穩(wěn)定核素的“海洋”中浮起的一群較穩(wěn)定核素的“島嶼”的中心。問：114號元素是第幾周期第幾族元素？它的可能氧化態(tài)？1-38 若推導(dǎo)基態(tài)原子電子組態(tài)的構(gòu)造原理對未合成的重元素仍然適合，請問：第8周期的最后一個元素的原子序數(shù)多大？請寫出它的基態(tài)原子的電子組態(tài)。38、第8周期的最后一個元素的原子序數(shù)為：148。 電子組態(tài)：8S26P61-39 若我們所在的世界不是三維的而是二維的，元素周期系將變成什么樣子？39、二維化的周期表可叫寶塔式或滴水鐘式周期表。這種周期表的優(yōu)點是能

12、夠十分清楚地看到元素周期系是如何由于核外電子能級的增多而螺旋發(fā)展的，缺點是每個橫列不是一個周期，縱列元素的相互關(guān)系不容易看清。1-40 1869年門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律時預(yù)言了一些當(dāng)時尚未發(fā)現(xiàn)的元素的存在，“類鋁”就是其中之一，1879年，門氏的預(yù)言的“類鋁”被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時他已知：Ca與 Ti 的熔點分別為1110K 1941K ，沸點分別為1757K 3560K ，密度分別為 1.55g/m3 4.50 g/m3 ，試預(yù)言在周期表中處于鈣-鈦之間的“類鋁”熔沸點和密度，并與現(xiàn)代數(shù)據(jù)對比。40、“類鋁”熔點在1110K1941K之間，沸點在17573560K之間，密度在1.55g/m3 4.50

13、 g/m3之間。1-41若核外電子的每個空間運動狀態(tài)只能容納一個電子，試問：仍按構(gòu)造原理的41號元素的最高氧化態(tài)和最低氧化態(tài)？41、最高氧化態(tài)+3，最低氧化態(tài)-5。1-42 某元素的基態(tài)價層電子構(gòu)型為5d26s2 ，請給出比該元素的原子序數(shù)小4的元素的基態(tài)原子電子組態(tài)。 1- 43某元素的價電子為 4s24p4 ，問：它的最外層次外層的電子數(shù)；它的可能氧化態(tài)，它在周期表中的位置（周期族區(qū)），它的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)，它的氫化物的立體結(jié)構(gòu)。1-44 某元素基態(tài)原子最外層為5s2，最高氧化態(tài)為+4 ，它位于周期表哪個區(qū)？是第幾周期第幾族元素？寫出它的+4 氧化態(tài)離子的電子構(gòu)型。若用A代替它的元素

14、符號，寫出相對應(yīng)氧化物的化學(xué)式。1-45 Na+ , Mg2+, Al3+ 的半徑為什么越來越??？Na, K, Rb, Cs 的半徑為什么越來越大？1-46 周期系從上到下從左到右原子半徑呈現(xiàn)什么變化規(guī)律。主族元素與副族元素的變化規(guī)律是否相同？為什么？1-47周期系中哪一個元素的電負性最大？哪一個元素的電負性最??？周期系從左到右和從上到下的電負性變化呈現(xiàn)什么規(guī)律？為什么？1-48 馬立肯電負性的計算式表明電負性的物理意義是什么？1-49 試計算FONH 的阿萊-羅周電負性，并與泡林電負性對照。1-50 哪些元素的最高氧化態(tài)比它在周期表內(nèi)的族序數(shù)高？1-51 金屬是否有負氧化態(tài)？1-52 周期系

15、從上到下從左到右元素的氧化態(tài)穩(wěn)定性有什么規(guī)律？1-53 什么叫惰性電子對效應(yīng)？它對元素的性質(zhì)有何影響？1-54 閱讀中國大百科全書光盤第3盤化學(xué)部分中的條目“化學(xué)史”“原子結(jié)構(gòu)”“周期律?！?-55 試一試，會不會查閱英國化學(xué)會網(wǎng)站上的周期表：/viselements/pages1-56 打開 網(wǎng)站，下載一張周期表，點擊表上的幾個元素，獲取這些元素的最新相對原子質(zhì)量同位素宇宙地殼海洋人體中的豐度等數(shù)據(jù)。1-57 打開網(wǎng)頁，翻動網(wǎng)頁至Alternate styles for the Periodic Table 點擊其中下標(biāo) Giguere 的圖標(biāo)，觀察一張會旋

16、轉(zhuǎn)的三維周期表。仔細考察這張周期表的結(jié)構(gòu)和特點。你是否也能制作一張新的活的周期表？（注：此網(wǎng)頁上附有大量有關(guān)元素周期系和元素周期表的文獻以及可在網(wǎng)上瀏覽的周期表。）1-58 登錄搜索atomic weights ，查閱近5年修正了哪些元素的相對原子質(zhì)量，并修正本書附表的相應(yīng)數(shù)據(jù)。第二章分子結(jié)構(gòu)2-1 畫出 O2H2O2CO2CO NCl3 SF4 的路易斯結(jié)構(gòu)式。不要忘記標(biāo)出孤對電子和分子的總電子數(shù)！1、解：O=O (12e-)； H-O-O-H 14（e-）； C=O (10e-)；0=C=O(16e-)；Cl-N-Cl(26e-)；FS - F (34e-) F F 2-2 畫出硫酸根各共

17、振體的結(jié)構(gòu)式。2、解：共13種，如：2-3 鍵可由s-s s-p 和p-p 原子軌道“頭碰頭”重疊構(gòu)建而成，試討論LiH（氣體分子）HClCl2 分子里的鍵分別屬于哪一種？2-4 N2分子里有幾個 鍵？它們的電子云在取向上存在什么關(guān)系？用圖形描述之。2-5用VSEPR 模型討論CO2H2ONH3CO32-PO3-PO43- 的分子模型，畫出它們的立體結(jié)構(gòu)，用短橫代表分子的. 鍵骨架，標(biāo)明分子構(gòu)型的幾何圖形名稱。2-6討論上題列舉的分子（或離子）的中心原子的雜化類型。2-7圖2-13中的丙烷分子中的所有化學(xué)鍵都是單鍵（ 鍵），因而可以自由旋轉(zhuǎn)，試問：丙烷分子處在同一個平面上的原子最多可以達幾個？

18、若你不能在紙面上討論，或不敢確認自己的結(jié)論，請用立體分子模型萊討論（用黏土和木棍搭模型最省錢；搭模型有助于更好地掌握立體結(jié)構(gòu)知識；但用模型討論完后仍要在紙面上畫圖描述）。2-8圖2-13中的C10H10 叫金剛烷，它的衍生物金剛胺是抗病毒藥物。請問：金剛烷分子里有幾個六元環(huán)？這些六元環(huán)都相同嗎？試設(shè)想，把金剛烷分子裝進一個空的立方體里，分子的次甲基（-CH2-）上的碳原子位于立方體面心位置，分子中的-CH- 基團的碳原子將處在什么立方體的什么位置？金剛烷中的氫原子各取什么方向？在解題或搭模型時不要忘記借用雜化軌道的概念。2-9 借助VSEPR模型雜化軌道模型 .鍵與 鍵大 .鍵以及等電子體概念

19、，討論OF2ClF3SOCl2XeF2 SF6 PCl5 的分子結(jié)構(gòu)。2-10 有一種叫做丁三烯的平面分子，請根據(jù)其名稱畫出路易斯結(jié)構(gòu)式，標(biāo)明分子的價電子數(shù)，再討論分子中碳原子的雜化軌道碳碳鍵的鍵角. 鍵或大 . 鍵的取向，用圖形來解題。2-11實驗證明，臭氧離子O3- 的鍵角為100° ，試用VSEPR 模型解釋之。并推測其中心氧原子的雜化軌道類型。2-12 第二周期同核雙原子分子中哪些不能穩(wěn)定存在？哪些有順磁性？試用分子軌道模型解釋之。2-13 O2+O2 O2- 和 O22- 的實測鍵長越來越長，試用分子軌道理論解釋之。其中哪幾種有順磁性？為什么？2-14 試用分子軌道模型作出

20、預(yù)言，O2+ 的鍵長與O2 的鍵長哪個較短，N2+ 的鍵長與N2 的鍵長哪個較短？為什么？ 2-15計算表明，CO NO 的分子軌道能級圖中的 . 軌道和 .軌道的順序跟 分子軌道里的順序相同。它們有沒有順磁性？計算它們的鍵級，并推測它們的鍵長順序。2-16為什么大 . 鍵中的電子數(shù)達到軌道數(shù)的2倍，整個大 . 鍵就會崩潰？2-17偶極矩的 SI 制單位為 C.m ，有的教材已經(jīng)用10-30 C.m 代替 D 作為鍵矩和分子偶極矩的單位，其數(shù)值的數(shù)量級與用德拜為單位是相同的，但數(shù)值卻不同，為免相混，請計算 D 與10-30 C.m 的換算系數(shù)。2-18 NF3和 NH3的偶極矩（表2-4） 相

21、差很大，試從它們的組成和結(jié)構(gòu)的差異分析原因。2-19 C2H2 的偶極矩等于零，而通式相同的 H2O2 的偶極矩等于2.1D ，大于H2O 的偶極矩（1.85D），試根據(jù)偶極矩的實測結(jié)果推測C2H2 和 H2O2的分子立體結(jié)構(gòu)。2-20 二氯乙烯有3種同分異構(gòu)體，其中一種偶極矩等于零，另兩種偶極矩不等于另。試推測他們的分子結(jié)構(gòu)，作出必要的解釋，并再結(jié)構(gòu)式下標(biāo)示偶極矩大小的順序。2-21圖2-50所示分子的實測偶極矩為1.5D ，已知 C-S 鍵的鍵矩為 0.9D ，試推測該分子的可能立體結(jié)構(gòu)。2-22水的偶極矩為1.85D ，已知 H-O 鍵的鍵矩為1.51D ，H2O 的實測鍵角為104.5

22、° ，借助矢量加和法由H-O 鍵矩計算水分子偶極矩。2-23一氧化碳分子與醛酮的羰基（C=O）相比，鍵能較大，鍵長較小，偶極矩則小得多，且方向相反，試從結(jié)構(gòu)角度作出解釋。2-24 極性分子極性分子 極性分子非極性分子非極性分子非極性分子，其分子間得范德華力各如何構(gòu)成？為什么？2-25考察表2-5中HCl HBr HI 的色散力取向力誘導(dǎo)力以及它們構(gòu)成的范德華力的順序，并作出解釋。2-26 元素的范德華半徑隨周期系從上到下從左到右有何變化規(guī)律？2-27 從表2-6可見，氟化氫分子之間的氫鍵鍵能比水分子之間的鍵能強，為什么水的熔沸點反而比氟化氫的熔沸點低？2-28 為什么鄰羥基苯甲酸的熔

23、點比間羥基苯甲酸或?qū)αu基苯甲酸的熔點低？28、解：鄰羥基苯甲酸分子內(nèi)形成氫鍵，間羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸分子間形成氫鍵。2-29 溫度接近沸點時，乙酸蒸氣的實測分子量明顯高于用原子量和乙酸化學(xué)式計算出來的分子量。為什么？乙醛會不會也有這種現(xiàn)象？29、解：部分氣態(tài)乙酸分子因氫鍵而締合成（CH3COOH）2，乙醛分子沒有形成氫鍵的條件。2-30根據(jù)對稱性的概念，以下哪些分子有手性，哪些分子有極性？S8 N4S4 CH3-CH3 H2O2 （非平面結(jié)構(gòu)）CHCl=CHCl C6H6 HNO3 H2SO4 SO3 HOCl 。30、手性：CHCl=CHClC6H6 極性：H2O2 （非平面結(jié)構(gòu)）HNO

24、3SO3HOCl2-31 閱讀Linus Pauling Peter Pauling .Chemistry .W. H.Freeman and Company,1975,180 181 ,613 節(jié)?；卮鹑缦聠栴}：什么叫電中性原理？怎樣用電中性原理解釋HCN 和 N2O 分子中原子的排列形式？2-32閱讀Linus Pauling Peter Pauling .Chemistry .W. H.Freeman and Company,1975,174 178 ,612節(jié)?；卮鹑缦聠栴}：怎樣用 A 和B 的電負性差估算AB 鍵的離子性百分數(shù)？怎樣用電負性差估算反應(yīng)熱？2-33 在計算機上使用ACD

25、/Chemsketch程序畫甲烷 乙烷 丙烷乙烯乙炔立方烷 金剛烷 C60等分子的立體結(jié)構(gòu)圖（棍棒式球棍式球式等），并使其旋轉(zhuǎn)（該程序可從網(wǎng)站下載，是免費程序）。2-34 分別用ACD/Chemsketch程序畫聯(lián)萘和2,2-二甲基-1，1-聯(lián)萘的立體結(jié)構(gòu)圖，使其旋轉(zhuǎn)，觀察這兩個分子的碳原子是否都在一個平面上，對觀察的結(jié)果作適當(dāng)?shù)睦碚摻忉?。這兩種分子是否手性？為什么？2-35 打開如下網(wǎng)頁 http，用鼠標(biāo)點擊 ，出現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)式，用鼠標(biāo)點住ClO2，使其旋轉(zhuǎn)；按住shift鍵同時用鼠標(biāo)拉動該結(jié)構(gòu)，觀察圖形的放大或縮??；再按住control動該結(jié)構(gòu)使其移動位置，最后，用鼠標(biāo)點住該分子，觀察結(jié)構(gòu)式

26、下面的表格中顯示該分子的鍵角（此鍵角數(shù)值與用VSEPR預(yù)言有何差別？）回到complete list中選其他VSEPR 模型的分子，用同樣操作考察分子的立體結(jié)構(gòu)和參數(shù)。第三章 晶體結(jié)構(gòu)3-1給出金剛石晶胞中各原子的坐標(biāo)。1解：0,0,0;1/4,1/4,1/4;3/4,1/4,3/4;3/4,3/4,1/4;1/4,3/4,3/4或 0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4，3/4，1/4；1/4，1/4，3/4；3/4，3/4，3/4。3-2 給出黃銅礦晶胞（圖3-48）中各種原子（離子）的坐標(biāo)。2解：Cu 0,0,0;1/2,1/2,1/2;0,1/2,1/4;1/2,0,3/4。Fe

27、1/2,1/2,0;1/2,0,1/4;0,0,1/2;0,1/2,3/4。S 3/4,1/4,1/8;1/4,3/4,1/8;1/4,1/4,3/8;3/4,3/4,3/8;3/4,1/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,3/4,5/8;1/4,1/4,7/8;3/4,3/4,7/8。3-3 亞硝酸鈉和紅金石（TiO2）哪個是體心晶胞（圖3-49）？為什么？3解：亞硝酸鈉是體心晶胞，金紅石是素晶胞。3-4黃銅礦晶胞（圖3-48）是不是體心晶胞？4解：是體心晶胞?？紤]方法如：體心銅原子與頂角銅原子周圍的氧原子的方向相同，而且氧原子上（例如體心銅原子左下前的氧原子與右上前頂角銅原子對比）

28、連接的鐵原子的方向也相同（注意：頂角原子是完全等同的，因此，體心原子可與任一頂角原子對比）。3-5白鎢礦晶體（圖3-50）是素晶胞還是體心晶胞？說明理由。5解：是體心晶胞。3-6碳酸氫鈉晶胞的投影如圖3-51所示，請問：平均每個晶胞含有幾個相當(dāng)于化學(xué)式 NaHCO3 的原子集合（代號：Z）？6解：平均每個晶胞含有4個相當(dāng)于化學(xué)式 NaHCO3 的原子集合。3-7推算典型離子晶體的各種堆積-填隙模型的堆積球和填隙球的半徑比。7解：見表3-7。3-8 在閃鋅礦和螢石的四面體配位多面體模型中除存在四面體外還存在什么多面體？在后者的中心是否有原子？8解：八面體。沒有原子。3-9圖3-52由黑白兩色甲殼

29、蟲構(gòu)成。如果黑白兩色沒有區(qū)別，每個點陣點代表幾個甲殼蟲？如果黑白兩色有區(qū)別，一個點陣點代表幾個甲殼蟲？前者得到什么布拉維點陣型式，后者又得到什么布拉維點陣型式？9解：前者1個甲殼蟲1個點陣點，二維菱形單位；后者2個甲殼蟲1個點陣點，二維面心立方。3-10 圖3-53是一種分子晶體的二維結(jié)構(gòu)，問：每個點陣點所代表的結(jié)構(gòu)基元由幾個分子組成？圖中給出的點陣單位（每個平均）含幾個點陣點？含幾個分子？10解：每個點陣點代表6個分子。點陣單位含1個點陣點，6個分子。3-11晶體學(xué)中的點陣單位并非只有布拉維單位一種，例如有一個叫 Volonoi 的人給出了另一種點陣單位，獲得這種點陣單位的方法是：以一個點陣

30、點為原點向它周圍所有相鄰的點作一連線，通過每一連線的中點作一個垂直于該連線的面，這些面相交得到一個封閉的多面體，就是Volonoi 點陣單位。請通過操作給出下列三維布拉維點陣單位的相應(yīng) Volonoi 點陣單位：（1）立方素單位；（2）立方體心單位。11、解：一種具體的晶體究竟屬于哪一種布拉維點陣型式，是由它的微觀對稱性決定的，晶體學(xué)家把這樣確定的點陣型式稱為晶體的正當(dāng)點陣型式，然而，一個晶體結(jié)構(gòu)的測定步驟是倒過來的，首先是確定晶體的點陣型式，然后再確定它的陣點的（化學(xué)和幾何）內(nèi)容。3-12 你想知道能帶理論如何解釋固體的顏色嗎？例如：為什么金 銀 銅鐵 錫的顏色各不相同？為什么愚人金有金的光

31、澤？為什么 ZnS（閃鋅礦）呈白色 HgS（朱砂）呈紅色而PbS（方鉛礦）呈黑色？天然的金剛石為什么有藍紅黃綠色而并非全呈無色？請閱讀：拿騷.顏色的物理和化學(xué).科學(xué)出版社，1991，168 182（注：“費密能”的定義在166頁上）。請通過閱讀測試一下自己的知識和能力，以調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法預(yù)定目標(biāo)與學(xué)習(xí)計劃安排。最好閱讀后寫一篇小文（主題任選）。12、解：金屬鍵的另一種理論是能帶理論。能帶理論是分子軌道理論的擴展，要點有：（1）能帶中的分子軌道在能量上是連續(xù)的。（2）按能帶填充電子的情況不同，可把能帶分為滿帶、空帶和導(dǎo)帶三類。（3）能帶和能帶之間存在能量的間隙，簡稱帶隙，又稱禁帶寬度。（4）能

32、帶理論能夠?qū)饘賹?dǎo)電進行解釋。（5）能帶理論是一種既能解釋導(dǎo)體，又能解釋半導(dǎo)體和絕緣體性質(zhì)的理論。（6）由此可見，按照能帶理論，帶隙的大小對固體物質(zhì)的性質(zhì)至關(guān)重要。3-13二層三層為一周期的金屬原子二維密置層的三維垛積模型只是最簡單的當(dāng)然也就是最基本的金屬堆積模型。利用以下符號體系可以判斷四層五層為一周期的密置層垛積模型是二層垛積和三層垛積的混合：當(dāng)指定層上下層的符號（ABC）相同時，該指定層用h 表示，當(dāng)指定層上下層的符號不相同時，該指定層用c 表示。用此符號體系考察二層垛積，得到hhhhhh ，可稱為 垛積，用以考察三層垛積時，得到cccccc，可稱為 c 堆積。請問：四層五層為一周期的垛

33、積屬于什么垛積型？為什么說它們是二層垛積和三層垛積的混合？（注： h 是六方hexagonal 的第一個字母；c 是立方cubic 的第一個字母。）13解：四面垛積是hchchch，即hc垛積型，說明六方垛積和立方垛積各占50%；五層垛積是hhccchhccchhccc，即hhccc垛積型，說明六方垛積和立方垛積分別占2/5和3/5。3-14溫度足夠高時，某些合金晶體中的不同原子將變的不可區(qū)分，Cu3Au 晶體中各原子坐標(biāo)上銅原子和金原子可以隨機地出現(xiàn)。問：此時，該合金晶胞是什么晶胞？14解：面心立方晶胞。3-15 溫度升得足夠高時，會使某些分子晶體中原有一定取向的分子或者分子中的某些基團發(fā)生

34、自由旋轉(zhuǎn)。假設(shè)干冰晶體中的二氧化碳分子能夠無限制地以碳原子為中心自由旋轉(zhuǎn)，問：原先的素立方晶胞將轉(zhuǎn)化為什么晶胞？15解：面心立方晶胞。3-16試在金屬密堆積的面心立方晶胞的透視圖上畫出一個二維密堆積層，數(shù)一數(shù)，在該密堆積層上每個原子周圍有幾個原子，在該原子的上下層又分別有幾個原子？（參考3-54）16解：6；3。參考圖解如圖3-53。3-17找一找，在六方最密堆積的晶胞里，四面體空隙和八面體空隙在哪里？已知纖維鋅礦（ZnS）的堆積填隙模型為硫離子作六方最密堆積，鋅離子作四面體填隙，請根據(jù)以上信息畫出其晶胞。17解：見：周公度.結(jié)構(gòu)和物性.高等教育出版社,1993,2742933-18有一種典型

35、離子晶體結(jié)構(gòu)叫做ReO3 型，立方晶胞，Re6+ 的坐標(biāo)為0，0，0；O2- 的坐標(biāo)為0，1/2，0；1/2，0，0；0，0，1/2。請問：這種晶體結(jié)構(gòu)中，錸的配位數(shù)為多少？氧離子構(gòu)成什么多面體？如何連接？18解：Re的配位數(shù)為6；八面體；全部以頂角相連。3-19 實驗測得金屬鈦為六方最密堆積結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a=295.0,c=468.6pm ，試求鈦的原子半徑和密度。19、解：晶胞體積：V=abcsin120°=295.0×295.0×468.6×0.866×10-24= 3.53×10-16密度：=47.867×2/6.

36、02×1023×3.53×10-16=4.5g/cm-33-20實驗測得金屬鉑的原子半徑為 138.7pm ，密度為21.45g/cm3 ，試問：假設(shè)鉑取面心立方最密堆積晶體結(jié)構(gòu)，將從X衍射圖譜算出的晶胞參數(shù)多大？20解：事實為a=392.3pm。3-21金屬密堆積結(jié)構(gòu)晶體學(xué)測定的實驗數(shù)據(jù)是測定阿伏加德羅數(shù)的重要實驗方法，試給出計算方程。21、解：體心立方堆積空間占有率=(2×4/3r3)/a3= 68.02%簡單立方堆積空間占有率=4/3（a/2）3/a3=/6×100%= 52.36%球的空間占有率=2×4/3（a/2）3/a2&

37、#215;1.633a×sin120°= 74.05%3-22 Shannon給出的6配位Na+ 的有效半徑為102pm ，假設(shè)NaH 取NaCl 結(jié)構(gòu)型， H-離子互切，Na+ 與 H- 也正好互切，求H- 的6 配位半徑。22解：142pm。3-23假設(shè)復(fù)合金屬氟化物M M F3 取鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，而且氟離子正好互切，已知氟離子的半徑為133pm，問：填入空隙的M 和M 分別不超過多少 pm，才能維持氟離子的相切關(guān)系？將在X 衍射圖譜中得到多大晶胞參數(shù)的立體晶胞？某研究工作實際得到CsEuF3 晶胞參數(shù)為 477pm，該實驗數(shù)據(jù)意味著什么結(jié)構(gòu)特征？23解：a=2r(F-)+

38、2r(MII);a1/2=2r(F-)+2r(MI)=4r(F-)(為維持氟離子相切，與氟離子混合進行面心立方最密堆積的MI半徑不能超過F-半徑)；故：a=376pm;r(MII)<55.0pm;r(MI)<133pm。實際得到的晶胞參數(shù)遠大于氟離子，該晶體結(jié)構(gòu)型中氟離子并不相切，可以適當(dāng)遠離仍不破壞結(jié)構(gòu)。3-24根據(jù)表3-4的數(shù)據(jù)判斷，若氧化鎂晶體取氧原子面心立方堆積，鎂離子將填入氧離子堆積形成的什么空隙中去？所得晶胞是素晶胞還是復(fù)晶胞？氧離子核間距因鎂離子填隙將擴大多少？預(yù)計該晶體的晶胞參數(shù)多大？24、解：將填入氧離子堆積形成的六方最密堆積中，復(fù)晶胞，r=Cn/(Z-),r為離

39、子半徑，Cn 取決于主量子數(shù)n的參數(shù)，Z為核電荷，叫屏蔽常數(shù)，Z-為有效核電荷。3-25根據(jù)鹵化銅的半徑數(shù)據(jù)，鹵化銅應(yīng)取NaCl 晶體構(gòu)型，而事實上卻取ZnS 型，這表明鹵離子與銅離子之間的化學(xué)鍵有什么特色？為什么？25解：預(yù)計鹵化銅取NaCl結(jié)構(gòu)的前提是其中的化學(xué)鍵是100%的離子鍵，即只考慮幾何制約關(guān)系，事實上鹵化銅取ZnS型，配位數(shù)下降，表明鹵離子與銅離子之間的化學(xué)鍵有明顯的共價鍵成分，換言之，鍵型是除幾何因素外另一個離子晶體結(jié)構(gòu)制約因素。3-26據(jù)最新報道二氧化碳在40GPa 的高壓下也能形成類似二氧化硅的原子晶體（Science，1999，283；1510），從第3-4節(jié)給出的干冰晶

40、胞圖如何理解二氧化碳晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的壓力條件？26解：從圖上可見，在高壓下相鄰分子的氧原子與碳原子將接近到可以成鍵，于是就將使二氧化碳分子的雙鍵打開。放馬后炮，二氧化碳在高壓下出現(xiàn)原子晶體是很符合邏輯的，可惜在這則報道前并沒有很多人想去嘗試。這說明，并非知識越多創(chuàng)造性越高。3-27圖3-38中用虛線畫的晶胞是方解石的正當(dāng)晶胞，試考察，該晶胞里有幾個碳酸根離子，幾個鈣離子？求一個晶胞的內(nèi)容物相當(dāng)于化學(xué)式的倍數(shù)（Z=？）。27解：Z=2。3-28已知電石（CaC2）的晶體結(jié)構(gòu)是NaCl 晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)型，而且C22- 離子的取向是一致的，晶胞的剖面圖如圖3-55，試問：電石晶胞是14種布拉維晶胞中的

41、哪一種？畫出其晶胞圖并作出說明。已知 NaCN 也是NaCl 結(jié)構(gòu)相關(guān)型，請問：其中的原子排列將出現(xiàn)什么新問題？28解：電石是體心四方晶胞。c軸與c22-長軸方向一致（圖略）。對NaCN，將出現(xiàn)CN-離子的長軸取向（或者說頭尾）是否一致的新問題。3-29金剛石晶體中的碳原子為什么為什么不是最密堆積？29解：金剛石是原子晶體，其結(jié)構(gòu)的主要制約因素是共價鍵的方向性和飽和性，因金剛石中的碳原子取sp3雜化軌道，故具有四面體配位結(jié)構(gòu)。3-30 晶體結(jié)構(gòu)中的“化學(xué)單元”與“結(jié)構(gòu)基元”兩個概念是否同一？舉例說明它們的異同。在過去的教科書里常有“晶格結(jié)點”一詞，你認為它是不是指晶體結(jié)構(gòu)中的“結(jié)構(gòu)單元”？為什

42、么？30解：“晶格接點”不是晶體學(xué)術(shù)語，沒有確切的意義。它經(jīng)常不是指晶體微觀空間中的結(jié)構(gòu)基元，例如常見到在書上說，干冰的結(jié)構(gòu)結(jié)點是CO2分子，但干冰的結(jié)構(gòu)結(jié)點是4個CO2分子的集合，不是一個分子。又例如，常見到書上說，NaCl晶體的晶格結(jié)點是單獨的Na+和Cl-，它們（晶格結(jié)點）之間的作用力是離子鍵。但晶體的結(jié)構(gòu)基元是一對（Na+Cl-）離子，結(jié)構(gòu)基元內(nèi)就有離子鍵。所以，最好放棄“晶格結(jié)點”這樣一個不確切的概念。3-31學(xué)了本章后再閱讀高中物理（第三冊）中的點陣概念，你認為應(yīng)對它作什么修改？31解：點陣是結(jié)構(gòu)基元的抽象，抽象后原子就隱去不見了，說將原子核連接起來得到點陣網(wǎng)絡(luò)或格子容易造成誤解。

43、3-32有人說，晶體中的晶格網(wǎng)絡(luò)骨架就是化學(xué)鍵骨架，你同意這種說法嗎？32解：不同意這種說法。例如NaCl的網(wǎng)絡(luò)確實是離子鍵，但例如金剛石的共價鍵沒有一根在面心立方格子上。3-33有人說，點陣不必一定與網(wǎng)絡(luò)或格子相聯(lián)系，這種說法對嗎？為什么？33解：這種說法是對的，因為點陣是結(jié)構(gòu)基元的抽象，將每個結(jié)構(gòu)基元抽象成一個點，只要點在結(jié)構(gòu)基元里同一個位置上即可，并不一定要劃格子或網(wǎng)絡(luò)。再說，沒有格子或網(wǎng)絡(luò)也不影響考慮點陣的對稱性。3-34你認為晶胞概念和點陣單位概念有何異同？34、解：晶體是由無數(shù)肉眼看不見的，形狀 、大小、取向相同的微小幾何體堆積而成的，這種觀念發(fā)展成晶胞的概念。把二維點陣的所有點陣

44、用平行的直線連接起來，可以把點陣分割成許許多多無隙并置的平行四邊形構(gòu)成的格子或者網(wǎng)絡(luò)，得到的格子的每一個平行四邊形平均只含一個點陣，稱為點陣單位。3-35試研究：單斜晶系當(dāng)b 角不等于 90°時 ，不應(yīng)有B 底心晶胞，因為它可以轉(zhuǎn)化為素單斜晶胞。3-36課文里談到，金剛烷熔點很高，文獻又報道，金剛烷在常溫常壓下是一種易揮發(fā)的固體。請問：這兩個事實是否矛盾？為什么？36解：不矛盾。金剛烷為非極性分子，分子間力不大，熔點高是因球型而致緊密堆積，分子幾乎相切，空隙很小。發(fā)揮性高則是固體表面分子因分子間力小容易脫離固體而逃逸。3-37到網(wǎng)站去下載幾種你熟悉的礦物的晶體照片。3-38登錄網(wǎng)站

45、Types/st1.html 觀察本章曾討論過的一些晶體的晶胞圖。3-39登錄網(wǎng)站觀察旋轉(zhuǎn)的單晶圖，點擊圖下的標(biāo)號晶體可看到更多晶體外形。第4章 酸堿平衡4-1以下哪些物種是酸堿質(zhì)子理論的酸，哪些是堿，哪些具有酸堿兩性？請分別寫出它們的共軛堿和酸。SO42- ,S2- ,H2PO4- ,NH3 ,HSO4- ,Al(H2O)5OH2+ ,CO32- ,NH4+ ,H2S,H2O,OH- ,H3O+ ,HS- , HPO42-4-1為什么 pH = 7 并不總是表明水溶液是中性的。4-2本章表示電解質(zhì)及其電離產(chǎn)物的濃度有兩種，一種如 c(HAc)、c(NH4+)，另一種如HAc, NH4+等，它

46、們的意義有何不同？什么情況下電離平衡常數(shù)的表達式中可以用諸如c(HAc),c(NH4+)等代替諸如 HAc ,NH4+等？有的書上沒有諸如c(HAc)、c(NH4+)這樣的濃度符號，遇到濃度時一律用諸如 HAc、NH4+等來表示，這樣做有可能出現(xiàn)什么混亂？4-3苯甲酸（可用弱酸的通式 HA 表示，相對分子質(zhì)量122）的酸常數(shù)Ka = 6.4×10-5 ，試求：（1）中和1.22g苯甲酸需用0.4 mol·L-1 的 NaOH 溶液多少毫升？（2）求其共軛堿的堿常數(shù)Kb 。（3）已知苯甲酸在水中的溶解度為2.06 g·L-1 ，求飽和溶液的pH 。4-5 計算下列各

47、種溶液的 pH ：（1）10mL 5.0×10-3 mol·L-1 的 NaOH 。（2）10mL 0.40 mol·L-1 HCl 與 10mL 0.10 mol·L-1 NaOH 的混合溶液。（3）10mL 0.2 mol·L-1 NH3·H2O 與10mL 0.1 mol·L-1 HCl的混合溶液。（4）10mL 0.2 mol·L-1 HAc 與 10mL 0.2 mol·L-1 NH4Cl 的混合溶液。4-6 把下列溶液的 pH 換算成 H+ ：（1）牛奶的PH=6.5（2）檸檬汁的PH=2.3

48、（3）葡萄酒的PH=3.3（4）啤酒的PH=4.54-7 把下列溶液的 H+ 換算 pH ：（1）某人胃液的 H+ =4.0×10-2 mol·L-1 。（2）人體血液的 H+ =4.0×10-8 mol·L-1 。（3）食醋的 H+ =1.26×10-3 mol·L-1 。（4）番茄汁的 H+ =3.2×10-4 mol·L-1 。4-8 25標(biāo)準(zhǔn)壓力下的 CO2 氣體在水中的溶解度為0.034 mol·L-1 ，求溶液的 pH 和CO32- 。4-9 將 15g P2O5 溶于熱水，稀釋至 750mL

49、 ，設(shè) P2O5 全部轉(zhuǎn)化為 H3PO4 ，計算溶液的 H+H2PO4-HPO42-和PO43- 。4-10某弱酸 HA, 0.015 mol·L-1 時電離度為0.80%，濃度為 0.10 mol·L-1 時電離度多大？4-11計算0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液的PH和CO3 2-以及 HCO3-堿式電離的電離度。4-12某未知濃度的一元弱酸用未知濃度的NaOH 滴定，當(dāng)用去3.26 mL NaOH 時，混合溶液的pH=4.00 ，當(dāng)用去18.30 mL NaOH時，混合溶液的pH=5.00 ，求該弱酸的電離常數(shù)。4-13緩沖溶液HAc-Ac- 的

50、總濃度為1.0 mol·L-1 ，當(dāng)溶液的pH 為:（1）4.0；（2）5.0時，HAc 和Ac- 的濃度分別多大？4-14欲配制PH=5.0 的緩沖溶液，需稱取多少克NaAc· 3H2O 固體溶解在300 mL 0.5 mol· L-1 的HAc溶液中？4-15某含雜質(zhì)的一元堿樣品0.5000g（已知該堿的分子量為59.1），用 0.1000 mol·L-1 HCl滴定，需用 75.00mL；在滴定過程中，加入49.00mL 酸時，溶液的 PH為 10.65 。求該堿的電離常數(shù)和樣品的純度。4-16將Na2CO3 和 NaHCO3 混合物 30g 配成

51、1L 溶液，測得溶液的 PH=10.62 ，計算溶液含Na2CO3 和 NaHCO3 各多少克。4-17將5.7g Na2CO3·10H2O 溶解于水配成100ml純堿溶液，求溶液中碳酸根離子的平衡濃度和PH 。4-18在0.10 mol·L-1 Na3PO4 溶液中，PO43- 和 PH 多大？4-19計算 10mL濃度為0.30 mol·L-1 的HAc 和 20mL 濃度為0.15 mol·L-1 HCN 混合得到的溶液中的H+Ac-CN- 。4-20今有3種酸 ClCH2COOH、HCOOH 和 (CH3)2AsO2H ，它們的電離常數(shù)分別為 1

52、.40×10-3、 1.77×10-4和6.40×10-7 ，試問：（1）配制 PH=3.50 的緩沖溶液選用哪種酸最好？（2）需要多少毫升濃度為4.0 mol·L-1 的酸 和多少克NaOH 才能配成1L 共軛酸堿對的總濃度為1.0 mol·L-1 的緩沖溶液。4-21計算下列反應(yīng)的平衡常數(shù)，并指出其中哪些是酸或堿的電離反應(yīng) 。c（1）HCO3- + OH- CO32- + H2O（2）HCO3- + H3O+ H2CO3 + H2O（3）CO32- + 2H3O+ H2CO3 + 2H2O（4）HPO42 + H2O H3O+ + PO43

53、-（5）HPO42 + H2O H2PO4- + OH-（6）HAc + CO32- HCO3- + Ac-（7）HSO3- + OH- SO32- + H2O（8）H2SO3 + SO32- 2HSO3-4-22分別計算下列混合溶液的PH：（1） 50.0mL 0.200 mol·L-1 NH4Cl和50.0 mL 0.200 mol·L-1 NaOH 。（2） 50.0mL 0.200 mol·L-1 NH4Cl和25.0 mL 0.200 mol·L-1 NaOH 。 （3） 25.0mL 0.200 mol·L-1 NH4Cl和50.0

54、 mL 0.200 mol·L-1 NaOH 。（4） 20.0mL 1.00 mol·L-1 H2C2O4 和30.0 mL 1.00 mol·L-1 NaOH 。 4-23在燒杯中盛有0.2mol·L-1 20mL 乳酸（分子式HC3H5O3 ，常用符號HLac 表示，酸常數(shù)為Ka=1.4×10-4 ），向該燒杯逐步加入0.20mol·L-1 NaOH 溶液，試計算：（1） 未加 NaOH 溶液前溶液的PH。（2） 加入10.0ml NaOH 后溶液的PH。（3） 加入20.0ml NaOH 后溶液的PH。（4） 加入30.0ml

55、 NaOH 后溶液的PH。第五章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)5-1從手冊查出常用試劑濃鹽酸 濃硫酸 濃硝酸濃氨水的密度和質(zhì)量分數(shù)，計算它們的（體積）物質(zhì)的量濃度（c）和質(zhì)量摩爾濃度（m）。5-2從手冊查出常溫下的飽和水蒸氣壓，計算當(dāng)相對濕度為40%時，水蒸氣壓多大。5-3化學(xué)實驗事中經(jīng)常用蒸餾水沖洗已用自來水洗凈的燒杯。設(shè)洗后燒杯內(nèi)殘留“水”為1ml，試計算，用30ml蒸餾水洗一次和洗兩次，燒杯中殘留的“自來水的濃度”分別多大？5-4計算 15 ，97kPa下15g氯氣的體積。5-5 20 ，97kPa下0.842g 某氣體的體積為0.400 L ，求該氣體的摩爾質(zhì)量。5-6測得 2.96g 氯化汞在 4

56、07的 1L 容積的真空系統(tǒng)里完全蒸發(fā)達到的壓力為60 kPa ，求氯化汞蒸汽的摩爾質(zhì)量和化學(xué)式。5-7 在1000 和 97kPa 下測得硫蒸汽的密度為0.5977 g.L-1 ，求硫蒸氣的摩爾質(zhì)量和化學(xué)式。5-8 在25 時將相同壓力的5.0 L 氮氣和15 L 氧氣壓縮到一個10.0 L 的真空容器中，測得混合氣體的總壓為150 kPa ，（1）求兩種氣體的初始壓力；（2）求混合氣體中氮和氧的分壓；（3）將溫度上升到 210 ，容器的總壓。5-9在25 ， 1.47MPa 下把氨氣通入容積為1.00 L 剛性壁容器中，在350 下催化劑使部分氨分解為氮氣和氫氣，測得總壓為 5MPa ，求氨的解離度和各組分的摩爾分數(shù)和分壓。5-10 某乙烯和足量的氫氣的混合氣體的總壓為 6930Pa ，在鉑催化劑催化下