《无机化学》课外练习题及其答案

1《无机化学》课外练习题一．选择题（选择一个正确的答案，打上记号“”）1．测量3d态（n=3，l=2）氢原子的轨道角动量Z轴分量可得到几个测定值？A．1；B．3；C．5；D．7；E．02．假定NH3+基是呈平面的，并有三个等价的氢原子，那么成键轨道是怎样杂化的？A．sp3；B．sp；C．sp2；D．sp3d；E．dsp23．下列分子中，偶极矩为零的是：A．PCl3；B．NF3；C．SO2；D．NO2；E．BCl34．已知各离子的半径（pm）是：O2-（140），S2-（184），Se2-（198），Be2+（31），Mg2+（65），Ca2+（99）Sr2+（113）下列化合物中不具有NaCl型结构的是：A．MgO；B．CaS；C．SrSe；D．SrS；E．BeO5．下列物质中，只需克服色散力就能沸腾的是：A．H2O；B．Hg；C．Br2（l）；D．CHCl3；E．C2H5OH6．XeO4的价层电子对构型/分子构型是：A．八面体/平面正方形；B．八面体/四方锥；C．四面体/三角锥；D．正四面体/正四面体；E．五角双锥/变形八面体7．下列各对物质中，属于等电子体的是：A．O2和O3；B．NO和CO；C．N2和NO；D．NO和NO+；E．CO和CN-8．离子键和共价键相比：A．作用距离更短，作用范围更小；B．作用距离更长，作用范围更大；C．作用距离更长，作用范围更小；D．两者相差不多；E．因键的性质不同，不能比较。9．下列关于共价键的说法中，哪一个是正确的？A．相同原子间的双键键能是单键键能的两倍；B．原子形成共价键的数目等于基态原子的未成对电子数；C．一般来说，键的键能比键的键能小；D．所有不同原子间的键至少具有弱极性；E．共价键结合力的本质不是电性的。10．多电子原子中，每一个电子的近似能量为：E=-13.6(Z—)2/n2(eV)。下列说法中，正确的是：A．4s电子的屏蔽常数4s反映了4s电子屏蔽原子核作用的大小；B．当n和Z相同时，某一电子的值愈大，该电子的能量就愈低；C．主量子数n相同时，角量子数l不同时，随l增大，屏蔽作用增加；D．轨道能量次序为EnsEnpEndEnf的主要原因是电子云钻穿效应依次减小的结果；E．电子的钻穿效应愈大，其屏蔽效应就愈小。11．对HF及其有关问题的叙述，正确的是：A.氢氟酸是弱酸，所以液态HF导电性较弱；B.氢氟酸的浓度愈大，酸性愈弱；C.由于氢氟酸是弱酸，导电性弱，所以不能用电解HF水溶液的方法制氟；D.H2F2是二元酸；2E.KF的HF溶液是导电的，在一定条件下电解此溶液可制得氟。12．关于氮族元素一些卤化物水解的叙述，不正确的是：A.PCl5水解性强于PCl3，因为极化力P(V)P(III)；B.三卤化物MX3的水解性按周期表从上到下依次减弱C.减弱的原因：同族元素从上到下金属性增强，M(III)极化力减弱；D.NCl3与PCl3水解均可生成HCl；E.NCl3与PCl3水解机理是不同的。13．关于碳、硅单质的描述，正确的是：A.金刚石晶体中原子以sp3杂化轨道成键，所以单元晶胞是正四面体；B.金刚石在室温时对所有化学试剂都显惰性，在空气中加热到任何温度都能稳定存在；C.石墨晶体中每个碳原子形成三个单键，剩下一个P电子参与形成Πmm键;D.石墨不如金刚石活泼；E.晶体硅的结构与石墨相似。14．关于硼化合物的下列说法正确的是：A.与CH4类似，最简单的硼烷是BH3;B.乙硼烷中两个BH3单元由B—B键相连；C.卤化物具有水解性；D.硼酸是三元酸；E.结晶状B2O3是由三角形BO3单元构成。15．二氧化碳分子没有偶极矩这一事实表明该分子是：A.以共价键结合的；B.以离子键结合的；C.角形的：D.线形的，并且对称；E.非线形的。16．气态卤素单质的颜色随分子量的增大而加深的原因是：A.卤素单质的极化作用不同；B.卤素价电子能量高低不同；C.卤素原子半径不同；D.卤素分子间的作用力不同；E.其它。17．浓硫酸加硝酸盐的混合物，通过加热可以制得硫酸盐或硫酸氢盐，但浓硝酸加硫酸盐即使加热也不能制备相应的硝酸盐，这主要是因为：A.硫酸盐比硝酸盐稳定得多；B.硫酸是离子化合物，硝酸是共价化合物；C.硫酸的氧化能力不如硝酸；D.硝酸比硫酸易挥发；E.以上说法都不是。18．下列物质中在空气中不能自燃的是：A.P4(白磷)B.P2H4C.PH3D.B2H6E.SiH419．把金属钾升华，使之进入石墨层中形成夹层化合物，从而使石墨的导电能力：A.增大B.降低C.完全破坏D.不变E.都不是20．硫的熔点、沸点要比氧高得多，而氟到氯却没有很大的差别，其主要原因是：A．硫的原子半径比氧大；B．硫的原子量比氧大；C．硫的电子亲和能比氧小；D．硫的电离能比氧小；E．在分子中，硫的原子数要比氧原子数多。3答案：12345678910CCEECDEBDD11121314151617181920EDCCDBDCAE二．简答题：1．A、B、C三种元素的原子最后一个电子填充在相同的能级组轨道上，B的核电荷数比A大9个单位，C的质子数比B多7个；1mol的A单质同酸反应置换出1gH2，同时转化为具有氩原子的电子层结构的离子。判断A、B、C各为何种元素，A、B与C反应时生成的化合物的化学式。A：K；B：Ni；C：Br；K+1/2Br2=KBr；Ni+Br2=NiBr22．为什么元素的电负性ON，而元素的第一电离能却ON？因为N的价电子层结构是2s22p3，为半充满结构，特别稳定。3．氯化亚铜和氯化亚汞都是抗磁体，问应该用CuCl或Cu2Cl2和Hg2Cl2或HgCl分别表示它们的组成，为什么？因为氯化亚铜和氯化亚汞为抗磁体，说明其分子中没有未成对的价电子。Cu+的价电子层结构为3d104s0，所以氯化亚铜的分子式为CuCl。Hg+的价电子层结构为5d106s1，所以氯化亚汞的分子式应为Hg2Cl2。4．为什么当硝酸作用于[Ag(NH3)2]Cl时，会产生沉淀？请说明所发生反应的本质。[Ag(NH3)2]++2HNO3=Ag++2NH4++2NO3-Ag++Cl-=AgCl(s)5．试从结构角度来解释，为何大多数过渡金属的配离子是有色的，而Zn(II)的配离子是无色的？大多数过渡金属的配离子，由于存在d－d电子的跃迁，选择性地吸收可见光而呈色。但Zn（II）离子的价电子层结构为3d104s0，不能发生d－d电子的跃迁，所以无色。6．用银和硝酸反应制取AgNO3,为了充分利用硝酸，问采用浓硝酸还是用稀硝酸有利？Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2+H2O3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO+2H2O采用稀硝酸更为合理。7．Zn2+的半径小于Ca2+的半径，但ZnCl2的熔点却大大低于CaCl2的熔点。极化能力：Zn2+Ca2+，所以分子的共价性：ZnCl2CaCl2；因此，熔点：ZnCl2CaCl2。8．氯的电负性比氧小，但为什么很多金属都比较容易和氯作用，而与氧的作用反而较难？氯分子为共价单键，键级为1；氧分子为多重键，键级为2。因而氯分子比氧分子更活泼，易与金属元素发生化学反应。9．为什么BH3不存在，而BF3却能稳定存在？BF3分子结构中存在一个Π46的大π键，产生了额外的稳定性，而BH3没有。10．在我国北方某地打出一口富含H2S气的井，今有两种使H2S转化为S的方案：a.使H2S不完全燃烧生成S：2H2S+O2=2H2O+2Sb.使1/3量H2S完全燃烧生成SO2:2H2S+3O2=2H2O+2SO2产物SO2再和其余2/3H2S反应生成S:4SO2+2H2S=3S+2H2O试分析实际上使用方案（b）而不使用方案（a）的原因。因为（a）方案中反应过程难以控制，易生成SO2污染环境。三．试根据价层电子对互斥理论或杂化轨道理论，写出下列物质的分子或离子结构，并说明中心原子的杂化态和成键情况：O3；ClF3；CS2；SO3；NO；[Cr(NH3)6]3+；Ni(CO)4；[Ni(CN)4]2-参见课本和课件的有关资料。四．用价键理论及晶体场理论解释：1．[FeF6]3-是高自旋的；[Fe(CN)6]3-是低自旋的。2．[Ni(NH3)6]2+为八面体；[Ni(CN)4]2-为正方形。参见课本作业题。五、试完成和配平下列各变化步骤的反应方程式，并注明反应条件：FeS2→S→SO2→K2SO3→K2SO4→K2S2O8→H2O23FeS2+12C+8O2=Fe3O4+12CO+6S(在限量空气中燃烧)S+O2=SO2(燃烧)SO2(g)+2KOH(aq)=K2SO3(aq)+H2O(l)K2SO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l)=K2SO4(aq)+2HCl(aq)2HSO4-(aq)=S2O82-(aq)+H2(g)(电解)(NH4)2S2O8(aq)+2H2O=2NH4HSO4(aq)+H2O2(aq)（硫酸介质中）六、由电导实验指出，在液态BrF3(A)中有微弱的电导现象产生，说明在液态BrF3中有阳离子(B)和阴离子(C)存在。这种阳离子(B)和阴离子(C)也存在于BrF2SbF6、(BrF2)2SnF6、KBrF4、AgBrF4、Ba(BrF4)2中。试回答下列问题：⑴写出(B)、(C)的化学式；⑵指出(A)、(B)、(C)的分子或离子结构式和中心原子（或离子）的杂化态。⑶根据Lewis的酸碱电子理论，(B)和(C)何者是酸，何者是碱？解：(1)B：BrF2+；C：BrF4-（2）A：BrF3为T结构，sp3d不等性杂化；B：BrF2+为角形结构，sp3不等性杂化；C：BrF4-为平面四边形，sp3d2不等性杂化。（3）B为Lewis酸，C为Lewis碱。七、无机化合物的鉴别某一未知的无机化合物A有如下有关的性质：1．A是一种淡黄色或白色可溶性固体，加热时升华，分子量为266；2．A与水发生剧烈反应，形成溶液B；3．在溶液B中加入NH4Cl的NH3•H2O溶液时，产生白色胶状沉淀；4．在溶液B中加入AgNO3的稀HNO3溶液时，也产生白色凝胶状沉淀物C。C易溶于稀氨水溶液，当加入过量氨水时，又生成白色胶状沉淀物D；5．D过滤分离后，可溶于过量的NaOH，得到一澄清溶液E。6．在溶液E中通入CO2，可重新得到D；7．化合物A可溶于干燥的乙醚中，随后加入LiH可发生反应得到产物F，如加入过量LiH，则产物F转变为另一种化合物G。5试鉴别物质A是什么化合物？并写出从B到G的有关化学反应方程式。解：A：Al2Cl6；B：[Al(H2O)6]3++Cl-(aq)；C：AgCl(s)；D：Al(OH)3；E：Na[Al(OH)4](aq)F：(AlH3)n；G：LiAlH4八、综合题：从沙子到半导体化学造就了生命，也丰富了生命。数千年来，人类一直充分利用着沙子。人类从沙子中制造了玻璃，又从玻璃制造了透镜，透镜又用来制造望远镜、显微镜、眼镜以及化学实验中所需的玻璃器具。最近，人们开始用沙子作为合成半导体的起初物质。在含Si－O键的化合物中有硅元素，它是地壳中含量最丰富的元素之一，地球表面有大量的二氧化硅（SiO2）。β－方石英（二氧化硅的一种结构）请回答下列问题：1．β－方石英的一个晶胞中分别含有几个Si原子和O原子？2．指出该结构中Si的杂化轨道类型并预测O－Si－O键的键角。3．SiO2非常稳定，但可与HF反应，在半导体加工过程中，可以利用这个反应来蚀刻玻璃：SiO2(s)+6HF(aq)A(aq)+2H+(aq)+2H2O(l)画出A物种的结构。4．在电弧炉中加热二氧化硅和焦炭（碳的一种形式）至3000°C，可以得到硅。写出并配平SiO2与碳反应的方程式。假设此时只有一种气体产生，试画出该气体的路易斯结构式并标明形式电荷。5．画出上述反应所产生的气体的分子轨道能级图。6．为得到超纯硅，可以用Cl2气体处理粗硅，得到“B”，或用HCl气体处理粗硅，得到“C”。写出并配平Si与Cl2反应的方程式。7．预测“B”的分子结构。8．下列反应中产物“C”是否有极性？画出C的三维