无机及分析化学：第六章 原子结构

第八章原子结构和元素周期系

8.1、人类认识原子结构的简单历史

元素互相化合时质量关系的基本定律

1、质量守恒定律

2、定组成定律

3、倍比定律

Dalton原子论在化学发展中的作用。

十九世纪原子分子论的论点的归纳。

二十世纪初，量子论和光子学说的发展。

8.2、核外电子的运动状态

8.2.1核外电子运动的量子化特征

――氢原子光谱和Bohr（玻尔）理论

它们的特征是：P123

（１）不连续的线状光谱，从红外区到紫外区呈现多条具有特征波长的谱线。

（２）从长波到短波，Hα至Hδ等谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。

这几条谱线称为Balmer系。

Bohr提出的原子模型的假设，成功地解释了氢原子线状光谱的成因和规律。

8.2.2、核外电子运动的波粒二象性

光具有波粒二象性。

1924年，De Broglie预言：

假如光具有二象性，那么微观粒子在某些情况下，也能呈现波动性。

例如：目前，电子衍射显微镜等。

波长：λ = h / mυ

m粒子的质量，υ，粒子运动速度，

h = 6.626×10－34 Js ，

Planck, M. （普朗克）常数

式左边是电子的波长，表明它的波动性的特征。

右边是电子的动量，代表它的粒子性。

通过Planck常数h，把电子的粒子性和波动性定量地联系起来了。

8.2.3、测不准原理

电子具有波粒二象性。

微观粒子与经典力学中的宏观物体的运动状态不同。

不能用位置和速度的物理量来准确地描述电子的运动状态。

Heisenberg（海森堡）提出微观粒子的位置和动量之间的测不准原理。

8.2.4、核外电子运动状态的描述

１、波函数

拿住一条绳子的一头，上下摆动，就可以看到在一维平面上的波动。

在纵坐标的方向可以度量出波的振幅的大小。

在横坐标方向则不存在什么波动。

每个波的振幅是其位置坐标的函数。

这个函数就波函数。

电子在原子核外空间运动的波动性，也可以用波函数来描述。

为了描述电子的运动规律，

Schrodinger（薛定谔）提出了一种波动方程。

p127：

ψ为波函数，E是总能量，V 是势能，m是电子的质量，h是Planck常数，x，y，z是空间方程。这就是所说的薛定谔方程。

方程中包含着体现微粒性（如：m，E，V）和波动性（ψ）的两个物理量。

所以它能正确地反映微粒的运动状态。

２、四个量子数

从Schrodinger 方程中求出ψ(x,y,z)的具体函

数形式，即为方程的解。它是一个包含n，l，m三个常数项的三变量(x,y,z)的函数，常用

ψn,l,m(x,y,z)表示。

应当指出，并不是每个方程的解都是合理的，都能表示电子运动的一个稳定状态。

所以为了得到一个合理的解，

就要求n，l，m不是任意的常数，而是要符合一定的取值。

在量子力学中把这类特定n，l，m称为量子数。n为主量子数，取值为，n = 1，2，3，……，n；

l 为角量子数，

取值为，l = 0，1，2，……，( n－1)；

m为磁量子数，

取值为，m = 0,±1，±2，……，±l

通过一组特定的n，l，m，就可以得到一个相应的波函数ψn,l,m(x,y,z)。

每一个ψn,l,m(x,y,z)表示原子中核外电子的一种运动状态。（轨道）

当主量子数增加时，电子的能量随着增加，其电子出现在离核的平均距离也相应增大。

在一个原子内，具有相同主量子数的电子，几乎在同样的空间范围内运动。

n相同的电子为一个电子层。

常用电子层的符号为：

n = 1，2，3，4，5，6，7，……

电子层符号：K，L，M，N，O，P，Q，……

角量子数l确定原子轨道的形状，并在多电子原子中和主量子数一起决定电子的能级。

l = 0，1，2，3，4，……，(n－1)

相应能级符号： s，p，d，f，g，……，

如：n = 1，l = 0，为ψ1s，即1s电子。

n = 2，l = 0，为ψ2s，即2s电子。

n = 2，l = 1，为2p电子。

磁量子数m决定原子轨道在空间的取向。

某一种形状的原子轨道可以在空间取不同的伸展方向，得到几个空间取向不同的原子轨道。

由于m = 0，±1，±2，……，±l

所以共有(2 l +1)个值。

如：

这些状l = 0，m 可取值为0，一种，

为s轨道。

l = 1，m 可取值为：+1，0，－1，

即三种，为p轨道。

l = 2，m：+2, +1, 0, －1,－2，

即五种，为d轨道。

l = 3，m：+3, +2, +1, 0,－1,－2,－3，

即七种，为f 轨道。

原子轨道在空间有不同的取向，它们也是量子化的。

电子在空间的运动状态数（轨道数）等于磁量子数。态的能量在没有外加磁场时是相同的，称为简并状态。

例如：p电子的三种空间运动状态，

px，py，pz能量完全相同。

自旋量子数ms，在强磁场存在下，精密观察原子光谱，发现大多数谱线由靠得很近的两条谱线组成。

这是因为，电子在核外运动，还可以取数值相同，而方向相反的两种运动状态。通常用↑和↓表示，称为自旋量子数，ms，取值：ms = ±1/2。

1/2仅为一种量子表示，而不表示数值的大小。±则表示运动状态。

总之，有了四个量子数，可以定出一个电子在原子核外的运动状态，根据四个量子数数值间的关系则可以算出电子层中可能有的运动状态数。

需要四个量子数才可以全面确定电子的一种运动状态。

而三个量子数n，l，m，可以确定一个空间运动状态，即一个原子轨道。

各电子层可能有的状态数等于主量子数平方的二倍。

即状态数 = 2n2。

如： n = 1，l = 0，1s轨道，

状态数 = 2×12 = 2。

n = 2，第二周期，状态数 = 2×22 = 8 个。

…………。

8.2.5、几率密度和电子云

１、电子云的概念

宏观物体，如：地球，围绕太阳运行；火车有

其轨道，发射的炮弹也有其轨道。

也就是说宏观物体，位置和速度可同时测出来。

微观粒子，如：电子，具有波粒二象性，在核外的运动并不象宏观物体那样，沿着固定的轨道运动。

也就是说，我们不能同时确切地了解电子在某一瞬间在核外空间所处的位置和运动速度。

但是，我们能用统计的方法来判断电子在核外空间某一区域内出现的机会有多少，在数学上称为几率。

例如：在电子衍射实验中，对于一个电子在某一瞬间落在感光屏上哪一点我们无法知道，因为一个电子在感光屏上所引起的作用如此之小，甚至精密的仪器也无法觉察。

但是我们可以采用统计的方法，对大量电子进行多次重复测定，发现电子落在衍射环纹的亮环处的机会较多，即几率较大，而在暗环处的机会较少，即几率较小。

从图上可见，在离核越近的地方，小黑点越多、越密；离核越远，小黑点越稀疏。

这些密密麻麻的小黑点象一团带负电的云，把整个原子核包围起来，如同天空的云雾一样。所以人们形象地称之为电子云。

即原子核外电子的运动状态可用统计的方法，用电子云形象化地来描述。

２、几率密度

|ψ|2表示电子在核外空间某处出现的几率。

几率和几率密度的关系是：

电子在核外空间某区域出现的几率等于几率密度与该区域总体积的乘积。

电子云是描述电子在核外空间运动的一种图象，也就是说是几率密度|ψ|2的具体图象。

波函数与电子云都是描述核外电子运动状态的，只是表现的形式不同。

电子在核外空间可以有各种不同的运动状态，每一运动状态有其相对应的波函数

ψn,l,m(x,y,z)（如ψs，ψp，ψd，ψf等），以及几率密度|ψ|2（如|ψs|2，|ψp|2， |ψd|2， |ψf|2等）。

由于几率密度|ψ|2的空间图象就是该状态下电子云的空间图象，所以在核外空间处于不同运动状态的电子有不同的电子云分布或形状。

现将各种电子云的形状及特点简述如下：

①s 电子云：它是球形对称的。

凡是 s 状态的电子，它在核外空间半径相同的各个方向上出现的几率相同，所以，s电子云的形状都是球形对称的。

②p 电子云：

当 n = 1 时，只有s电子云。

而当 n = 2时，则有s电子云和p 电子云两种形式。

p电子云的形状（分布状况）与s电子云不同，它是沿着某一个轴的方向上电子出现的几率密度最大，在另外两个轴的方向上电子云出现的几率密度为零，而且在核附近电子出现的几率也几乎为零。

所以，p电子云的形状呈无柄的哑铃形。

此外，p电子云在核外空间可有

px，py，pz三种不同的取向。

分数维

③ d 电子云：当 n = 3时，除了有s和p电子云外，还有d电子云。

d电子云的形状比s和p电子云复杂，形状似花瓣，它在核外空间有五种不同的取向。

d电子云有dxy，dxz，dyz，dz2，dx2－y2五种。

dxy，dxz，dyz三种电子云彼此互相垂直，每种电子云的剖面有四个瓣，分别在xy，xz，yz 平面上，而且由坐标原点到每个瓣端的连线为各坐标的分角线。

dx2－y2的电子云剖面也有处于xy平面的四个瓣，但由坐标原点到瓣端连线正好在x轴和y

轴上。

dz2电子云的剖面在z轴在xy平面上有一个圆形环。

④ f 电子云：当n = 4时，除了有s，p，d电子

云外，还有f电子云。它在空间有七种不同的取

向。由于f电子云的形状比较复杂，在这里就不

作介绍了。

３、几率的径向分布

几率的径向分布是指电子在原子核外距离为 r 的一薄层球壳中出现的几率随半径 r 变化时的分布状况。常用符号D(r)表示。

用D(r)对 r 作图就得到几率的径向分布图（常称为电子的径向分布图）。

它反映了电子在距核 r 处的空间所有方向上出现的几率。

４、界面图

电子绕核运动，电子可能出现在离核或近或远的地方，电子云没有明确的边界。

电子云（如1s电子）的界面图表示电子在界面以内的空间区域出现的几率很大（占95％），界面

以外电子出现的几率很小。

1s电子云的界面为一球面。类似地球大气边界。

氢原子1s电子的径向分布图为

图中极大值正好在Bohr半径，

r = a0 = 52.9 pm

1s电子的几率密度在原子核附近处最大，随着半径的增加而下降，而球壳体积却随着半径的增加而上升。

这两个变化趋势相反的因素结合在一起，就会出现一个极大值。

在距离原子核很近的地方，虽然电子出现的几率密度最大，但由于球壳体积很小的缘故，电子出现的机会总的来说不会比别的地方多。即几率的径向分布是很小的。

对于径向分布函数应注意：

径向分布函数D(r)dr代表在半径为r 和

r + dr 的两个球壳夹层内发现电子的几率。

D(r)与|ψ|2的物理意义不同，

|ψ|2是几率密度，即指在核外空间某点附近单位体积内发现电子的几率。

而D(r)是指在半径为 r 的球面上单位厚度球

壳内发现电子的几率。

由几个状态下电子的径向分布图可以看到。p132：

2s有两个峰，2p只有一个峰，但是它们都有一个半径相似几率最大的主峰。

3s有三个峰，3p有两个峰，3d有一个峰。同样，它们的分布图也都有一个半径相似几率最大的主峰。

这些主峰离核的距离以1s最近，2s，2p次之，3s，3p，3d最远。

因此，从径向分布的角度来看，核外电子可看作是分层分布的。

比较n 相同，l 不同的几率径向分布曲线会发现：

3s有三个峰，3p有两个峰，3d有一个峰（普遍的规律是有（n－ l ）个峰。）

当 n 相同时，角量子数 l 越小，峰越多，在核附近出现的机会越大，即 ns＞np＞nd……，即ns比np多一个离核较近的峰，np比nd多一个离核较近的峰，nd又比nf 多一个离核较近的峰。

这些近核的峰都伸入到(n－1)各峰的内部，而且伸入的程度是各不相同的。

可以用它来讨论多电子原子的能量效应。（以后有用）

8.3、原子核外电子排布和元素周期表

8.3.1、多电子原子的能级

多电子原子中电子的能级，除了与核电荷大小有关外，由于核外电子数多于一个，则还必须考虑电子之间的相互作用。

一、屏蔽效应

对于氢原子的电子，氢原子的核电荷Z = 1，在这里只存在着电子同原子核之间的引力，电子的能量只同主量子数n 有关。

E =－13.6×Z2/n2 (eV) (Z = 1) =－13.6 / n2

对于多电子原子，电子不仅受到原子核的引力，而且还存在电子之间的排斥力。这种排斥力的存在，实际上相当于减弱了原子核对外层电子的吸引力。

例如：锂（Li）原子核带有三个正电荷，核外有三个电子。第一个电子层有两个电子，第二层有一个电子。

对于第二层电子来讲，除了受到原子核的吸引力之外，还受到内层两个电子的排斥力。

可以认为这种排斥力的存在实际上抵销（或屏

蔽）了一部分原子核的正电荷，相当于有效电荷数的减小。即：

Z* = Z－σ

Z*为有效核电荷数，Z为核电荷数，σ为屏蔽常数，它代表由于电子间的排斥作用而使原有的核电荷数减小或被抵销的部分。

由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵销了一部分核电荷，从而引起有效核电荷降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。

对于多电子原子，如果考虑到屏蔽效应，则每一个电子的能量为：

E = －13.6×(Z－σ)2 / n2 eV

影响屏蔽常数大小的因素很多，除了同屏蔽电子的数目和它所处原子轨道的大小和形状有关以外，还同被屏蔽电子离核的远近和运动状态有关。

Slater, J.C. 根据光谱数据，归纳出一套估算屏蔽常数σ的方法。

将原子中的电子分成如下几组：

(1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p)……

①位于被屏蔽电子右边的各组，对被屏蔽电子（即

内层电子）没有屏蔽作用，即σ= 0。

②1s轨道上2个电子之间的σ= 0.30，其它主量子数相同的各分层电子之间的σ= 0.35。

③被屏蔽电子为ns或np时，则主量子数为(n－

1)的各电子对它们的σ= 0.85，而小于(n－1)的各电子对它们的σ= 1.00。

④被屏蔽电子为nd或nf电子时，则位于它左边各组电子对他们的σ= 1.00。

在计算某原子中某个电子的σ值时，可将有关屏蔽电子对该电子的σ值相加而得到。

即：σ = Σσi

例如：计算Al原子中，其它电子对一个3p电子的σ值。

Al原子的电子结构式为：1s22s22p63s23p1 3s 轨道上的２个电子对3p电子的σ之和为：

σ1= 2×0.35

2s22p6为：σ2= 8×0.85

1s2为：σ3= 2×1

σ = 2×0.35 + 8×0.85 + 2×1

= 9.5

由此，可计算各能级的近似能量。

例如：Sc原子电子结构式为：

1s22s22p63s23p63d14s2，求一个3s电子和一个3d电子的能量。

根据规则，3d电子受1s各电子的屏蔽，而3s电子受电子的屏蔽，3d电子对它没有屏蔽作用。

3d：σ= 18×1.00 = 18

3s：σ= 2×1 + 8×0.85 + 7×0.35 = 11.25

E3d = －13.6×Z*2 / n2

= －13.6×(21－18)2 / 32

= －13.6 (eV)

E3s = －13.6×(21－11.25)2 / 32

= －143.7 (eV)

多电子原子的能量公式，除了与n 有关外，虽然并不直接包含角量子数l ，但因σ与l 有关，所以能量与l 也有关系。

①当n值相同时，l 不同的能级，l 越大，能量则

越高。

即：Ens＜Enp＜End＜Enf

如：E4s＜E4p＜E4d＜E4f

②l 相同的能级，其能量由主量子数n决定。

n越大，能量越高。

如：E1s＜E2s＜E3s＜E4s……

E2p＜E3p＜E4p……

实际上，n越大，电子离核的平均距离越远，所以原子中其它电子对它的屏蔽作用则越大，即σ值越大，能量就越高。

但n 和l 同时变动时，能级为：

E4s＜E3d＜E4p

E5s＜E4d＜E5p

E6s＜E4f＜E5d＜E6p

E7s＜E5f＜E6d＜E7p

这种能级交错的现象和n 相同时，能级的能量随l 的增大而升高的现象，除了屏蔽效应外，还有其它因素吗？

二、钻穿效应

在多电子原子中，n 相同时，其它电子对l 越大的电子的屏蔽作用越大和能量越高的原因为：见图P132。

同属第四电子层，4s，4p，4d，4f轨道，其径向分布有很大的不同。

4s有四个峰，这表明4s电子除了有较多的机会出现在离核较远的区域以外，它还可能钻到（或渗入）内部空间而靠近原子核。

电子钻得越深受核吸引力越强，其它电子对它的屏蔽作用就越小，因而能量就越低。

4p有三个峰，表明4p电子虽然也有钻穿作用，但小于4s。

4d有两个峰，其钻穿作用更小。

4f有一个峰，它几乎不存在钻穿作用。

钻穿作用越大的电子的能量越低。

由于电子的钻穿作用的不同而使它的能量发生变化的现象，称为钻穿效应。

当n，l 都不同时，如：3d，4s轨道，能量发生了交错现象。

例如：计算基态K原子的4s和3d电子的能量。

解：根据Slater规则，K原子的电子结构式为：1s22s22p63s23p64s13d

K：Z = 19

σ3d = 18×1.00 = 18.0

σ4s = 10×1.00 + 8×0.85 = 16.8

E3d =－13.6×(19－18)2 / 32

=－1.51 (eV)

E4s =－13.6×(19－16.8)2 / 42

=－4.11 (eV)

E3d ＞ E4s

这就是说，从屏蔽效应可以解释

E3d ＞E4s，即能级交错现象。

另一方面，也可用钻穿效应来解释。

从原子核外电子的3d和4s 电子云的径向分布图可以看到，虽然4s的最大峰比3d离核远得多，但由于它有小峰钻到离核更近处，即4s轨道比3d 轨道钻得深，可以更好地回避其它电子的屏蔽。

结果是：4s轨道虽然主量子数n比3d多1，但角量子数（l）少2，其钻穿效应增大对轨道能量降低作用，超过了主量子数对轨道能量的升高作用。即E3d ＞E4s。

这就解释了周期表中第四周期元素先填4s后填3d的原因。

一般来说，当n大于3后，外层电子由于角量子数l 不同引起的能量差别相当大，以致能使nd 的能量超过(n+1)s，n = 3，4，5，6。

同样，由于nf 轨道的钻穿效应更小，nf 电子被屏蔽得相当完全，以致nf 的能级超过(n+2)s，n = 4，5。

8.3.2、Pauling 的原子轨道近似能级图

L. Pauling 根据光谱实验的结果，提出了多电子原子中原子轨道的近似能级图。（见讲义P136）多电子原子的近似能级图有以下几个特点：

①近似能级图是按原子轨道的能级高低而不是按

(完整版)第一章原子结构与性质知识点归纳

第一章 原子结构与性质知识点归纳 山东临沂市莒南三中（276600） 张琛 山东省烟台市蓬莱四中（265602） 马彩红 2．位、构、性关系的图解、表解与例析 (1)元素在周期表中的位置、元素的性质、元素原子结构之间存在如下关系： 同位素（两个特性）

3．元素的结构和性质的递变规律 4．核外电子构成原理 (1)核外电子是分能层排布的，每个能层又分为不同的能级。 随着原子序数递增 ① 原子结构呈周期性变化 ② 原子半径呈周期性变化 ③ 元素主要化合价呈周期性变化 ④ 元素的金属性与非金属形呈周期性变化 ⑤ 元素原子的第一电离能呈周期性变化 ⑥ 元素的电负性呈周期性变化 元素周期律 排列原则 ① 按原子序数递增的顺序从左到右排列 ② 将电子层数相同的元素排成一个横行 ③ 把最外层电子数相同的元素（个别除外），排成一个 纵行 周期（7个横行） ① 短周期（第一、二、三周期） ② 长周期（第四、五、六周期） ③ 不完全周期（第七周期） 性质递变 原子半径 主要化合价 元 素 周 期 表 族（18 个纵行） ① 主族（第ⅠA 族—第ⅦA 族共七个） ② 副族（第ⅠB 族—第ⅦB 族共七个） ③ 第Ⅷ族（第8—10纵行） ④ 结 构

(2)核外电子排布遵循的三个原理： a．能量最低原理b．泡利原理c．洪特规则及洪特规则特例 (3)原子核外电子排布表示式：a．原子结构简图b．电子排布式c．轨道表示式5．原子核外电子运动状态的描述：电子云 6．确定元素性质的方法 1．先推断元素在周期表中的位置。 2．一般说，族序数—2=本族非金属元素的种数(1 A族除外)。 3．若主族元素族序数为m，周期数为n，则： (1)m/n<1时为金属，m/n值越小，金属性越强： (2)m/n>1时是非金属，m/n越大，非金属性越强；(3)m/n=1时是两性元素。

无机及分析化学第三章习题

第三章 气体、溶液和胶体 例题1理想状态气体方程的使用条件压力不太高（小于101.325kPa ），温度不太低（大于273.15K ） 例题2填空（1）水的饱和蒸汽压仅于水的＿＿＿＿有关。 （2）实践表明，只有理想气体才严格遵守道尔顿分压定律，实际气体只有在＿＿＿＿和＿＿＿＿下，才近似地遵守定律。 例题3判断 有丁达尔现象的分散系就是胶体分散系。（ ） 例题4比较下列水溶液的凝固点和渗透压的大小。 0．1-1L mol ?Na 2SO 4溶液，0．1-1L mol ?CH 3COOH 溶液，0．1-1 L mol ?C 12H 22O 11溶液，0．1-1L mol ?HCl 溶液 例题5某一物质的化学简式为C 3H 3O ，将5.50g 该物质溶于250g 苯中，所得溶液的凝固点比纯苯降低了 1.02K 。求（1）该物质的摩尔质量；（2）该物质的的化学式。苯的K f =5.121-??mol kg K 例题6将26.3gCdSO 4固体溶解1000g 水中，其凝固点比纯水降低了0.285K ，计算CdSO 4在水溶液中的溶解度。（已知H 2O 的K f =1.861-??mol kg K ，相对原子量Cd ：112.4，S:32.06） 例题7是非题。 土壤中的水分能传递到植物体中是因为土壤溶液的渗透压比植物细胞溶液的渗透压大的缘故。（ ） 例题8按照反应：Ba （SCN ）2+K 2SO 4==2KSCN+BaSO 4 在Ba （SCN ）2过量的情况下制成BaSO 4溶胶，其胶团结构式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中胶核是＿＿＿＿＿＿＿＿＿，胶粒是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，电位离子是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 例题9 将氮气和水蒸气的混合物通入盛有足量固体干燥剂的瓶中。刚通入时，瓶中气压为101.3KPa 。放置数小时后，压力降为99.3KPa 的恒定值。 （1） 求原气体混合物各组分的摩尔分数。 （2） 若温度为293K ，实验后干燥剂增重0.150×10^-3kg ，求瓶的体积。（假设干燥剂的体 积可忽略且不吸附氮气）

第六章 原子结构(习题)

第六章 原子结构（习题） 一、选择题： 1. 3985下列各组表示核外电子运动状态的量子数中合理的是………………………（ ） (A) n = 3，l = 3 ，m = 2，m s = 21 - (B) n = 2，l = 0 ，m = 1，m s =2 1 (C) n = 1，l = 0 ，m = 0，m s =21 (D) n =0，l = 0 ，m = 0，m s =21 - 2. 3984径向概率分布图中，节面的个数等于…………………………………………（ ） (A) n - l (B) l - m (C) n -l - 1 (D) n - l + 1 3. 3983核外量子数n = 4，l = 1的电子的个数最多是…………………………………（ ） (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 4.3980 s , p , d , f 各轨道的简并轨道数依次为……………………………………………（ ） (A) 1, 2, 3, 4 (B) 1, 3, 5, 7 (C) 1, 2, 4, 6 (D) 2, 4, 6, 8 5. 3978 径向概率分布图中，概率峰的个数等于………………………………………（ ） (A) n - l (B) l - m (C) n - l + 1 (D) l - m + 1 6. 3968 下列原子或离子中，电子从2p 轨道跃迁到1s 轨道放出光的波长最短的是（ ） (A) Li (B) Cl (C) Fe (D) Fe 2+ 7. 0911 ψ (3, 2, 1)代表简并轨道中的一个轨道是……………………………………（ ） (A) 2p 轨道 (B) 3d 轨道 (C) 3p 轨道 (D) 4f 轨道 8. 0906 电子云是 ……………………………………………………………………（ ） (A) 波函数ψ 在空间分布的图形 (B) 波函数|ψ | 2在空间分布的图形 (C) 波函数径向部分R n , l (r )的图形 (D) 波函数角度部分平方Y 2l , m (θ , ?)的图形 9. 0905 下列各组量子数中，合理的一组是…………………………………………（ ） (A) n = 3， l = 1， m l = +1， m s = +21 (B) n = 4， l = 5， m l = -1， m s = +2 1 (C) n = 3， l = 3， m l = +1， m s = -21 (D) n = 4， l = 2， m l = +3， m s = -2 1 10. 0903 在H 原子中，对r = 0.53 A (10-8cm) 处的正确描述是……………………（ ） (A) 该处1s 电子云最大 (B) r 是1s 径向分布函数的平均值 (C) 该处为H 原子Bohr 半径 (D) 该处是1s 电子云界面 11. 4371 在周期表中，氡(Rn, 86号)下面一个未发现的同族元素的原子序数应该是………（ ） (A) 140 (B) 126 (C) 118 (D) 109 12. 7005 18电子构型的阳离子在周期表中的位置是………………………………（ ） (A) s 和p 区 (B) p 和d 区 (C) p 和ds 区 (D) p ，d 和ds 区 13. 3982 按鲍林(Pauling)的原子轨道近似能级图，下列各能级中，能量由低到高排列次序正确的是………………………………………………………………………………… （ ） (A) 3d , 4s , 5p (B) 5s , 4d , 5p (C) 4f , 5d , 6s , 6p (D) 7s , 7p , 5f , 6d 14. 3970下列阳离子基态的电子组态中属于 [Kr]4d 6的是…………………………… （ ） (A) Tc + (B) Rh 3+ (C) Rh 2+ (D) Cd 2+ 15. 3944 原子序数为1 ~ 18的18种元素中，原子最外层不成对电子数与它的电子层数相等的元素共有……………………………………………………………………………… （ ） (A) 6种 (B) 5种 (C) 4种 (D) 3种

(完整版)无机及分析化学课后习题第六章答案

一、选择题 1．如果要求分析结果的相对误差在 0.1%以下，使用万分之一分析天平称取试 样时，至少应称取（ ）A. 0.1g B. 0.2g C. 0.05g D. 0.5g 解：选B 。根据下列公式可求得最少称样量： 相对误差×100% 试样质量 绝对误差 万分之一分析天平称量的绝对误差最大范围为±0.0002g ，为了使测量时的相对 误差在±0.1%以下，其称样量应大于0.2g 。 2．从精密度好就可断定分析结果准确度高的前提是（ ）A. 随机误差小 B. 系统误差小 C. 平均偏差小 D. 相对偏差小解：选B 。精密度是保证准确度的先决条件，精密度差说明测定结果的重现性 差，所得结果不可靠；但是精密度高不一定准确度也高，只有在消除了系统 误差之后，精密度越高，准确度才越高。 3．下列有关随机误差的论述不正确的是（ ）A.随机误差具有可测性 B.随机误差在分析中是不可避免的 C.随机误差具有单向性 D.随机误差是由一些不确定偶然因素造成的 解：选C 。分析测定过程中不可避免地造成随机误差。这种误差可大可小，可 正可负，无法测量, 不具有单向性。但从多次重复测定值来看，在消除系统 误差后，随机误差符合高斯正态分布规律，特点为：单峰性、有限性、对称 性、抵偿性。 4．下列各数中，有效数字位数为四位的是（ ）A. 0.0030 B. pH=3.24 C. 96.19% D. 4000 解：选C 。各个选项的有效数字位数为：A 两位 B 两位 C 四位 D 不确定 5．将置于普通干燥器中保存的Na 2B 4O 7.10H 2O 作为基准物质用于标定盐酸的浓 度，则盐酸的浓度将（ ） A.偏高 B.偏低 C.无影响 D.不能确定解：选B 。普通干燥器中保存的Na 2B 4O 7·10H 2O 会失去结晶水，以失水的 Na 2B 4O 7·10H 2O 标定HCl 时，实际消耗V （HCl ）偏高，故c （HCl ）偏低。

兰叶青 无机及分析化学课后答案 第六章

第六章 习题答案 6－1解：C. 6－2解：A. 6－3解：D. 6－4解：C. 6－5解：A. 6－6解：A. 6－7解：① +- 3[H ][N H ][O H ]=+ ② + - 3[H ][N H ][O H ][H Ac]=+- ③ -+ -2[O H ][H ][H S ]2[H S]=++ ④ + --2[H ][O H ][C N ]C =+- ⑤ + -2-3-4434[H ][O H ][H PO ]2[PO ][H PO ]=++- ⑥ + 2---4[H ]2[SO ][H C O O ][O H ]=++ 6－8解：① 35 (NH ) 1.7910b K Θ-=? +4 1410 5 (N H ) 1.0010 5.5910 1.7910 a K Θ ---?∴= =?? 又 +4 7 (N H ) 10a K Θ- ∴NH 4Cl 不能直接用酸碱滴定法滴定。 ② 4 (HF) 3.5310a K Θ-=? - 1411 4 (F ) 1.0010 2.8310 3.5310 b K Θ ---∴= =?? 又- 7 (F )10 b K Θ - ∴NaF 不能被直接用酸碱滴定法滴定。 ③ 3310 H BO 7.310 K Θ -=?；不能用强碱直接滴定。 ④ 见教科书P. 6－9解：酸：H 3PO 4, HCl 碱：AC -, OH - 既是酸又是碱：H 2PO 4-

6－10解：HCl NaAc HAc NaCl +=+ 由-(Ac )pH p lg (H Ac)a c c K c c ΘΘΘ =+ 得- (Ac )4.44 4.75lg (H Ac)c c c c ΘΘ =+ - (Ac )(HAc)0.50c c ∴= 为和HCl 反应而生成HAc 需加入NaAc 的物质的量： 1 0.10 1.00.10m ol L L m ol -??= 设为得到缓冲溶液需再加入的量为x mol 的NaAc 0.10 0.50x mol mol = 0.050()x m ol = 即NaAc 的总加入量为：0.100.0500.15()m ol += 即：1 0.1582.0312.3mol g mol g -??= 6－11解：2HB NaOH NaB H O ++ 加入0.2 g NaOH 的浓度为：1 0.2400.10.05()mol L -÷=? 设原溶液中抗碱成分B -为x mol/L 0.055.6 5.3lg 0.250.05 x +=+- 0.0520.20 x += ，0.35()x mol L = 设原溶液pH 为y ： 0.355.3lg 0.25 5.30.15 5.4 y =+=+= 6－12解：要配制 5.00pH =的缓冲溶液，首先选择共轭酸碱对中酸的(HAc)p a K Θ 尽可能和 p H 5.00=k 接近。查附录四，(HAc)p 4.75a K Θ =。故选用HAc-NaAc 缓冲对。 0.20(N a A c )5.004.75 l g 0.20(H A c ) V V ?∴=+? (H A c )(N a A c )0 .575V V =

无机及分析化学第三章化学反应速率和限度习题答案

第三章 化学反应速率和限度 3-1 ①×；②×；③×；④×；⑤√；⑥×；⑦√；⑧×；⑨×；⑩×； 3-2 ?-④；?-③；?-①；?-③；?-③；?-③；?-②；?-③；?-①③④；?-②； 3-3 ? 复杂反应；基元反应；定速步骤；V=kc(H 2)c 2(NO)；三； ? V=kc(CO)c(NO 2)；质量作用定律；一；二； ? 改变；降低； ? 活化分子总数；活化分子百分数； ? <；>； ? =；<；>； ? 不；右； ? V 正=V 逆；不变；改变； ? ln ???? ??-=121212 T T T T R E k k a log 298 323298 323314.8303.210 1.1105.54 2?-? ?= ??--a E E a =199.0 kJ.mol -1 lnk 3= ??? ? ??-1313T T T T R E a +lnk 1=()298303314.8298303199000??-?+ln(1.1×10-4)= -7.7898 k 3=4.14×10-4 s -1 3-4 (1) V=kc 2 (A) (2) k=480L.mol -1 .min -1 8 L.mol -1 .s -1 (3) c(A)=0.0707mol.L -1 3-5 (1) 设速率方程为： V=kc x (NO)c y (H 2) 代入实验数据得： ① 1.92×10-3 =k(2.0×10-3 )x (6.0×10-3)y ② 0.48×10-3=k(1.0×10-3)x (6.0×10-3)y ③ 0.96×10-3 =k(2.0×10-3)x (3.0×10-3)y ①÷②得 4 = 2x x=2 ； ①÷③得 2 = 2y y = 1 ∴ V=kc 2(NO)c(H 2) (2) k=8×104 L 2 .mol -2 .s -1 (3) v=5.12×10-3 mol.L -1 3-6 (1) ln ??? ? ??-=121212 T T T T R E k k a ?? ? ?==-1 5111046.3298s k K T ?? ? ?==-1 7211087.4338s k K T 则：E a =103.56 kJ.mol -1 ??? ?==-15111046.3298s k K T ?? ?==? 31833k K T 代入公式ln ??? ? ??-=131313T T T T R E k k a 得k 3= 4.79×106 s -1 3-7 lnk 2= -RT E a 2+ lnA ①; lnk 1= -RT E a 1+ lnA ② ln RT E E k k a a 2112 -== 298314.8840071000?-=25.27 ∴ =1 2 k k 9.4×1010 即V 2/V 1=9.4×1010 3-8 v ∝t 1 k ∝t 1 ∴= 1 2 k k 1 211t t = 4 4821=t t =12 ln ??? ? ??-=121212 T T T T R E k k a ∴ ln12 = )278 301278 301(314.8?-a E 则：E a =75.16 kJ.mol -1 3-9 lnk 2= -RT E a 2+ lnA ①; lnk 1= -RT E a 1+ lnA ② ln RT E E k k a a 2112 -= ∵ 1 2k k =4×103 lg(4×103) = 791 314.8303.21900002??-a E 则：E a2=135.4 kJ.mol -1 3-10 ∵反应（2）式为定速步骤，∴v=k 2c(I -)c(HClO) 由反应（1）可得K= ) () ()(--ClO c OH c HClO c ∴c(HClO)= ) ()(--OH c ClO Kc 代入速率方程得：v=k 2c(I -) ) ()(- -OH c ClO Kc 令k 2K=k ∴ v=k c(I -)c(ClO -)c -1(OH -) 3-11 ∵反应（2）式为定速步骤，∴dt O dc )(3-=k 2c(O 3)c(O) 由反应（1）可得K=) ()()(32O c O c O c c(O)= ) ()(23O c O Kc 代入速率方程得：dt O dc )(3- = k 2c(O 3) ) ()(23O c O Kc 令k 2K=k ∴dt O dc ) (3- =) ()(232O c O c k

第9章 原子结构与元素周期律 习题及全解答

第9章原子结构与元素周期律 1．根据玻尔理论，计算氢原子第五个玻尔轨道半径（nm）及电子在此轨道上的能量。 解：(1)根据rn=a0n2 r5=53pm×25= 53×10-3nm×25=1.325 nm (2) 根据En=－Ｂ/2n E5= －13.6ev/52=－13.6ev/25=－0.544ev 答: 第五个玻尔轨道半径为1.325 nm，此轨道上的能量为－0.544ev。 2．计算氢原子电子由n=4能级跃迁到n=3能级时发射光的频率和波长。 解：（1）根据 E（辐射）=ΔE＝E4－E3 ＝ 2.179×１０-18 J（（1/3）2－（1/4）2）= 2.179×１０-18 J（1/9-1/16）=2.179×１０-18 J×0.0486=1.06X10-19J 根据E（辐射）＝hν ν= E（辐射）/h= 1.06×10-19J /6．626X10–34 = 1.60X1014 s-1 （2）法1：根据E（辐射）＝hν= hC/λ λ= hC/ E（辐射）= 6．626X10 –34 J.s×3×１０8 m.s-1/1.06×10-19J=1.88×10-6m。 法2：根据ν= C/λ，λ= C/ν=3×１０8 m.s-1/1.60X1014 s-1=1.88×10-6m。 答：频率为1.60X1014 s-1，波长为1.88×10-6m。 3．将锂在火焰上燃烧放出红光，波长 =670.8nm，这是Li原子由电子组态1s22p1→1s22s1跃迁时产生的。试计算该红光的频率、波数以及以KJ·mol-1为单位符号的能量。 解：（1）频率ν= C/λ=3×１０8 m.s-1/670.8nm×10-9 m/nm=4.47×1014 s-1； （2）波数ν=1/λ=1/670.8nm×10-9 m/nm=1.49×106 m-1 (3) 能量E（辐射）＝hν=6．626X10 –34 J.s×4.47×1014 s-1=2.96×10-19 J 2.96×10-19 J×6.023×1023mol-1×10-3KJ/J=178.28 KJ mol-1 答: 频率为4.47×1014 s-1,波数为1.49×106 m-1，能量为178.28 KJ mol-1。 4．计算下列粒子的德布罗意波的波长：（已知电子的速度为v=1.0×106m.s－1）（1）质量为10－10kg，运动速度为0.01m·s－1的尘埃; （2）动能为0.1eV的自由电子； （3）动能为300eV的自由电子。 解：λ＝ h/ m v=6．626X10–34 J.s/10－10kg×0.01m·s－1=6.626×10-22 m (单位运算：λ＝ h/ m v =J.s/kg.m.s－1 =N.m.s/ kg.m.s－1 =（kg.m.s－2）.m.s/ kg.m.s－1 = m)

工科化学答案第六章原子结构与周期系

第六章 原子结构与周期系 教学内容 1．量子力学的提出； 2．原子中电子运动状态的描述；3．氢原子波函数和电子云图；4．量子数n 、l 、m 的物理意义； 5．多电子原子结构和元素周期表。 教学要求 了解微观粒子运动的波粒二象性以及与经典的波性、粒性的不同；熟悉波函 数及其有关图形；明确几率与几率密度的概念；熟悉四个量子数的物理意义及合理组合；掌握多电子原子核外电子排布规律；了解原子结构与周期表的对应关系；了解元素原子半径、电离能、电子亲合能、电负性、金属性与非金属性的概念及其在周期表中的变化规律。 知识点与考核点 1． 微观粒子的波粒二象性 微观粒子（电子、原子、分子等静止质量不为零的实物粒子）集波动性（概 率波）与粒子性为一体的特性。 2． 概率波 微观粒子在空间某处出现的可能性，具有统计意义，不是物理学中的经典波， 而是波强与微粒出现概率成正比的概率波。 3． 粒子运动状态的描述 宏观物体的运动状态可以同时用准确的坐标．．和动量．． 来描述；但是对微观粒子 （例如电子）却不能同时准确地确定坐标和动量。量子力学对微观粒子的运动状态是用描述概率波的波函数来描述的。 4． 波函数 描述概率波的波函数ψ。一个ψ是描述微观粒子一种状态的某种数 学函数式。通过解薛定谔方程可以得到波函数的具体形式。氢原子定态的薛定谔方程为 )xyz (E )xyz (V )xyz ()z y x ( m h ψψψπ=+?? + ?? + ?? - 2 22 22 22 28 m 是电子的质量，x 、y 、z 是电子的坐标，V 是势能，E 是总能量， h 是普朗克常数，)xyz (ψ是波函数。 5． 主量子数（n ） 它决定轨道的能量，可反映电子在原子核外空间出现区域离原子核平均距 离的量子数。 n = 0， 1， 2， 3， 4， 5 6… 光谱学符号为K ， L ， M ， N ， O ， P ， Q …。 n 相同则处于同一电子层。 6． 角量子数（l ）

第一章《原子结构与性质》全章教案

第一章物质结构与性质教案 教材分析： 一、本章教学目标 1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。 5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。 本章知识分析： 本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。 通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。 注意本章不能挖得很深，属于略微展开。 第一节原子结构 第一课时 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系 4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 方法和过程： 复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 教学过程： 1、原子结构理论发展 从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。 现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。 〖复习〗必修中学习的原子核外电子排布规律：

第一章 原子结构(习题答案)

第一章原子结构 一、选择题 1. 所谓原子轨道是指 ( C) （A）一定的电子云；（B）核外电子的几率； （C）一定的波函数；（D）某个径向分布函数。 2. 下列各组量子数中是氢原子薛定锷方程合理解的一组是 ( D) （A）3,0,-1,+1/2 （B）2,-1,0,+1/2 （C）2,0,-1,-1/2 （D）3,2,+1,-1/2 3. 下列各组量子数中错误的是( ) （A） n=3,l=2,m=0,s=+1/2 （B）n=2,l=2,m= -1,s= -1/2 （C） n=4,l=1,m=0,s= -1/2 （D） n=3,l=1,m= -1,s=+1/2 4. 在一个多电子原子中,下列各套量子数的电子,能量最大的一组( ) （A）2,1,+1,+1/2 （B）3,1,0,-1/2 （C）3,2,+1,+1/2（D）3,1,-1,+1/2 5. 将氢原子的1s电子分别激发到4s、4p轨道,能量的关系是( ) （A）前者>后者（B）前者<后者 （C）两者相同（D）无法判断 6. 下列哪一轨道上的电子, 在YZ平面上的电子云密度为零( ) （A）3p x（B）3d z2（C）3p y（D）3s 7. Li2+基态电子能量可以表示为(R=13.6ev) ( ) （A）-R （B）-R/2 （C）-9R（D）-3R 8. 对于角量子数l=2的一个电子，其磁量子数m的取值是( )

（A）只可以有一个数值； （B）只可以取某三个值中的任何一个； （C）只可以取某五个值中的任何一个； （D）只可以取某七个值中的任何一个； 9. 对于主量子数n=3的电子层，可以容纳的轨道数和电子数是( ) （A）3和6；（B）3和9； （C）9和 18；（D）3和18 10. 下列各种电子构型中,属于原子激发态的是( ) （A）1s22s22p63s1；（B） 1s22s22p63s2； （C）1s22s22p63s13p1；（D） 1s22s22p5 11.元素A,B,C,D均为主族元素,元素A、B的正离子与C、D的负离子具有相同的电子层结构,且A离子半径大于B离子半径,C离子半径大于D离子半径,则它们的原子序数大小顺序是( ) （A）A>B>C>D；（B）D>C>B>A； （C）C>D>A>B；（D）B>A>D>C。 12. 3d电子的径向分布图有( ) （A）2个峰（B）3个峰（C）1个峰（D）4 个峰 13. 下列元素中, 各基态的第一电离势最大的是( ) （A）Be （B）C （C）B （D）N 14. 原子最外层电子是4s1的元素有( ) （A）一个（B）2个（C）3个（D）4个 15. 在第四周期元素基态原子中，未成对电子数最多可达( ) （A）2个（B）3个（C）5个（D）6个

无机及分析化学第六章答案

第六章氧化还原平衡及氧化还原滴定法习题 1．下列物质中元素的氧化数。 （1）CrO42－中的Cr （2）MnO42－中的Mn （3）Na2O2 中的O （4）H2C2O4·2H2O中的C 解答：(1)Cr：＋6；(2)Mn：＋6；(3)O：－1；(4)C：＋3 2. 下列反应中，哪些元素的氧化数发生了变化？并标出氧化数的变化情况。 （1）Cl2＋H2O＝HClO＋HCl （2）Cl2＋H2O2＝2HCl＋O2 （3）Cu＋2H2SO4 (浓)＝CuSO4＋SO2＋2H2O （4）K2Cr2O7＋6KI＋14HCl＝2CrCl3＋3I2＋7H2O＋8KCl 解答：(1)Cl：from 0 to＋1and－1 (2)Cl：from 0to －1；O：from －1 to 0 (3)Cu：from 0 to ＋2；S：from ＋6 to +4 (4)Cr：from ＋6 to ＋3；I：from －1 to 0 3. 用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式。 （1）Br2＋OH－→BrO3－＋Br－ （2）Zn ＋ClO－→Zn(OH)42－＋Cl－ （3）MnO4－＋SO32－→MnO42－＋SO42－ (4) H2O2＋Cr(OH)4－→CrO42-＋H2O 解答：(1) Br2＋12OH－＝2BrO3－＋6H2O＋10e （2e＋Br2＝2Br－）×5 6Br2＋12OH－＝2BrO3－＋6H2O＋10 Br－ (2)Zn ＋4OH－＝Zn(OH)42－＋2e H2O＋ClO－＋2e＝2OH－＋Cl－ Zn ＋H2O＋2OH－＋ClO－＝Zn(OH)42－＋Cl－

无机及分析化学课后习题第三章答案

一、选择题 1．对反应 2SO 2(g)+O 2(g) NO(g) 2SO 3(g) 下列几种速率表达式之间关系正确的是( )。 A. dt dc dt c ) O ()SO (d 22= B. t c t c d 2)SO (d d )SO (d 32= C. t c t c d )O (d d 2)SO (d 23= D. 32d (SO ) d (O )2d d c c t t =- 解：选D 。依据化学反应的瞬时速率的表达通式，对于一般化学反应，速率表达可写出通式如下： A B Y Z A B Y Z νννν---???=???++ t v c t v c t v c t v c v d d d d d d d d Z Z Y Y B B A A ==== 2．由实验测定，反应 H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) 的速率方程为v ＝kc (H 2)c 1/2(Cl 2) ，在其他条件不变的情况下，将每一反应物浓度加倍， 此时反应速率为( )。 A. 2v B. 4v C. 2.8v D. 2.5v 解：选C 。依据化学反应的速率方程υ＝kc (H 2)c 1/2(Cl 2)，H 2和Cl 2浓度增大都增大一倍时，速率应该增大22倍，即相当于2.8Υa 。 3．测得某反应正反应的活化能E a.正=70 kJ·mol -1，逆反应的活化能E a.逆=20 kJ·mol -1，此反应的反应热为( ) A. 50 kJ·mol -1 B. -50 kJ·mol -1 C. 90 kJ·mol -1 D. -45 kJ·mol -1 解：选A 。依据过渡态理论，反应热可以这样计算：Q = E a,正－ E a,逆 。 4．在298K 时，反应 2H 2O 2===2H 2O+O 2，未加催化剂前活化能E a =71 kJ·mol -1，加入Fe 3+作催化剂后，活化能降到42 kJ·mol -1，加入 催化剂后反应速率为原来的（ ）。 A. 29倍 B. 1×103倍 C. 1.2×105倍 D.5×102倍 解：选C 。依据阿仑尼乌斯指数式k = A ·e RT E a - ，可得5298 314.8290001 2102.1e e 2 1 ?===?-RT E E a a k k 5．某反应的速率常数为2.15 L 2·mol -2·min -1，该反应为( )。 A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应 解：选D 。对于一个基元反应，aA + bB = cC + dD ，有反应速率为(A)(B)a b v kc c =则其速率常数k 的单位的通式可写成：(mol · L -1)1-a-b ·s -1， 反推可以得到为三级反应。 6．已知反应 2NO(g)+Cl 2(g)===2NOCl(g) 的速率方程为v ＝kc 2(NO)c (Cl 2)。故该反应( ) A. 一定是复杂反应 B. 一定是基元反应 C. 无法判断 解：选C 。基元反应符合质量作用定律，但符合质量作用定律的不一定都是基元反应。反应是基元反应还是复杂反应，要通过实验来确定。 7．已知反应 N 2(g)+O 2(g)===2NO(g) Δr H m θ>0，当升高温度时，K θ将( )。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法判断 解：选B 。根据吕·查德里原理，对吸热反应，当升高温度时，平衡就向能降低温度（即能吸热）的方向移动；即反应正向进行，平衡常数 将增大。 8．已知反应 2SO 2(g)+O 2(g) 3(g) 平衡常数为K 1θ，反应 SO 2(g)+21O 2(g) SO 3(g) 平衡常数为K 2θ。则K 1θ和K 2θ 的关系为( ) A. K 1θ＝K 2θ B. K 1θ＝ θ 2 K C. K 2θ＝ θ 1K D. 2K 1θ＝K 2θ 解：选C 。根据平衡常数的表达式，平衡常数与化学反应的化学计量数是有关的。化学反应的化学计量数的变化影响着平衡常数的指数项。 9．反应 2MnO 4-+5C 2O 42-+16H +===2Mn 2++10CO 2+8H 2O Δr H m θ< 0，欲使KMnO 4褪色加快，可采取的措施最好不是( )。 A. 升高温度 B. 降低温度 C. 加酸 D. 增加C 2O 42-浓度 解：选B 。欲使KMnO 4褪色加快，即增大反应的速率，只能通过升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂等来考虑。所以这里降低 温度不利于加快反应速率。 10．设有可逆反应 a A(g) + b B(g) d D(g) + e E(g) θm r H ? >0，且a +b >d +e ，要提高A 和B 的转化率，应采取的措施是( )。 A. 高温低压 B. 高温高压 C. 低温低压 D. 低温高压 解：选B 。根据吕·查德里原理，对吸热反应，当升高温度时，平衡就向能降低温度（即能吸热）的方向移动；当增大压力时，平衡就向能

第一章第一节原子结构练习题(带答案)

一、原子的诞生 1.在物质结构研究的历史上,首先提出原子内有原子核的科学家是( ) 解析:汤姆生最早提出了电子学说,道尔顿最早提出了原子学说,卢瑟福最早提出了原子核,玻尔最早提出了原子的行星模型。 答案:C 2.下列说法中,不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( ) A.我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸 B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素 C.氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母 D.宇宙的所有原子中,最多的是氢元素的原子 答案:B 3.据报道,月球上有大量3He存在。下列关于3He的说法正确的是( ) A.是4He的同分异构体 B.比4He多一个中子 C.是4He的同位素 D.比4He少一个质子 答案:C 二、能层与能级 1..M能层对应的电子层是( ) A.第一能层 B.第二能层 C.第三能层 D.第四能层 答案:C 2.下列各能层中不包含p能级的是( ) 答案:D 3.下列各电子能层中含有3p能级的是( ) 能层能层能层能层 答案:C 能层具有的能级数为( ) 解析:每一个能层所具有的能级数等于能层序数,N能层为第四能层,故能级数为4。 答案:B 5.下列各能层中不包含d能级的是( ) 能层能层能层能层答案:C 6.下列能级中,不属于M能层的是( ) 答案:B 7.在N能层中,最多能容纳的电子数为( ) 答案:D 9.下列能级中可容纳电子数最多的是( ) 答案:D 10.下列说法正确的是( ) A.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 B.同一原子中,2p、3p、4p电子的能量相等 C.能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动 D.各能层含有的能级数为n(n为能层序数) 答案:D 11.下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述,其中叙述正确的是( ) A.核外电子是分层运动的 B.所有电子在同一区域里运动 C.能量高的电子在离核近的区域运动 D.同一能层的电子能量相同 答案:A 12.画出Be、N、Ne、Na、Mg这些元素的基态原子结构示意图,并回答下列问题:( (1)只有K层与L层的元素有 (2)含有M层的有 (3)最外层电子数相同的有。 答案: (1)Be、N、Ne (2)Na、Mg (3)Be、Mg 三、构造原理和电子排布式 1.若以E(n l)表示某能级的能量,以下各式中正确的是( ) (3s)>E(2s)>E(1s) (3s)>E(3p)>E(3d) (4f)>E(4s)>E(3d) (5s)>E(4s)>E(4f) 答案:A 2.某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是( ) A.该元素原子中共有25个电子 B.该元素原子核外有4个能层 C.该元素原子最外层共有2个电子 D.该元素原子M电子层共有8个电子 答案:D 原子的结构示意图为。则x、y及该原子3p能级上的电子数分别为( )、6、4 、8、6 、8、6 ~20、3~8、1~6

无机及分析化学_第六章_分析化学概述

分析化学概述 学习要求： 1．熟悉定量分析的一般程序；理解分析化学的任务和作用；掌握分析化学分类的方法。 2．掌握化学计量点、滴定终点及终点误差的基本概念； 3．掌握标准溶液配制方法、基准物质的用途及其应用符合的条件，了解常用基准物质的干燥条件和应用范围； 4．掌握滴定度和物质的量浓度的表示方法；掌握滴定分析中的定量依据及各种计算方法。了解分析化学的发展趋势。 第一节分析化学的任务、方法及发展趋势 分析化学是获取物质化学组成和结构信息的科学，分析化学包括成分分析和结构分析，成分分析是分析化学的基本内容。分析化学不仅对化学本身的发展起着重大的作用，而且在医药卫生、工业、农业、国防、资源开发等许多领域中都有广泛的应用（都需要分析化学的理论、知识和技术）。因此，人们常将分析化学称为生产、科研的“眼睛”，是认知“未知”的强有力手段，是让人们“放心”的科学，是打击“伪科学”和防伪科学、打击犯罪科学的有力工具。它在实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化宏伟目标中具有举足轻重的作用。 一、分析化学的任务 分析化学是获取物质化学组成、含量、结构及相关信息的科学。分析化学是化学的一个重要分支。它的任务主要有三个方面：确定物质的化学组分（由那些元素、离子、官能团或化合物组成）、测定有关成分的含量、确定物质中原子间的结合方式（化学结构、晶体结构、空间分布等），它们分别属于分析化学的定性分析、定量分析及结构分析的内容。 二、分析化学方法的分类 按照不同的分类方法，可将分析化学方法归属于不同的类别。现将根据分析化学任务、分析对象、分析原理、操作方法等分类方法简要说明如下： (一) 定性、定量、结构分析 根据分析化学任务不同可分为定性、定量、结构分析。定性分析是根据反应现象、特征鉴定物质的化学组成，鉴定试样有哪些元素、原子、原子团、官能团或化合物；定量分析是根据反应中反应物与生成物之间的计量关系测定各组分的相对含量；结构分析是研究物质的分子结构或晶体结构。 (二) 无机分析与有机分析

无机及分析化学答案(第二版)第三章

第三章 定量分析基础 3-1．在标定NaOH 的时，要求消耗0.1 mol×L -1NaOH 溶液体积为20~30 mL ，问： (1)应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质(KHC 8H 4O 4)多少克？ (2)如果改用草酸(H 2C 2O 4·2H 2O)作基准物质，又该称多少克？ (3)若分析天平的称量误差为±0.0002g，试计算以上两种试剂称量的相对误差。 (4)计算结果说明了什么问题？ 解：(1) NaOH + KHC 8H 4O 4 = KNaC 8H 4O 4 + H 2O 滴定时消耗0.1 mol ×L -1NaOH 溶液体积为20 mL 所需称取的KHC 8H 4O 4量为： m 1=0.1 mol ×L -1′20mL ′10-3′204 g ×mol -1=0.4g 滴定时消耗0.1 mol ×L -1NaOH 溶液体积为30 mL 所需称取的KHC 8H 4O 4量为：m 2=0.1 mol ×L -1′30mL ′10-3′204 g ×mol -1=0.6g 因此，应称取KHC 8H 4O 4基准物质0.4~0.6g 。 (2) 2NaOH + H 2C 2O 4 = Na 2C 2O 4 + 2H 2O 滴定时消耗0.1 mol×L -1NaOH 溶液体积为20和30 mL ，则所需称的草酸基准物质的质量分别为： m 1=?210.1 mol ×L -1′20mL ′10-3′126 g ×mol -1=0.1g m 2=?210.1 mol ×L -1′30mL ′10-3′126g ×mol -1=0.2g (3) 若分析天平的称量误差为±0.0002g，则用邻苯二甲酸氢钾作基准物质时，其称量的相对误差为： RE 1=g 4.0g 0002.0±= ±0.05% RE 2=g 6.0g 0002.0±= ±0.03% 用草酸作基准物质时，其称量的相对误差为： RE 1=g 1.0g 0002.0±= ±0.2% RE 2=g 2.0g 0002.0±= ±0.1% (4) 通过以上计算可知，为减少称量时的相对误差，应选择摩尔质量较大的试剂作为基准物质。 3-2．有一铜矿试样，经两次测定，得知铜含量为24.87%、24.93%，而铜的实际含量为25.05%。求分析结果的 绝对误差和相对误差。 解：分析结果的平均值为： x =21 (24.87%+24.93%) =24.90% 因此，分析结果的绝对误差E 和相对误差RE 分别为： E =24.90% -25.05% = -0.15% E r = %60.0%05.25%15.0-=- 3-3．某试样经分析测得含锰百分率为41.24，41.27，41.23和41.26。求分析结果的平均偏差、相对平均偏差、 标准偏差和相对标准偏差。 解：分析结果的平均值x 、平均偏差d 、相对平均偏差、标准偏差s 和相对标准偏差分别为：

无机化学(周祖新)习题解答 第六章

第六章原子结构和元素周期律 习题解答 思考题 1．氢原子为什么是线状光谱谱线波长与能层间的能量差有什么关系 1．因为氢原子(也包括其他原子)核外电子按不同能量分层排布，这些能量间是不连续的。跃迁到高能量轨道的电子回到低能量轨道时放出的能量以光的形式放出。任一原子轨道间的能量差个数是有限的，故放出的光谱是有限的几条，所以是线状光谱。根据hγ=△E，谱线波长λ= hc/△E。 2．原子中电子的运动有什么特点 2．原子中电子的运动有什么特点与其他微观粒子一样，具有波粒两象性。量子力学用几率波来描述电子的运动。 3．量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系 3．波尔原子模型的轨道把原子核作为球心，电子在原子核为球心的同心圆上围绕原子核旋转，也称“星系模型”。量子力学的轨道概念是电子作为几率波，在原子核和其他电子形成的电场中运动。用波动方程描述电子的运动，由于是微分方程，要有合理解，要确定一系列量子数，每一组量子数确定的波动方程即为一轨道。 4．比较原子轨道角度分布图与电子云角度分布图的异同。 4．原子轨道有正负之分，且原子轨道比较“胖”；电子云是原子轨道的平方，无正负之分，比原子轨道“瘦”。 5．氢原子的电子在核外出现的概率最大的地方在离核的球壳上(正好等于波尔半径)，所以电子云的界面图的半径也是。这句话对吗 5．不对。电子云的界面图指包括电子运动概率很大(例如90%或99%)的等密度面的界面。6．说明四个量子数的物理意义和取值范围。哪些量子数决定了原子中电子的能量 6．主量子数是决定电子与原子核平均距离的参数。其取值范围n为1、2、3、4……∞的自然数。角量子数是电子运动角动量的参数，其取值范围l为0、1、2、3、……(n-1)的自然数。磁量子数是具有相同角动量的电子在空间不同伸展方向的参数，其取值范围m为0、±1、±2、……±l。自旋量子数是表示电子自旋的参数，根据电子自旋只有顺时针和逆时针两种情况，自旋量子数m s的取值范围取＋1/2和－1/2。对于氢原子，只有主量子数决定原子中电子的能量，对于其他原子，有主量子数和角量子数决定电子的能量。 7．原子核外电子的排布遵循哪些原则举例说明。 7．原子核外电子排布遵循泡利不相容原理、能力最低原理和洪特规则极其特例。（举例略）8．为什么任何原子的最外层均不超过8个电子次外层均不超过18个电子为什么周期表中各周期所包含的元素数不一定等于相应电子层中电子的最大容量2n2 8．这是原子轨道能级交错的必然结果。当原最外层已排满8个电子时，按基态能量最低原理，这8个电子排布的轨道肯定是n s2n p6，若还有电子要进入原子轨道，由于n d的能量大于的(n+1)s能量，电子排在新开辟的(n+1)s轨道，在(n+1)s轨道排满2个电子后，电子再依次进入n d轨道，这时n层是次外层，所以最外层电子不会超过8个电子。当次外层d轨道的10个电子排满后，也是由于能级交错的原因，新增的电子进入到能量较低的(n+2)s轨道，只有(n+2)s轨道排满2个电子后，电子再依次进入n f轨道，这时n层是倒数第三层，所以次外层电子不会超过18个电子。 9．什么叫有效核电荷其递变规律如何有效核电荷的变化对原子半径、第一电离能有什么影响 9．元素的有效核电荷Z*是核对最外层电子的净吸引作用。即扣除了其他电子屏蔽作用后剩