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1、第一章习题1-1. 量子力学的轨道概念与玻尔原子模型的轨道有什么区别？1-2. 什么叫波粒二象性？证明电子有波粒二象性的实验基础是什么？1-3. s，2s ，2s 1 各代表什么意义？1-4. 试描述核外电子运动状态的四个量子数的意义及它们的取值规则。 1-5. 氧的价电子构型是 2s22p4，试用 4 个量子数分别表明每个电子的状态。1-6. 假定有下列电子的各套量子数（n ， l， m， ms），指出哪几种不可能存在，并说明原因。 （1） 3，2， 0，1/2 （2） 3，0， -1，1/2 （3）2，-1，0，1/2 （4）1，0，0，0答：（2）、（3）、（4）不可能，原因略。1-7.
2、 量子数 n = 3、l = 1 的原子轨道的符号是怎样的？该类原子轨道的形状如何？有几种空间取向？共有几个轨道？可容纳多少个电子？答：3p，哑铃形，3，3，6。1-8. 简要解释下列事实：（1） K 的第一电离能小于 Ca 的第一电离能，Ca 的第二电离能却小于 K 的第二电离能（2） Cr 元素原子的价层电子构型是 3d54s1，而不是 3d44s2。1-9. 写出下列离子的电子排布式：S 2-，K +，Pb 2+，Ag +，Mn 2+，Co 2+。1-10. 写出下列各离子的核外电子构型，并指出其各属于哪一类的离子构型：Al3+，Fe 2+，Bi 3+，Cd 2+，Mn 2+，Hg 2+
3、，Ca 2+，Br -。答：8 电子构型、917 电子构型、18+2 电子构型、18 电子构型、917 电子构型、18电子构型、8 电子构型、8 电子构型。1-11. 画出 Si、P、S 三元素在生成（1）SiF 4；（2）PCl 3；（3）SF 4 三种化合物时的杂化轨道类型（注明是等性杂化还是不等性杂化） 。答：（1）sp 3 杂化轨道（等性） ， （2）sp 3 杂化轨道（不等性） ， （3）sp 3d 杂化轨道（不等性） 。1-12. 氮族元素中有 PCl5 和 SbCl5，却不存在 NCl5 和 BiCl5，试说明原因。1-13. 写出所有第二周期同核双原子分子的分子轨道表示式，其中
4、哪些分子不能稳定存在？哪些分子是顺磁性，哪些是反磁性？1-14. 什么样的物质具有顺磁性？写出 B2 分子的分子轨道电子排布式，并说明磁性。1-15. 按沸点由低到高的顺序依次排列下列两个系列中的各个物质，并说明理由。 （1）H 2，CO，Ne，HF； （2）CI 4，CF 4，CBr 4，CCl 4。答：（1）H 2Ne COHF， （2）CF 4CCl 4CBr 4CI 4。1-16. 推测下述各组中两物质熔点的高低，简单说明原因：（1）NH 3， PH3； （2） PH3，SbH 3； （3） Br2，ICl 。答：（1）NH 3PH 3； （2） PH3SbH 3； （3） Br2IC
5、l。1-17. 判断下列各组中同种或异种分子之间存在什么形式的分子间作用力：（1） H2S；（2） CH4；（ 3） Ne 与 H2O；（4） CH3Br；（5） NH3；（6） Br2 与 CCl4。1-18. 试解释：（1） NH3 易溶于水，N 2 和 H2 均难溶于水；（2） HBr 的沸点比 HCl 高，但又比 HF 低；（3） 常温常压下，Cl 2 为气体， Br2 为液体，I 2 为固体。1-19. 试用离子极化的观点解释 AgF、AgCl、AgBr 和 AgI 在水中的溶解度变化趋势。答：在水中的溶解度 AgFAgClAgBrAgI 。1-20. 用离子极化的观点解释为什么 N
6、a2S 易溶于水，ZnS 难溶于水？补充作业1. 试填出下表空格：原子序数 电子分布式 价电子构型 周期 族 区 金属或非金属11 21 53 60 80 2.填下表空格：原子序数 电子分布式 价电子构型 周期 族 区29 1s22s22p6 4d55s1 6 B 3.元素原子的最外层仅有一个电子，该电子的量子数是 n=4,l=0,m=0,ms=1/2,试问：a)符合上述条件的元素可以有几种？写出相应的元素的原子序数和元素符号。b) 写出相应元素原子的电子分布式，并指出所在元素周期表的位置。（周期、族、区）4. 已知某副族元素 A 的原子，电子最后填入 3d 轨道，其族数 =4；元素 B 的原
7、子，电子最后填入 4p 轨道，其族数=5.回答下列问题（1）写出 A、B 元素原子的电子分布式（2）根据电子分布式，推出它们在元素周期表中的位置、原子序数和元素符号。5.BF3 分子具有平面三角构型，而 NF3 分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论加以解释。6.试用杂化轨道理论，说明下列分子的中心原子可能采用的杂化类型，并预测其分子或离子的几何构型。BBr3 PH3 H2S SiCl4 CO2 NH4+7.试用分子轨道法写出下列分子或离子的分子轨道表示式，并指出其中有哪几种键？是顺磁性还是反磁性的物质？O2 O22- N2 N22-8.通过计算键级，比较下列物质的结构稳定性。O2+ O2 O2
8、- O22- O239.根据分子轨道理论说明下列事实。（1）H 2 分子不存在 （2）N 2 分子很稳定，且具有反磁性（3）O 2-具有顺磁性10解释为什么下列各对分子的极性不同？括号内的数字为偶极距数值（单位是 10-30Cm）。（1）CH 4（0）与 CHCl3（3.50）（2）H 2O（6.23）与 H2S（3.67）11.试用分子间力说明下列事实（1）常温下 F2、Cl 2 是气体，Br 2 是液体，I 2 是固体。（2）HCl 、HBr、HI 的溶沸点随相对分子质量的增大而升高。第二章习题2-1. 甘油三油酸酯是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应：C57H104O6（s）
9、+80O 2（g）= 57CO2（g）+ 52H 2O（l ）该反应的 rHm=-3.35104 kJmol-1。问如以平均每人每日耗能 10125.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少克脂肪？答：267 g2-2. 葡萄糖（ C6H12O6）完全燃烧反应的方程式为： C6H12O6（s）+6O 26CO 2（g）+6H2O（ l） ，该反应的 rHm=-2820kJmol-1。当葡萄糖在人体内氧化时，约 40%的反应热可用于肌肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖（以 3.8g 计）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。答：-23.81 kJmol -12-3. 甲醇（ CH3OH）是
10、一种具有高辛烷值并能完全燃烧的 “新型燃料” ，可以用 H2 和 CO人工制造。根据：（1）CH 3OH（l）+1/2O 2（g）=C（石墨）+2H 2O（l） ， rHm=-333.00 kJmol-1（2）C（石墨）+ 1/2O2（g ）=CO（g） ， rHm=-111.52 kJmol-1（3）H 2（g）+ 1/2O 2（g ）=H 2O（l） ， rHm=-285.83 kJmol-1计算反应（4）2 H 2（g）+ CO（g）=CH 3OH（l）的 rHm 。答：-127.14 kJmol -12-4. 葡萄糖在体内氧化供给能量是重要的生物化学反应之一。其完全氧化的总反应如下：C
11、6H12O6（s ）+6O 2（g）=6CO 2（g）+6H 2O（l ） 。 fHm( C6H12O6，s）= -1274.5 kJmol-1, 根据附录 4 的有关数据计算该反应在 298.15K 时的 rHm 。答：-2801.35 kJmol -12-5. 铝热反应可放出大量热，反应温度可达 2000以上，能使铁熔化而应用于钢轨的焊接，还可以做成铝热燃烧弹等。铝热反应方程式为： 2Al（s）+Fe 2O3（s ）=Al 2O3（s）+2Fe（s） 。根据附录 4 的有关数据计算该反应在 298.15K 时的 rHm 。答：-851.5 kJmol -12-6. 辛烷是汽油的主要成分，根
12、据附录 4 的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计算结果比较可以得到什么结论？（已知 fHm（C 8H18，l ） -218.97kJmol-1）（1）完全燃烧：C 8H18（l）+25/2 O 2（g）= 8CO 2（g）+9H 2O（l ）（2）不完全燃烧：C 8H18（l） +9/2 O2（g）= 8C（s）+9H 2O（l）答：（1）-5501.302kJmol -1；（2）-2353.23kJmol -1；完全燃烧的热效应比不完全燃烧的热效应大得多2-7. 煤可作为燃料燃烧，也可以利用化学反应制造成“水煤气”燃料，反应方程式分别为：（1）C（s ）+ O2（g）=CO 2（g）
13、；（2）C（s）+ H2O（g）=CO（g）+H 2（g） 。现假定煤中含碳量为 100%，试计算 298K 时，1.00kg 的煤单纯作为燃料和制成 “水煤气”后用做燃料分别获得的最大热值。答：（ 1）-3.2810 4 kJ；（2）-4.7410 4 kJ2-8. 下列反应都是十分重要的火箭高能燃料燃烧反应，试按 kJg-1 反应物计算各有关反应的标准热效应值，并指出何者为优。已知数据如下：物 质 N2H4（l）H2O2（l） LiBH4（s）KClO4（s）Li2O（s）fHm/（kJmol -1）50.56 -187.8 -188 -430.1 -598.7物 质 HNO3（l）（CH
14、 3）2N2H2（l）CF4（g ） ClF3（l ） B2O3（s）fHm/（kJmol -1）-174.1 55.6 -925 -190 -1272.8燃烧反应：（1）N 2H4（l）+2H 2O2（l）=N 2（g）+4H 2O（g）（2）2LiBH 4（s）+KClO 4（s）=Li 2O（s）+B 2O3（s ）+KCl（s）+4H 2（g）（3）5N 2H4（l）+4HNO 3（l）=7N 2（g）+12H 2O（g）（4） （CH 3） 2N2H2（l）+4ClF 3（l）=2CF 4（g）+N 2（g）+4HF （g）+4HCl（g）答：（1）-6.69 kJg -1；（2）-
15、8.25 kJg -1；（3）-5.96kJg -1；（4）-6.05kJg -12-9. 汽车尾气中含有 CO，能否用热分解的途径消除它？已知热分解反应为 CO（g）= C（s）+ 1/2 O 2（g） ，该反应的 rHm=110.5kJmol-1， rSm= -89.0Jmol-1K-1。答：不能2-10. 在 298K、100kPa 条件下，金刚石和石墨的标准摩尔熵分别为 2.4 Jmol-1K-1 和 5.73 Jmol-1K-1，它们的标准摩尔燃烧焓分别为 -395.40 kJmol-1 和 -393.51 kJmol-1，试求：（1）在 298K、100kPa 条件下，石墨变成金刚石的 rGm。 （2）说明在上述条件下，石墨和金刚石哪种晶型较为稳定？答：2.88 kJmol-1，石墨更稳定2-11. 超音速飞机燃料燃烧时排出的废气中含有 NO 气体，NO 可以直接破坏臭氧层：NO（g）+O 3（g）= NO2（g）+O 2（g）已知 298K、标准态下，NO（g） 、O 3（g）和 NO2（g）的 fGm分别为 86.7kJmol-1、163.6kJmol -1 和 51.8kJmol-1。求：此反应的 K。 答：6.1510 342-12. 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到 1300，试估算反应：N 2（g）+O 2（g）
