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一、简答题

1． 解释镧系元素在化学性质上的相似性。

【答案】

镧系元素的价电子层结构为

鉴于4f 同5d 的能量比较近, 因此在失去3

个电子形成特征的+3价氧化态时所需要的能量相差不大, 即使在水溶液中, 由于它们的离子半径接近, 使得离子的水合能也相差不大, 因此无论是在电离能或电负性以及标准电极电势方面, 镧系元素均较相近, 说明它们的单质在任何状态下所表现出来的化学活泼性是相近的。在+3价氧化态时, 离子构型和离子半径也相近,

所以离子的性质也极为相似。

2． 试解释下列各组酸强度的变化顺序:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

【答案】(1)从I 到F , 由于原子半径依次减小, 电子密度增大, 电负性增强, 与氢结合能力增强, 分子不易电离出氢离子, 故酸性减小。

(2)同一周期, 自左向右原子半径依次减小, 核电荷数依次增大, 电负性增强, 氧的电子密度减小, 0-H 键变弱, 故酸性依次增强。

(3)同一元素, 氧化态越高, 非轻基氧越多, N-0配建越多, N 的正电性强, 对羟基氧的吸引越强, 使氧原子的电子密度减小, 0-H 减弱, 酸性越强。

(4)同一元素, 同氧化态, 由于前者非烃基氧个数多, 对烃基氧的吸引强, 酸性大于后者。 (5)同一族元素, 同氧化态, Se 的原子半径小于Te , 非烃基氧的个数又多, 对轻基氧的吸引强于Te , 所以酸性大于后者。 3． 中国古代哲学家认为, 宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质, “元气生阴阳, 阴阳生万物”, 请对比元素诞生说与这种古代哲学.

【答案】元素诞生说主要是认为宇宙是大爆炸形成的, 大爆炸后经过一系列的核聚变形成了不同的元素. 而这种古代哲学是认为是由“元气”这种物质经过一系列的变化得到的元素. 可把所谓的“元气”类比成宇宙大爆炸前的物质形态. 阴阳比作大爆炸形成的电子和质子, 它们大部分转化为氢, 随后凝集成星团, 发生核反应, “万物”, 即其他原子和由原子结合生成的分子乃至建立在分子水平以上各层次的物质由此而生.

4． 实验证实,

【答案】

而

-

和的中心原子

的中心原子

用

的磁矩差别极大, 如何用价键理论来理解？

用

杂化轨道成键, 属外轨型配合物, 有5个单电子;

杂化轨道成键, 属内轨型配合物, 有1个单电子,

利用磁矩计算公式计算得到两者磁矩, 磁矩差别极大.

小于

-2-

5． 电解硫酸或硫酸氢铵制备过二硫酸时, 虽然

【答案】因为H 2O

在阳极放电放出

为什么在阳极不是H 2O 放电, 而是HSO 4或SO 4放电？

的超电位较大, 导致实际电极电势

〇

6． Cotton 原子轨道能级图与Pauling 近似能级图的主要区别是什么？

【答案】Pauling 近似能级图是按能级高低顺序排列的, 把能量相近的能级组成能级组, 依1, 2, 3, …能级组的顺序, 能量依次增高.Cotton 原子轨道能级图指出了原子轨道能量与原子序数的关系, 定性地表明了原子序数改变时, 原子轨道能量的相对变化, 从Cotton 原子轨道能级图中可看出:原子轨道的能量随原子序数的增大而降低, 不同原子轨道下降的幅度不同, 因而产生相交的现象. 同时也可看出, 主量子数相同时, 氢原子轨道是简并的, 即氢原子轨道的能量只与主量子数n 有关, 与角量子数z 无关.

7． 已知磁矩为

【答案】

中心离子

, 试讨论中心离子的杂化方式, 预测其稳定性.

电子构型为

. 由公式

_杂化:

可知, 配合物中心离子单电子数为1,

中心离子采取

图

由于中心离子有一个电子激发到高能量的4d 轨道上,

使

和反应, 可得三种氟化物.

将(1)

应在什么温度范围内制备(2)

为有效地制备

不稳定,

易被氧化成

8．

和按一定比例混合, 得到的生成物在平衡体系内的分压与和

?

反应温度的关系见图.

, 如何控制反应条件? 请简述理由.

图1碱金属氣化物的熔点变化图

图

2

【答案】(1)由图1,

制备度讲,

降低投料中

和反应产物的分压与温度的关系

温度范围400〜550K.

生成, 但高温对设备的技术要求高, 难以控制; 从平衡角有利.

温度范围750〜850K ;

制备

(2)由图2,

必须在高温下才有利于

的比值, 对制备

:

二、计算题

9． 将

有何变化？ 已知H 2S

的

【答案】HAc 溶液加入NaOH 溶液前:

HAc 与NaOH 混合后:

HAc 与NaOH 反应后, NaAc

的浓度为HAc 与NaAc 构成缓冲溶液, 所以

的HAc 溶液和

,

的NaOH 溶液混合后, 溶液的

, 剩余HAc

浓度为.