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(0.122mol?L-1)2 Kc??0.0260
(0.756mol?L-1)2(0.050mol?L-1)(0.050mol?L-1?xmol?L-1) Kc??0.0260 -12(0.900mol?L) x = 0.371 mol?L-1
3-17. 在25℃时蔗糖水解生成葡萄糖和果糖： C12H22O11+H2O
C6H12O6 (葡萄糖) + C6H12O6(果糖)，体系中水的浓度视为常数。
(1) 蔗糖的起始浓度为2a mol?L-1，达平衡时蔗糖水解了50%，Kc是多少？
(2) 蔗糖的起始浓度为a mol?L-1,，则在同一温度下平衡时，水解产物的浓度是多少？ 解：设蔗糖的起始浓度为a mol?L-1，同一温度下平衡时，水解产物的浓度是x mol?L-1. C12H22O11+H2O
C6H12O6 (葡萄糖) + C6H12O6(果糖)
(1) 平衡时/mol?L-1 a a a (2) 重建平衡/mol?L-1 a－ x x x
(amol?L-1)2 Kc??amol?L-1 -1amol?L(xmol?L-1)2-1 Kc? ?amol?L-1-1amol?L?xmol?L x = 0.618a mol?L-1
3-18. 水的分解反应为 2H2O(g)
2H2(g) + O2(g)，在1227℃和727℃下反应的标准
平衡常数K?分别为1.9×10-11和3.9×10-19，计算该反应的反应热△rHm?。(441.6kJ?mol-1)
θθK2ΔrHmT?T解： lgθ?(21)
K12.303RTT12θΔrHm1.9?10?111500K?1000K lg?()
3.9?10?192.303?8.314?10?3kJ?K-1?mol-11500K?1000K △rHm? = 441.6kJ?mol-1
3-19. 已知下列反应各物质的△fHm?和Sm?，计算反应在298K和373K时的K? NH3(aq) + H2O(l)
NH4+(aq) + OH-(aq)
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△fHm? /kJ?mol -80.3 -285.8 -132.5 -230.0 Sm? /J?K-1?mol-1 111.3 69.9 113.4 -10.75
解：△rHm? = (-132.5kJ?mol-230.0kJ?mol) - (-80.3kJ?mol-285.8kJ?mol)
= 3.6kJ?mol
△rSm? = 113.4 J?K-1?mol-1－10.75 J?K-1?mol-1－111.3 J?K-1?mol-1－69.9 J?K-1?mol-1
= －78.6 J?K-1?mol-1
△rGm? = △rHm?－T△rSm? = 3.6kJ?mol－298K×(－78.6)×10-3 kJ?K-1?mol-1
= 27.0kJ?mol-1
27.0kJ?mol-1 = －8.314×10-3 kJ?K-1?mol-1×298×lnK?(298K) K?(298K) = 1.85×10-5
?1?1?1?1?1?1?1Kθ(373K)3.6?103J?mol?1373K-298Klg?() 1.85?10?52.303?8.314J?K?1?mol?1298K?373KKθ(373K)Kθ(373K)lg?0.127 ?1.34 1.85?10?51.85?10?5K? (373) = 2.48×10-5
3-20. 已知水在373K时气化焓为40kJ?mol-1，若压力锅内压力最高可达150kPa，求此时锅内的温度。
解： 反应 H2O(l)
H2O(g) ΔrHm?= 40kJ?mol-1
Kθ(373K)?p(H2O)/pθ?100kPa/100kPa?1Kθ(xK)?p(H2O)/pθ?150kPa/100kPa?1.5
1.540.60kJ?mol?1xK?373Kln?() 18.314?10?3kJ?K?1mol?1373xK2 x = 385K
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第4章 物质结构
4-1.氮原子的价电子构型是2s22p3，试用4个量子数分别表明每个电子的运动状态。 解：n=2；l=0，1；m=0，±1；ms=?1； 24-2.下列各组轨道中，哪些是简并轨道？简并度是多少？ (1)氢原子中2s，2px，2py，2pz，3px。 (2)He+离子中4s，4px，4pz，4dxy，5s，5px。 (3)Sc原子中2s，2px，2pz，2py，3dxy，4s。
解：（1）2s，2px，2py，2pz是简并轨道，简并度是4； （2）4s，4px，4pz，4dxy是简并轨道，简并度是4； （3）2px，2pz，2py是简并轨道，简并度是3；
4-3.下列各原子的电子层结构何者属于基态、激发态或不正确的？ (1)1s22s12p2； (2)1s22s12d1； (3)1s22s22p43s1； (4)1s22s22p63s23p3； (5)1s22s22p83s1； (6)1s22s22p63s23p63d54s1。 解：原子的电子层结构属于基态的是：（4），（6） 原子的电子层结构属于激发态的是：（1），（3） 原子的电子层结构属于不正确的是：（2），（5）
4-4.在氢原子中，4s和3d哪一个轨道能量高？19号元素钾的4s和3d哪个能量高？并说明原因。
解：氢原子中4s轨道的能量高，因为氢原子是单电子体系，其能量不受l的影响，只与n有关，n越大其能量越高；19号元素钾的3d比4s能量高，主要是因为多电子体系由于屏蔽效应和钻穿效应，发生能级交错。
4-5.写出下列原子和离子的电子结构式。
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(1)Cu(z=29)和Cu+ (2)Fe(z=26)和Fe3+ (3)Ag(z=47)和Ag+ (4)I (z=35)和I- 解：（1）Cu(z=29)：[Ar]3d104s1和Cu+：[Ar]3d10 （2）Fe(z=26)：[Ar]3d64s2和Fe3+：[Ar]3d5 （3）Ag(z=47)：[Kr]4d104s1和Ag+：[Kr]4d10 （4）I (z=35) ：[Ar]3d104s24p5和I-：[Ar]3d104s24p6 4-6.某一元素的原子序数为24，试问：
(1)核外电子总数是多少？ (2)它的电子排布式？ (3)价电子层结构； (4)元素所处的周期、族、区？ 解：(1)核外电子总数是24
(2)它的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1 (3)价电子层结构：3d54s1
(4)元素所处的四周期、ⅥB族、d区
4-7.ⅠA族和ⅠB族最外层电子数虽然都为1，但它们的金属性却不同，为什么？ 解：ⅠA族其价层电子构型为ns1，属于活泼金属，容易失电子并形成稀有气体结构1s2或ns2np6稳定结构，而ⅠB族外层电子构型为(n-1)d10ns1，原子半径比同周期的ⅠA族小，有效核电荷数大，不易失去外层电子，故金属性比ⅠA族差。
4-8.不用查表，判断下列各组中原子或离子半径谁大？试解释之。 (1)H与N (2)Ba与Sr (3)Cu与Ni (4)Na与Al (5)Fe2+与Fe3+
解：(1)N的原子半径大，H的原子半径在元素周期表中的半径是最小的，N的原子半径比H大；
(2)Ba的原子半径大，同一主族，从上到下，原子依次半径增大；
(3)Cu的原子半径大，因为Cu具有d10电子构型，有较大的屏蔽作用，所以原子半径略有增加；
(4)Na的原子半径大，同一周期，随着核电荷数的增加，原子核对外层电子的吸引力
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也增加，使得原子半径逐渐减小。
(5)Fe2+的原子半径大，同一元素，失电子越多，核电荷对于外层的电子的吸引力越大，半径越小。
4-9.某元素的最高正价为+6，最外层电子数为1，原子半径是同族中最小的，试写出该元素的电子结构式、名称及元素符号。
解：该元素的电子结构式[Ar]3d54s1、名称铬及元素符号Cr。
4-10.某元素其原子最外层有2个电子，次外层有13个电子，问此元素在周期表中应属哪族？最高正价是多少？是金属还是非金属？
解：应该属于ⅦB簇，最高正价+7，金属。
4-11.有第四周期的A、B、C、D四种元素，它们的价电子数依次为1、2、2、7，且原子序数A、B、C、D依次增大，已知A与B的次外层电子数为８，C与D次外层电子数为18，试问：
(1)那些是金属元素？
(2)A、B、C、D的原子序数及电子结构式是什么？ (3)B、D两元素，问能否形成化合物？写出分子式。 解：(1) A、B、C是金属元素。 (2)A：原子序数19，[Ar] 4s1； C：原子序数30，[Ar]3d104s2；
B：原子序数20，[Ar] 4s2； D：原子序数35，[Ar] 4s24p5 。
(3)B、D两元素，能形成化合物，分子式为CaBr2。
4-12.指出下列各组化合物中，哪个化合物的价键极性最大？哪个的极性最小？ (1)NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl5 (2) LiF NaF RbF CsF (3) HF HCl HBr HI (4) CH3F CH3Cl CH3Br CH3I
解：（1）NaCl极性最大，PCl5极性最小； （2）CsF极性最大，LiF极性最小；
（3）HF极性最大，HI极性最小；
（4）CH3F极性最大，CH3I极性最小；
4-13.分析下列各分子的中心原子的杂化轨道类型和指出各化学键的键型(σ键或π
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