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时间:2020-01-14
《中级无机化学(朱文祥)配套习题答案全 高等教育出版社.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第一章酸碱理论与非水溶液化学【习题答案】-++1.1因为CH3COOHCH3COO+H(水-离子理论和质子理论:解离出H),或-+CH3COOH+H2OCH3COO+H3O(溶剂体系理论:生成溶剂的特征阳离子),所以CH3CO2H水溶液显酸性。+---因为NaHCO3→Na+HCO3,HCO3+H2OH2CO3+OH(水-离子理-论:解离出OH,或溶剂体系理论:生成溶剂的特征阴离子),所以NaHCO3水溶液显碱性+-+因为SO3+H2O→H+HSO4(水-离子理论和质子理论:解离出H),或SO3++-2H2O→H3O+HSO4(溶剂体系理论:生成溶剂的特征阳离子),所以SO3水溶液显
2、酸性。3+2++因为Fe(H2O)6Fe(OH)(H2O)5+H(水-离子理论和质子理论:解离+3+2++出H),或Fe(H2O)6+H2OFe(OH)(H2O)5+H3O(溶剂体系理论:生3+成溶剂的特征阳离子),所以Fe(H2O)6水溶液显酸性。1.2在水中,任何实验都不能反映出HBr和HI哪个酸性更强,即水不能区分HBr和HI的相对强度,因此称水“拉平”了所有的强酸,水对强酸具有“拉平”效应。在醋酸中,大部分强酸变成了弱酸,通过测定电导率可明显显示出它们酸度的差别,因此称醋酸对它们具有“区分”效应。1.3CH3COOH3、,H2SO4、HF、HClO4为超酸。-+1.4CH3COOH为强酸:CH3COOH+NH3→CH3COO+NH4+-H2NCONH2为弱酸:H2NCONH2+NH3NH4+H2NCONH+-CH3CH2OH为弱酸:CH3CH2OH+NH3NH4+CH3CH2O--NaH为强碱:H+NH3→NH2+H2↑1-++1.5HNO3为碱:HNO3+2H2SO4→2HSO4+NO2+H3O-+CH3COOH为碱:CH3COOH+H2SO4→HSO4+CH3COOH2+-HClO4为酸:HClO4+H2SO4H3SO4+ClO4-+C2H5OH为碱:CH3CH2OH+2H2SO4→CH3CH24、HSO4+HSO4+H3O-+H2NCONH2为碱:H2NCONH2+H2SO4→HSO4+H2NCONH3SO3为酸:SO3+H2SO4H2S2O7+-H2S2O7+H2SO4H3SO4+HS2O71.6根据Pauling规则,左结构m=1,应pKa≈2;右结构m=0,应pKa≥7。已知亚磷酸的pK1≈1.3,所以其结构为左式而不是右式。--+1.7NH35、2SO4H3O+Cl(3)H3BO3++H2SO4H4BO3HSO4+--331.9纯液氨自电离:2NH3NH4+NH2,K=1.0×10+--33[NH4][NH2]=1.0×10,+-331/2-17-1[NH4]=(1.0×10)=3.16×10mol·L1.10硬软酸碱原理:硬酸趋向于与硬碱形成稳定的配合物,而软酸趋向于与软碱形成稳定的配合物。根据前线分子轨道理论,酸是电子对接受体,它的反应性主要决定于它的LUMO(最低空分子轨道);碱是电子对给予体,它的反应性主要决定于它的HOMO(最高占据分子轨道)。由于硬酸具有高能量的电子接受轨道LUMO,而硬碱具有低能量的电子给予轨道6、HOMO,它们前线轨道的能量差别比较大,因此硬酸与硬碱之间主要以静电作用相互吸引生成稳定配合物。与此相反,软酸具有能量较低的LUMO,软碱具有能量较高的HOMO,2它们前线轨道的能量差别比较小,因此软酸与软碱的LUMO和HOMO能发生较大重叠,二者通过共价键形成稳定配合物。LUMO金属(酸)LUMO金属(酸)配体(碱)HOMO配体(碱)HOMO硬-硬结合软-软结合1.11物种共轭碱共轭酸-+NH3NH2NH4-2-NH2NHNH32--3-NHNNH2-+H2OOHH3O-HII1.12(1)H3PO4m=1,pK1=2pK2=pK1+5=7(2)HNO3m=2,pK=-3(3)HC7、lO4m=3,pK=-8(4)H5IO6m=1,pK1=2pK2=7--1.13(1)对于气态物质,因为电子驰豫能依次增大,所以碱性:CH3O>CH3CH2O>(CH3)-2CHO。(2)对于常温常压下的稳定液态,由于斥电子效应为-CH3<-CH2CH3<-CH(CH3)---2,所以碱性CH3O
3、,H2SO4、HF、HClO4为超酸。-+1.4CH3COOH为强酸:CH3COOH+NH3→CH3COO+NH4+-H2NCONH2为弱酸:H2NCONH2+NH3NH4+H2NCONH+-CH3CH2OH为弱酸:CH3CH2OH+NH3NH4+CH3CH2O--NaH为强碱:H+NH3→NH2+H2↑1-++1.5HNO3为碱:HNO3+2H2SO4→2HSO4+NO2+H3O-+CH3COOH为碱:CH3COOH+H2SO4→HSO4+CH3COOH2+-HClO4为酸:HClO4+H2SO4H3SO4+ClO4-+C2H5OH为碱:CH3CH2OH+2H2SO4→CH3CH2
4、HSO4+HSO4+H3O-+H2NCONH2为碱:H2NCONH2+H2SO4→HSO4+H2NCONH3SO3为酸:SO3+H2SO4H2S2O7+-H2S2O7+H2SO4H3SO4+HS2O71.6根据Pauling规则,左结构m=1,应pKa≈2;右结构m=0,应pKa≥7。已知亚磷酸的pK1≈1.3,所以其结构为左式而不是右式。--+1.7NH35、2SO4H3O+Cl(3)H3BO3++H2SO4H4BO3HSO4+--331.9纯液氨自电离:2NH3NH4+NH2,K=1.0×10+--33[NH4][NH2]=1.0×10,+-331/2-17-1[NH4]=(1.0×10)=3.16×10mol·L1.10硬软酸碱原理:硬酸趋向于与硬碱形成稳定的配合物,而软酸趋向于与软碱形成稳定的配合物。根据前线分子轨道理论,酸是电子对接受体,它的反应性主要决定于它的LUMO(最低空分子轨道);碱是电子对给予体,它的反应性主要决定于它的HOMO(最高占据分子轨道)。由于硬酸具有高能量的电子接受轨道LUMO,而硬碱具有低能量的电子给予轨道6、HOMO,它们前线轨道的能量差别比较大,因此硬酸与硬碱之间主要以静电作用相互吸引生成稳定配合物。与此相反,软酸具有能量较低的LUMO,软碱具有能量较高的HOMO,2它们前线轨道的能量差别比较小,因此软酸与软碱的LUMO和HOMO能发生较大重叠,二者通过共价键形成稳定配合物。LUMO金属(酸)LUMO金属(酸)配体(碱)HOMO配体(碱)HOMO硬-硬结合软-软结合1.11物种共轭碱共轭酸-+NH3NH2NH4-2-NH2NHNH32--3-NHNNH2-+H2OOHH3O-HII1.12(1)H3PO4m=1,pK1=2pK2=pK1+5=7(2)HNO3m=2,pK=-3(3)HC7、lO4m=3,pK=-8(4)H5IO6m=1,pK1=2pK2=7--1.13(1)对于气态物质,因为电子驰豫能依次增大,所以碱性:CH3O>CH3CH2O>(CH3)-2CHO。(2)对于常温常压下的稳定液态,由于斥电子效应为-CH3<-CH2CH3<-CH(CH3)---2,所以碱性CH3O
5、2SO4H3O+Cl(3)H3BO3++H2SO4H4BO3HSO4+--331.9纯液氨自电离:2NH3NH4+NH2,K=1.0×10+--33[NH4][NH2]=1.0×10,+-331/2-17-1[NH4]=(1.0×10)=3.16×10mol·L1.10硬软酸碱原理:硬酸趋向于与硬碱形成稳定的配合物,而软酸趋向于与软碱形成稳定的配合物。根据前线分子轨道理论,酸是电子对接受体,它的反应性主要决定于它的LUMO(最低空分子轨道);碱是电子对给予体,它的反应性主要决定于它的HOMO(最高占据分子轨道)。由于硬酸具有高能量的电子接受轨道LUMO,而硬碱具有低能量的电子给予轨道
6、HOMO,它们前线轨道的能量差别比较大,因此硬酸与硬碱之间主要以静电作用相互吸引生成稳定配合物。与此相反,软酸具有能量较低的LUMO,软碱具有能量较高的HOMO,2它们前线轨道的能量差别比较小,因此软酸与软碱的LUMO和HOMO能发生较大重叠,二者通过共价键形成稳定配合物。LUMO金属(酸)LUMO金属(酸)配体(碱)HOMO配体(碱)HOMO硬-硬结合软-软结合1.11物种共轭碱共轭酸-+NH3NH2NH4-2-NH2NHNH32--3-NHNNH2-+H2OOHH3O-HII1.12(1)H3PO4m=1,pK1=2pK2=pK1+5=7(2)HNO3m=2,pK=-3(3)HC
7、lO4m=3,pK=-8(4)H5IO6m=1,pK1=2pK2=7--1.13(1)对于气态物质,因为电子驰豫能依次增大,所以碱性:CH3O>CH3CH2O>(CH3)-2CHO。(2)对于常温常压下的稳定液态,由于斥电子效应为-CH3<-CH2CH3<-CH(CH3)---2,所以碱性CH3O
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