无机化学万题库参考答案
五、 问答题参考答案
（一） 物质的状态
1．H2 碰撞器壁的次数多 。因为氢分子比氧分子的质量小 ，所以氢分子的运动速率大。反
应后剩余四分之一体积氧 ，氧的分压力变为25 kPa 。而反应生成了水 ，在25℃,饱和水 蒸气压为 3160 Pa ，所以总压将为 28 kPa 。
2．⑴ 不正确 。因为液体的蒸气压只与温度有关 ，而与容器的体积无关 。而理想气体定
律公式中包括了体积项 ，且恒温时蒸气压为定值 。 ⑵ 不正确 。蒸气压随温度的变化不能用理想气体定律来确定 ，而是用克劳修斯－克拉
贝龙方程式来计算 ：lg
p111?H＝(－) p2T12.303RT23．⑴ 不正确 。因为N2的分子量比O2小 ，所以相同质量时nN2>nO2 ，N2的分子总数多
于O2的分子总数 ，又由于分子的运动速率 ?＝
3RT，相同温度下 ，分子量小M则运动速率大 。所以N2 分子碰撞器壁的频率应大于 O2 。 ⑵ 正确 。因为nN2>nO2 ，p＝⑶ 不正确 。E＝
nRT ，同温同体积时 ，n大则p也大 。 V3kT。温度相同时 ，气体分子的平均动能相同 。 23RT，两者M不同 ，所以速率分布图不相同 。 M⑷ 不正确 。因为?＝
⑸ 正确 。因为温度相同时 ，气体分子的平均动能相同 ，所以两者的能量分布图是相
同的 。
4．因为容器中有液态水 ，所以在121℃时液态的水与其蒸气达到平衡 ，则水蒸气压即为饱
和蒸气压 ，即202 kPa ，则p总＝pH2O＋p空气＝ 202 ＋ 101 ＝303 (kPa)
1
5．由于逆反应的平衡常数很大 K＝1.5×106 ，逆反应进行十分完全 ，所以将NO (g)和
Θ
O2 (g) 等体积混合后 ，几乎完全转化为棕色的NO2 (g) 。在开口的试管中有NO析出时 ， 在试管口即可观察到棕色的NO2生成 。
6．理想气体状态方程 pV?nRT 。使用时应注意如下几点 ：
① 该方程只适用于理想气体 ，对实际气体在高温低压下仅可作近似计算 。 ② 方程中的温度T是热力学温度(K) ，对于摄氏温标则需要进行换算 ：
T (K) ＝ (273.5 ＋ t) ℃
－－
③ 方程中的R是气体通用常数 ，R＝8.314 J · mol1 · K1 。
④ 计算中要注意单位的匹配 。按照国际单位制 ，压力p的单位用Pa ，体积V的单位用m3 ，但实际计算中 ，压力常用kPa ，而体积用dm3 或L表示 。 7．⑴ CO2相图的示意图为 ：
p 7.38MPa
S 101 kPa －78.2 －56.6 31.1 t (℃)
⑵ 在常温常压下 ，迅速打开储有CO2钢瓶的阀门 ，由于处于高压下的CO2(g)的压力
骤减至常压 ，体系来不及与环境发生热交换 ，近似经历了一个绝热膨胀降温过程 ，将使一部分CO2(g)转化为CO2(s) ，在相图上即为S点(101 kPa，－78.2℃) 。
⑶ 缓慢地打开阀门，出来的CO2(g)可以与环境发生热交换 ，体系经历一个恒温蒸发过
程 ，只要CO2(g)的流量不大 ，则出来的是低压气体 。
8．在水的相图中 ，OA线、OB线、OC线分别表示气－液、液－固和气－固两相的平衡曲
线 。
OA线 ：水在不同温度下的蒸气压曲线 。
OB线 ：水的凝固点(或冰的熔点)随压力变化曲线 。 OC线 ：冰的蒸气压曲线(或冰的升华曲线) 。
9．⑴ 不正确 。根据理想气体状态方程pV?nRT可知 ，只有当压力一定时 ，一定量气
2
体的体积才与温度成正比。
⑵ 不正确 。只有在标准状况下该结论才成立 。 ⑶ 正确 。根据气体分压定律可以得出该结论 。
⑷ 不正确 。根据理想气体状态方程pV?nRT可知 ，对于一定量混合气体 ，即n为
定值 ，当温度不变而体积变化时 ，只有压力随之改变 ，而n则不变 。
10．⑴ 不变 。根据pV?nRT和某组分气体的气态方程 pVi?niRT可推出 ：
Vini? ，组分气体的体积分数与温度无关 。 Vnnin 由于i不变 ，所以压强变化时组分气体的分n总n总 ⑵ 变化 。因为恒温下 pi?p总?压必然改变 。
⑶ 不变 。因为体积变化时只是压力随之改变 ，而ni和n总不变 ，所以
3
ni不变 。 n总（二） 原子结构
1．氢原子只有一个电子，没有屏蔽效应 ，也无穿透效应 ，轨道能量只决定于主量子数n 。 氯原子是多电子原子 ，存在屏蔽效应和穿透效应 ，造成同主层不同亚层的能级分裂 。
电子在3 s 和 3 p 轨道上受到其它电子的屏蔽作用不同 ，它们的穿透能力也不同 ，造成在不同亚层轨道上的能量不同 。所以在多电子原子中 ，轨道能量不仅与主量子数n有关 ，还与副量子数l有关 。 2．将氢原子核外电子从基态激发到 2 s 或 2 p 轨道所需要的能量无差别 ，因为氢原子是单
电子原子 ，轨道能量只决定于主量子数n ，所以E2s＝E2p 。但氦原子属于多电子原子 ，
轨道能量不仅与主量子数n有关 ，还与副量子数l有关 ，E2s 3．见下表 ： 原子序数 24 47 元素名称 铬 银 元素符号 Cr Ag 电 子 排 布 式 [Ar] 3 d 4 s [Kr] 4 d 5 s 10 151周 期 四 五 族 ⅥB ⅠB 4．镧系元素的原子半径和离子半径随原子序数的增加而依次缓慢缩小的现象称为镧系收 缩 。因为在镧系元素中 ，随核电荷数递增 ，新增电子填充在外数第三层的f轨道上 ，虽然不能完全屏蔽核电荷 ，但其屏蔽作用比最外层和次外层电子的大(一些资料认为屏蔽常数为0.95～0.98) ，所以造成有效核电荷递增十分缓慢 ，半径收缩也缓慢 (从La到Lu共价半径总共减小11 pm ) 。镧系收缩的特点是 ：① 原子半径的收缩缓慢 ，相邻元素原子共价半径之差为1 pm左右 。② 由于镧系元素较多 ，所以整个镧系收缩原子的金属半径总的减小量也达14 pm 。③ 在镧系收缩中 ，离子半径要比原子半径收缩大得 ＋ 多(共减小22 pm) 。因为Ln3离子失去了6 s电子层 ，4 f 轨道变成了外数第二层 ，它 ＋ 对核电荷的屏蔽作用变小(屏蔽常数只有0.85) ，所以Ln3收缩比Ln明显 。④ 镧系元素收缩中出现两个“峰值” ，即Eu和Yb的原子半径“反常地”大 ，因为它们分别具有4 f 7和4 f 14的半满和全满构型 ，这些构型有较大的屏蔽作用 ，导致它们的原子半径变大 。镧系收缩造成的影响主要有 ：⑴ 使镧系元素之间性质十分相似 ，分离非常困难 。 ⑵ 使ⅢB族的元素 Y 的半径落在镧系的中段上 ，从而成为稀土元素中一员 。 ⑶ 造成镧系后的第六周期元素的原子半径与同族第五周期元素的原子半径相近 ，性质相似 ，分离困难 。 5．ⅠA 族元素最外层和次外层电子结构是(n－1) s2 (n－1) p6 n s1 ⅠB 族元素最外层和次外层电子结构是(n－1) s2 (n－1) p6 (n－1) d10 n s1 两者的差别在ⅠB 族原子次外层多了10个d电子 。由于d电子对核的屏蔽作用较小 ， 原子的有效核电荷较多 ，因此ⅠB 族原子对外层s电子的束缚比ⅠA 族原子对外层s电 4