北師大等無機化學第四版答案下冊.doc

第13章氫和稀有氣體13-1 氫作為能源，其優(yōu)點是什么？目前開發(fā)中的困難是什么？1、解：氫作為能源，具有以下特點：（1） 原料來源于地球上儲量豐富的水，因而資源不受限制；（2） 氫氣燃燒時放出的熱量很大；（3） 作為燃料的最大優(yōu)點是燃燒后的產物為水，不會污染環(huán)境；（4） 有可能實現能量的儲存，也有可能實現經濟高效的輸送。發(fā)展氫能源需要解決三個方面的問題：氫氣的發(fā)生，氫氣的儲備和氫氣的利用13-2按室溫和常壓下的狀態(tài)（氣態(tài) 液態(tài) 固態(tài)）將下列化合物分類，哪一種固體可能是電的良導體？ BaH2;SiH4;NH3;AsH3;PdH0.9;HI13-3試述從空氣中分離稀有氣體和從混合氣體中分離各組分的根據和方法。3、解：從空氣中分離稀有氣體和從混合稀有氣體中分離各組分，主要是利用它們不同的物理性質如：原子間不同的作用力、熔點沸點的高低以及被吸附的難易等差異達到分離的目的。13-4試說明稀有氣體的熔點 、沸點、密度等性質的變化趨勢和原因？4、解：氦、氖、氬、氪、氙，這幾種稀有氣體熔點、沸點、密度逐漸增大。這主要是由于惰性氣體都是單原子分子，分子間相互作用力主要決定于分子量。分子量越大，分子間相互作用力越大，熔點沸點越來越高。密度逐漸增大是由于其原子量逐漸增大，而單位體積中原子個數相同。13-5你會選擇哪種稀有氣體作為：（a）溫度最低的液體冷凍劑；（b）電離能最低 安全的放電光源；（c）最廉價的惰性氣氛。13-6用價鍵理論和分子軌道理論解釋HeH、HeH+、He2+ 粒子存在的可能性。為什么氦沒有雙原子分子存在？13-7 給出與下列物種具有相同結構的稀有氣體化合物的化學式并指出其空間構型：(a) ICl4- (b)IBr2- (c)BrO3- (d)ClF 7、 解： 平面四邊形 直線形 三角錐 直線形13-8用 VSEPR理論判斷XeF2 、XeF4、XeF6、XeOF4及ClF3的空間構型。8、解： 直線形 平面四邊形 八面體 四方錐 三角錐13-9用化學方程式表達下列化合物的合成方法（包括反應條件）：(a) XeF2 (b) XeF6 (c) XeO39、解： 13-10 完成下列反應方程式：(1) XeF2 + H2O (2) XeF4 + H2O (3) XeF6 + H2O (4) XeF2 + H2 (5) XeF4 + Hg(6) XeF4 + Xe10、解： B：NaIO3 ；C：NaI14-13寫出碘酸和過量 H2O2 反應的方程式，如在該體系中加入淀粉，會看到什么現象？13、解：HIO3+3H2O2=3O2+HI+3H2O；如果在該體系中加入淀粉，溶液慢慢變藍，后又褪色。14-14寫出三個具有共價鍵的金屬鹵化物的分子式，并說明這種類型鹵化物的共同特性。14、解：（AlCl3）2；（AlBr3）2；（AlI3）2；分子中均含有配位鍵14-15什么是多鹵化物？與I3- 離子比較，形成Br3-Cl3- 離子的趨勢怎樣？14-16什么是鹵素互化物？（a）寫出ClF3BrF3 和 IF3 等鹵素互化物中心原子雜化軌道，分子電子構型和分子構型。（b）下列化合物與BrF3 接觸時存在爆炸危險嗎？說明原因。SbF5 ; CH3OH ; F2 ; S2Cl2（c）為什么鹵素互化物常是反磁性共價型而且比鹵素化學活性大？14-17 實驗室有一鹵化鈣，易溶于水，試利用濃H2SO4 確定此鹽的性質和名稱。17、解：利用鹵化物與濃硫酸反應的不同現象，可以鑒別。14-18 請按下面的實例，將溴碘單質鹵離子及各種含氧酸的相互轉化和轉化條件繪成相互關系圖。第15章氧族元素15-1空氣中O2 與N2 的體積比是21:78 ，在273K 和101.3kPa下1L水能溶解 O2: 49.10 mL ,N2:23.20mL。問在該溫度下溶解于水的空氣所含的氧與氮的體積比是多少？15-2在標準狀況下， 750mL含有O3 的氧氣，當其中所含O3 完全分解后體積變?yōu)?80mL ，若將此含有 O3的氧氣1L通入KI 溶液中，能析出多少克I2 ？2、解：由方程式： 2 O3=3O2可知該混合氣體中含有臭氧60ml； 由O3+2I-+H2O=O2+I2+2OH-；可算出析出I2的質量；(0.06/22.4)2126.9=0.68g;15-3 大氣層中臭氧是怎樣形成的？哪些污染物引起臭氧層的破壞？如何鑒別 O3 ，它有什么特征反應？3、解：見課本P49015-4 比較O3 和O2 的氧化性沸點極性和磁性的相對大小。4、解：氧化性：O3O2; 沸點：O3O2; 極性：O3O2; 磁性；O3SOCl2SOBr2 三個化合物的結構均為三角錐形，S為中心原子，且有一孤對電子。 X電負性越大，吸引電子能力越強，則S原子周圍的電子密度越低，硫的正電性越高，S對O極化作用越強，S?O鍵共價成分越大，鍵越短，故S-O鍵越強。 S-O間存在d-p反饋 鍵，S周圍電子密度小，吸引電子能力強，S-O間鍵越強。元素電負性FClBr,分子中S周圍電子密度SOF2 15-20現將硫極其重要化合物間的轉化關系列成下表，請試用硫的電勢圖解釋表中某些化學反應的原因。例如在酸性介質中，硫化氫為何能將亞硫酸（或二氧化硫）還原為單質硫？為何硫與氫氧化鈉反應能生成硫化鈉等。20、解：因為.所以S能溶解在NaOH中.第16章氮磷砷16-1請回答下列有關氮元素性質的問題：（1）為什么N-N 鍵的鍵能（167kJ.mol-1）比P-P 鍵（201 kJ.mol-1）的??？而 NN 鍵的鍵能（942 kJ.mol-1）又比PP 鍵（481 kJ.mol-1）的大？（2）為什么氮不能形成五鹵化物？（3）為什么N2 的第一電離能比N 原子的??？1、 解：（1）N，由于其內層電子少，原子半徑小，價電子層沒有可用于成鍵的d軌道。N-N單鍵的鍵能反常地比第三周期P-P鍵的小，N易于形成p-p鍵（包括離域鍵），所以，N=N和NN多重鍵的鍵能比其他元素大。（2）價電子層沒有可用于成鍵的d軌道，N最多只能形成4個共價鍵，也即N的配位數最多不超過4。（3）N原子由于價層電子的p軌道剛好處于半充滿狀態(tài)。16-2 請回答下列問題：（1）如何出去N2 中少量NH3 和NH3 中的水氣？（2）如何除去 NO 中微量的NO2 和N2O 中少量NO 的？2、解：（1）將氣體通過稀H C l 溶液；通過堿石灰（2）通過NaOH溶液；16-3 以NH3 與H2O 作用時質子傳遞的情況，討論H2O NH3 和質子之間鍵能的強弱；為什么醋酸在水中是一弱酸，而在液氨溶劑中卻是強酸？3、解：NH3 +H2O=NH4+ +OH- ；因此，NH3和質子的鍵合能力強于H2O和質子的鍵合能力；正因為如此，醋酸與水的結合能力弱于醋酸與氨的結合能力。這就是大家所熟悉的溶劑拉平效應。16-4 將下列物質按堿性減弱順序排序，并給予解釋。NH2OH NH3 N2H4 PH3 AsH316-5 請解釋下列事實：（1） 為什么可用濃氨水檢查氯氣管道的漏氣？（2） 過磷酸鈣肥料為什么不能和石灰一起貯存？（3） 由砷酸鈉制備As2S3 ，為什么需要在濃的強酸性溶液中？5、解：（1）兩者反應產生NH4Cl的微小顆粒，形成大量白煙。（2）過磷酸鈣中含有Ca(H2PO4)2會與堿作用，從而有損肥效。（3）As2S3會與堿發(fā)生作用。16-6請解釋下列有關鍵長和鍵角的問題：（1）在N3- 離子中，兩個N-N 鍵由相等的鍵長，而在NH3中兩個N-N 鍵長卻不相等；（2）從NO+NO 到 NO- 的鍵長逐漸增大；（3）NO2+NO2NO2- 鍵角（ONO）依次為1800 134.3O 115.4O。（4） NH3PH3AsH3 分子中的鍵角依次為107 O93.08 O91.8 O ，逐漸減小。6、解：（1）在N3-中存在2離域鍵，2個N-N鍵是等效的，性質一樣，鍵長相等。在NH3分子中，沒有離域鍵。（2）按照分子軌道理論，三者鍵級分別為3，2.5, 2。所以鍵長逐漸增大。（3）NO2中的未成對電子易電離，失去一個電子形成陽離子NO2+，或獲得一個電子形成NO2-，隨著價電子由16增加到18，鍵角明顯縮小。（4）從N到As，電負性逐漸減小，孤電子對離核越來越遠，對成鍵電子排斥作用越來越弱，故鍵角逐漸減小。16-7 已知F2Cl2N2 的離解能（D）分別為 192.5 kJ.mol-1 242.6kJ.mol-1946kJ.mol-1 ；平均鍵能N-ClN-F 分別為192.5kJ.mol-1 276kJ.mol-1。試計算NF3(g)和NCl3(g) 的標準生成焓，說明何者穩(wěn)定？指出在波恩-哈伯循環(huán)中哪幾步的能量變化對穩(wěn)定性影響較大？（本題忽略 NCl3(l)和 NCl3(g)之間的相變熱效應。）7、解：NF3=3156.9+946-22763=-239.3kJ/mol; NCl3=3242.6+946-2192.53=518.8kJ/mol; 由此可知，NF3更加穩(wěn)定。16-8 為了測定銨態(tài)氮肥中的含氮量，稱取固體樣品0.2471g ，加過量NaOH 溶液并進行蒸餾，用 50.00Ml 0.1050mol.L-1 HCl吸收蒸出的氨氣，然后用0.1022mol.L-1 NaOH 溶液滴定吸收液中剩余的HCl，滴定中消耗了11.69 ml NaOH 溶液，試計算肥料中氮的百分含量。8、解：該樣品中含N的物質的量為：5010-30.1050-11.6910-30.1022=4.05510-3mol/L; 所以N的百分含量為4.05510-314/0.2471=23%16-9為什么PF3 可以和許多過渡金屬形成配合物，而NF3 幾乎不具有這種性質？ PH3和過渡金屬形成配合物的能力為什么比NH3 強？9、解：P的電負性小于N,PH3比NH3容易給出孤對電子,形成配位鍵;16-10 紅磷長時間放置在空氣中逐漸潮解，與 NaOHCaCl2 在空氣中潮解，實質上有什么不同？潮解的紅磷為什么可以用水洗滌來進行處理？10、解：白磷在潮濕空氣中發(fā)生緩慢的氧化反應,而NaOH,CaCl2 的潮解是吸收空氣中的水分.16-11 在同素異形體中，菱形硫和單斜硫有相似的化學性質，而 O2 與O3 ，黃磷與紅磷的化學性質卻有很大差異，試加以解釋。11、解：單斜硫和菱形硫都是由S8環(huán)狀分子構成.而O2和O3,黃磷和白磷的構成分子不同,其性質當然不同.16-12 回答下列有關硝酸的問題：（1） 根據HNO3 的分子結構，說明HNO3 為什么不穩(wěn)定？（2） 為什么久置的濃HNO3 會變黃？ （3） 欲將一定質量的Ag 溶于最少量的硝酸，應使用何種濃度（濃或?。┑南跛?？12、解：(1)HNO3分子中由于一個質子與NO3-相連,鍵長和鍵角也發(fā)生了變化,與H相連的N-O鍵較長,所以HNO3分子的對稱性較低,不如NO3- 離子穩(wěn)定,氧化性較強.(2)因為HNO3不穩(wěn)定,容易分解成NO2,所以溶液呈黃色.16-13 若將0.0001 mol H3PO4 加到 PH=7 的 1L 緩沖溶液中（假定溶液的體積不變），計算在此溶液中H3PO4H2PO4-HPO42- 和 PO43- 的濃度。13、解：由公式 由上述公式即可求得各自的濃度.16-14試從平衡移動的原理解釋為什么在Na2HPO4 或 NaH2PO4 溶液中加入AgNO3 溶液，均析出黃色的 Ag3PO4 沉淀？析出Ag3PO4 沉淀后溶液的酸堿性有何變化？寫出相應的反應方程式。14、解：因為在溶液中存在以下平衡;.;當加入Ag+ 后, Ag+ 和PO43- 結合生成Ag3PO4沉淀,使得上述平衡向右移動.16-15 試計算濃度都是 0.1 mol.L-1 的 H3PO4 NaH2PO4 Na2HPO4 和Na3PO4各溶液的PH。15、解：一般情況下,弱酸堿均忽略第二.三級的電離,所以均可用公式求得 .16-16 AsO33-能在堿性溶液中被I2 氧化成AsO43- ，而H3AsO4又能在酸性溶液中被I-還原成H3AsO3 ，二者是否矛盾？為什么？16、解：兩種情況下,反應的介質不同,從而電極電勢不同,兩者均滿足,所以反應都能進行,并不矛盾.16-17試解釋下列含氧酸的有關性質：（1） H4P2O7和(HPO3)n 的酸性比 強。（2） HNO3和H3AsO4 均有氧化性，而 H3PO4 卻不具有氧化性。（3） H3PO4 H3PO3H3PO2 三種酸中，H3PO2 的還原性最強。16-18 畫出下列分子結構圖： P4O124- PF4+ As4S4 AsS43- PCl-16-19畫出結構圖，表示P4O10 和不同物質的量的H2O 反應時P-O-P 鍵斷裂的情況，說明反應的產物。19、解：見課本P54116-20 完成下列物質間的轉化：（1）NH4NO3 NO HNO2 NH4+(2) Ca3(PO4)2 P4 PH3 H3PO4（3） As2O3 Na3AsO4 Na3AsS420、解：（1）NH4NO3N2+O2+H2O N2+O2 2NO+O2=2NO2NO+NO2+H2O=2HNO2NO2+H2O=HNO3+NOHNO3+Zn=NH4NO3+Zn(NO3)2+H2O(2) 2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10COP4+3KOH+3H2O=PH3+3KH2PO28CuSO4+2PH3+8H2O=2H3PO4+8H2SO4+8Cu11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4(3) As2O3+6NaOH=2Na3AsO3+3H2O AsO33- +I2+2OH- =AsO43- +2I- +H2O 2AsO33- +6H+ +3H2S=As2S3+6H2O16-21鑒別下列各組物質：（1）NO2-和NO3-（2）AsO43-和PO43-（3）AsO43-和AsO32-（4）PO43-和P2O74-（5）H3PO4和H3PO3（6）AsO43-和AsS43-21、解：(1) 用淀粉KI溶液,作用后,溶液變藍色的是NO-2(2) 用淀粉KI溶液,作用后,溶液變藍色的是AsO43-;(3)在酸性條件下,加SnCl2 ,反應后有黑棕色的As析出的是AsO33- (4)能使蛋白質沉淀的是P2O74-;(5)用AgNO3溶液.(6)用稀鹽酸酸化,有蛋黃色沉淀析出的是AsS4316-22完成并配平下列反應的方程式：（1）NH4Cl +NaNO2（2）NO2- +ClO- +OH- Cl-（3）N2H4 +H2O2（4）NH2OH + Fe3+ N2O（5）HN3 + Mg（6）KNO3 +C + S （7）AsH3 + Br2 + KOH K3AsO4（8）PH3 +AgNO3 + H2O（9）HPO32- + Hg2+ +H2O（10）H2PO2- + Cu2+ + OH-（11）Ag(NH3)2+ + AsO33- + OH-（12）Na3AsO4 + Zn +H2SO422、解：以下均寫反應后的產物：（1） NH4Cl+H2O（2） Cl-+NO3- +H2O（3） N2+H2O（4） N2O+Fe2+（5） Mg（N3）2+H2（6） K2S+N2+CO2（7） K3AsO4+KBr（8） Ag+H3PO3+HNO3（9） Hg2+2+PO43-（10） Cu2O+PO43-（11） Ag+AsO43-（12） Zn2+AsO33-16-23有一種無色氣體 A ，能使熱的CuO 還原，并逸出一種相當穩(wěn)定的氣體B ，將A 通過加熱的金屬鈉能生成一種固體C ，并逸出一種可燃性氣體D 。 A能與Cl2 分步反應，最后得到一種易爆的液體E 。指出ABCD 和E 各為何物？并寫出各過程的反應方程式。23、解：A：NH3；B：N2；C：NaNH2；D：H2；NCl316-24第A 族和第A 族氫化物在沸點時的蒸發(fā)焓如下： rH/kJ.mol-1 rH/kJ.mol-1 NH3 233 H2O 406 PH3 14.6 H2S 18.7 AsH3 16.7 H2Se 19.3 SbH3 21.0 H2Te 23.1以每族氫化物蒸發(fā)焓對其摩爾質量作圖，假定NH3 和H2O 不存在氫鍵時，估計它們的蒸發(fā)焓各是多少？在液氨和H2O 中，何者具有較強的氫鍵？第17章碳硅硼17-1對比等電子體CO 與N2 的分子結構及主要物理化學性質。1、解：CO 與N2是等電子體，結構相似，分子中也有三重鍵，即一個但和N2不同的是：其中一個鍵是配鍵，其電子來自氧原子。17-2 概述 CO的實驗室制法及收集方法。寫出 CO 與下列物質起反應的方程式并注明反應的條件：（1）Ni ；（2）CuCl；（3）NaOH ；（4）H2 ；(5)PdCl22、解：用濃硫酸作脫水劑，使HCOOH脫水而得。 用排水法收集CO。Ni +CO=Ni（CO）4CO+ 2CuCl+ H2O= CO2+ Cu+ 2HCl17-3 某實驗室備有 CCl4 干冰和泡沫滅火器內為Al2(SO4)3 和NaHCO3 ，還有水源和砂。若有下列失火情況，各宜用哪種方法滅火并說明理由：(1)金屬鎂著火；（2）金屬鈉著火；(3)黃磷著火；（4）油著火；（5）木器著火3、解：（1）砂 （2）砂 （3）CCl4 ，干冰和泡沫滅火器，砂均可以。 （4）干冰和泡沫滅火器，砂 （5）以上方法均可17-4 標準狀況時，CO2 的溶解度為 170mL/100g 水：（1）計算在此條件下，溶液中H2CO3 的實際濃度；（2）假定溶解的CO2全部轉變?yōu)镠2CO3，在此條件下，溶液的PH是多少？4 、解：（1）100g水中，H2CO3的物質的量為17010-3/22.4=0.00759mol;所以H2CO3的實際濃度為0.00759mol/L；（2）由公式=所以p H=4.2417-5 將含有Na2CO3 和NaHCO3 的固體混合物60.0g 溶于少量水后稀釋到2.00L，測得該溶液的PH為10.6 ，試計算原來的混合物中含Na2CO3 及NaHCO3 各有多少克？5、解：設碳酸鈉為xg；則NaHCO3 為（60-x）g；由公式=5.6110-11=10-10。6代入公式得x=44.29g;則NaHCO3為17.71g17-6 試分別計算0.1mol.L-1NaHCO3 和 0.1mol.L-1 (NH4)2CO3溶液的PH 。（提示： NH4HCO3 按弱酸弱堿鹽水解計算。）（已知：NH3.H2O Kb=1.77105 ; H2CO3 K1=4.310-7 ,K2=5.6110-11）6、解：（1）由=所以17-7在 0.2 mol.L-1 的Ca2+鹽溶液中，加入等濃度等體積的Na2CO3 溶液 ，將得到什么產物？若以 0.2 mol.L-1 的Cu2+ 代替Ca2+ 鹽，產物是什么？再以0.2 mol.L-1 的 Al3+ 鹽代替Ca2+ 鹽，產物又是什么？試從濃度積計算說明。7、解：CaCO3白色沉淀； 產物為Cu2（OH）2CO3 ；產物為Al（OH）317-8 比較下列各對碳酸鹽熱穩(wěn)定性的大?。?）Na2CO3和BeCO3 (2) NaHCO3和Na2CO3（3）MgCO3和BaCO3（4）PbCO3和CaCO38、解：熱穩(wěn)定性：(1) Na2CO3BeCO3; (2)NaHCO3Na2CO3 (3)MgCO3BaCO3(4)PbCO3CaSO4CaCO3Ca(HCO3)2H2CO3(2)K3PO4KClO3KNO3AgNO3HNO318-12用BaCO3CaCO3 以及它們的組成氧化物的標準生成焓計算BaCO3和CaCO3 的分解焓，并從結構上解釋為什么BaCO3 比CaCO3 穩(wěn)定？12、 解：由標準生成焓數據表，經計算得由于值相差很小，故值主要取決于值，所以 沒有穩(wěn)定。18-13用表18-18中各元素最高氧化態(tài)含氧酸（包括氧化物）的 為縱坐標，各元素的原子序數為橫坐標，作出p區(qū)各族元素含氧酸的氧化性強度曲線，并從曲線圖形分析各周期及各族非金屬元素最高氧化態(tài)含氧酸氧化性的變化規(guī)律。18-14試解釋下列各組含氧酸（鹽）氧化性的強弱：（1）H2SeO4 H2SO4 (稀)(2)HNO2HNO3(稀)（3）濃H2SO4稀H2SO4（4）HClOHBrOHIO （5）HClO3(aq) KClO3(aq)14