北師大等無機(jī)化學(xué)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(diǎn)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(diǎn)：（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(diǎn)是燃燒后的產(chǎn)物為水，不會污染環(huán)境；（4） 有可能實(shí)現(xiàn)能量的儲存，也有可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(dǎo)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(jù)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(zhì)如：原子間不同的作用力、熔點(diǎn)沸點(diǎn)的高低以及被吸附的難易等差異達(dá)到分離的目的。13-4試說明稀有氣體的熔點(diǎn) 、沸點(diǎn)、密度等性質(zhì)的變化趨勢和原因？4、解：氦、氖、氬、氪、氙，這幾種稀有氣體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、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(diǎn)沸點(diǎn)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(shù)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(jié)構(gòu)的稀有氣體化合物的化學(xué)式并指出其空間構(gòu)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(gòu)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(xué)方程式表達(dá)下列化合物的合成方法（包括反應(yīng)條件）：(a) XeF2 (b) XeF6 (c) XeO39、解： 13-10 完成下列反應(yīng)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(yīng)的方程式，如在該體系中加入淀粉，會看到什么現(xiàn)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(lán)，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(gòu)型和分子構(gòu)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(xué)活性大？14-17 實(shí)驗(yàn)室有一鹵化鈣，易溶于水，試?yán)脻釮2SO4 確定此鹽的性質(zhì)和名稱。17、解：利用鹵化物與濃硫酸反應(yīng)的不同現(xiàn)象，可以鑒別。14-18 請按下面的實(shí)例，將溴碘單質(zhì)鹵離子及各種含氧酸的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化條件繪成相互關(guān)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(biāo)準(zhǔn)狀況下， 750mL含有O3 的氧氣，當(dāng)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(zhì)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(yīng)？3、解：見課本P49015-4 比較O3 和O2 的氧化性沸點(diǎn)極性和磁性的相對大小。4、解：氧化性：O3O2; 沸點(diǎn)：O3O2; 極性：O3O2; 磁性；O3SOCl2SOBr2 三個化合物的結(jié)構(gòu)均為三角錐形，S為中心原子，且有一孤對電子。 X電負(fù)性越大，吸引電子能力越強(qiáng)，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(qiáng)，S?O鍵共價成分越大，鍵越短，故S-O鍵越強(qiáng)。 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(qiáng)，S-O間鍵越強(qiáng)。元素電負(fù)性FClBr,分子中S周圍電子密度SOF2 15-20現(xiàn)將硫極其重要化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系列成下表，請?jiān)囉昧虻碾妱輬D解釋表中某些化學(xué)反應(yīng)的原因。例如在酸性介質(zhì)中，硫化氫為何能將亞硫酸（或二氧化硫）還原為單質(zhì)硫？為何硫與氫氧化鈉反應(yīng)能生成硫化鈉等。20、解：因?yàn)?所以S能溶解在NaOH中.第16章氮磷砷16-1請回答下列有關(guān)氮元素性質(zhì)的問題：（1）為什么N-N 鍵的鍵能（167kJ.mol-1）比P-P 鍵（201 kJ.mol-1）的小？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 原子的小？1、 解：（1）N，由于其內(nèi)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(shù)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(zhì)子傳遞的情況，討論H2O NH3 和質(zhì)子之間鍵能的強(qiáng)弱；為什么醋酸在水中是一弱酸，而在液氨溶劑中卻是強(qiáng)酸？3、解：NH3 +H2O=NH4+ +OH- ；因此，NH3和質(zhì)子的鍵合能力強(qiáng)于H2O和質(zhì)子的鍵合能力；正因?yàn)槿绱?，醋酸與水的結(jié)合能力弱于醋酸與氨的結(jié)合能力。這就是大家所熟悉的溶劑拉平效應(yīng)。16-4 將下列物質(zhì)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(shí)：（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(qiáng)酸性溶液中？5、解：（1）兩者反應(yīng)產(chǎn)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(guān)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(zhì)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(fù)性逐漸減小，孤電子對離核越來越遠(yuǎn)，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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)。）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(jìn)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(zhì)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(zhì)？ PH3和過渡金屬形成配合物的能力為什么比NH3 強(qiáng)？9、解：P的電負(fù)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(shí)質(zhì)上有什么不同？潮解的紅磷為什么可以用水洗滌來進(jìn)行處理？10、解：白磷在潮濕空氣中發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng),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(xué)性質(zhì)，而 O2 與O3 ，黃磷與紅磷的化學(xué)性質(zhì)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(gòu)成.而O2和O3,黃磷和白磷的構(gòu)成分子不同,其性質(zhì)當(dāng)然不同.16-12 回答下列有關(guān)硝酸的問題：（1） 根據(jù)HNO3 的分子結(jié)構(gòu)，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(zhì)量的Ag 溶于最少量的硝酸，應(yīng)使用何種濃度（濃或?。┑南跛幔?2、解：(1)HNO3分子中由于一個質(zhì)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(qiáng).(2)因?yàn)镠NO3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(yīng)的反應(yīng)方程式。14、解：因?yàn)樵谌芤褐写嬖谝韵缕胶?.;當(dāng)加入Ag+ 后, Ag+ 和PO43- 結(jié)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(yīng)的介質(zhì)不同,從而電極電勢不同,兩者均滿足,所以反應(yīng)都能進(jìn)行,并不矛盾.16-17試解釋下列含氧酸的有關(guān)性質(zhì)：（1） H4P2O7和(HPO3)n 的酸性比 強(qiáng)。（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(qiáng)。16-18 畫出下列分子結(jié)構(gòu)圖： P4O124- PF4+ As4S4 AsS43- PCl-16-19畫出結(jié)構(gòu)圖，表示P4O10 和不同物質(zhì)的量的H2O 反應(yīng)時P-O-P 鍵斷裂的情況，說明反應(yīng)的產(chǎn)物。19、解：見課本P54116-20 完成下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)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(zhì)：（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(lán)色的是NO-2(2) 用淀粉KI溶液,作用后,溶液變藍(lán)色的是AsO43-;(3)在酸性條件下,加SnCl2 ,反應(yīng)后有黑棕色的As析出的是AsO33- (4)能使蛋白質(zhì)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(yīng)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(yīng)后的產(chǎn)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(dāng)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(yīng)，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(yīng)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(diǎn)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(zhì)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(qiáng)的氫鍵？第17章碳硅硼17-1對比等電子體CO 與N2 的分子結(jié)構(gòu)及主要物理化學(xué)性質(zhì)。1、解：CO 與N2是等電子體，結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)室制法及收集方法。寫出 CO 與下列物質(zhì)起反應(yīng)的方程式并注明反應(yīng)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(shí)驗(yàn)室備有 CCl4 干冰和泡沫滅火器內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)際濃度；（2）假定溶解的CO2全部轉(zhuǎn)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(zhì)的量為17010-3/22.4=0.00759mol;所以H2CO3的實(shí)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(shè)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(chǎn)物？若以 0.2 mol.L-1 的Cu2+ 代替Ca2+ 鹽，產(chǎn)物是什么？再以0.2 mol.L-1 的 Al3+ 鹽代替Ca2+ 鹽，產(chǎn)物又是什么？試從濃度積計算說明。7、解：CaCO3白色沉淀； 產(chǎn)物為Cu2（OH）2CO3 ；產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)生成焓計算BaCO3和CaCO3 的分解焓，并從結(jié)構(gòu)上解釋為什么BaCO3 比CaCO3 穩(wěn)定？12、 解：由標(biāo)準(zhǔn)生成焓數(shù)據(jù)表，經(jīng)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(biāo)，各元素的原子序數(shù)為橫坐標(biāo)，作出p區(qū)各族元素含氧酸的氧化性強(qiáng)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(qiáng)弱：（1）H2SeO4 H2SO4 (稀)(2)HNO2HNO3(稀)（3）濃H2SO4稀H2SO4（4）HClOHBrOHIO （5）HClO3(aq) KClO3(aq)14