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)氮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(chǎn)物為水，不會污染環(huán)境：

(4)有可能實現(xiàn)能量的儲存，也有可能實現(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：氨氣的發(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：PdHo.9;HI

13—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、熔點沸點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、沸點、密度等性質(zhì)的變化趨勢和原因？

4、解：氯、鼠、鼠、家、鼠，這幾種稀有氣體熔點、沸點、密度逐漸增大。

這主要是由于情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(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\He；粒子存在的可能性。為什么氮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)ICL-(b)IBr2"(c)BrOJ(d)CIF

7、解：XeF4平面四邊形XeF2直線形

XeO3三角錐XeO直線形

13—8VSEPR理論判斷XeFz、XeF4>XeF6,XeOF,及CIF3的空間構(gòu)型.

8、解：XeF2直線形XeF4平面四邊形

XeF《八面體XeOFd四方錐

CiF4三角錐

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)XeF?(b)XeF6(c)XeO3

9、解：Xe(g)+，(g)州呼>XeE(g)

Xe(g)+36(g)州)S嗎>XeF。(g)

XeF.o+23HQ=X、eO,+6HF

13-10完成下列反應(yīng)方程式：

(1)XeF?+H20t

(2)XeF4+H20t

(3)XeF6+H20t

(4)XeF2+H2T

(5)XeF4+HgT

(6)XeF4+XeT

10、解：

XeF、+2OH-=Xe+'o,+2/一+“、O

/24/

3

3XeF4+6H0=XeO,+2Xe+-O2+\2HF

XeF.+3",。=XeO.+6HF

XeF6+H2O=XeOFA+2HF

XeF2+H2=Xe+2HF

2Hg+XeF4=Xe+2HgF2

XeF4+Xe=2XeF2

第14章鹵素

14—1電解制藏時，為何不用KF的水溶液？液態(tài)象化氫為什么不導(dǎo)電，而氟化鉀的無水巔化氫溶液卻能導(dǎo)

電？

1、解：因為F?與水能發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)；液態(tài)HF分子中，沒有自由移動的離子，故而不能導(dǎo)電。而在

KF的無水HF溶液中，存在K\HF2";

14-2氯在本族元素中有哪些特殊性？羸化氫和氫氯酸有哪些特性？

2、解：(1)由于F的半徑特別小，故FZ的離解能特別小，F(xiàn)的水合熱比其他鹵素離子多。

(2)HF分子間存在氮鍵，因而HF分子的熔沸點和汽化熱特別高。

(3)AgF為易溶于水的化合物。

(4)Fz與水反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜。

(5)HF是一弱酸，濃度增大，酸性增強(qiáng).

(6)HF能與SiO?或硅酸鹽反應(yīng)，生成氣態(tài)SiF〃

-1

14—3(1)根據(jù)電極電勢比較KMn(h'K?Cr?07和MnO；與鹽酸(Imol.L)反應(yīng)而生成CL的反應(yīng)趨勢。

(2)若用MM)?與鹽酸反應(yīng)，使能順利地發(fā)生CL,鹽酸的最低濃度是多少？

3、解：(1)根據(jù)電極電勢的關(guān)系，可知反應(yīng)趨勢：

KMnO4>K2Cr2O7>MnO2;

14-4根據(jù)電勢圖計算在298K時,Be在堿性水溶液中歧化為BL和Br(h一的反應(yīng)平衡常數(shù).

4、解：由公式：一ZFE二-RTInK

得：K=exp(ZFE/RT)

=2.92X1038

14—5三氟化泉NF3(沸點一129℃)不顯Lewis堿性，而相對分子質(zhì)量較低的化合物N%(沸點-33℃)卻是

個人所共知的Lewis堿。(a)說明它們揮發(fā)性差別如此之大的原因；(b)說明它們堿性不同的原因。

5、解：(1)N%有較高的沸點，是因為它分子間存在氫鍵.

(2)NF3分子中，F(xiàn)原子半徑較大，由于空間位阻作用，使它很難再配合Lewis酸。

另外，F(xiàn)原子的電負(fù)性較大，削弱了中心原子N的負(fù)電性.

14—6從鹽鹵中制取Br2可用氯氣氧化法.不過從熱力學(xué)觀點看，Br一可被0?氧化為Br?,為什么不用0?來

制取BQ?

14-7通CL于消石灰中，可得漂白粉，而在漂白粉溶液中加入鹽酸可產(chǎn)生CL,試用電極電勢說明這兩個現(xiàn)

象。

7、解：因為CIz通入消石灰是在堿性介質(zhì)中作用的，又因為>cio/ci>所以CI2在堿性條件下易發(fā)生歧

化反應(yīng).

而在漂白粉溶液中加入鹽酸后，酸性條件中，斕［Qo/q>eg/。，故而如下反應(yīng)能夠向右進(jìn)行：

+

HCIO+cr+H=CI2+H?0

14—8下列哪些氧化物是酸酎：0F2、CI2O7、CIO2、CM、BnO和l205?若是酸肝,寫出由相應(yīng)的酸或其它

方法得到酸酎的反應(yīng).

8、解:CI2O7是HCI04的酸酊。CI20,BrzO分別是HCIO,HBrO的酸酊

1474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：(AICI3)2；(AIBr3)2；(All3)2；分子中均含有配位鍵

14-15什么是多鹵化物？與L一離子比較，形成Be一、CI3-離子的趨勢怎樣？

1476什么是鹵素互化物？

(a)寫出CIF3、BrF3和IF?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；CH30H；F2：S2CI2

(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實臉室有一鹵化鈣，易溶于水，試?yán)脻釮2sCh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請按下面的實例，將漠、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。2與I的體積比是21:78,在273K和101。3kPa下1L水能溶解O2：49.10mL,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0)的氧氣，當(dāng)其中所含。3完全分解后體積變?yōu)?80mL，若將此含有。3的

氧氣1L通入KI溶液中，能析出多少克I??

2、解：由方程式：

2。3=30?可知該混合氣體中含有臭氧60ml；

ife03+21-+H20=02+12+20H-;可算出析出I2的質(zhì)量;(0o06/22.4)X2X126O9=0o68g;

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03,它有什么特征反應(yīng)？

3、解：見課本P490

15-4比較。3和。2的氧化性'沸點、極性和磁性的相對大小。

4、解：氧化性：03>02;

沸點：03>02；

極性:03>02;

磁性；03<02.

15-5少量Mr?可以催化分解H2O2其反應(yīng)機(jī)理屆時如下：H202能氧化Mn"為MnO2,后者又能使H2O2氧化,

試從電極電勢說明上述解釋是否合理，并寫出離子反應(yīng)方程式.

2

5、角機(jī)H2O2+Mn=MnO2+2H^

2

MnO2+H2O2+2H=Mn+O2+2H2O

15-6寫出H202與下列化合物的反應(yīng)方程式，K2s2。8、AgzO、。3、Cr(0H)3在NaOH中、NazCO：.(低溫)。

6、解：H202+K2s2。8=K2S04+02+H2sO,

H02+Ag20=2Ag+0H+02t

-2-

3H202+2Cr(0H)3+40H=2Cr04+8H20

15—7SO?與Cl?的漂白機(jī)理有什么不同？

7、解：S02的漂白作用能和一些有凱色素結(jié)合成為無色的化合物。

而CI2的漂白作用是利用HCIO的氧化性

15-8(1)把MS和SO2氣體同時通入NaOH溶液中至溶液呈中型，有何結(jié)果？

(2)寫出以S為原料制備以下各種化合物的反應(yīng)方程式，H2S'H2S2'SF6、SO3'H2SO4'SO2CI2、

Na2s2O40

8、解：(1)先有一些黃色沉淀，后沉淀溶解。

(2)S+HFH?S

S+3F2—些JSF6

2SO2+O2-2SO3

SO3+H2O=H2sO4

SO3+SCI2=SOCI2

2NaHS03+Zn=Na2S204+Zn(OH)2

15—9(1)純H2s04是共價化合物，卻有較高的沸點(657K),為什么？

(2)稀釋濃H2s04時一定要把H2S04加入水中邊加邊攪拌而稀釋濃HN03與濃鹽酸沒有這么嚴(yán)格規(guī)定，為什

么？

9、解：(1)100%的硫酸具有相當(dāng)高的沸點，是因為它的自偶電離生成HSOJHSO/

(2)硫酸比水重，如果將水加入硫酸中，水會浮在液體上層，溶解過程所放出的大量熱，使水沸騰，造成危險。

15—10將amolNa2SO4和bmolNa2s溶于水，用稀H2S04酸化，若a:b大于1/2,則反應(yīng)產(chǎn)物是什

么？若小于1/2,則反應(yīng)產(chǎn)物是什么？若等于1/2,則反應(yīng)產(chǎn)物又是什么？

10、解：大于1;2,產(chǎn)物為S和Na2s。3

小于1:2,產(chǎn)物為S和Na￡;

等于1:2,產(chǎn)物為S

15—11完成下面反應(yīng)方程式并解釋在反應(yīng)(1)過程中，為什么出現(xiàn)由白到黑的顏色變化？

(1)Ag+S2O3”(少量)一

(2)Ag+SzCVX過量)T

15—11、(1)Ag-+SB2"=Ag2s2O3(黑色)

2Ag2sQ=2Ag2s(黑色)+280?+0?

(2)Ag+2S2O32=Ag(S2O3)2

1572硫代硫酸鈉在藥劑中常用做解毒劑，可解鹵素單質(zhì)、重金屬離子及乳化物中毒。請說明能解毒的原因，

寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式.

2-2-

12、解:解毒鹵素單質(zhì)；C12+S203=Cr+S04

22-

i2+s2o3-=r+s4O6

3-

解毒重金屬離子;Ag'+ZSQ?-二Ag(S203)2

解毒氯億物：

1573石灰硫磺合劑(又稱石硫合劑)通常是以硫磺粉、石灰及水混合。煮沸、搖勻而制得的橙色至櫻桃色透

明水溶液，可用做殺菌、殺螭劑。請給予解釋，寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。

13、解：S+Ca(OH)2=CaS+CaSO3+H2O

2

15-14電解硫酸或硫酸氨氮制備過二硫酸時,雖然①9(O2/H2O)(1.23V)小于①'(S208~/S04)(2.05V),

為什么在陽極不是山。放電，而是HSOJ或sor放電？

14、解：H20在陽極放電放出02的過電位較大.

15—15在酸性的KIOj溶液中加入Na2s2O3,有什么反應(yīng)發(fā)生？

22

15、角單：8103-+5S203-+H20M12+10S04'+2H+

15—16寫出下列各題的生成物并配平。

(1)Na2O2與過量冷水反應(yīng)；

(2)在g2。2固體上滴加幾滴熱水;

(3)在Na￡03溶解中通入S0?至溶液的PH二5左右；

(4)H2s通入FeCh溶液中;

(5)Cr2s3加水;

(6)用鹽酸酸化多硫化鎂溶液；

(7)Se和HNO3反應(yīng)。

16、解:(1)Na202+2H20=H202+2Na0H

(2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

(3)Na2co3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2

(4)H2s+2FeCL=S+2FeCL+2HCI

⑸Cr2s3+H2O=Cr(OH)3+H2s

(6)(NH4)2SX+2HCI=2NH4CI+(X-1)S+H2s

(7)3Se+4HN03+H20=3H2Se03+4N0

15-17列表比較S'Se'Te的+IV和+VI氧化態(tài)的含氧酸的狀態(tài)、酸性和氧化還原性。

17、解：見課本P.2

15—18按下表填寫各種試劑與四種含硫化合物反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。

1579畫出SOF2'S0CI2、S0Br2的空間構(gòu)型。他們的0-S鍵鍵長相同嗎？請比較它們的0—S鍵鍵能和鍵長

的大小。

19、解：見武漢大學(xué)教材習(xí)題第13章11

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，請試用硫的電勢圖解釋表中某些化學(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？為何琉與氫氧化鈉反應(yīng)能生成琉化鈉

等。

20、解：因為=-O.5O8V;^_/5=-0.66IV.所以S能溶解在NaOH中.

第16章氮磷神

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(201kJ.moL)的??？而N=N鍵的鍵能(942kJ。

moI-，)又比P三P鍵(481kJomol-1)的大？

(2)為什么氮不能形成五鹵化物？

(3)為什么N?的第一電離能比N原子的??？

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(包括離域左鍵)，所以，N二N和N三N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M中少量N%和NL中的水氣？

(2)如何除去NO中微量的NO2和中少量NO的？

2、解：(1)將氣體通過稀HCI溶液；通過堿石灰

(2)通過NaOH溶液；

16—3以N&與用0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，而在液氮溶劑中卻是強(qiáng)酸？

-

3、解:NH3+40=NH；+0H；

閃此，NH,和質(zhì)子的鍵合能力強(qiáng)于H20如質(zhì)子的鍵合能力：正因為如此，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。

NH20HNH3N2H4PH3ASH3

16-5請解釋下列事實：

(1)為什么可用濃氮水檢查款氣管道的漏氣？

(2)過磷酸鈣肥料為什么不能和石灰一起貯存？

(3)由碑酸鈉制備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，彩成大量白煙.

(2)過磷酸鈣中含有Ca(H2POi)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)犍長和鍵角的問題：

(1)在此一離子中，兩個N—N鍵由相等的鍵長，而在NW中兩個N-N鍵長卻不相等；

(2)從NO；N0到NO一的鍵長逐漸增大：

(3)NO；'N02'NO/鍵角(NONO)依次為180°'134.3°、115。4°o

(4)NH3、PH3、ASH3分子中的鍵梵依次為107°、93.08°、91。8°,逐漸減小。

6、解：(1)在此一中存在2%；離域縫，2個N—N鍵是等效的，性質(zhì)一樣，鍵長相等。

在NL分子中，沒有離域鍵。

(2)按照分子軌道理論，三者鍵級分別為3,205,2O所以鍵長逐漸增大。

(3)N02中的未成對電子易電離，失去一個電子形成陽離子N01,或獲得一個電子形成NO?一,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。

-1_1

16—7已知F2'CI2'N2的離解能(D)分別為192.5kJ.mol'242.6kJomol'946kJomoL;平均鍵

能N-Cl、N-F分別為192.5kJ.mo『、276kJ.mol'試計算NF3(g)和NCL(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成子,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NCL(I)和NCL(g)之間的相

變熱效應(yīng)。)

7、解：A//NF3=3X156O9+946—2X276X3=-239.3kJ/moI；

\Hw.i3=3X242.6+946—2X192。5X3=518.8kJ/moI;

由此可知，NF3更加穩(wěn)定。

16-8為了測定錠態(tài)泉肥中的含氮量，稱取固體樣品Oo2471g，加過量NaOH溶液并進(jìn)行蒸儲，用50.00MI

0.1050moloL-1HCI吸收蒸出的氮氣，然后用0.1022moI。L-1NaOH溶液滴定吸收液中剩余的HCI,滴定中

消耗了11.69mlNaOH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：50X10"x0o1050—11.69X10-3X0.1022=4.055X10-3moI/L;

所以N的百分含量為4。055X10-3X14/0.2471=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)？P%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,PL比NL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NaOH'CaCI2在空氣中潮解，實質(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,CaCI2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。2與。3,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。2和。3,黃璘和白磷的構(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)HN03的分子結(jié)構(gòu)，說明HN03為什么不穩(wěn)定？

(2)為什么久置的濃HN03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(濃或稀)的硝酸？

12、解：(1)HNO,分子中由于一個質(zhì)子與N0「相連，鍵長和鍵南也發(fā)生了變化，與H相連的N-0鍵較長，所以

HN03分子的對稱性較低，不如NOJ離子穩(wěn)定，氧化性較強(qiáng)。

(2)因為HN03不穩(wěn)定，容易分解成Nth,所以溶液呈黃色.

16-13若將0。0001molH3P0,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H3P04

、H2POJ、HPO?-和P0Z的濃度。

13、解：由公式［“3。。/二

[〃+F+[H+]K+[H+『KK+KEK3

[H+\K

[HPO2\]

["+『+9+](+[〃+『K應(yīng)+(K2K3

[P0^~]=

[W+]3+田]&+[”+/儲(+&K2K3

由上述公式即可求得各自的濃度。

1674試從平衡移動的原理解釋為什么在NazHPCL或NaH2P0,溶液中加入AgN()3溶液，均析出黃色的Ag3P。4

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.

HPO：ofr+PO^

14、解：因為在溶液中存在以下平衡；。HPO：oH++PO；；

當(dāng)加入Ag+后，Ag'和P0；一結(jié)合生成Ag3P。4沉淀，使得上述平衡向右移動.

1

16-15試計算濃度都是0.1moLL的H3PCh、NaH2P04'N%HPth和Na3P。4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["+]=灰￡

求得。

16-16AsO產(chǎn)能在堿性溶液中被h氧化成AsO/,而H3ASO4又能在酸性溶液中被廠還原成HaAsCh,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。一>0_，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)H4P2。7和(HP03)n的酸性比強(qiáng).

(2)HN03和H3ASO4均有氧化性，而H3P。4卻不具有氧化性.

(3)H3P。4、H3P。3、H3P。2三種酸中，H3P。2的還原性最強(qiáng).

16—18畫出下列分子結(jié)構(gòu)圖：

PQ」一PF/AsSAsSZPCF

16—19畫出結(jié)構(gòu)圖，表示PQio和不同物質(zhì)的量的心0反應(yīng)時P—0-P鍵斷裂的情況，說明反應(yīng)的產(chǎn)物。

19、解：見課本P541

16—20完成下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化:

(DNH4NO3—N0—HNO2―NH；

I；

(2)Ca3(PO’rr—P,―PI4H3P。4

(3)AS2O3NaaAslL-Na3Ass4

20、解：

(1)NH4NO3—^N2+O2+H2O

N2+O2-3->NO

2N0+02=2N0?

NO+NO2+H2O=2HNO2

N02+H20=HN03+N0

HN03+Zn=NH.N03+Zn(N03)2+H20

(2)2Ca3(P04)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10C0

P4+3KOH+3H2O=PL+3KH2PO2

8CUSO4+2PH3+8MO=2H3Po4+8H2SO4+8CU

11P+15CuS04+24H?0二5CsP+6H3Po4+15H2S04

(3)As2O3+6NaOH=2Na3AsO3+3H2O

-

AsO3A+I2+2OH=AsO/~+21-+H20

3-

2ASO3+6H"+3H2s=As2s3+6H2O

16-21鑒別下列各組物質(zhì)：

(1)NOJ和N(h一(2)AsO?"和P0『

(3)AsO7一和AS03?(4)P0『一和PzCb"一

⑸H3P(L和HFO?(6)AsO：一和AsS/一

21、解：(1)用淀粉KI溶液，作用后，溶液變藍(lán)色的是N(T2

(2)用淀粉KI溶液，作用后，溶液變藍(lán)色的是AsO『；

(3)在酸性條件下，加SnCI2,反應(yīng)后有黑棕色的As析出的是AsOL

(4)能使蛋白質(zhì)沉淀的是P2O7一;

(5)用AgN03溶液。

(6)用稀鹽酸酸化，有蛋黃色沉淀析出的是AsS2

16-22完成并配平下列反應(yīng)的方程式：

(DNH^CI+NaNO2T

(2)NO/+CIO-+OHtcr

⑶N2H4+H202T

34

(4)NH20H+FeTN20

(5)HN3+MgT

(6)KNO?+C+ST

(7)ASH3+Br2+KOHTK3AsO,

(8)PH3+AgNO3+H20T

(9)HP01+Hg"+H20T

(10)H2PCh-+Cu2++OFTT

+3-

(11)[Ag(NH3)2]+AS03+OHJ

(12)Na.AsO4+Zn+H601

22、解：以下均寫反應(yīng)后的產(chǎn)物：

(1)NH4CI+H20

(2)Cl+NOJ+H2O

(3)N2+H2O

(4)N2O+F，*

(5)Mg(N3)2+H2

(6)K2S+N2+CO2

(7)K3AsO4+KBr

(8)Ag+H3PO3+HNO3

(9)HgT+POA

(10)CikO+PO；—

(11)Ag+AsO?-

2，3

(12)Zn+As03

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CL分步反應(yīng)，最后得到一種易爆的液體E。指出

A、B、C、D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;NCI3

16—24第VA族和第VIA族氫化物左沸點時的蒸發(fā)爆如下:

△rH"/kJ.moI1△rkT/kJ。moI'

NH3233H20406

14.618o7

PH3H2s

ASH316o7H?Se19o3

SbH321.0HJe23.1

以每族氯化物蒸發(fā)蛤?qū)ζ淠栙|(zhì)量作圖，假定NH3和H20不存在氫鍵時，估計它們的蒸發(fā)蛤各是多少？在液氨

和40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與電是等電子體，結(jié)構(gòu)相似，分子中也有三重鍵，即一個。和兩個施，但和由不同的是：其中一個萬

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(zhì)起反應(yīng)的方程式并注明反應(yīng)的條件：(1)Ni;

(2)CuCI;(3)NaOH；(4)H2;(5)PdCI2

2、解：用濃硫酸作脫水劑，使HCOOH脫水而得。

HCOOH-^^-^CO+H2O用排水法收集CO。

Ni+C0=Ni(CO)4

C0+2CuCI+H20=C02+Cu+2HCI

CO+NaOH戶四處！。:空HCOONa

CO+H2，/號>CO2+H2O

CO+PdCl2+H2O=CO2+PdJ+H2O

17-3某實臉室備有CCL干冰和泡沫滅火器[內(nèi)為Alz(SOD3和NaHCOs],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)CCL,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，C02的溶解度為170mL/100g水：

(1)計算在此條件下，溶液中H2c的實際濃度；

(2)假定溶解的CO2全部轉(zhuǎn)變?yōu)镠2c。3,在此條件下，溶液的PH是多少？

4、解：(1)100g水中，H2c。3的物質(zhì)的量為17010-722O4=0。00759mol;

所以H2cCh的實際濃度為0。00759moI/L;

(2)由公式［〃+］=jKxc=，4.3x10-7x000759=5.71x10—5/75〃

所以pH=4024

17-5將含有Na?C03和NaHCCh的固沐混合物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Na2c。3及NaHCO?各有多少克？

5、解：設(shè)碳酸鈉為xg；則NaHCCh為(60-x)g；

11

由公式［H+］=K'XCNaHCQ3=561x10-X例一的儂二16

Gva2c03犬/106

代入公式得x=44.29g;則NaHCCh為17.71g

17-6試分別計算0。1moloL'NaHC03和0.1moloL(NH02c0?溶液的PH。(提示：NHMW按弱酸弱堿

鹽水解計算.)(已知:NH3.H2OKb=1o77X105;H2CO3K1=4.3X10'7,K2=5.61X10-11)

6、解：(1)由［0月一］=7^7二)(1074/4.3、10-7)乂0.1=4.82><10-5"?！ㄐ?/p>

所以〃H=14-pOH=14-4.32=9.68

17—7在0。2mol.l/的Ca?+鹽溶液中，加入等濃度、等體積的Na2c。3溶液，將得到什么產(chǎn)物？若以0.2

mol。L的Cd?代替Ca"鹽，產(chǎn)物是什么？再以0.2mol.L-的Al*鹽代替Ca冷鹽，產(chǎn)物又是什么？試

從濃度積計算說明。

7、解：CaC03白色沉淀；產(chǎn)物為Cu2(OH)2cO3;產(chǎn)物為Al(OH)3

17—8匕較下列各對碳酸鹽熱穩(wěn)定性的大小

(1)Na2CO3^BeC03(2)NaHCOj和Na2c(h(3)MgCOa^BaCOa(4)PbCO3^CaCO3

8、解：熱穩(wěn)定性：

(1)Na2c。3>BeCO3：(2)NaHCO3<Na2CO3(3)MgCO3<BaC03

(4)PbC03<CaCO3

17—9如何鑒別下列各組物質(zhì)：

(1)Na2C03,Na2SiO3,NaC,O?。10H20

(2)NaHCO3,Na2cO3

(3)CH4,Si3

9.解：(1)先做硼砂珠實臉，鑒定出NazB。。10&0;然后用Al2(S(L)3鑒定出Na2c現(xiàn)象有沉淀和氣泡產(chǎn)

生。

(2)再酒精燈上加熱，有氣體產(chǎn)生的是NaHC03

(3)利用SiH4在堿的催化下，劇烈水解有白色沉淀產(chǎn)生，而CH4無此現(xiàn)象

17—10怎樣凈化下列兩種氣體：

(1)含有少量CO?、。？和H20等雜質(zhì)的CO氣體；

(2)含有少量H20、CO、O2、N2及微量H2S和S02雜質(zhì)的C02氣體。

10、解：(1)依次通過熾熱的碳粉，紅熱的銅網(wǎng)，以及堿石灰。

(2)在氧氣中充分著燒后，通過澳水，再依次通過灼熱的銅網(wǎng)，濃硫酸，再與鎂條充分著燒后，通入氧

氣中再著燒充分。

17-11試說明下列現(xiàn)象的原因：

(1)制備純硼或硅時，用氨氣做還原劑比用活潑金屬或炭好；

(2)硼砂的水溶液是緩沖溶液；

(3)裝有水玻璃的試劑瓶長期敞開瓶口后，水玻璃變渾濁；

(4)石棉和滑石都是硅酸鹽，石棉具有纖維性質(zhì)，而滑石可做潤滑劑。

11、解：(1)用氯氣做還原劑，不會帶來雜質(zhì)。

(2)因為硼砂易溶于水，也較易水解,在水溶液中存在以下平衡：

當(dāng)。尸+7H2O<~~>4/畋+20，-

所以，它具有緩沖作用.

(3)因為硅酸鹽易與空氣中的CO?反應(yīng)，產(chǎn)物有硅酸白色沉淀，所以溶液呈混濁狀態(tài)。

(4)石棉的化學(xué)式為CaMg3(S04)4;滑石的化學(xué)式為Mg3(SiOAo)(OH)2

17—12試說明下列事實的原因：

(1)常溫常壓下，C02為氣體而S02為固體；

(2)CF4不水解,而BF3和SiF’都水解；

(3)BF3和SiF,水解產(chǎn)物中，除有相應(yīng)的含氧酸外，前者生成BF；,而后者卻是SiF6〃.

12、解：(1)C02為分子晶體化合物；而Si(h為原子晶體，其熔沸點相當(dāng)高。

(2)BF*SiF4的水解產(chǎn)物有H3BO3和HzSQ晶體析出.

-

(3)BF3,SiF4的水解產(chǎn)物有HF,HF在與BF3,SiF4結(jié)合生成BF4一;SiF?

17-13試說明硅為何不溶于氧化性的酸(如濃硫酸)溶液中，卻分別溶于堿溶液及HN03與HF組成的混合溶液

中。

13、解:在含氧酸中被鈍化,在有氧化劑(如HNO3,CrO3,KMnO4,H2O2等)存在條件下，與HF反

應(yīng):3Si+4HNO3+18HF=3H￡iF6+4N0T+8H?0

17—14試解釋下列現(xiàn)象：

(1)甲烷既沒有酸也沒有堿的特性；

(2)硅烷的還原性比烷始強(qiáng)；

(3)鹵化物比氯化物容易形成鏈；

(4)BL有二聚物,而BX3卻不形成二聚體。

14、解：(1)CH,分子中，中心原子C上沒有孤電子對，也沒有空就道接受外界電子。所以它既沒有酸性，

也沒有堿性。

(2)硅烷的穩(wěn)定性沒有烷燒強(qiáng)，容易被氧化劑氧化。

17-15說明下列物質(zhì)的組成制法及用途：

(1)泡花堿；

(2)硅膠；

(3)人造分子篩

15、解：泡花堿：Na?OonH20;工業(yè)上生產(chǎn)水玻隔的方法是將石英砂，硫酸鈉和煤粉混合后，放在反射

爐內(nèi)于1373-1623K時進(jìn)行反應(yīng)。

硅膠：H2SiO3;將硅酸凝膠充分洗滌以除去可溶性鹽類，干燥脫去水分后，即成多孔性稍透明的白色固體.

人造分子篩：MI2(AIO2)⑵(Signo27H2O;用水玻璃。偏鋁酸鈉，和氫氧化鈉為原料，按一定的配比并

控制適當(dāng)?shù)臏囟仁蛊涑浞址磻?yīng)而制得。

17-16為什么BM的二聚過程不能用分子中形成氫鍵來解釋？B2H6分子中的化學(xué)鍵有什么特殊性？“三中心二

電子鍵”和一般的共價鍵有什么不同？

16、解：見課本P湖。

17—17B6Mo的結(jié)構(gòu)中有多少種形式的化學(xué)鍵？各有多少個？

17、解：見教材P589。

17—18H3BO3和H3P。3組成相似，為什么前者為一元路易斯酸，而后者則為二元質(zhì)子酸，試從結(jié)構(gòu)上加以解

釋。

18、解：H3BO3分子中，中心原子B有一個空軌道，可以用來容納0H上0原子的一對孤電子，所以它是一元

路易斯酸；而H3P。3分子中，與氧原子相連的H有兩個，所以它是二元質(zhì)子酸。

17—19畫出下列分子(離子)的結(jié)構(gòu)圖：

2-

Si4O1/一，B3N3H6,[B*5(OH)[2-,(BO?).L,siF6

19、解：見物材P587,P581

17-20寫出以硼砂為原料制備下列物質(zhì)的反應(yīng)方程式：

(1)硼砂，(2)三氟化硼，(3)硼氨化鈉

20、解:將硼砂濃溶液與濃硫酸作用后冷卻得H3BO3

Na2[B4O5(OH)4]+H2SO4+3H2O=4HyBO?l+Na2SO4

制得的H3BO3經(jīng)受熱失水后得到B203;

17-21完成并配平下列反應(yīng):

(1)Si+HNO3+HFT(2)Na?BX)7+HCI+H?0T

(3)BF3+Na2cO3+H20T(4)Ca2Si+HCIT

(5)H3BO3+NaOHT(6)Be2c+H2OT

(7)Si02+C+Cl2T(8)B扎+CI2T

(9)H3BO3+C2H50HT(10)Si2H6+H2OT

(11)B2H6+NH3T(12)B2H6+LiHT

(13)Na2sO4+C+SiO2T

21.M:(1)3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4N0T+8H2O

(2)Na2BO+2HCI+5H20=4H3B03J+2NaCI

(3)4BF3+2Na2C03=NaB02+3Na[BFj+2C02

(4)Ca?Si+4HCI=2CaCI2+SiH4

(5)H3BO3+NaOH=NaBO2+2H2O

(6)Be2C+H2O=Be(OH)2J+CH4T

(7)Si0?+2C+2ClFSiCl4+2C0

(8)B；H6+6CI2=2BCI3+6HCI

(9)也BOMCMOH—(0CH3)3+3H20

(10)Si2H6+8H20=2H2Si04+9H2t

(11)3B7H6+6NH3=2BsN3H12H2

(12)B2H6+2LiH=2LiBH4

(13)Na2sCh+C+Si02=Na2Si03+

17—22試計算：

(1)把1.5gH3BO3溶于100ml水中，所得溶液PH為多少？

(2)把足量Na《()3加入75噸純的硬硼鈣石中，假定轉(zhuǎn)化率為85%,問所得硼砂的質(zhì)量是多少？(已知H3BO3

"7。3X1O-10)

22、解：(1)提示：先查表查出硼酸的K,再算出硼酸溶液的濃度c,再根據(jù)公式

+

[H]=s/Kxc9即可算出[H+]=0.0000132mol/L;

所以pH=4.88;

(2)809X103kg；

17-23兩種氣態(tài)硼氧化物的化學(xué)式和密度如下：BH3在290K和53978Pa時的密度為0.629g。L-1;B2H5在

292K和6916Pa時的密度為0。1553g。L-1<,這兩種化合物的相對分子質(zhì)量各是多少？寫出它們的分子式。

23、解：由公式M=處工可求出BH3的M=28。09：B2H5的M二54。52；

P

所以它們的分子式分別為B2H6,BN。

17—24有人根據(jù)下列反應(yīng)式制備了一些硼燒：

4BF3+3LiAIH?T2B2H6+3LiF+3AIF3

若產(chǎn)率為100席,用5gBF3和10.0gLiAIH,反應(yīng)能得到多少克B2H6?制備時，由于用了未經(jīng)很好干燥的乙

醍，有些B2H6與水反應(yīng)損失了，若水的量為0.2g,試計算損失了多少克B2H6?

24、解：量的關(guān)系可以判斷LiAIH4過量，所以得到的B2H6的質(zhì)量為

(5/67081)X0.5X27.62=1.018g;

由于水與B2H6能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：

B?H6+6H?0=2H3B03+6H?

所以損失的B2H6的質(zhì)量為(0.2/18)X，X27.62=0。05g;

6

3

17—25體積為50mL的CO、CO?和H?組成的混合氣體與25mL02,在室溫及1。01X10kPa壓力下點燃，

爆炸后在上述同樣的溫度和壓力測得氣體總體積為37mL。把這37mL氣體用KOH溶液吸收，最后剩下5mL不

能吸收的氣體，計算原混合氣體中各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)。

25、解：02：36%;C044%;C0220%

第18章非金屬元素小結(jié)

18-1按周期表位置，繪出非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖，并分析它們在結(jié)構(gòu)上有哪些特點和變化規(guī)律？

1、解：大多數(shù)位于P區(qū)。結(jié)構(gòu)圖略。

18—2為什么氟和其它鹵素不同，沒有多種可變的氧化態(tài)？

2、解：因為氟原子半徑特別小，對核外電子束縛力強(qiáng)，電子不容易失去，所以氟沒有多種可變的正氧化態(tài).

18-3小結(jié)p區(qū)元素的原子半徑電離能電子親和能和電負(fù)性，按周期性遞變規(guī)律的同時，還有哪些反常之處？

說明其原因。

3、解：P區(qū)元素整體而言，從上到下原子半徑逐漸增大。

詳見課本P629頁o

18—4概括非金屬元素的氨化物有哪些共性？

4、解：非金屬元素都能形成具有最高氧化態(tài)的共價型的簡單氫化物。通常情況下為氣體或揮發(fā)性的液體。

在同一族中，沸點從上到下遞增，但第二周期沸點異常的高。除HF夕卜，其他分子型氨化物都有還原性。非

金屬元素氨化物，相對于水而言，大多數(shù)是酸。

18-5已知下列數(shù)據(jù)：

△‘G/aS.aq)二一27.9kJ.moL

(S2；aq)=85o8kJ。mol-1

01

AfGm(H>Se,aq)=22.2kJomol_

△fG：(Se2-,aq)=129.3kJ.moI-1

試計算下列反應(yīng)的△rG;和平衡常數(shù)K:

2

(1)H2S(aq)T2H'(aq)+S-(aq)

(2)H2Se(aq)T2H*(aq)+Se?(aq)

兩者中哪一個酸性較強(qiáng)。

2

5、解：⑴=A/G^(S-,^)-A/G^(H25,aq)

=85.8-(-27.9)=113o7kJ.mol-1

-20

再由公式=-RTInK得K=exp(—ArG,^//?7)=1-2X1O

(2)按同種方法求出ArG，=107。1,K=1.68X10-19

由此可見H?Se的酸性強(qiáng)于H?So

18—6試從HA酸在電離過程中的能量變化分析影響其酸性強(qiáng)度的一些主要因素。

6、解：非金屬元素氨化物在水溶液中的酸堿性與該氯化物在水中給出或接受質(zhì)子的能力的相對強(qiáng)弱有關(guān)。

影響酸性強(qiáng)度的因素有HA的水合能，解離能，A(g)的電子親和能。A一(g)的水合能，以及H(g)的電離

能，印(g)的水合能有關(guān)。

18—7試從結(jié)構(gòu)觀點分析含氧酸強(qiáng)盜和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系.用鮑林規(guī)則判斷下列酸的強(qiáng)弱：

(1)HCI0(2)HCI02(3)H3ASO3(4)HIO3(5)H3P(h

(6)HBrO3(7)HMnO4(8)H?SeO4(9)HNO3(10)H6TeO6

7、解：詳見課本P松頁。各種酸的強(qiáng)弱詳見表18-8。

18—8試解釋下列各組酸強(qiáng)度的變化順序：

(1)HI>HBr>HCI>HF

(2)HCIO4>H2s(L>H3PO4>H4S1O4

(3)HN0.>HN0?

(4)HIO4>H5IO6

(5)H2SeO4>H5TeO6

8、解：(1)從氟到碘電負(fù)性逐漸減弱，與氫的結(jié)合能力逐漸減弱，分子逐漸容易電離出氫離子，故酸性逐

漸增強(qiáng).

(2)從氯到珪電負(fù)性逐漸減弱，與它相連的氧的電子密度逐漸增大，0-H鍵逐漸增強(qiáng)，從而酸性逐漸減弱。

(3)硝酸分子的非袞基氧多于亞硝酸分子中的非運基氧，HN03中N-0配鍵多，N的正電性強(qiáng)，對羥基中的氧

原子的電子吸引作用較大，使氧原子的電子密度減小更多，0—H鍵越弱，酸性增強(qiáng).

(4)出1。6分子隨著電離的進(jìn)行，酸根的負(fù)電荷越大，和質(zhì)子間的作用力增強(qiáng)，電離作用向形成分子方向進(jìn)行，

因此酸性弱于HI0,.

(5)原因同⑵。

18—9判斷下表中各含氧酸鹽的溶解性(填“易溶”，“可溶”，“難溶”)。

Ag4Cu2+Al3*ICNH/Ca2>

2-

C03'

NO3-

2

S04|

P0?

"

H?PO4

CIO3一

9、解：見溶解性表。

18—10已知下列數(shù)據(jù)

9-S9/J.Komol'

△aOiH/kJomol'

Na2c。3—24.69