北師大《無機化學》第四版習題答案——下冊.doc

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______________________________________________________________________________________________________________ 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(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;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：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(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) XeO3 9、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 + Xe→ 10、解： 第14章鹵素 14-1 電解制氟時，為何不用 KF 的水溶液？液態(tài)氟化氫為什么不導電，而氟化鉀的無水氟化氫溶液卻能導電？ 1、解：因為F2與水能發(fā)生劇烈的化學反應；液態(tài)HF分子中，沒有自由移動的離子，故而不能導電。而在KF的無水HF溶液中，存在K+，HF2-； 14-2氟在本族元素中有哪些特殊性？氟化氫和氫氟酸有哪些特性？ 2、解：（1）由于F的半徑特別小，故F2的離解能特別小，F(xiàn)-的水合熱比其他鹵素離子多。 （2）HF分子間存在氫鍵，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）F2與水反應產(chǎn)物復雜。 （5）HF是一弱酸，濃度增大，酸性增強。 （6）HF能與SiO2或硅酸鹽反應，生成氣態(tài)SiF4； 14-3（1）根據(jù)電極電勢比較KMnO4 ﹑K2Cr2O7 和 MnO2 與鹽酸(1mol.L-1)反應而生成Cl2 的反應趨勢。 （2）若用MnO2與鹽酸反應，使能順利地發(fā)生Cl2 ，鹽酸的最低濃度是多少？ 3、解：(1)根據(jù)電極電勢的關系，可知反應趨勢： KMnO4>K2Cr2O7>MnO2; 14-4根據(jù)電勢圖計算在298K時，Br2 在堿性水溶液中歧化為Br- 和BrO3- 的反應平衡常數(shù)。 4、解：由公式：-ZFE=-RTlnK 得：K=exp（ZFE/RT） =2.92×1038 14-5 三氟化氮NF3（沸點-129℃）不顯Lewis 堿性，而相對分子質(zhì)量較低的化合物NH3 （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）NH3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)原子的電負性較大，削弱了中心原子N的負電性。 14-6 從鹽鹵中制取Br2 可用氯氣氧化法。不過從熱力學觀點看，Br- 可被O2 氧化為Br2 ，為什么不用O2 來制取Br2 ？ 14-7通Cl2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Cl2 ，試用電極電勢說明這兩個現(xiàn)象。 7、解：因為Cl2通入消石灰是在堿性介質(zhì)中作用的，又因為，所以Cl2在堿性條件下易發(fā)生歧化反應。 而在漂白粉溶液中加入鹽酸后，酸性條件中, ，故而如下反應能夠向右進行: HClO + Cl- + H+ = Cl2 + H2O 14-8 下列哪些氧化物是酸酐：OF2 ﹑Cl2O7﹑ClO2﹑Cl2O﹑Br2O 和 I2O5 ？若是酸酐，寫出由相應的酸或其它方法得到酸酐的反應。 8、解：Cl2O7是HClO4的酸酐。Cl2O，Br2O分別是HClO，HBrO 的酸酐 14-9 如何鑒別KClO﹑KClO3和 KClO4 這三種鹽？ 9、解：分別取少量固體加入干燥的試管中，再做以下實驗 加入稀鹽酸即有Cl2氣放出的是KClO; KClO+2HCl=KCl+Cl2+H2O 加入濃鹽酸有Cl2與放出且溶液變黃的是KClO3; 8KC1O3+24HCl(濃)=9Cl2↑+8KCl+60ClO2(黃)+12H2O 另一種則為KClO4 14-10 以 I2 為原料寫出制備HIO4﹑KIO3﹑I2O5 和KIO4 的反應方程式。 14-11（1）I2 在水中的溶解度很小，試從下列兩個半反應計算在298K 時 ，I2飽和溶液的濃度。 I2(s) + 2e- ≒ 2I-； Φθ = 0.535V I2(aq) + 2e- ≒ 2I-； Φθ = 0.621V （2）將0.100mol I2 溶解在1.00L 0.100mol.L-1 KI 溶液中而得到I3- 溶液 。I3-生成反應的 Kc 值為0.752，求 I3- 溶液中I2 的濃度。 14-11、(1)I2（aq）=I2（s） K=exp（ZFE/RT） =812 K=1/[I2（aq）] I2（aq）=1/812=0.00123mol/L (2) I2+I-=I3-; KC=;所以[I2]= 解得x=0 .0934mol/L。 14-12利用電極電勢解釋下列現(xiàn)象：在淀粉碘化鉀溶液中加入少量NaClO 時 ，得到藍色溶液A，加入過量NaClO 時 ，得到無色溶液 B ，然后酸化之并加少量固體 Na2SO3 于B 溶液，則A的藍色復現(xiàn)，當Na2SO3 過量時藍色又褪去成為無色溶液C ，再加入NaIO3 溶液藍色的A 溶液又出現(xiàn)。指出A﹑B﹑C各為何種物質(zhì)，并寫出各步的反應方程式。 12、解：A：I2 ； B：NaIO3 ； C：NaI 14-13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(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，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ClF3﹑BrF3 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(zhì)和名稱。 17、解：利用鹵化物與濃硫酸反應的不同現(xiàn)象，可以鑒別。 14-18 請按下面的實例，將溴﹑碘單質(zhì)﹑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(zhì)量；(0.06/22.4)×2×126.9=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P490 15-4 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：O3>O2; 沸點：O3>O2; 極性：O3>O2; 磁性；O3BeCO3; (2)NaHCO3CaSO4>CaCO3>Ca(HCO3)2>H2CO3 (2)K3PO4>KClO3>KNO3>AgNO3>HNO3 18-12用BaCO3﹑CaCO3 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(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ψθ 為縱坐標，各元素的原子序數(shù)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)HNO2﹥HNO3(稀)（3）濃H2SO4﹥稀H2SO4（4）HClO﹥HBrO﹥HIO （5）HClO3(aq) ﹥KClO3(aq) 14、解：見課本P626 18-15何謂次極周期性？為什么它在p區(qū)第二 ﹑第四﹑第六周期中表現(xiàn)出來？為什么它主要表現(xiàn)在最高氧化態(tài)化合物的性質(zhì)（穩(wěn)定性和氧化性）上？ 15、解：見課本18-5 P區(qū)元素的次級周期性 18-16試解釋下列現(xiàn)象： （1）硅沒有類似于石墨的同素異性體。 （2）氮沒有五鹵化氮NX5 ，卻有+Ⅴ 氧化態(tài)的 N2O5﹑HNO3 及其鹽，這二者是否矛盾？ （3）砷的所有三鹵化物均已制得，而五鹵化物只制得AsF5 和 AsCl5 ，而且后者極不穩(wěn)定。 （4）硫可形成n=2～6 的多硫鏈，而氧只能形成n=2 的過氧鏈。 第19章金屬通論 19-1舉例說明哪些金屬能