北師大《無(wú)機(jī)化學(xué)》第四版習(xí)題答案——下冊(cè).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(diǎn)是什么?目前開(kāi)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(lái)源于地球上儲(chǔ)量豐富的水,因而資源不受限制; (2) 氫氣燃燒時(shí)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(huì)污染環(huán)境; (4) 有可能實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)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(gè)方面的問(wèn)題:氫氣的發(fā)生,氫氣的儲(chǔ)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;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(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(shuō)明稀有氣體的熔點(diǎn) 、沸點(diǎn)、密度等性質(zhì)的變化趨勢(shì)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(lái)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(gè)數(shù)相同。 13-5你會(huì)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(jià)的惰性氣氛。 13-6用價(jià)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(méi)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) XeO3 9、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 + Xe→ 10、解: 第14章鹵素 14-1 電解制氟時(shí),為何不用 KF 的水溶液?液態(tài)氟化氫為什么不導(dǎo)電,而氟化鉀的無(wú)水氟化氫溶液卻能導(dǎo)電? 1、解:因?yàn)镕2與水能發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng);液態(tài)HF分子中,沒(méi)有自由移動(dòng)的離子,故而不能導(dǎo)電。而在KF的無(wú)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(diǎn)和汽化熱特別高。 (3)AgF為易溶于水的化合物。 (4)F2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SiO2或硅酸鹽反應(yīng),生成氣態(tài)SiF4; 14-3(1)根據(jù)電極電勢(shì)比較KMnO4 ﹑K2Cr2O7 和 MnO2 與鹽酸(1mol.L-1)反應(yīng)而生成Cl2 的反應(yīng)趨勢(shì)。 (2)若用MnO2與鹽酸反應(yīng),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(shì)的關(guān)系,可知反應(yīng)趨勢(shì): KMnO4>K2Cr2O7>MnO2; 14-4根據(jù)電勢(shì)圖計(jì)算在298K時(shí),Br2 在堿性水溶液中歧化為Br- 和BrO3- 的反應(yīng)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(diǎn)-129℃)不顯Lewis 堿性,而相對(duì)分子質(zhì)量較低的化合物NH3 (沸點(diǎn)-33℃)卻是個(gè)人所共知的Lewis 堿。(a)說(shuō)明它們揮發(fā)性差別如此之大的原因;(b)說(shuō)明它們堿性不同的原因。 5、解:(1)NH3有較高的沸點(diǎn),是因?yàn)樗肿娱g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(guò)從熱力學(xué)觀點(diǎn)看,Br- 可被O2 氧化為Br2 ,為什么不用O2 來(lái)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(shì)說(shuō)明這兩個(gè)現(xiàn)象。 7、解:因?yàn)镃l2通入消石灰是在堿性介質(zhì)中作用的,又因?yàn)?,所以Cl2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, ,故而如下反應(yīng)能夠向右進(jìn)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(xiě)出由相應(yīng)的酸或其它方法得到酸酐的反應(yīng)。 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(shí)驗(yàn) 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(xiě)出制備HIO4﹑KIO3﹑I2O5 和KIO4 的反應(yīng)方程式。 14-11(1)I2 在水中的溶解度很小,試從下列兩個(gè)半反應(yīng)計(jì)算在298K 時(shí) ,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(yīng)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(shì)解釋下列現(xiàn)象:在淀粉碘化鉀溶液中加入少量NaClO 時(shí) ,得到藍(lán)色溶液A,加入過(guò)量NaClO 時(shí) ,得到無(wú)色溶液 B ,然后酸化之并加少量固體 Na2SO3 于B 溶液,則A的藍(lán)色復(fù)現(xiàn),當(dāng)Na2SO3 過(guò)量時(shí)藍(lán)色又褪去成為無(wú)色溶液C ,再加入NaIO3 溶液藍(lán)色的A 溶液又出現(xiàn)。指出A﹑B﹑C各為何種物質(zhì),并寫(xiě)出各步的反應(yīng)方程式。 12、解:A:I2 ; B:NaIO3 ; C:NaI 14-13寫(xiě)出碘酸和過(guò)量 H2O2 反應(yīng)的方程式,如在該體系中加入淀粉,會(huì)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(xiě)出三個(gè)具有共價(jià)鍵的金屬鹵化物的分子式,并說(shuō)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(shì)怎樣? 14-16什么是鹵素互化物? (a)寫(xiě)出ClF3﹑BrF3 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(shí)存在爆炸危險(xiǎn)嗎?說(shuō)明原因。 SbF5 ; CH3OH ; F2 ; S2Cl2 (c)為什么鹵素互化物常是反磁性共價(jià)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(qǐng)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(wèn)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)×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(yīng)? 3、解:見(jiàn)課本P490 15-4 比較O3 和O2 的氧化性﹑沸點(diǎn)﹑極性和磁性的相對(duì)大小。 4、解:氧化性:O3>O2; 沸點(diǎn):O3>O2; 極性:O3>O2; 磁性;O3- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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