大学无机化学第十一章试题及答案教学教材
大学无机化学第十一章试题及答案
第十一二章碱金属和碱土金属
总体目标：
1.掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其性质、存在、制备及用途之间的关系
2.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质及用途
3.掌握碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律
4.掌握碱金属、碱土金属盐类的性质；认识锂和镁的相似性
各节目标：
第一节金属单质
1.了解碱金属和碱土金属单质的物理性质，包括颜色、状态、熔点、沸点、硬度、密度、导电性
2.掌握碱金属和碱土金属单质的化学性质，主要包括：①与水的反应②与非金属的反应（O2、Cl2、N2、H2等等）③与液氨的反应④与其他物质反应
3.了解碱金属和碱土金属的存在、熔盐电解法和热还原法制备方法及用途
第二节含氧化合物
1.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型，包括普通氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物及一些重要氧化物的性质和用途
2.掌握碱金属、碱土金属氢氧化物在同族从上到下溶解性增大及随离子半径的增大碱性增强的变化规律
第三节盐类
1.掌握碱金属、碱土金属重要盐类的热稳定性和溶解性的变化规律及用途
2.认识锂和镁的相似性，掌握它们的特性
Ⅱ习题
一选择题
⒈下列氮化物中最稳定的是（） (吉林大学《无机化学例题与习题》)
A. Li3N
B. Na3N
C. K3N
D. Ba3N2
⒉已知一碱金属含氧化合物，遇水、遇CO 2均可放出氧气，在过量氧气中加此碱金属，可直接生成该含氧化合物，此氧化物之阴离子具有抗磁性，此物质为（ ）
A.正常氧化物
B.过氧化物
C.超氧化物
D.臭氧化物
⒊超氧离子-2O ，过氧离子-22O 与氧分子O 2相比较，稳定性低的原因是（ ）
A. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的少，从而它们的键级小
B. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的少，从而它们的键级大
C. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的多，从而它们的键级小
D. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的多，从而它们的键级大
⒋电解熔融盐制金属钠所用的原料是氯化钠和氯化钙的混合物，在电解过程中阴极析出的是钠而不是钙，这是因为（ ）
A.)/()/(200Ca Ca Na Na ++>??，钠应先析出
B.还原一个钙离子需要2个电子，而还原一个钠离子只需一个电子，
C.在高温熔融条件下，金属钠的析出电位比金属钙低
D.析出钙的耗电量大于析出钠的耗电量
⒌已知)/()/(00Na Na Li Li ++>??，这是由于（ ）
A.锂的电离能大于钾、钠
B.锂与水的反应速度较钾、钠与水的更为强烈
C.锂与水的反应速度较钾、钠与水的更为缓慢
D.Li 的水化能大于Na +和K +的水化能
⒍碱金属氢氧化物的溶解度较碱土金属氢氧化物为大，这是由于（ ）
A.它们的氢氧化物碱性强
B.它们的氢氧化物电离度大
C.碱金属离子的离子势大
D.碱金属离子的电离势小
⒎锂和镁性质上的相似性是由于（）
A.锂、镁的离子极化能力相似
B.锂、镁的离子变形性相似
C.两者离子均为8电子层构型
D.两者离子半径相近、离子电荷相同
⒏下列硫酸盐中热稳定性最高者是（）
A. Fe2（SO4）3
B. K2SO4
C. BeSO4
D. MgSO4
⒐用金属钠在高温下能把KCl中的K还原出来，原因是（）
A.金属钠比金属钾更活泼
B.在高温下，金属钾比金属钠更易挥发，可以使反应△rS0增大
C.NaCl的晶格能高于KCl、NaCl更稳定
D.高温下，KCl可分解成单质金属钾和氯气，氯气和金属钠生成氯化钠
⒑下列金属元素中形成化合物时共价倾向较大的是（）
A.Na
B.Li
C.Ca
D.Be
O的键级为（）
⒒超氧离子
2
A. 2
B. 5/2
C. 3/2
D. 1
⒓除锂盐外，碱金属可形成一系列复盐，一般的讲复盐的溶解度（）
A.比相应的简单碱金属盐为大
B.比相应的简单碱金属盐为小
C.与相应的简单碱金属盐溶解度相差不大
D.与相应的简单碱金属盐溶解度相比较，无规律性
⒔下列化合物中熔点最高的是（）
A. MgO
B. CaO
C. SrO
D. BaO
⒕180C时Mg（OH）2的溶度积是1.2×10-11，在该温度时，Mg（OH）2饱和溶液的pH值为
A. 10.2
B. 7
C. 5
D. 3.2
⒖碱土金属氢氧化物溶解度大小顺序是（）
A.Be(OH)2>Mg(OH)2>Ca(OH)2>Sr(OH)2>Ba(OH)2
B.Be(OH)2 C.Mg(OH)2 D.Be(OH)2 ⒗Ca2+、Sr2+、Ba2+的铬酸盐溶解度大小顺序是（） A. CaCrO4 B. CaCrO4 C. CaCrO4>SrCrO4>BaCrO4 D. BaCrO4 ⒘由MgCl2.6H2O制备无水MgCl2可采用的方法是（） A.加热脱水 B.用CaCl2脱水 C.用浓H2SO4脱水 D.在HCl气流中加热脱水 ⒙Ca2+、Sr2+、Ba2+的草酸盐在水中的溶解度与铬酸盐相比（） A.前者逐渐增大，后者逐渐降低 B.前者逐渐降低，后者逐渐增大 C.无一定顺序，两者溶解度很大 D.两者递变顺序相同 ⒚卤化铍具有较明显的共价性，是因为（） A.Be2+带有2个单位正电荷 B.Be2+的半径小，离子势大，极化能力强 C.Be2+次外层只有2个电子 D.卤离子变形性大 ⒛Ba2+的焰色反应为（） A.黄绿色 B.紫色 C.红色 D.黄色 21．下列氧化物中，最稳定的是（） (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Li+ B.Na+ C.K+ D.Mg2+ 22.下列化合物中，溶解度最小的是（） (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.NaHCO3 B.Na2CO3 C.Ca（HCO3）2 D. CaCl2 23.下列碳酸盐中，热稳定性最差的是（） (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.BaCO3 B.CaCO3 C.K2CO3 D.Na2CO3 二填空题 ⒈金属锂应保存在中，金属钠和钾应保存在中。(吉林大学《无机化学例题与习题》) ⒉在s区金属中，熔点最高的是，熔点最低的是；密度最小的是，硬度最小的是。 (吉林大学《无机化学例题与习题》) ⒊给出下列物质的化学式： (吉林大学《无机化学例题与习题》) ⑴萤石⑵生石膏⑶重晶石 ⑷天青石⑸方解石⑹光卤石⑺智利硝石⑻芒硝⑼纯碱⑽烧碱 ⒋比较各对化合物溶解度大小 (吉林大学《无机化学例题与习题》) ⑴LiF AgF ⑵LiI AgI ⑶NaClO4 KClO4 ⑷CaCO3 Ca（HCO3）2 ⑸Li2CO3 Na2CO3 ⒌ⅡA族元素中，性质表现特殊的元素是，它与P区元素中的性质极相似，如两者的氯化物都是化合物，在有机溶剂中溶解度较大。 ⒍碱土金属的氧化物，从上至下晶格能依次，硬度逐渐，熔点依次。 (吉林大学《无机化学例题与习题》) 7.周期表中，处于斜线位置的B与Si、、性质十分相似，人们习惯上把这种现象称之为“斜线规则”或“对角线规则”。(吉林大学《无机化学例题与习题》) 8.在CaCO3，CaSO4，Ca（OH）2，CaCl2，Ca（HCO3）2五种化合物中，溶解度最小的是。 9.Be（OH）2与Mg（OH）2性质的最大差异是。 10.电解熔盐法制得的金属钠中一般含有少量的，其原因是。(吉林大学《无机化学例题与习题》) 三简答题 ⒈工业上用什么方法制取K2CO3？能用氨碱法制K2CO3吗？为什么？ ⒉市场上售的NaOH中为什么常含有Na2CO3杂质？如何配制不含Na2CO3杂质的稀NaOH溶液？ ⒊钾比钠活泼，单可以通过下述反应制取钾，请解释原因并分析由此制取金属钾是否切实可行？ Na+KCl高温熔融NaCl+K 4.一固体混合物可能含有MgCO3，Na2SO4，Ba（NO3）2，AgNO3和CuSO4。混合物投入水中得到无色溶液和白色沉淀；将溶液进行焰色试验，火焰呈黄色；沉淀可溶于稀盐酸并放出气体。试判断哪些物质肯定存在，哪些物质可能存在，哪些物质肯定不存在，并分析原因。 5.在电炉法炼镁时，要用大量的冷氢气将炉口馏出的蒸气稀释、降温，以得到金属镁粉。请问能否用空气、氮气、二氧化碳代替氢气作冷却剂？为什么？ 四计算题 ⒈碳酸钙（固）在大气压下分解为CaO（固）和CO2。计算在298K及1.00大气压下，在密闭容器中CaCO3（固）上部CO2（气）的平衡蒸气分压。 ⒉下列反应MgO（s）+C（s、石墨）=CO（g）+Mg（g）的有关热力学数据如下： 试计算：⑴反应的热效应△rH0(298)； ⑵反应的自由能△rG0(298)； ⑶讨论反应的自发性，在什么温度下反应可以自发进行？ 3.将1滴（0.05cm3）0.50mol/dm3的K2CrO4的溶液加到3.00 cm3pH=6.00的缓冲溶液中，（1）[CrO42-]的浓度是多少？（2）若要得到BaCrO4沉淀（Ksp=1.2×10-10），所需Ba2+的最低浓度是多少？ 4.（1）若[CO32-]=0.077 mol/dm3，计算MgCO3沉淀后溶液中的Mg2+浓度。（2）当溶液体积蒸发为原来的1/5时，计算沉淀Mg（OH）2所需的OH-浓度。 5.将0.50 cm3 6.00 mol/dm3的NaOH溶液加到0.50 cm30.10 mol/dm3的NH4NO3溶液中，平衡后溶液中NH3溶液的浓度是多少？ 参考答案 一选择题 1.D 2.B 3.C 4.C 5.D 6.D 7.A 8.B 9.B,C 10.B,D 11.C 12.B 13.A 14. A 15.B 16.C,D 17.D 18.A 19.B 20.A 21.C 22.C 23.B 二填空题 ⒈液态石蜡；煤油⒉Be，Cs； Li；Cs ⒊⑴CaF2⑵CaSO4?2H2O ⑶BaSO4⑷SrSO4⑸CaCO3 ⑹KCl?MgC l2?6H2O ⑺NaNO3⑻Na2SO4?10H2O ⑼Na2CO3 ⑽NaOH ⒋⑴< ⑵> ⑶> ⑷< ⑸< ⒌Be、 Al、共价⒍减小，减小，降低 7. Be与Al，Li与Mg 8. CaCO3 9. Be（OH）2具有两性，既溶于酸又溶于强碱；Mg（OH）2为碱性，只溶于酸。 10.金属钙，电解时加入CaCl2助熔剂而有少量的钙电解时析出。 三简答题 ⒈答：K2CO3的工业制法如下： 293MgCl2+2（MgCO3?KHCO3?4H2O） 2KCl+3（MgCO3?3H2O）+CO2K 用热水处理上面的复盐，发生下列分解反应： 2（MgCO3?KHCO3?4H2O）=2MgCO3+K2CO3+CO2+9H2O 将热溶液过滤，除去MgCO3，蒸发滤液得到K2CO3晶体。因为KHCO3的溶解度比较大，不能用KCl和NH4HCO3来制得。故不能用氨碱法制K2CO3. ⒉答：NaOH是由Ca（OH）2溶液与Na2CO3反应而得 Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+NaOH 过滤除去CaCO3后即得NaOH。NaOH中可能残留少许Na2CO3。同时，NaOH吸收空气中的CO2气体也引进一些Na2CO3杂质。 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O欲配制不含Na2CO3杂质的NaOH溶液，可先配制浓的NaOH溶液。由于Na2CO3在浓NaOH溶液中溶解度极小，静止后析出Na2CO3沉淀。再取出上层清夜稀释后可以得到不含Na2CO3杂质的稀NaOH 溶液。 ⒊答：钾的沸点为7740C，钠的沸点为8830C钾的沸点比钠低1090C。控制温度在钾和钠沸点之间，则生成的钾从反应体系中挥发出来，有利于平衡向生成钾的方向移动。 由于反应是一个平衡过程，反应不彻底。同时，钾易溶于熔融的氯化物中或易生成朝氧化物等因素，使此方法并不切实可行。 4. 答：肯定存在：MgCO3，Na2SO4。 肯定不存在：Ba（NO3）2，AgNO3和CuSO4。 混合物投入水中，得到无色溶液和白色沉淀，则肯定不存在CuSO4。 溶液在焰色试验时，火焰呈黄色，则Na2SO4肯定存在。溶液中不存在Ba2+。沉淀可溶于稀盐酸并放出气体，则肯定存在MgCO3，而Ba（NO3）2肯定不存在，因Ba2+与Na2SO4生成BaSO4白色沉淀且不溶于强酸。AgNO3也肯定不存在，因AgNO3遇Na2SO4将有些Ag2SO4白色沉淀生成，沉淀中MgCO3和 Ag2SO4在稀盐酸中MgCO3溶解而Ag2SO4不溶。 5.答：不能用空气、氮气、二氧化碳代替氢气作冷却剂，因为电炉法炼镁时炉口馏出的镁蒸气温度很高，能和空气、氮气、二氧化碳发生反应： 2Mg+O 2===2MgO 3Mg+N 2===Mg 3N 2 2Mg+CO 2===2MgO+C 四 计算题 ⒈解：CaCO 3（s （s ）+CO 2（g ） 先计算出上面反应的0298G ?： 0298G ?= -394.4-604.2-（-1128.8）=130.2KJ ?mol-1 根据公式：0G ?= -2.303RTlgKp 85 .5705130300298314.8303.21000200.130303.2lg 0-=???-=?-=RT G Kp = -22.82 Kp=P （CO2）=15.1×10-28 。 答：CaCO 3（固）上部CO 2（气）的平衡蒸气压为1.51×10-23。 ⒉解：⑴ △rH 0(298)= △f H 0(co,g)+ △f H 0(Mg,g)- △f H 0(MgO,s)- △f H(C,石墨) = -110.5+150.28-(-601.83) =641.65KJ ?mol-1 ⑵△rG 0(298)=∑∑?-?反应物产物00fG fG = -137.3+115.53-(-569.57)-0 =547.80KJ ?mol-1 ⑶由于△rG 0(298)>0，反应在298K ，标准状态下时不能自发进行。在标准状态下，自发进行的条件是△rG 0(T)<0，温度T 时，标准自由能变可利用公式△rG 0=△rH 0(298)-T △rS 0(298)进行计算。 △rS 0(298)=∑∑-反应物产物00S S =197.9+148.6-27-5.69 =313.81J ?mol-1?K-1 反应自发进行的温度为： K K mol J mol J rS rH T 204581.3131065.641111 302980298=????=??>--- 答：温度高于2045K 时，反应可自发进行。 3.解：（1）pH=6.00则[H +]=mol/dm3，CrO 42-的初始浓度为： [CrO 42-]=（0.50 mol/dm3×0.050cm3）/3.05 cm3=0.0082 mol/dm3 2CrO 42-（aq ）+2H +（aq ）= Cr 2O 72-（aq ）+H 2O 初始浓度：mol/dm3 0.0082 平衡浓度：mol/dm3 0.0082-2x x K=x/[（0.0082-2x ）2（1.0×10-6）2=3.2×1014 x=0.0027 [CrO42-]=0.0082-2×0.0027=0.0028 mol/dm3 （2）用BaCrO 4的溶度积常数和[CrO 42-]可算出沉淀的最低浓度。 Ksp=[Ba 2+][ CrO42-] [Ba 2+]=1.2×10-10/2.8×10-3=4.3×10-8 mol/dm3 4.解：（1）根据MgCO3溶度积常数计算Mg2+的平衡浓度 Ksp=[Mg 2+][ CO 32-]=[Mg 2+]×0.077=3.5×10-8 [Mg 2+]=（3.5×10-8）/0.077=4.5×10-7mol/dm3 （2）由浓缩后的Mg2+浓度和Mg （OH ）2的溶度积常数，计算沉淀Mg （OH ）2所需的OH-浓度。体积为原来的1/5，则浓度为原来的5倍。 [Mg 2+]=5×4.5×10-7mol/dm3=2.2×10-6mol/dm3 Ksp=[Mg 2+][OH-]2=2.2×10-6×[O H-]2=2×10-11 [OH -]=[（2×10-11）/（2.2×10-6）]1/2=3.0×10-3 mol/dm3 5.解：两种试剂混合后浓度均为原来的二分之一，在碱性很强时，可以认为溶 液中基本没有NH4+存在。即所有的NH4+都和OH-反应生成了NH3。通过以 下计算可以证实这一点。 NH3（aq）+H2O= NH4+（aq）+ OH-（aq） 混合后mol/dm3： 0.05 3.00 形成NH3mol/dm3： 0.050 0.00 2.95 平衡后mol/dm3：（0.050-x） x （2.95+x） Kb=（ [NH4+][OH-] ）/[NH3] = [x（2.95+x）]/ （0.050-x）≈x（2.95）/（0.050）=1.74×10-5 x=2.9×10-7 mol/dm3 由此可见，假设x＜＜0.050 mol/dm3是合理的。即：[NH3]=0.050 mol/dm3 第十七章卤素 总体目标： 1.掌握卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途 2.掌握卤素及其化合无各氧化态间的关系 各节目标： 第一节卤素单质 1.了解卤素单质的物理性质，如：颜色、状态、熔点、沸点、溶解性等等 2.掌握卤素单质的化学性质，包括与水作用、与金属的反应、与非金属反应、与氢气的反应及其递变规律；了解卤素单质的用途 3.运用元素电势图来判断卤素及其化合物的氧化—还原性 第二节卤化氢和氢卤酸 掌握卤化氢的酸性、还原性、热稳定性及其变化规律；卤化氢的制备方法 第三节卤化物、卤素互化物和拟卤素 了解卤化物的分类；金属卤化物、卤素互化物和拟卤素的主要性质和制备 第四节卤素的含氧化合物 了解卤素含氧酸及其盐酸性、氧化性强度及变化规律 Ⅱ习题 一选择题 1.某元素的电势图为：E A ?M4+-0.15M2+-0.14M，下列说法中正确的是（） A. M2+不能发生歧化反应 B. M2+是强氧化剂 C. M是强还原剂 D. M4+与M 反应生成M2+ 2.碘的电子结构式是[Kr]5S25P5 ，指出下列哪种化学式的化合物不能存在（） A.IF 5 B.IF 7 C.Na 3 H 2 IO 6 D.HIF 3.下列关于（CN） 2 的反应中，不象卤素单质反应的是（） A.（CN） 2 +H 2 O==HCN+HCNO B.可在空气中燃烧 C.与银、汞、铅反应得难溶盐 D.与卤素反应生成CNCl、CNBr等 4.下列叙述正确的是（） A.无论在酸性还是在碱性介质中，卤素电对X 2 |Xˉ不变 B.由于卤素阴离子（Xˉ）具有还原性，所以能用电解卤化物水溶液的方法制备卤素单质 C. 卤素阴离子可以作为路易斯碱而构成配合物的内界 D.氟的电负性最大，所以F 2 分子中的共价键是所有共价键中最强的 5.在含Iˉ的溶液中通入Cl 2 ，产物可能是（） A.I 2和Clˉ B.ClO 3 和Clˉ C.ICl 2 ˉ D.以上产物均有可能 6.将氟气通入水中，生成的产物可能有（） A.O 2、O 3 和HF B.OF 2 和HF C.H 2 O 2 和HF D.以上诸种 7.冷的氯水中微粒的种类有（） A.5种 B.6种 C.7种 D.8种 8.卤素互化物一般由较重卤素和较轻卤素构成，在卤素互化物分子中，较轻卤素原子个数一般为（） A.1 B.2 C.1、3、5、7（奇数） D.2、4、6（偶数） 9.下列物质受热产生Cl 2 的是（） A.Cl 3O 5 B.ClO 2 C.Cl 2 O 2 D.Cl 2 O 10.关于SnCl 2和SnCl 4 的熔沸点高低，正确的是（） A.SnCl 2高于SnCl 4 B. SnCl 2 低于SnCl 4 C.两者差不多一样高 D.外界条件不同，熔、沸点高低不同 11.制备F 2 实际所采用的方法是（） A.电解HF B.电解CaF 2 C.电解KHF 2 D.电解NH 4 F 12.实验室制备Cl 2 最常用的方法是（） A.KMnO 4与浓盐酸共热 B.MnO 2 与稀盐酸反应 C.MnO 2与浓盐酸共热 D. KMnO 4 与稀盐酸反应 13.实验室制得的氯气含有HCl和水蒸气，欲通过二个洗气瓶净化，下列洗气瓶中试剂选择及顺序正确的是（） A.NaOH，浓H 2SO 4 B.CaCl 2 ，浓H 2 SO 4 C.H 2O，浓H 2 SO 4 D. 浓H 2 SO 4 ，H 2 O 14.下列各对试剂混合后能产生氯气的是（） A.NaCl与浓H 2SO 4 B.NaCl与MnO 2 P区元素（1） 1.试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定 性。 （1）O2+（二氧基阳离子） （2）O2 （3）O2-（超氧离子） （4）O22-（过氧离子） 解:见下表 物 种 分子轨道键键级磁性相对稳定性 O2+ KK（σ2s）2（σ2s*） 2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)11( П2pz*)0一个σ键 一个二电子П键， 一个三电子П键 2.5 顺依次减小 O2KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)1一个σ键 二个三电子П键 2 顺 O2-KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)1一个σ键 一个三电子П键 1.5 顺 O22-KK（σ2s）2（σ2s*） 2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)2 一个σ键 1 逆 2. 重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。它们有何用途？如何制备？ 答:重水:D2O；重氧水: ；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪剂。 3. 解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？ 答：根据O2分子的分子轨道式KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p) 4(П2py*)1( П2pz*)1 分子中两个П2p反键轨道各有一单电子，因此它具有顺磁性。 在O3分子中，每个氧原子各用一个P轨道组成一个成键П轨道，一个反键П轨道，一个非键П轨道，其中4各P电子，两个进入成键П轨道，两个进入非键П轨道，П键键级为一，分子没有成单电子，所以分子具有反磁性。 4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？ 5.答:在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得 臭氧与氧的混合物,含臭氧可达10%。臭氧发生器的示意图见图13-10。它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚,外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时,两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电),02就部分转变成了03 6. 7.油画放置久后为什么会发暗、发黑？为什么可用H2O2来处理？写出反应方程式。 8.答:油画放置久后会变黑，发暗，原因是油画中的白色颜料中含PbSO4，遇到空气中的 H2S会生成PbS造成的。PbSO4+H2S=PbS（黑）+H2SO4 用H2O2处理又重新变白，是因为发生以下反应H2O2=PbSO4+H2O2 6. 比较氧族元素和卤族元素氢化物在酸性、还原性、热稳定性方面的递变性规律。 答:氧族元素的氢化物有H20,H2S,H2Se,H2Te 卤族元素的氢化物有HF,HCl,HBr,HI (1)酸性 H20 第一章氢及稀有气体 1.氢气的制备 实验室：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 军事上：CaH2 +2H2O → Ca（OH）2 + 2H2↑ 2.稀有气体化合物 ①第一个稀有气体化合物：Xe + PtF6 → Xe+[ PtF6] （无色）（红色）（橙黄色） ②氙的氟化物水解： 2XeF2+2H2O →2Xe↑+4HF+ O2↑ 6XeF4 + 12H2O == 2XeO3 + 4Xe↑+3O2↑ +24HF XeF6+3H2O →XeO3+6HF ③氙的氟化物为强氧化剂： XeF2 + H2─→ Xe + 2HF XeF2 + H2O2─→ Xe + 2HF + O2↑ 第二章碱金属与碱土金属元素 一、碱金属与碱土金属（铍、镁除外）元素溶于液氨，生成溶剂合电子和阳离子成具有导电性的深蓝色溶液。 碱金属M(S) + (x+y)NH3 M+(NH3)x + e-(NH3)y 碱土金属M(S) + (x+2y)NH3 M2+(NH3)x +2e-(NH3)y 二、氢化物 氢化物共分为离子型、共价型、过渡型 离子型氢化物是极强的还原剂：TiCl 4＋4NaH Ti ＋4NaCl ＋2H 2↑ LiH 能在乙醚中同B 3＋ Al 3＋ Ga 3＋ 等的无水氯化物结合成复合氢化物，如氢化铝锂的生成。 4LiH + AlCl 3 乙醚 Li[AlH 4] + 3LiCl 氢化铝锂遇水发生猛烈反应Li[AlH 4]＋4H 2O=LiOH↓＋Al(OH)3↓＋4H 2↑ 三、 氧化物 1、正常氧化物 碱金属中的锂和所有碱土金属在空气中燃烧时，分别生成正常氧化物Li 2O 和MO 。其他碱金属正常的氧化物是用金属与他们的过氧化物或硝酸盐相作用制得。 Na 2O 2＋2Na=2Na 2O 2KNO 3＋10K=6K 20＋N 2↑ 碱土金属氧化物也可以由他们的碳酸盐或硝酸盐加热分解得到。 CaCO 3 CaO ＋CO 2↑ 2Sr(NO 3)2 2SrO ＋4NO 2＋O 2↑ 1、 过氧化物与超氧化物 过氧化物是含有过氧基（—O —O —）的化合物，可看作是H 2O 2的衍生物。除铍外，所有碱金属和碱土金属都能形成离子型过氧化物。 2Na ＋O 2 Na 2O 2 除锂、铍、镁外，碱金属和碱土金属都能形成超氧化物。 K ＋O 2=KO 2 2、 臭氧化物 300℃～500℃ 高温 △ 大学无机化学第六章试 题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】 第六章化学键理论 本章总目标： 1：掌握离子键、共价键和金属键的基本特征以及它们的区别； 2：了解物质的性质与分子结构和键参数的关系； 3：重点掌握路易斯理论、价电子对互斥理论、杂化轨道理论以及分子轨道理论。 4：熟悉几种分子间作用力。 各小节目标： 第一节：离子键理论 1:掌握离子键的形成、性质和强度，学会从离子的电荷、电子构型和半径三个方面案例讨论离子的特征。 2:了解离子晶体的特征及几种简单离子晶体的晶体结构，初步学习从离子的电荷、电子构象和半径三个方面来分析离子晶体的空间构型。 第二节：共价键理论 1;掌握路易斯理论。 2：理解共价键的形成和本质。掌握价键理论的三个基本要点和共价键的类型。3：理解并掌握价层电子对互斥理论要点并学会用此理论来判断共价分子的结构，并会用杂化轨道理论和分子轨道理论来解释分子的构型。 第三节：金属键理论 了解金属键的能带理论和三种常见的金属晶格。 第四节：分子间作用力 1：了解分子极性的判断和分子间作用力（范德华力）以及氢键这种次级键的形成原因。 2;初步掌握离子极化作用及其强度影响因素以及此作用对化合物结构及性质的影响。 习题 一选择题 1.下列化合物含有极性共价键的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 2 C. Na 2 O 2.下列分子或离子中键能最大的是（） A. O 2 C. O 2 2+ D. O 2 2- 3. 下列化合物共价性最强的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) C. BeI 2 4.极化能力最强的离子应具有的特性是（） A.离子电荷高，离子半径大 B.离子电荷高，离子半径小 C.离子电荷低，离子半径小 D.离子电荷低，离子半径大 5. 下列化合物中，键的极性最弱的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. SiCl 4 6.对下列各组稳定性大小判断正确的是（） +＞O 22- B. O 2 -＞O 2 C. NO+＞NO D. OF-＞OF 7. 下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. Na 2 O 2 8.下列各对物质中，是等电子体的为（） 和O 3 B. C和B+ C. He和Li D. N 2 和CO 9. 中心原子采取sp2杂化的分子是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. PCl 3 10.下列分子中含有两个不同键长的是（） A .CO 2 3 C. SF 4 11. 下列分子或离子中，不含有孤电子对的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. H 2O B. H 3 O+ C. NH 3 D. NH 4 + 12.氨比甲烷易溶于水，其原因是（） A.相对分子质量的差别 B.密度的差别 C. 氢键 D.熔点的差别 13. 下列分子属于极性分子的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. CCl 43 C. BCl 3 D. PCl 5 14.下列哪一种物质只需克服色散力就能使之沸腾( ) 15. 下列分子中，中心原子采取等性杂化的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) D区元素（1） 1.钛的主要矿物是什么？简述从钛铁矿制取钛白得反应原理。 解：钛的主要矿物有钛铁矿FeTiO2 反应原理： FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O TiOSO 4 + 2H2O =TiO2?H2O↓ + H2SO4 TiO2?H2O = TiO2 + H2O 2.解释TiCl3和[Ti(O2)OH(H2O)4]+ 有色得原因。 解：TiCl3显色是因为产生了电核跃迁，[Ti(O2)OH(H2O)4]+有色是因为O22-离子变形性较强，d—d跃迁所引起。 3.完成并配平下列反应方程式。 （1）Ti + HF → （2）TiO2 + H2SO4→ （3）TiCl4 + H2O → （4）FeTiO3 + H2SO4→ （5）TiO2 + BaCO3→ （6）TiO2 + C + Cl2→ 解：(1) Ti + 5HF = H2TiF6 + 2H2↑ (2)TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O (3)TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl (4)FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O (5)TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ (6)TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4+ 2CO↑ 4.完成下列反应 （1）TiI4在真空中强热； （2）FeTiO3和碳得混合物在氯气中加热； （3） 向含有TiCl - 26得水溶液加入过量得氨； （4） 向VCl 3的水溶液加入过量的氨； （5） 将VCl 2的固体加到HgCl 2水溶液中。 解：(1) TiI 4 = Ti + 2I 2 (2) 2FeTiO 3 + 6C + 5Cl 2 = 2FeCl 3 + 2TiCl 4 + 6CO (3) TiCl 62- + NH 3 = [Ti(NH 3)6]4+ + 6Cl - (4) VCl 3 + Na 2SO 3 = (5) VCl 2 + HgCl 2= 5. 根据下列实验写出有关的反应方程式：将一瓶TiCl 4打开瓶塞时立即冒白烟。向瓶中加入浓HCl 溶液 和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入NaOH 溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫色沉淀。沉淀过滤后，先用HNO 3处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。 解：TiCl 4 + 3H 2O = H 2TiO 3 + 4HCl↑ 2TiCl 4 +Zn = 2TiCl 3↓ + ZnCl 2 TiCl 3 + 3NaOH = Ti(OH)3 + 3NaCl 3Ti(OH)3 + 7HNO 3 = 3TiO(NO 3) + 2 NO ↑+ 8H 2O TiO 2+ + 2OH - + H 2O = Ti(OH)4↓ 6. 利用标准电极电势数据判断H 2S ，SO 2，SnCl 2和金属Al 能否把TiO 2+离子还原成Ti 3+离子？ 解：由查表得： V Al Al E V Sn Sn E V S H S E V SO H SO E V Ti TiO E 67.0/,15.0/,141.0/20.0/,1.0/32423224 32-=====+++-+θθθθθ 因为E θAl 3+/Al 第一章 一些基本概念和定律 本章总目标： 1：学习物质的聚集状态分气态、固态、液态三种，以及用来表示这三种聚集态的相关概念。 2;重点掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定律以及拉乌尔定律。 各小节目标 第一节：气体 1：了解理想气体的概念，学习理想气体的状态方程推导实际气体状态方程的方法。 2：掌握理想气体状态方程的各个物理量的单位及相关的计算。 理想气体：忽略气体分子的自身体积，将分子看成是有质量的几何点；假设分子间没有相互吸引，分子之间及分子与器璧之间发生的碰撞时完全弹性的，不造成动能损失。 3：掌握Dalton 分压定律的内容及计算。 第二节：液体和溶液 1：掌握溶液浓度的四种表示方法及计算 ○1物质的量浓度（符号：B c 单位1mol L -?）：溶液中所含溶质B 的物质的量除 以溶液的体积。 ○2质量摩尔浓度（B B A n b m =，单位：1mol kg -?）：溶液中溶质B 的物质的量除以溶剂的质量。 ○ 3质量分数（B B m m ω=）：B 的质量与混合物的质量之比。 ○4摩尔分数（B B n n χ=）：溶液中溶质的物质的量与溶液的总物质的量之比。 2：了解非电解质稀溶液的依数性及其应用。 第三节：固体 1：了解常见的四种晶体类型 2：掌握四类晶体的结构特征及对物质性质的影响，比较其熔沸点差异。 Ⅱ 习题 一 选择题： 1.如果某水合盐的蒸汽压低于相同温度下的蒸汽压，则这种盐可能发生的现象是（） (《无机化学例题与习题》吉大版) A.气泡 B.分化 C.潮解 D.不受大气组成影响 2.严格的讲，只有在一定的条件下，气体状态方程式才是正确的，这时的气体称为理想气体。这条件是（） A.气体为分子见的化学反应忽略不计 B.各气体的分压和气体分子本身的体积忽略不计 C.各气体分子的“物质的量”和气体分子间的引力忽略不计 D.各气体分子间的引力，气体分子的体积忽略不计 3.在300K，把电解水得到的并经干燥的H 2和O 2 的混合气体40.0克，通入60.0L 的真空容器中，H 2和O 2 的分压比为（） A.3:1 B.2:1 C.1:1 D.4:1 4.在下述条件中，能使实际气体接近理想的是（） A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压 5.某未知气体样品为5.0克，在温度为1000C时，压力为291KPa时体积是0.86L，该气体的摩尔质量是（） A.42g/mol B.52g/mol C.62g/mol D.72g/mol 6.处于室温一密闭容器内有水及与水相平衡的水蒸气。现充入不溶于水也不与水反应的气体，则水蒸气的压力（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.增加 B.减少 C.不变 D.不能确的 7.将300K、500KPa的氧气5L。400K、200KPa的氢气10L和200K、200KPa的氮气3L，三种气体压入10L容器中维持300K，这时气体的状态是（） A.氧气的压力降低，氮气、氢气压力增加 B.氢气的压力降低，氮气、氧气的压力增加 C.氮气的压力不变，总压力比混合前低 D.氧气、氮气、氢气的压力降低，总压力比混合前低 8.土壤中NACL含量高时植物难以生存，这与下列稀溶液的性质有关的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. 蒸汽压下降 B.沸点升高 C. 冰点下降 D. 渗透压 9.一种元素的相对原子质量，是该元素的一定质量与核素12 6 C的摩尔质量的1/12的比值，这一质量是（） A.原子质量 B.各核素原子质量的平均质量 C.平均质量 D.1mol原子平均质量 10.在一次渗流试验中，一定物质的量的未知气体通过小孔渗相真空，需要的时间为5S，在相同条件下相同物质的量的氧气渗流需要20S。则未知气体的相对分子质量为（） (《无机化学例题与习题》吉大版) A.2 B.4 C.8 D.16 11.下述理想气体常数R所用单位错误的是（） mol-1?K-1 B. 8.314KJ?mol-1?K-1 C. 8.314KPa?L? mol-1?K-1 12.下列说法正确的是（） A.44gCO 2和32gO 2 所含的分子数相同，因而体积不同 B.12gCO 2和12gO 2 的质量相等，因而“物质的量”相同 C.1molCO 2和1molO 2 的“物质的量”相同，因而它们的分子数相同 第十三章硼族元素 总体目标： 1.掌握硼单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质、用途和制备方法 2. 通过硼及其化合物的结构和性质，掌握缺电子化合物的成键特征 3.掌握铝及其化合物的结构、性质和制备 4. .认识铍和铝的相似性 各节目标： 第一节硼单质及其化合物 1.掌握硼单质的结构、化学性质、用途和制备方法 2.掌握乙硼烷、硼酸（H3BO3）、硼砂和三卤化硼的性质、结构和制备方法 3.通过硼及其化合物的结构和性质，掌握缺电子化合物的成键特点和桥键的形成 第二节铝单质及其化合物 1.掌握铝及其化合物的主要性质和AlCl3的结构，了解铝的提取和冶炼 2.认识铍和铝的相似性，如金属单质、无水卤化物、水合卤化物、氢氧化物 第三节镓、铟、铊 了解镓、铟、铊单质及其重要化合物的性质 习题 一、选择题 ⒈下列有关硼、铝性质的叙述，错误的是( ) A.都是缺电子原子 (OH)3是弱酸，Al(OH)3是两性偏碱性C.其三卤化物分子都是平面三角形结构 D.都是亲氧元素 ⒉在下列a—Al2O3的制备方法中，不妥的是( ) A.灼烧Al(OH)3 B.灼烧Al(NO3)3 C.高温电解Al2(SO4)3 D.金属铝在氧中燃烧 ⒊下列铝的化合物不能用湿法制得的是( ) A. Al2(CO3)3 (SO4)3 C.AlCl3 (Ac)3 4. 以下矿物中含有铝的是( ) A.冰晶石 B.孔雀石 C.白云石 D.方铅矿 5. 下列化合物属于缺电子化合物的是 ( ) (吉林大学《无机化 学例题与习题》) B. H[BF4] C. B2O3 D. Na[Al(OH)4] 6. 在硼的化合物中，硼原子的最高配位数不超过4，这是因为( ) A .硼原子半径小 B.配位原子半径大 C.硼与配位原子电负性差小 D. 硼原子无价层d轨 道 7. 下列关于BF3的叙述中，正确的是( ) 易形成二聚体为离子化合物 C. BF3为路易斯酸 D. BF3常温下为液体 8. 下列金属单质中，熔点最低的是( ) (吉林大学《无机化学例 题与习题》) A. Cu B. Zn C. Na D. Ga 9. 下列化合物中，熔点最低的是( ) (吉林大学《无机化学 例题与习题》) A. BCl3 B. CCl4 C. SiCl4 D. SnCl4 10. 下列物质中水解并能放出H2的是 ( ) (吉林大学《无机化 学例题与习题》) 16. 完成并配平下列反应式： （1）H2S+H2O2→ （2）H2S+Br2→ （3）H2S+I2→ （4）H2S+O2→ +H+→ （5）H2S+ClO- 3 （6）Na2S+Na2SO3+H+→ （7）Na2S2O3+I2→ （8）Na2S2O3+Cl2→ （9）SO2+H2O+Cl2→ （10）H2O2+KMnO4+H+→ （11）Na2O2+CO2→ （12）KO2+H2O→ （13）Fe(OH)2+O2+OH-→ （14）K2S2O8+Mn2++H++NO- → 3 （15）H2SeO3+H2O2→ 答：（1）H2S+H2O2=S+2H2O H2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O （2）H2S+Br2=2HBr+S H2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4 （1）H2S+I2=2I-+S+2H+ （2）2H2S+O2=2S+2H2O （3）3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （4）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （5）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI （6）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （7）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl （8）5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O （9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2 （11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 （12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O 第十八章 氢 稀有气体 总体目标： 1.掌握氢及氢化物的性质和化学性质 2.了解稀有气体单质的性质及用途 3.了解稀有气体化合物的性质和结构特点 各节目标： 第一节 氢 1.掌握氢的三种成键方式 2.掌握氢的性质、实验室和工业制法及用途 3.了解离子型氢化物、分子型氢化物和金属性氢化物的主要性质 第二节 稀有气体 1.了解稀有气体的性质和用途 2.了解稀有气体化合物的空间构型 习题 一 选择题 1.稀有气体不易液化是因为（ ） A.它们的原子半径大 B.它们不是偶极分子 C.它们仅仅存在较小的色散力而使之凝聚 D.它们价电子层已充满 2.用VSEPR 理论判断，中心原子价电子层中的电子对数为3的是（ ） A .PF 3 B.NH 3 C.-34PO D.-3NO 3.用价电子对互斥理论判断，中心原子周围的电子对数为3的是（ ）(吴成 鉴《无机化学学习指导》) A.SCl2 B.SO3 C .XeF4 D. PF5 4.用价电子对互斥理论判断，中心原子价电子层中的电子对数为6的是（） A.SO2 B. SF6 C. 3 AsO D. BF3 4 5. XeF2的空间构型是（） A.三角双锥 B.角形 C. T形 D.直线型 6.下列稀有气体的沸点最高的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.氪 B.氡 C.氦 D.氙 7.能与氢形成离子型氢化物的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.活泼的非金属 B.大多数元素 C.不活泼金属 D.碱金属与碱土金属 8.稀有气体原名惰性气体，这是因为（） A.它们完全不与其它单质或化合物发生化学反应 B.它们的原子结构很稳定，电离势很大，电子亲合势很小，不易发生化学反应 C.它们的价电子已全部成对 D.它们的原子半径大 9．下列各对元素中，化学性质最相似的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Be 与Mg B.Mg与Al C Li与Be D.Be与Al 10.下列元素中，第一电离能最小的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Li B.Be C. Na D.Mg 11.下列化合物中，在水中的溶解度最小的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 分子结构 1. 试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应，形成氯化钾的过程如何理解离子键没有方向性和饱和性 答：KCl 的形成表示如下： K(s)?K +(g)+e 1 2Cl 2?Cl(g) Cl (g) +e ? Cl -(g) K +(g) + Cl -(g) =KCl (s) 离子键的本质是静电作用力，由于离子的电荷分布是球形对称的，因此它对异号离子的引力可以是任何方向，也就是没有方向性；一个离子的周围，能容纳多少个异离子，是随离子的半径变化而变化的，它没有固定的配位数，所以说离子键没有饱和性。 2.用下列数据求氢原子的电子亲和能。 答：电子亲和能为下列反应的焓变，它由(5)-(4)-(3)-(2)-(1)得到： 3. ClF 的解离能为1 246kJ mol -?，ClF 的生成热为－56kJ/mol-1，Cl 2的解离能为238kJ/mol -1，试计算 F 2(g)的解离能。 解：据题意： （1） ClF(g) = Cl(g) +F(g) ΔH 1 = 246 kJ ·mol -1 （2） 12 Cl 2(g) +1 2F 2(g) = ClF(g) ΔH 2 = －56kJ/mol -1 （3）Cl 2(g) = 2Cl(g) ΔH 3 = 238kJ/mol -1 2?（1）＋2?（2）－（3）得 F 2 (g) = 2 F (g) ΔH ＝2 ΔH 1+2ΔH 2－ΔH 3 ＝2?246－2?56－238 ＝142 kJ / mol -1 4. 试根据晶体的构型与半径比的关系,试判断下列AB 型离子化合物的晶体构型： BeO NaBr CaS RbI BeS CsBr AgCl 解：查表求各离子的Pauling 半径如下表： Pauling 半径(pm) (a) ICl 4- (b)IBr 2 - (c)BrO 3- (d)ClF 7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形 13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。 8、解： 2XeF 直线形 4XeF 平面四边形 6XeF 八面体 4XeOF 四方锥 4ClF 三角锥 13-9用化学方程式表达下列化合物的合成方法（包括反应条件）： (a) XeF 2 (b) XeF 6 (c) XeO 3 9、解： )()()(21.0,4002g XeF g F g Xe MPa C ????→?+? )()(3)(66,3002g XeF g F g Xe MPa C ????→?+? HF XeO O H XeF 63326+=+ 13-10 完成下列反应方程式： (1) XeF 2 + H 2O → (2) XeF 4 + H 2O → (3) XeF 6 + H 2O → (4) XeF 2 + H 2 → (5) XeF 4 + Hg → (6) XeF 4 + Xe → 10、解： 2 4242242632623242222222263122 3 26322 1 2XeF Xe XeF HgF Xe XeF Hg HF Xe H XeF HF XeOF O H XeF HF XeO O H XeF HF O Xe XeO O H XeF O H F O Xe OH XeF =++=++=++=++=++++=++++=+-- 14-5 三氟化氮NF 3（沸点-129℃）不显Lewis 碱性，而相对分子质量较低的化合物NH 3 （沸点-33℃）却是个人所共知的Lewis 碱。（a ）说明它们挥发性差别如此之大的原因；（b ）说明它们碱性不同的原因。 5、解：（1）NH 3有较高的沸点，是因为它分子间存在氢键。 （2）NF 3分子中，F 原子半径较大，由于空间位阻作用，使它很难再配合Lewis 酸。 另外，F 原子的电负性较大，削弱了中心原子N 的负电性。 第七章化学反应的速率 1. 什么是化学反应的平均速率，瞬时速率？两种反应速率之间有何区别与联系？ 答 2. 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率，并表示 出用不同物质浓度变化所示的反应速率之间的关系。这种关系对平均速率和瞬时速率是否均适用？ （1） N 2 + 3H 2 → 2NH 3 （2） 2SO 2 + O 2 →2SO 3 （3） aA + Bb → gG + hH 解 （1）V = t N △△][2= t H △△][2= t NH △△][3 V 瞬=0 lim →t △t N △△][2 = l i m →t △t H △△][2 = lim →t △t NH △△][3 V 2 N = 3 1V 2 H = 2 1V 3 NH 两种速率均适用。 （2）（3）（同1）。 3. 简述反应速率的碰撞理论的理论要点。 答 4. 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。 答 3级，910K时速率常数为5.反应C2H6→C2H4+ H2，开始阶段反应级数近似为 2 1.13dm1.5·mol5.0-·s1-。试计算C2H6（g）压强为1.33×104Pa时的起始分解速率 γ（以 0 [C2H6]的变化表示）。 解 6.295K时，反应2NO + Cl2→2 NOCl，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下： （2）写出反应的速率方程； （3）反应的速率常数为多少？ 解 7.反应 2 NO（g）+ 2 H2（g）→N2（g）+ 2 H2O其速率方程式对NO（g）是二次、 对H2（g）是一次方程。 （1）写出N2生成的速率方程式； （2）如果浓度以mol·dm—3表示，反应速率常数k的单位是多少？ （3）写出NO浓度减小的速率方程式，这里的速率常数k和（1）中的k的值是否相同，两个k值之间的关系是怎样的？ 解 8.设想有一反应Aa + bB + cC →产物，如果实验表明A，B和C的浓度分别增加1倍后， 整个反应速率增为原反应速率的64倍；而若[A]与[B]保持不变，仅[C]增加1倍，则反应速率增为原来的4倍；而[A]、[B]各单独增大到4倍时，其对速率的影响相同。求a，b，c的数值。这个反应是否可能是基元反应？ 解 第一章思考题 1.一气柜如下图所示： A 假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。试问： （1）隔板两边气体的质量是否相等? 浓度是否相等?物质的量不等而浓度相等 （2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同? 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值 4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同? 试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。 6.判断下列各说法是否正确： （1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。× （2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。× （3）物体的温度越高，则所含热量越多。× （4）热是一种传递中的能量。√ （5）同一体系： (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中，那个ΔU最大： （1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。 （2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√ （3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。 （4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。 根据ΔU=Q+W, (1) ΔU=-60+(-40)=-100KJ (2) ΔU=+60+40=+100KJ ,(3) ΔU=+40+(-60)=-20KJ (4) ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的ΔU最大. 8.下列各说法是否正确： （1）体系的焓等于恒压反应热。× （2）体系的焓等于体系的热量。× （3）体系的焓变等于恒压反应热。√ 第一章 化学反应中的质量和能量关系 重要概念 1.系统：客观世界是有多种物质构成的，但我们可能只研究其中一种或若干物质。人为地将一部分物质与其他物质分开，被划分的研究对象称为系统。 2.相：系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分称为相。 3.状态：是指用来描述系统的诸如压力P 、体积V 、温度T 、质量m 和组成等各种宏观性质的综合表现。 4.状态函数：用来描述系统状态的物理量称为状态函数。 5.广度性质：具有加和性，如体积，热容，质量，熵，焓和热力学能等。 6.强度性质：不具有加和性，仅决定于系统本身的性质。如温度与压力，密度等。 系统的某种广度性质除以物质的量或者质量之后就成为强度性质。强度性质不必指定物质的量就可以确定。 7.热力学可逆过程：系统经过某种过程由状态1到状态2之后，当系统沿着该过程的逆过程回到原来状态时，若原来的过程对环境产生的一切影响同时被消除（即环境也同时复原），这种理想化的过程称为热力学的可逆过程。 8.实际过程都是不可逆的，可逆过程是一种理想过程。 9.化学计量数：0=∑B VB Ｂ表示反应中物质的化学式，ＶＢ是B 的化学计量数， 量纲为一；对反应物取负值，生成物取正值。 10.化学计量数只表示当安计量反应式反应时各物质转化的比例数，并不是各反应物质在反应过程中世界所转化的量。 11.反应进度ξ：b b v /n ?=?ξ 对于化学反应来讲，一般选未反应时，0=ξ 引入反应进度这个量最大的优点是在反应进行到任意时刻时，可用任一反应物或产物来表示反反应进行的程度，所得的值总是相等的。 12.习惯对不注明温度和压力的反应，皆指反应是在298.15K ，100kPa 下进行的。 13.一般没有特别的注明，实测的反应热（精确）均指定容反应热，而反应热均指定压反应热。 14.能量守恒定律：在任何过程中，能量不会自生自灭，只能从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中能量的总值不变。也叫做热力学第一定律。ΔU=Q+W 15.热力学能具有状态函数的特点：状态一定，其值一定。殊途同归，值变相等。周而复始，值变为零。 16.系统与环境之间由于存在温差而交换的热量称为热。若系统吸热值为正，若系统放热值为负。 17.系统与环境之间除了热以外其他形式传递的能量都称为功。系统得功为正，系统做功为负。在一定条件下由于系统体积的变化而与环境交换的功称为体积功?-=pdV W ，除体积功以外的一切功称为非体积功如电功。 18.功和热都是过程中被传递的能量，它们都不是状态函数，其数值与途径有关。而热力学第一定律中的热力学能的改变量只有过程的始态和终态决定，而与过程的具体途径无关。 19.化学反应热是指等温过程热，即当系统发生了变化后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，系统放出或吸收的热量。 第九章 氧化还原反应 本章总目标： 1：牢固掌握氧化还原的基本概念，熟练掌握氧化还原反应式配平的方法。 2：理解标准电极电势的意义，能运用标准电极电势来判断氧化剂和还原剂的强弱，氧化还原反应的方向和计算平衡常数 3：会用能斯特方程式来讨论离子浓度变化时电极电势的改变和对氧化还原反应的影响 各小节目标 第一节：氧化还原反应与原电池 1：掌握化合价、氧化数的概念，以及原电池的符号表示方法。 2：能判断原电池的正、负极以及会表示电池的电动势，可以配平电极反应式，书写电池反应方程式。 第二节：电池反应的热力学 1：可以判断原电池反应的自发性：r m G zEF θ ?=-,E>0反应以原电池的方式进行。 2：掌握 E θ 和电池反应的 K θ 的关系的计算; 2.303ln ln lg RT RT zE F RT K E K K zF zF θθθθθ=?= =. 3：掌握利用能斯特方程来求算电极电势：。0.059lg V E E z θ??? ?=+???? 氧化型还原型 第三节：影响电极电势的因素 学会运用能斯特方程来从酸度、沉淀物生成和配位化合物生成三方面来讨论这些因素对电池电动势的影响。 第四节：化学电源与电解 1：认识几种常见的化学电源---锌锰电池、银锌电池、铅蓄电池、燃料电池、镍氢电池、锂电池和锂离子电池。 2：了解分解电压和超电压的概念。 第五节：图解法讨论电极电势 1：会看元素电势图。 2;可以根据元素电势图判断酸性的强弱、计算电对的电极电势 112212......n n n z E z E z E E z z z θθθθ +++= +++、判断某种氧化态的稳定性学会绘制和利用自由能-氧化数图。 习题 一 选择题 1.将反应K 2Cr 2O 7+HCl → KCl+CrCl 3+Cl 2+H 2O 完全配平后，方程式中Cl 2的系数是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. 1l B.2 C.3 D.4 2.下列化合物中，氧呈现+2价氧化态的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. Cl 2 O 5 B.Br O 7 C.H Cl O 2 D.F 2O 3.将反应KMnO 4+ HCl → Cl 2+ Mn Cl 2+ KCl+H 2O 配平后方程式中HCl 的系数是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.8 B.16 C.18 D.32 4.某氧化剂YO(OH)2+中元素Y 的价态为+5，如果还原7.16×10-4mol YO(OH)2+溶液使Y 至较低价态，则需要用0.066 mol/L 的Na 2SO 3溶液26.98ml 。还原产物中Y 元素的氧化态为（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. -2 B.-1 C.0 D.+1 5.已知电极反应ClO 3-+6H+6e ═Cl -+3H 2O 的△rG θm =-839.6 kJ/ mol,则E 0 ClO3-/ Cl-值 为（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. 1.45V B.0.73V C.2.90V D.-1.45V 6.使下列电极反应中有关离子浓度减小一半，而E 值增加的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. Cu 2+ + 2e - ═ Cu B. I 2 + 2e - ═ 2I - C.2H + + 2e - ═ H 2 D.Fe 3+ + e - ═ Fe 2+ 7.将有关离子浓度增大5倍，E 值保持不变的电极反应是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. Zn 2+ + 2e - ═ Zn B. MnO 4- + 8 H + + 5e - ═ Mn 2+ + 4H 2O C. Cl 2 + 2e - ═ 2Cl - D. Cr 3+ + e - ═ Cr 2+ 8.将下列反应设计成原电池时，不用惰性电极的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) 第十章电解质溶液 1．把下列氢离子浓度、氢氧根离子浓度换算成pH和pOH。 （1）[H+]=3.2×105-mol·dm3-；（2）[H+]=6.7×109-mol·dm3-； （3）[OH-]=2.0×106-mol·dm3-；（4）[OH-]=4.0×1012-mol·dm3-。 解 2．把下列pH、pOH换算成氢离子浓度、氢氧根离子浓度。 （1）pH=0.24；（2）pH=7.5； （2）pOH=4.6；（4）pOH=10.2 解 3．已知298K时某一弱酸的浓度为0.010 mol·dm3-，测得其pH为4.0。求Kθ 和α及稀 a 、α和pH。 释至体积变成2倍后的Kθ a 解 4．将1.0dm30.20 mol·dm3-的HAc溶液稀释导多大体积时才能使Hac的解离度比原溶液 增大1倍？解 5．求0.10 mol·dm3-盐酸和0.10 mol·dm3-H2C2O4混合溶液中的C2O-2 4和HC2O- 4 的浓 度。 解 6．计算0.010 mol·dm3-的H2SO4溶液中各离子的浓度，已知H2SO4的Kθ 2 为1.2×102-。解 7．有一混合酸溶液，其中HF的浓度为1.0 mol·dm3-，HAc的浓度为0.10 mol·dm3-，求溶液中H+，F-，Ac-,HF和HAc的浓度。 解 解 解 解 8．将1.0 mol·dm3-Na3PO4和2.0 mol·dm3-盐酸等体积混合，求溶液的pH值。解 解 解 14. 写出下列分子或离子的共轭酸。 SO-2 4，S-2，H2PO- 4 ，NH3，HNO3，H2O 答 15．写出下列分子或离子的共轭碱。 HAc，H2O，NH3，HPO-2 4 ，HS- 答 16．举列说明酸碱电子理论中有哪几类常见反应。大学无机化学第十六章试题及答案
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