无机化学(第四版)课后答案

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1、无机化学课后答案第 13 章氢和稀有气体13-1 氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点： （1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； （2）氢气燃烧时放出的热量很大； （3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； （4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。 发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用 13-2 按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是 电的良导体？BaH2;SiH4;NH3;AsH3;PdH0.9;HI 13-3 试述从空气中分离稀

2、有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。 3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物 理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目 的。 13-4 试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？ 4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。 这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。分子量 越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。 密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。 13-5 你会选择哪种稀有气体作为：（a）温度最低的液体

3、冷冻剂；（b）电离能最低 安全 的放电光源；（c）最廉价的惰性气氛。 13-6 用价键理论和分子轨道理论解释 HeH、HeH+、He2+ 粒子存在的可能性。为什么氦没有 双原子分子存在？ 13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型：(a) ICl4- (b)IBr2- (c)BrO3- (d)ClF 7、 解： 平面四边形 直线形4XeF2XeF三角锥 直线形3XeOXeO13-8 用 VSEPR 理论判断 XeF2 、XeF4、XeF6、XeOF4及 ClF3的空间构型。8、解： 直线形 平面四边形 2XeF4XeF八面体 四方锥6XeF4XeOF三角锥4C

4、lF13-9 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) XeF2 (b) XeF6 (c) XeO39、解： )()()(21 . 0,4002gXeFgFgXeMPaC)()(3)(66,300 2gXeFgFgXeMPaCHFXeOOHXeF6332613-10 完成下列反应方程式：(1) XeF2 + H2O (2) XeF4 + H2O (3) XeF6 + H2O (4) XeF2 + H2 (5) XeF4 + Hg (6) XeF4 + Xe 10、解：2424224263262324222222226312232632212XeFXeXeFHgFXeXeFH

5、gHFXeHXeFHFXeOFOHXeFHFXeOOHXeFHFOXeXeOOHXeFOHFOXeOHXeF第 14 章卤素14-1 电解制氟时，为何不用 KF 的水溶液？液态氟化氢为什么不导电，而氟化钾的无水氟 化氢溶液却能导电？ 1、解：因为 F2与水能发生剧烈的化学反应；液态 HF 分子中，没有自由移动的离子，故而 不能导电。而在 KF 的无水 HF 溶液中，存在 K+，HF2-； 14-2 氟在本族元素中有哪些特殊性？氟化氢和氢氟酸有哪些特性？ 2、解：（1）由于 F 的半径特别小，故 F2的离解能特别小，F-的水合热比其他卤素离子多。（2）HF 分子间存在氢键，因而 HF 分子的熔沸

6、点和汽化热特别高。（3）AgF 为易溶于水的化合物。（4）F2与水反应产物复杂。（5）HF 是一弱酸，浓度增大，酸性增强。（6）HF 能与 SiO2或硅酸盐反应，生成气态 SiF4； 14-3（1）根据电极电势比较 KMnO4 K2Cr2O7 和 MnO2 与盐酸(1mol.L-1)反应而生成 Cl2 的反应趋势。 （2）若用 MnO2与盐酸反应，使能顺利地发生 Cl2 ，盐酸的最低浓度是多少？ 3、解：(1)根据电极电势的关系，可知反应趋势：KMnO4K2Cr2O7MnO2; 14-4 根据电势图计算在 298K 时，Br2 在碱性水溶液中歧化为 Br- 和 BrO3- 的反应平衡常 数。

7、4、解：由公式：-ZFE=-RTlnK得：K=exp（ZFE/RT）=2.921038 14-5 三氟化氮 NF3（沸点-129）不显 Lewis 碱性，而相对分子质量较低的化合物 NH3 （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）NH3有较高的沸点，是因为它分子间存在氢键。（2）NF3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。 14-6 从盐卤中制取 Br2 可用氯气氧化法。不过从热力学观点看，Br- 可被

8、 O2 氧化为 Br2 ，为什么不用 O2 来制取 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盐酸可产生 Cl2 ，试用电极 电势说明这两个现象。7、解：因为 Cl2通入消石灰是在碱性介质中作用的，又因为，所以 Cl2在2-2/ClClO /ClCl碱性条件下易发生歧化反应。而在漂白粉溶液中加入盐酸后，酸性条件中, ，故而如下反应能/ClCl HClO/Cl22够向右进行:HClO + Cl- + H+ = Cl2 + H2O14-8 下列哪些氧化物是酸酐：OF2 Cl2O7ClO2Cl2OBr2O 和 I2O5 ？若是酸酐，写出 由相应的酸或其它方法得到酸酐

9、的反应。 8、解：Cl2O7是 HClO4的酸酐。Cl2O，Br2O 分别是 HClO，HBrO 的酸酐 14-9 如何鉴别 KClOKClO3和 KClO4 这三种盐？ 9、解：分别取少量固体加入干燥的试管中，再做以下实验 加入稀盐酸即有 Cl2气放出的是 KClO;KClO+2HCl=KCl+Cl2+H2O 加入浓盐酸有 Cl2与放出且溶液变黄的是 KClO3;8KC1O3+24HCl(浓)=9Cl2+8KCl+60ClO2(黄)+12H2O另一种则为 KClO4 14-10 以 I2 为原料写出制备 HIO4KIO3I2O5 和 KIO4 的反应方程式。 14-11（1）I2 在水中的溶

10、解度很小，试从下列两个半反应计算在 298K 时 ，I2饱和溶液 的浓度。I2(s) + 2e- 2I-； = 0.535VI2(aq) + 2e- 2I-； = 0.621V （2）将 0.100mol I2 溶解在 1.00L 0.100mol.L-1 KI 溶液中而得到 I3- 溶液 。I3-生 成反应的 Kc 值为 0.752，求 I3- 溶液中 I2 的浓度。 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 .0934

11、mol/L。 14-12 利用电极电势解释下列现象：在淀粉碘化钾溶液中加入少量 NaClO 时 ，得到蓝色 溶液 A，加入过量 NaClO 时 ，得到无色溶液 B ，然后酸化之并加少量固体 Na2SO3 于 B 溶液，则 A 的蓝色复现，当 Na2SO3 过量时蓝色又褪去成为无色溶液 C ，再加入 NaIO3 溶 液蓝色的 A 溶液又出现。指出 ABC 各为何种物质，并写出各步的反应方程式。 12、解：A：I2 ；B：NaIO3 ； C：NaI14-13 写出碘酸和过量 H2O2 反应的方程式，如在该体系中加入淀粉，会看到什么现象？ 13、解：HIO3+3H2O2=3O2+HI+3H2O；如果

12、在该体系中加入淀粉，溶液慢慢变蓝，后又褪色。 14-14 写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式，并说明这种类型卤化物的共同特性。 14、解：（AlCl3）2；（AlBr3）2；（AlI3）2；分子中均含有配位键14-15 什么是多卤化物？与 I3- 离子比较，形成 Br3-Cl3- 离子的趋势怎样？ 14-16 什么是卤素互化物？ （a）写出 ClF3BrF3 和 IF3 等卤素互化物中心原子杂化轨道，分子电子构型和分子构型。（b）下列化合物与 BrF3 接触时存在爆炸危险吗？说明原因。SbF5 ; CH3OH ; F2 ; S2Cl2 （c）为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活

13、性大？ 14-17 实验室有一卤化钙，易溶于水，试利用浓 H2SO4 确定此盐的性质和名称。 17、解：利用卤化物与浓硫酸反应的不同现象，可以鉴别。 14-18 请按下面的实例，将溴碘单质卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件绘成 相互关系图。第 15 章氧族元素15-1 空气中 O2 与 N2 的体积比是 21:78 ，在 273K 和 101.3kPa 下 1L 水能溶解 O2: 49.10 mL ,N2:23.20mL。问在该温度下溶解于水的空气所含的氧与氮的体积比是多少？ 15-2 在标准状况下， 750mL 含有 O3 的氧气，当其中所含 O3 完全分解后体积变为 780mL ，若将

14、此含有 O3的氧气 1L 通入 KI 溶液中，能析出多少克 I2 ？ 2、解：由方程式： 2 O3=3O2可知该混合气体中含有臭氧 60ml；由 O3+2I-+H2O=O2+I2+2OH-；可算出析出 I2的质量；(0.06/22.4)2126.9=0.68g; 15-3 大气层中臭氧是怎样形成的？哪些污染物引起臭氧层的破坏？如何鉴别 O3 ，它有什 么特征反应？ 3、解：见课本 P490 15-4 比较 O3 和 O2 的氧化性沸点极性和磁性的相对大小。 4、解：氧化性：O3O2;沸点：O3O2;极性：O3O2;磁性；O3SOCl2SOBr2 三个化合物的结构均为三角锥形，S 为中心原子，且

15、有一孤对电子。 X 电负性越大，吸引电子能力越强，则 S 原子周围的电子密度越低，硫的正电性越高，S 对 O 极化作用越强，S?O 键共价成分越大，键越短，故 S-O 键越强。 S-O 间存在 d-p 反馈 键，S 周围电子密度小，吸引电子能力强，S-O 间键越强。元素电负 性 FClBr,分子中 S 周围电子密度 SOF2 15-20 现将硫极其重要化合物间的转化关系列成下表，请试用硫的电势图解释表中某些化 学反应的原因。例如在酸性介质中，硫化氢为何能将亚硫酸（或二氧化硫）还原为单质硫？ 为何硫与氢氧化钠反应能生成硫化钠等。20、解：因为.所以 S 能溶解在 NaOH 中.VVSSOSS661. 0;508. 0/2 32第 16 章氮磷砷16-1 请回答下列有关氮元素性质的问题： （1）为什么 N-N 键的键能（167kJ.mol-1）比 P-P 键（201 kJ.mol-1）的小？而 NN 键 的键能（942 kJ.mol-1）又比 PP 键（481 kJ.mol-1）的大？ （2）为什么氮不能形成五卤化物？ （3）为什么 N2 的第一电离能比 N 原子的小？ 1、 解：（1）N，由于其内层电