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1、 第十七章第十七章 碳、硅、硼碳、硅、硼各节目标:各节目标:第一节 碳单质及其化合物1.了解单质碳的结构、同素异形体和性质2.掌握 CO、CO2的结构、性质、制取和用途;碳酸的酸性;碳酸盐的水解性和热稳定性。第二节 硅单质及其化合物1.掌握单质硅的结构、性质和制取2.掌握 SiO2的结构和性质3.了解硅酸的酸性;硅酸盐的结构和性质;A 型分子筛的结构和实际应用4.掌握硅烷的制备、热稳定性、还原性和水解性5.了解卤化硅的制备和性质第三节 锗、锡、铅1.了解锗、锡、铅单质的性质;氧化物、氢氧化物的酸碱性2.掌握 Sn()的还原性、水解性和 Pb()的氧化性、Pb()盐的溶解性,从而掌握高价化合物氧
2、化还原的变化规律。习题一 选择题1.石墨晶体中层与层之间的结合力是( ) (吴成鉴无机化学学习指导)A金属健 B.共价健 C.范德华力 D.离子键2.碳原子之间能形成多重键是因为( ) (吴成鉴无机化学学习指导)A碳原子的价电子数为 4 B.碳原子的成键能力强C.碳原子的半径小 D.碳原子有 2p 电子3.下列碳酸盐与碳酸氢盐,热稳定顺序中正确的是( )A.NaHCO3Ca(HCO3)2 B.Na2CO3PbCO3 C.(NH4)2CO3K2CO3 D.Na2SO3Na2SO412.下列化合物中,不水解的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A.SiCl4 B.CCl4 C.BCl3 D.P
3、Cl513.1mol 下列物质生成正酸时需要水的 mol 数最多的是( ) A.B2O3 B.P4O10 C.(SO3)3 D. N2O514.下列物质中还原性最强的是( )A.GeH4 B.AsH3 C.H2Se D.HBr16.常温下,不能稳定存在的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A. B.SnCl4 C.PbCl4 D.GeCl4 4GaCl17.下列氧化物中,氧化性最强的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A.SiO2 B.GeO2 C.SnO2 D.Pb2O318.下列化合物中不能稳定存在的是( )A. SbI3 B. PI3 C. AlI3 D. TlI319.下列分子
4、中,几何构型为平面三角形的是( ) A. BF3 B. NH3 C. PCl3 D. ClF320.下列晶体熔化时,需要破坏共价键的是( )A. HF B. Cu C. KF D. SiO221.碳原子的配位数为 4 时,它所采取的杂化方式是( )A.sp2d B.dsp2 C.sp3 D.d2sp22.下列分子中,存在多中心键的是( )A. BCl3 B. SiF4 C. CCl4 D. CO223.价电子数目与价电子数目相等的原子称为( )(吴成鉴无机化学学习指导)A .缺电子原子 B . 等电子原子 C . 等电子体 D. 缺电子体 二 名词解释1.缺电子原子 2.多中心键3.桥键 4.
5、对角线规则三 填空题1.硅胶的化学组成式 ;主要性质 。(川师大无机化学学习指导)2.硬度;金刚石 单质硅;原因是 。 (吉林大学无机化学例题与习题)3 蓄电池是 的装置。铅蓄电池的电极材料是. ,电解液是 。 川师大无机化学学习指导)4 向 MgCl2溶液中加入 Na2CO3溶液,生成的沉淀物是 。(吴成鉴无机化学学习指导)5.将各氧化物写成盐的形式,三氧化铅 ,四氧化三铅 ,四氧化三铁 。 (川师大无机化学学习指导)6.Pb3O4呈 色,俗称 ,与 HNO3作用时,铅有 生成 ,有 生成. (吉林大学无机化学例题与习题)7.碳的同素异性体有 ;分别是 。(吉林大学无机化学例题与习题)8.写
6、出下列化合物的颜色PbCl2 ;PbI2 ;SnS ;SnS2 ;PbS ;PbSO4 ;PbO ;Pb2O3 。 (吉林大学无机化学例题与习题)9.碳族元素的价电子构型是 ,所以常见的氧化态为 和 。由于 ,从上到下高价稳定,低价 稳定。10.晶态硅的晶体结构 ;干冰的化学式 。石英的晶体结构 。水玻璃的化学式 。(川师大无机化学学习指导)四 简答题1.N2和 CO 是有相同的分子轨道和相似的分子结构,但 CO 与过渡金属形成配合物能力比 N2强得多,请解释原因。2.不存在 BH3而只存在其二聚体 B2H6,AlCl3气态时也为双聚体,但 BCl3却不能形成二聚体。请解释原因。3.H3BO3
7、与 H3PO3化学性质相似,为什么 H3BO3为一元酸,而 H3PO3为二元酸?4.在温热气候条件下的浅海地区往往发现有厚厚的石灰岩沉积,而在深海地区很少见到。试用平衡移动原理说明 CO2浓度的变化对海洋中碳酸钙的沉积有何影响?5.两种区别 NaHCO3和 Na2CO3的方法是?6.为什么 BCl3能强烈水解?写出水解反应方程式。五 计算题1.试计算;在 293K 和 101KPa 下,饱和 H2CO3溶液的 pH 值是多少?2.将含有 Na2CO3和 NaHCO3的固体混合物 60.0g 溶于少量水后,稀释到 2.00L,测的该溶液的 pH 值为 10.6。试计算原来混合物中 Na2CO3及
8、 NaHCO3各多少克?3.在 0.2molL-1的 Ca2+盐溶液中加入等体积的 Na2CO3溶液,将得到什么产物?若以 0.2molL-1Cu2+盐代替 Ca2+盐产物是什么?再以 0.2molL-1的 Al3+盐代替Ca2+盐,产物又是什么?以容度积计算说明。4.两种气态硼氢化物的化学式和密度 如下:BH3在 290K 和 53978Pa 时的密度为 0.629gL-1;B2H5在 292K 和 6916Pa 时的密度为 0.1553gL-1。这两种化合物的相对分子质量各是多少?写出它们的分子式。5.有人根据下列反应式制备了一些硼烷:4BF3(g)+3LiAlH4(s)2 B2H6(g)
9、+3LiF(s)+3AlF3(s)若产率为 100%,用 5gBF3和10.0gLiAlH4反应能得到多少克 B2H6?制备时由于用未经很好干燥的乙醚,有些 B2H6与水反应损失了。B2H6(g)+6H2O(l)2H3BO3(乙醚)+6H2(g)有多少 B2H6将与 0.01g 水起反应?参考答案一 选择题1.C 2.C 3.D 4.A 5.C 6.D 7.A 8.D 9.A 10.B 11.B 12.B 13.B 14.A 15.C 16.C 17.D 18.D 19.A 20.D 21.C 23.B 二 名词解释(略)三 填空题1.xSiO2.yH2O ,干燥剂、吸附剂 2. 碳的半径比硅
10、小,金刚石的碳原子间共价健强。3化学能和电解能相互转化。Pb 和 PbO2 H2SO4溶液4. Mg2(OH)2CO3 5. Pb(PbO3)、 Pb2(PbO4)、 Fe(FeO2)26. 红、 铅丹、1/3 PbO2、 2/3 Pb(NO3)27. 8. 白、 黄、 棕、 黄、 黑、 白、 黄、 橙黄9.ns2np2,+4 和+2,惰性电子对效应,越来越不。10.金刚石(原子晶体),CO2,SiO4四面体联结的网状结构,Na2OxSiO2(或用Na2SiO3表示)四 简答题1.N2与 CO 有相同的分子轨道式,原子间都为三重键,互为等电子体。但两者成键情况不完全相同,N2分子结构:NN:,
11、CO 分子结构,由于:c=o:CO 分子中 O 向 C 有配键,使 C 原子周围电子密度增大,另外,C 的电负性比 N 小得多,束缚电子能力弱,给电子对能力强,因此,CO 配位能力强。2.BH3,AlCl3,BCl3都是缺电子化合物,都有形成双聚体的倾向。BH3由于形成双聚体倾向特别大而以双聚体 B2H6形式存在,形成双聚体而解决了缺电子问题,AlCl3气态也以双聚体形式存在。BCl3中存在键缓解了其缺电子问题;同时6 4B 半径小,Cl-半径大,在 B 周围容纳 4 个 Cl-,显得拥挤也使 BCl3不能形成双聚体。3.H3BO3为缺电子化合物,OH 键不离解,而是接受水分子中的 OH-,释
12、放出H+:因而为一元酸。H3PO3的结构式为:HOHBOHBOH4233)(在水中,二羟基(OH)氢可以电离或被置换,而与中心原子 P 以共POHHO OH价键相连的 H 不能离解或被置换,因而 H3PO3为二元酸。4.碳灰岩的形成是 CaCO3的沉积结果,海水中溶解一定量 CO2,因此 CaCO3与CO2、H2O 之间存在着下列平衡 CaCO3(s)+CO2+H2O Ca(HCO3)2(aq)海水中 CO2的溶解度升高而较小,随压力的增大而增大,在浅海地区,海水底层压力较小,同时水温较高,因而 CO2浓度较小,据平衡移动的原理,上述平衡向生成 CaCO3方向移动,因而浅海地区有较多的 CaC
13、O3沉淀。深海地区情况相反,故深海底层沉积的 CaCO3很少。5.NaHCO3(s)加热产生 CO2气体,而 Na2CO3加热无气体产生。NaHCO3的溶液 pH 值(8),小于 Na2CO3液的 pH(11)6.BCl3为缺电子化合物,有一空轨道可给 H2O 分子的未配电子对进攻:第一步水解的产物二氯氢ClHBClHOBClOHBClOH23232:氧化硼继续与水反应,重复配位和取代作用,最后得 H3BO3和HCl。BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl五 计算题1.解:H2CO3的 K1=4.3010-7,K2=5.6110-11,由于 K1/K2100,故可按一元酸进行计算:在 293K 和 101Kpa 下,H2CO3饱和溶液的浓度为 0.033molL-