第-13-章p-区元素课后习题答案..教程文件

6基于硼吸收中子的能力。
7见节5.2.3。因为B和Al在其三卤化合物中价层未满足8电子结构，是缺电子化合物。因而是路易斯酸，在有机反应中它们能拉开键合于碳原子上的路易斯碱产生正碳离子。
R3C-X+BF3===R3C++[XBF3]-
R3C-X+AlCl3===R3C++[XAlCl3]-
置换出来的正碳离子非常活泼，与另一有机反应物反应得目标产物。
物4.。参看图1.18
10.2回答下列用途所依据的性质可能情况下并写出相关的反应式
1某些型号的分子筛用于干燥气体中的微量水
2担载在硅胶上的MnO用于除去氮气和稀有气体中的微量氧
3甘油用于强碱滴定H3BO3
4硫酸铝做为絮凝剂净化水
5硼砂用做定标准酸溶液的基准物
6硼钢用做核反应堆的控制棒
7 BF3和AlCl3用做有机反应的催化剂(参考第5章课文)
5 BF3是个路易斯酸，而AlF3对简单给予体分子几乎不显路易斯酸。
6等电子物种BH4，CH4和NH＋4中H原子的酸碱性。
7 BCl3，AlCl3和GaCl3对O原子或S原子给予体路易斯碱显示相反的路易斯酸性强弱顺序
解答：
1参见节13.1
2参见节13.3.2
3参见P182节8.3.2 Al2S3是弱酸弱碱盐，在水中完全水解
6 3个物种中H原子的性质随中心原子电负性不同而不同NH4+提供H+而显酸性BH4-而因提供H+而显酸性。CH4则既不显酸性也不显碱性
7参见节5.2.2软硬软碱BAl Ga虽都为缺电子但体积增大变形性增大对电子的吸引力减小，按B Al Gd硬度减小，而O2-和S2-均为给电子，但体积增大电负性减小，吸引电子的力减小，按O2-S2-碱度减小依“软亲软硬亲硬”选择的参照物不同自然显示出不同的路易斯酸性强弱顺序
解答
BF3不能存在是由于B原子缺电子性质所决定的。如果存在BF3则其结构为
B还有一个空的2p轨道未参与成键如果该轨道能用来成键将会使体系的能量进一步降低故从能量上讲BH3是不稳定体系事实上在B2H6中由于所有的价轨道都用来成键分子的总键能比两个BH3的总键能大故B2H6比BH3稳定这就是BH3不能存在的原因
10 4写出下列过程的反应方程式
1镁的硼酸盐矿物酸法制硼砂
2乙硼烷在空气中燃烧
3铝土矿生产金属铝
4金属氯化法和氧化铝还原氯化法制备三氯化铝
5 BCl3水解
解答
1 Mg2B2O5H2O+2H2SO4===2H3BO3+2MgSO4
硼镁矿
4H3BO3+2NaOH+3H2O===Na2B4O710H2O
2 B2H6(g)+3O2(g)===3B(OH)3(s)ΔrH0m-2166kJ/mol
3 H3BO3的酸性极弱，不能直接用NaOH滴定。甘油与之反应生成稳定配合物而使其显强酸性从而使滴定法可用于测定硼的含量。
4硫酸铝在水中易水解生成胶状Al(OH)3沉淀，可吸附水中杂质。
5硼砂易制得纯品，稳定，易溶于水并水解使溶液显强碱性，可配得极准确的浓度，
因而可作基准物。例如
Na2B4O7.10H2O+2HCl===4H3BO3+2NaCl+5H2O
2Al(l)+3Cl2(g)========2AlCl3(s)
氧化铝还原氯化法
800---900℃
Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)========2AlCl3(s)+3CO(g)
5 BCl3(g)+3H2O(l)===B(OH)3(aq)+3HCl(aq)
10 5组成最简单的硼氢化合物为什么是B2H6而不是BH3?描述B2H6分子中的化学键
第13章p区元素课后习题答案
第一组
10.1下面给出第2第3周期元素的第一电离能数据(单位kJ mol-1)试说明B Al
的数值为什么低于左右元素
解答
同周期内，自左至右第一电离能I1总的变化趋势是逐渐增大的但中间有明显的跳跃性变化也就是说，由于自左至右核电荷依次增加半径依次减小I1值必然依次增大但由于外围电子构型对电离能影响较大。因此就出现和外围电子构型相应的跳跃式变化因ns2ns2np3ns2np6属全满或半满状态比较稳定。故此时的第一电离能就较大，如失去一个电子后成半满，全满或全空的稳定状态，则I1值就较小
解答
1基于分子筛的性质和选择性。分子筛是具有分子那般大小孔经（微孔）的一类结晶铝硅酸盐。当分子筛（例如4A或5A）的微孔使水分子能穿过时，就对水分子产生了极强的亲合力（收附力）且吸水容量大。
2 MnO高度分散在硅胶上，能与杂质O2在室温或接近室温的条件下迅速反应：
6MnO+O2===2Mn3O4
而这一反应一般是在高温下才Baidu Nhomakorabea进行的。担载MnO也可再生使用。
3 Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]
铝矾土
2Na[Al(OH)4]+CO2===2Al(OH)3+Na2CO3+H2O
∆
2Al(OH)3===Al2O3+3H2O
Na3AlF6
2Al2O3====== 4Al + 3O2
电解(阴极) (阳极)
4金属氯化法
600--750℃
Al2S3(s)+6H2O(l)===2Al(OH)3(s)+3H2S(g)
因而在水中Na2S和铝盐不能作用生成Al2S3。若要制得，则可用下法：
4 Tl(Ⅲ)由于6s惰性电子对效应高价具强氧化性而X-按F-I-的还原性增加
因而Tl(Ⅲ)与I-会发生氧化还原反应生成低价TlI(或TlI3)而得不到高价TlI3
从下面的标准电极电势可说明
TI3++2e-⇌ Tl+E =+1.252
I3+2e-⇌ 3I-E =+0.536
5 BF3是路易斯酸的原因题12.1(7)已有说明AlCl3也是路易斯酸但由于F-离子半径特小使AlCl3的熔点和升华焓较其他卤化物高得多较高的晶格焓还导致了它在大部分有机溶剂和无机溶剂中都不溶解水中的溶解度25时为0.41%，因此对简单给予体而言，虽然AlF3中Al为缺电子，仍不能将电子给Al，AlF3也就几乎不显路易斯酸性
8 l2O3是Al(OH)3在特定条件(低温快速)下加热而得，比表面高而有活性，因而具有催化性能。
10.3解释
1六方晶体氮化硼与石墨在结构上的异同
2硼酸在水中是一元弱酸
3水溶液中Na2S和铝盐相互作用生成Al(OH)3而不是Al2S3
4 Tl(Ⅲ)卤化物TIX3中的X只能是F或Cl或Br(组成为TlI3的化合物是TI+阳离子与I3−阴离子的化合物。