无机化学答案下 (2)

第13章稀有气体氢 (1)

第14章卤素 (3)

第15章氧族元素 (5)

第16章氮和磷 (8)

第17章碳硅硼 (15)

第18章非金属元素小结 (22)

第19章金属通论 (24)

第20章s区金属（碱金属与碱土金属） (26)

第21章p区金属 (30)

第22章ds区金属 (36)

第23章d区金属 (44)

第24章d区金属（二）第五、六周期d区金属 (54)

第25章f区金属镧系与锕系金属 (58)

第26章无机合成化学简介 (59)

第27章特殊类型的无机化合物 (60)

第28章生物无机化学简介 (61)

第29章无机固体化学简介 (62)

第30章核化学 (64)

第13章稀有气体氢

13-1 氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？

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有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。

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？

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？

解：按价键理论： HeH 、He 2+粒子不存在配对的电子对，无价键形成，故不可能存在； HeH +则可以存在。

而按分子轨道理论：

HeH ：[(σ1s)2(σ*1s)1] 键级 = 0.5

HeH +：[(σ1s)2] 键级 = 1

He 2+： [(σ1s)2(σ*1s)1] 键级 = 0.5 有成键效应，均可存在。

He 2： [(σ1s)2(σ*1s)2] 键级 = 0 不可能存在。

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。

①ICl 4- ②IBr 2- ③ BrO 3- ④ ClF

解：①XeF 4 ——价层电对数= 4 + 2 平面四方形

②XeF 2 ——价层电对数= 2 + 3 直线型

③XeO 3 ——价层电对数= 3 + 1 三角锥

④XeF + ——线型

13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。

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

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→

解：

242

42242632623242222222263122

326322

12XeF 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 =++=++=++=++=++++=++++=+--

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？

解：因为F 2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 +，HF 2-；

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？

解：（1）由于F 的半径特别小，故F 2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 分子的熔沸点和汽化热特别高。

（3）AgF 为易溶于水的化合物。

（4）F 2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SiO 2或硅酸盐反应，生成气态SiF 4；

14-3（1）根据电极电势比较KMnO 4 ﹑K 2Cr 2O 7 和 MnO 2 与盐酸(1mol.L -1)反应而生成Cl 2 的反应趋势。

（2）若用MnO 2与盐酸反应，使能顺利地发生Cl 2 ，盐酸的最低浓度是多少？

解： ①MnO 4-/Mn 2+ Cr 2O 72-/Cr 3+ MnO 2/Mn 2 Cl 2/Cl -

ϕA θ 1.51V 1.33V 1.228V 1.358V 反应趋势： KMnO 4 ＞K 2Cr 2O 7＞ MnO 2 ② 设盐酸最低浓度为Xmol.L -1 x = 5.39 mol.L -1

14-4根据电势图计算在298K 时，Br 2 在碱性水溶液中歧化为Br - 和BrO 3- 的反应平衡常数。 解：由公式：-ZFE=-RTlnK 得：K=exp （ZFE/RT ）=2.92×1038

解： ϕB θ BrO 3- ——— Br 2 ——— Br -

3Br 2 + 6OH - = BrO 3- + 5Br - + 3H 2O

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0.519 1.065 11.460592.0)519.0065.1(50592.0lg =-⨯==θnE K 46

103.1⨯=K 2

41lg 20592.0358.1lg 20592.0228.1x x +=+