15 非金属元素小结
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第十五章非金属元素小结p645
8.试从结构观点分析含氧酸强度和结构之间的关系。用鲍林规则判断下列酸的强弱:
N Pka N PKa
(1) HClO 0 ~+7 (2)HClO2 1 +2
(3)H3AsO3 0 ~+7 (4)HIO3 2 -3
(5)H3PO3 1 +2 (6)HBrO3 2 -3
(7)HMnO4 3 -8 (8)H2SeO4 2 -3
(9)HNO2 1 +2 (10)H6TeO6 0 +7
9.试说明为什么下列各组酸的强度是:
(1)HI>HBr>HCl>HF
从I-到F-,X增强,r减小,电子密度增大,对H+的吸引力增强
(2)HClO4> H2SO4>H3PO4>H4SiO4
从左到右,R n+电荷降低,r增大,R n+对O-H氧原子上电子对的吸引力减弱,O-H键极性减弱,更不易断键电离出H+。
(3)HNO3>HNO2
HNO3中N3+,HNO2中N+,前者电荷更高,r更小,吸引O-H氧原子电子对的能力更强(4)HIO4>H5IO6
HIO4中3个非羟基氧原子,H5IO6中仅一个非羟基氧原子,非羟基氧原子从R n+吸引电子,故其越多。R n+的正电荷越强,越有利于其从O-H氧原子吸引电子对,使O-H极性增强而于发生离解。
(5)H6TeO6>H2SeO4
H2SeO4 Se6+周围2个非羟基氧原子,H6TeO6无非羟基氧原子
11.Na2CO3和CaCO3的标准溶解焓变ΔS Hº分别为-24.69KJ.mol-1和-12.13KJ.mol-1。试参照表15-8,15-9的数据计算两者的标准溶解自由能变化ΔS Gº,并用此数据对两者在水中的溶解性作出判断。分析两者水溶性不同的原因。
∆S SºNa2CO3=2∆S SºNa+(aq)+ ∆S Sº(CO32-(aq))=2×28.8-116.7=-59.1J.mol-1
∆S SºCaCO3=∆ S Sº(Ca2+(aq))+ ∆S Sº(CO32-(aq))=-94.1-116.7=-210.8J.mol-1.K-1
∆GºS(Na2CO3)=-24.69-298×(-59.1)/1000=-7.078KJ
∆GºS(CaCO3)=-12.13-298×(-210.8)/1000=50.688KJ
Na2CO3(S)==2Na+(aq)+CO32-(aq)
ΔS Sº(Jmol-1K-1) 28.8 -116.7
ΔS SºNa2CO3=ΣΔS Sº=2×28.8+1×(-116.7)=-59.1J.mol-1.K-1
ΔS GºNa2CO3=ΔS HºNa2CO3-TΔS SºNa2CO3
=-24.69-298×(-59.1)/1000
=-7.078(KJ)
Ca2CO3(S)==Ca2+(aq)+CO32-(aq)
ΔS Sº(Jmol-1.K-1) -94.1 -116.7
ΔS SºCaCO3=-94.1-116.7=-210.8J.mol-1.K-1
ΔS GºCaCO3=ΔS HºCaCO3-TΔS SºCaCO3
=-12.13-298×(-210.8)/1000
=50.688(KJ)
对于A 2B 型盐,以 0.01mol.L -1为可溶不溶分界,则相应
ΔS G º=-5.71lgK SP =-5.71lg(0.01×0.022)=30.8(KJ)
ΔS G ºNa2CO3<30.8 故可溶
对于AB 型盐,以 0.01mol.L -1为可溶不溶分界,则相应
ΔS G º=-5.71lgK SP =-5.71lg(0.012)=22.84(KJ)
ΔS G ºCaCO3>22.84 故难溶
Na 2CO 3 Ca 2CO 3水溶性不同原因:
ΔS H º<0,故主要决定因素为ΔS S 。Na +在溶解过程中表现为熵增(28.8J.mol -1.K -1),而Ca 2+在溶解过程中表现为熵减(-94.1J.mol -1.K -1)
12.试比较下列各组物质的热稳定性,并作说明:
(1)H 2CO 3>Ca(HCO 3)2>CaCO 3>CaSO 4>CaSiO 3
(2)HNO 3>AgNO 3>KNO 3>KClO 4>K 3PO 4
15.试说明为什么下列各组含氧酸的氧化性是:
(1)氧化性 H 2SeO 4>H 2SO 4 第四周期元素的规则性
主要是Se —O 键键能较S —O 小
(2)稀HNO 2>稀HNO 3 较复杂仅从值比较
0ϕ(3)浓H 2SO 4>稀H 2SO 4 从Nernst 公式,浓度的影响。从能量上考虑,脱水能C 贡献
大。
(2)HClO >HBrO >HIO 在同一氧化态下,中心原子电负性大,原子半径小,获得
电子的能力强。(X —O 键键能)