大学无机化学吉林大学武汉大学南开大学版氢和稀有气体内蒙古民族大学
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第22章 钛副族和钒副族 —— 内蒙古民族大学
制备:
(1) 气相氧化法 TiCl4 + O2 = TiO2 + 2Cl2 (2) 硫酸法 FeTiO3+ 2H2SO4 80℃ FeSO4 + TiOSO4+2H2O
5℃分离去FeSO4晶体，水解
TiOSO4 + 2 H2O
H2TiO3 (β钛酸) + H2SO4
43; H2O HCl NaOH
(2) 与醇的配合物 TiCl4在醇中的溶剂分解作用生成二醇盐: TiCl4＋2ROH＝TiCl2(OR)2+2HCl 加入干燥的氨气以除掉HCl，能生成四醇盐: TiCl4＋4ROH+4NH3＝Ti(OR)4+4NH4Cl (3)与过氧化氢（H2O2）的配合物 在Ti（IV）的溶液中加入过氧化氢，在强酸性溶 液中显红色，在稀酸或中性溶液显黄色。显色的主要 原因是由于O22-离子的变形性。利用这一性质可用来 进行Ti（IV）和过氧化氢的鉴定。 pH小于1 有色配离子是[Ti(O2)(OH)(H2O)4]+ pH＝1～3 有色配离子是Ti2O52+
1.4 锆、铪的化合物 锆铪化合物主要呈+4价; 由于d0结构，所以它们的盐几乎都是无色; 氢氧化物的碱性要比酸性大，酸碱性之间的差别， 比钛更显著; 锆铪性质相似，造成两者分离上的困难。
1. 二氧化锆 (ZrO2) ZrO2有三种晶型：单斜(monoclinic)； 四方(tetragonal)；立方(cubic)。三者 之间的转换关系是（可逆）：
3.钛（IV）的配合物 (1)与水（H2O）的配合 Ti(IV)：正电荷较高，半径较小(68nm)，电荷半 径的比值较大，具有很强的极化力，以至在Ti(IV) 的 水溶液中不存在简单的水合配离子[Ti(H2O)6]4+，只存 在碱式的氧基盐。 例如：在配位能力很弱的酸 ( 比如HClO4 ) 中， Ti(IV) 存在形式是 [Ti(OH)2(H2O)4]2+ (简写成TiO2＋,叫 做钛酰离子)；在碱性溶液中，主要存在形式是 [Ti(OH)4(H2O)2]，相当于 TiO2· 4H2O。
《无机化学下》第四版习题答案
第13章 氢和稀有气体13-1 氢作为能源，其优点是？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？BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI13-3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。
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 +、He 2+ 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) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。
大学无机化学综合测试题+答案(吉林大学、武汉大学、第二版) 试题 期末考试 —— 内蒙古民族大学.DOC (16)
密封线教研室主任教务处验收人考试时间总主考专业年级学号姓名内蒙古民族大学学生考试试卷2013-2014学年度第一学期级专业班课程：普通化学和无机化学试卷编号：(C 卷)题号一二三四总分复核人分数评卷人一、单项选择题（20小题，每小题1分，共20分）1、下列各混合溶液中，具有缓冲作用的是A 、HCl (1mol ·dm -3)+NaAc (2mol ·dm -3)B 、NaOH (1mol ·dm -3)+NH 3(1mol ·dm -3)C 、HCl (1mol ·dm -3)+NaCl (1mol ·dm -3)D 、NaOH (1mol ·dm -3)+NaCl (1mol ·dm -3)2、在0.10dm 30.10mol ·dm -3HAc 溶液中，加入0.10mol NaCl 晶体，溶液的pH 将会A 、升高B 、降低C 、不变B 、无法判断3、0.10mol ·dm -3Na 2HPO 4水溶液的pH 值约为(H 3PO 4：p K a1=2.1，p K a2=7.2，p K a3=12.7)A 、4.65B 、9.95C 、7.40D 、7.334、20cm 30.10mol ·dm -3HCl 和20cm 30.20mol ·dm -3NH 3·H 2O 混合，其pH 为(NH 3·H 2O ：K b =1.76⨯10-5)A 、11.25B 、4.75C 、9.25D 、4.255、用0.20mol ·dm -3HAc 和0.20mol ·dm -3NaAc 溶液直接混合(不加水)，配制1.0dm 3pH =5.00的缓冲溶液，需取0.20mol ·dm -3HAc 溶液为(p K a (HAc)=4.75)A 、6.4⨯102cm 3B 、6.5⨯102cm 3C 、3.5⨯102cm 3D 、3.6⨯102cm 36、0.045mol ·dm -3KNO 2溶液的pH =8.0，则HNO 2的K a 是A 、4.5⨯10-2B 、4.5⨯10-10C 、4.5⨯10-8D 、4.5⨯10-47、向含有0.010mol ·dm -3的C O 242-溶液中逐滴加入AgNO 3溶液，要求只生成Ag 2C 2O 4沉淀，而又不会生成Ag 2O 沉淀，则溶液的pH 应是A 、<7.9B 、<10.4C 、>10.6D 、<9.78、已知铜的相对原子质量为63.55，在0.50mol ·dm -3CuSO 4水溶液中通过4.825⨯104库仑电量后，可沉积出Cu 约为A 、7.94g B 、15.89g C 、31.78g D 、63.55g 9、下列一系列反应，提供了使I -氧化成I 2的机理：NO +12O 2−→−NO 2NO 2+2I -+2H +−→−NO +I 2+H 2O I 2+I -−→−I 3-此一系列反应中的催化剂是A 、NO B 、O 2C 、H +D 、NO 210、反应2NO 2Cl(g)=2NO 2(g)+Cl 2(g)的反应机理包括两步基元反应(1)NO 2Cl(g)=NO 2(g)+Cl(g)(2)NO 2Cl(g)+Cl(g)=NO 2(g)+Cl 2(g)已知总反应的速率常数k 的单位是s -1，则A 、总反应是二级反应B 、第一步反应比第二步反应快得多C 、总反应是三级反应D 、第二步比第一步反应快得多11、在测定溶液中过二硫酸铵[(NH 4)2S 2O 8]和碘化钾进行反应的反应速率时加入硫代硫酸钠的目的是A 、与碘反应B 、与过二硫酸盐反应C 、催化作用D 、起氧化剂作用12、某化学反应进行1h ，反应完成50%，进行2h ，反应完成100%，则此反应是A 、零级反应B 、一级反应C 、二级反应D 、三级反应13、硫代乙酰胺(TA)水解反应CH 3C NH 2S +H 2O −→−H 2S +CH 3C NH 2O 的速率定律为-d[TA d ]t =k [H +][TA]，若在25℃的TA 和H +浓度均为0.10mol ·dm -3的溶液中加醋酸钠，下面叙述中正确的是A 、反应速率变慢，但k 保持不变B 、反应速率和k 都变小C 、反应速率增加，但k 保持不变D 、反应速率和k 都增加14、在下列元素的原子中，第一电离能最低的是A 、Be B 、B C 、C D 、N 15、下列各组元素中，电负性依次减小的是A 、K >Na >Li B 、O >Cl >H C 、As >P >H D 、三组都对16、下列分子中，具有配位键的是A 、CO B 、CO 2C 、NH 3D 、H 2O密封线教研室主任教务处验收人考试时间总主考专业年级学号姓名17、氯苯的偶极矩是1.73D ，预计对二氯苯的偶极矩应当是A 、4.36D B 、1.73D C 、0D 、1.00D 18、下列分子中相邻共价键的夹角最小的是A 、BF 3B 、CCl 4C 、NH 3D 、H 2O 19、试判断下列说法，正确的是A 、离子键和共价键相比，作用范围更大B 、所有高熔点物质都是离子型的C 、离子型固体的饱和水溶液都是导电性极其良好的D 、阴离子总是比阳离子大20、按分子轨道理论，O 2、-2O 、+2O 的稳定性由大到小的顺序是A 、O 2>+2O >-22O B 、+2O >O 2>-22O C 、-22O >O 2>+2O D 、+2O >-22O >O 2二、填空（20小题，每小题1分，共20分）1、20℃时纯水的蒸气压为2338Pa 。
无机化学
无机化学
7.5 学分
无机化学（上） 68 学时 无机化学（下） 68 学时
评定成绩办法： 平时作业10％，期中考试10％，期末考试80％.
我们每学一门新课程时，都会提出这样一些问题： 研究的对象、内容及目的? 学科的发展和前景? 学习内容?学习方法? ······这正是绪论要介绍的问题。
第一章
绪 论（2学时）
21世纪化学的定义
19世纪，化学是原子的科学。
20世纪，化学是分子的科学。
21世纪，化学是研究泛分子的科学。
泛分子是泛指21世纪化学的研究对象。
O
O
OH O
O N NH N NH NH2
HO P O OH
OH NH2
OH OH
NH
泛 分 子 的 十 个 层 次
H
12 11 1 2 3 4 13 17 16 14 15
和炼制包含了极为丰富的化学知识，已经形 成了煤化学、石油化学等专门的研究领域。 随着社会的发展，天然的能源的供给会日趋 紧张。
急待开发新的能源。如：怎样能更有效的利
用太阳能，怎样利用海水制氢，怎样合理安 全的使用氢能源，这些都是化学研究领域中 的前沿课题。
2. 化学与材料的关系 高分子结构材料： 具有质量轻、强度大、耐腐蚀性等优点， 如聚对苯二甲酰对苯二胺的比强度已高出 钢铁，其强度-质量比为钢铁的6倍；
2500 2000 1500
1058
单位：万种
2340
CA上登录的化合物统计表
1000
593
500 0
55
110
237
1900年 1945年 1970年 1980年 1990年 1999年
CA上登录的化合物统计表
大学无机化学综合测试题+答案(吉林大学、武汉大学、第二版) 试题 期末考试 —— 内蒙古民族大学.DOC (19)
内蒙古民族大学2013-2014学年二学期课程考试试卷答案(D 卷)课程名称：普通化学和无机化学 考试时间：120分钟 年级：xxx 级专业： xxx题目部分，（卷面共有53题，100分，各大题标有题量和总分） 一、单项选择题（20小题，共20分）1、对于Ａ,Ｂ两种混合气体，下列公式中不正确的是 A 、p 总V 总= n 总RT B 、p A V A = n A RT C 、p 总V A = n A RT D 、d RTM b =混混总答案：B2、下列几种溶液中,蒸气压最低的是A 、1 mol ·kg -1 NaClB 、 1 mol ·kg -1 HAcC 、1 mol ·kg -1 H 2SO 4D 、1 mol ·kg -1 CO(NH 2)2 答案：C 3、60℃时, 180 g 水中溶有 180 g 葡萄糖, 已知60℃时水的蒸气压为19.9 kPa, C 6H 12O 6的相对分子质量为 180, 则此水溶液的蒸气压应为A 、 1.81 kPaB 、 9.95 kPaC 、 15.9 kPaD 、 18.1 kPa答案：D 4、0.542 g HgCl 2(相对分子质量为 271)溶于 50 g 水中, 溶液的凝固点为 -0.0744℃, ( 水的K f = 1.86 K ·kg ·mol -1 )则 HgCl 2在水中是A 、 不电离B 、 部分电离C 、 完全电离D 、 不能确定是否电离 答案：A 5、1.17 % 的 NaCl 溶液产生的渗透压接近于(相对原子质量: Na 23, Cl 35.5) A 、 1.17 % 葡萄糖溶液 B 、 1.17 % 蔗糖溶液 C 、 0.20 mol ·dm -3葡萄糖溶液 D 、 0.40 mol ·dm -3蔗糖溶液答案：D 6、某反应在标准态和等温等压条件下，在任何温度都能自发进行的条件是A 、 m r H ∆> 0， m r S ∆> 0B 、m r H ∆< 0， m r S ∆< 0C 、 m r H ∆> 0， m r S ∆< 0D 、 m r H ∆< 0， m r S ∆> 0 答案：D7、冰的熔化热为6008 J ·mol -1，在0℃时1.00 mol 冰熔化时的熵变为 A 、 334 J ·mol -1·K -1 B 、 22.0 J ·mol -1·K -1 C 、 0 D 、 -22.0 J ·mol -1·K -1 答案：B8、25℃时NaCl 在水中的溶解度约为6 mol ·dm -3，若在1 dm 3水中加入1 molNaCl ， 则NaCl(s) + H 2O(l)−→−NaCl(aq) 的 A 、 ΔS > 0，ΔG > 0 B 、 ΔS > 0，ΔG < 0 C 、 ΔG > 0，ΔS < 0 D 、 ΔG < 0，ΔS < 0 答案：B9、分几步完成的化学反应的总平衡常数是 A 、 各步平衡常数之和 B 、 各步平衡常数之平均值 C 、 各步平衡常数之差 D 、 各步平衡常数之积 答案：D10、在一定温度下，将1.00 mol SO 3 放在1.00 dm 3密闭容器中，反应 2SO 2(s) + O 2(g)2SO 3(g) 达到平衡时，SO 2为0.60 mol ，则反应的K c 为 A 、 2.8 B 、 2.2 C 、 1.5 D 、 1.9 答案：C11、Fe (NO 3)3 水溶液的pH 值比较低，解释这个现象的最恰当理由是 A 、水总是要电离出H 3O + B 、Fe 3+与OH -生成沉淀，多出H 3O + C 、Fe 3+ 本身是路易斯酸D 、Fe (H O)263+要离解放出H 3O+ 答案：D12、用0.20 mol ·dm -3 HAc 和0.20 mol ·dm -3 NaAc 溶液直接混合(不加水)，配制1.0 dm 3 pH = 5.00的缓冲溶液，需取0.20 mol ·dm -3 HAc 溶液为 (p K a (HAc) = 4.75)A 、6.4 ⨯ 102 cm 3B 、6.5 ⨯ 102 cm 3C 、3.5 ⨯ 102 cm 3D 、3.6 ⨯ 102 cm 3 答案：D13、已知：HAc 的K a = 1.8 ⨯ 10-5，H 3PO 4的K 1 = 7.6 ⨯ 10-3，K 2 = 6.3 ⨯ 10-8，K 3 = 4.4 ⨯ 10-13，则PO 43-+ 3HAcH 3PO 4 + 3Ac -，K =K K K K ()HAc 123=2.8 ⨯ 107因反应的K 值较大，故HAc(0.5 mol ·dm -3)和-34PO (0.1 mol ·dm -3)反应生成H 3PO 4 (约0.1 mol ·dm -3) 和Ac - (约 0.3 mol ·dm -3)。
武汉大学、吉林大学《无机化学》(第3版)(上册)课后习题-氢和稀有气体(圣才出品)
第5章氢和稀有气体1．说出BaH 2，SiH 4，NH 3，AsH 3，PdH 0.9和HI 的名称和分类?室温下各呈何种状态?哪种氢化物是电的良导体?答：名称分类状态BaH 2氢化钡离子型氢化物固态SiH 4甲硅烷分子型氢化物气态NH 3氨分子型氢化物气态AsH 3砷化氢、胂分子型氢化物气态PdH 0.9钯氢合金金属型化合物气态为电的良导体HI 碘化氢分子型氢化物气态2．如何利用路易斯结构和价层电子对互斥理论判断H 2Se，P 2H 4，H 3O ＋的结构?答：H 2Se：折线型；P 2H 4：三角锥；H 3O ＋：三角锥。
3．写出工业制氢的三个主要化学方程式和实验室中制备氢气最简便的办法?答：工业制氢：水煤气法1273K 22C+H O H (g)CO(g)−−−→+烷烃脱氢26222C H (g)CH CH (g)H (g)∆−−→=+两性金属与碱液反应232Si 2NaOH H O NaSiO H ++−−→+↑实验室制备：2442Zn H SO ()ZnSO +H +−−→↑稀4．He 在宇宙中丰度居第二位，为什么在大气中He 含量却很低?答：在太空，由于光的照射，很可能有一系列的核聚变或者核裂变发生，此时很有可能就有He 生成。
而在大气中，由于温度、压力、光照等一系列条件的缺乏，反应无法发生，且He 的密度很小，容易向宇宙扩散。
因此，在宇宙中，He 的含量很多，而在大气中，He 含量却很低。
5．哪种稀有气体可用作低温致冷剂?哪种稀有气体离子势低，可做放电光源需要的安全气?哪种稀有气体最便宜?答：低温制冷剂：熔沸点最低的液态He。
离子势低：离子半径最大的Xe。
最便宜：大气中含量最多的Ar。
6．何为盐型氢化物?什么样的元素能形成盐型氢化物?怎样证明盐型氢化物内存在H -负离子?答：盐型氢化物就是离子型氢化物，是氢同电负性很小的碱金属或碱土金属直接化合时，倾向于获得一个电子，形成H -离子，这种性质类似于卤素。
2019内蒙古民族大学无机化学(吉大武大版)-第18章氢和稀有气体
氕 H: 丰度最大,原子百分比: 99.98% 氘 D: 丰度可变。平均原子百分比: 0.016% 氚 T: 放射性同位素。在大气层,宇宙射线裂变 3 21 产物中10 个氢原子中只含有一个 1 H
3. 制备 氕(11H)是丰度最大的氢同位素, 占99.9844%；同位 素 21H叫氘 , 占 0.0156% 。氚 (31H) 存在于高层大气中，
4. 配合催化太阳能分解水 三(2,2’—联吡啶) 合钌(Ⅱ)(2a) 光能
1 2(2a*) H2O H2 O2 2(2a) 2
2a 既是电子给予体，又是电子接受体，在光能的激发下，可以向水分
2a*(已活化)
子转移电子，使 H+ 变为 H2 放出。
最近，日本有人把太阳能电池板与水电解槽连接在一起，电解部分的材 料在产生氢气一侧使用钼氧化钴，产生氧气一侧则使用镍氧化钴。使用1平 方米太阳能电池板和100毫升电解溶液，每小时可制作氢气 20 升，纯度为 99.9%。
二元氢化合物在周期表中的分布
hydrides
氢的大多数二元化合物可归入下述三大类中的某一
类。但是这种分类的界限也不十分明确，结构类型并
非非此即彼，而是表现出某种连续性。
1-6 氢能源： 1Kg H2完全燃烧放热120918KJ，属于高能、 无污染、环保型燃料。目前有关氢能源研究，存 在着三大课题：发生、储存、利用。 （1）发生： 从能量的观点看，利用太阳能光解海水最适 宜。目前的研究均以过渡金属配合物为催化剂， 光解海水远未达到生产规模。 （2) 储存：பைடு நூலகம்因密度小，不安全，装运难度大.目前使用高 压容器储存。使用不便，有危险。很多人正在从 事金属氢化物的可逆储氢研究。
2M + H2 高温 2MH（M：ⅠA） NaCl晶型
内蒙古民族大学无机化学(吉大武大版)-第23章 无机物性质规律讨论
表 23–3 一些金属的氧化物、硫化物
和卤化物的颜色
氧 化 物 NiO 绿 Sb2O3 Cu2O 红 CdO 硫化物 NiS 黑 Sb2S3 Cu2S 蓝黑 CdS
PbO CoO PbS CoS
23-1-1 d - d 跃迁与荷移吸收 1. d - d 跃迁 过渡金属及其化合物常常带有颜色，这是过渡金 属的主要特征之一。表 23–1 列出一些常见过渡元素 水合离子的颜色。 由表可以看出，同一金属离子的不同价态，d 电 子数不同，水合离子呈现不同的颜色，如 Fe3+（d5）、 Fe2+（d6）分别为淡紫和浅绿色，Co3+（d6）和 Co2+ （d7）分别为蓝紫和粉红色。
23 -1 -2 固体化合物的颜色与能带理论 金属及半导体的颜色可由能带理论得到解释。 能带理论认为：当固体中原子间十分靠近时，原 子轨道可以线性组合成许多能级相近的分子轨道，即 组成能带。全充满的原子轨道组成的能带叫满带；部 分填充的原子轨道组成的能带叫导带；满带与导带之 间有一段空隙，不允许电子填充，称为禁带，如图 23–1 所示。
表 23–2 一些含氧酸根的颜色 酸根 颜色 酸根 颜色 酸根 颜色
VO43－
CrO42－
黄
黄
NbO43－
无
TaO43－
无
MoO42－ 淡黄 WO42－ 淡黄
MnO4－
紫
TcO4－
淡红
ReO4－
淡红
过渡金属含氧酸根中电子转移的方向，是由带有 负电荷的氧移向金属M，M的半径越小，电荷越高， 氧化能力越强，荷移跃迁所需能量越低，吸收光的波 长越大，即荷移吸收红移，产生的颜色随之变化。 同副族内由于原子所在周期的不同，吸收光的波 长发生变化，将导致其含氧酸根颜色的不同，尤其对 于第一过渡系和第二过渡系更是如此。
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第16章 氧族元素—— 内蒙古民族大学
VO
e. 单质被HNO3氧化，但不具有普遍性： 3Sn + 4HNO3 = 3SnO2 + 4NO↑+ 2 H2O
28
2. 氧化物的键型：离子型和共价型 (1) 离子型氧化物：由于 O2- 的变形性较小，绝大部分 金属氧化物属于离子型氧化物。 M2O：ⅠA氧化物 MO：BeO→BaO、ZnO、GaO、MnO、CoO、NiO M2O3：Al2O3 、 Sc2O3、 Y2O3,、 In2O3 MO2: GeO2、TbO2、UO2、 SnO2、PbO2 、VO2、 WO2、 MnO2、RuO2 M3O4: Pb3O4、Mn3O4、 Fe3O4 （2）共价型氧化物: H、F、Cl、Br、I、S、Se、Te、N、P、C的非金属 氧化物。
b. 氧是非极性分子，不易溶于极性溶剂 — 水中。
298K，1dm3水可溶30cm3 O2。光谱学实验表明：氧 溶于水后，有 O2· H2O 和 O2· 2H2O 12
不稳定结构 氧在水中溶解度虽小，但它是水生植物生 存的基础。我国有些江河湖泊水系污染严重， 水中O2含量明显减少，水质下降，鱼类产量下 降，甚至绝迹。因此防治水系污染已是我国一 项迫在眉睫的任务。
22
放电或光照
从形成共价键的角度看，有六种情况： O: 2s22px22py12pz1 a. O 采取 SP3 杂化，形成两个共价单键： O 例：Cl2O 和 OF2中 F F b. 提供 2 个单电子形成一个共价双键： O O
H C H O
（在甲醛中C、 O原子均采取SP2杂化，以单电子杂化 轨道重叠形成σ键，再以未杂化的另一个单电子轨道 重叠形成∏键。）
23
c. O 以 共价单键，一个配位键:
H
sp3 杂化形成两个
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第12章 碱金属和碱土金属—— 内蒙古民族大学
钾比钠活泼，为什么能通过如下反应制备金属钾？ KCl + Na NaCl + K 钾 的 第 一 电 离 能 (418.9 kJ· mol-1 ) 比 钠 的 (495.8 kJ· mol-1)小,但通过计算可知固相反应的ΔrHm是个不大 的正值。钾的沸点(766 º C)比钠的(890 º C )低,当反应 体系的温度控制在两沸点之间 , 使金属钾变成气态 , 金 属钠和KCl、NaCl 仍保持在液态,钾由液态变成气态 , 熵值大为增加,反应的TΔrSm项变大,有利于ΔrGm变成负 值使反应向右进行。同时 , 钾变成蒸气 , 设法使其不断 离开反应体系,让体系中其分压始终保持在较小的数值 。不难预料随 Pk变小 ,ΔrGm向负值的方向变动 ,有利于 反应向右进行。
(阴极)
(阳极)
在电解中，必要时要混入适当的助熔剂，如在氯 化钠的电解中，是加入CaCl2为助熔剂，其作用是： 1. 降低熔点（钠熔点=1073K，混合盐熔点=873K） 2. 防止钠的挥发 3. 减小钠的分散性（熔盐密度大，钠密度小，易浮于 熔盐上面进行分离）
热还原法 热还原法中常用碳或碳化物作还原剂，从金属氧 化物或碳酸盐中还原出金属。 K2CO3＋2C 1473K 真空 2K＋3CO 2KF＋CaC2 1273 - 1473 K CaF2＋2K＋2C MgO + C CO + Mg MgO + CaC2 Mg + CaO + 2C 金属置换法:用活泼金属作还原剂的热还原法称金属置 换法，常用还原剂金属有：Na、Ca、Mg、Ba、Al等。 KCl + Na ==== NaCl + K RbCl + Ca == CaCl2 + 2Rb
C-208 TUPIAN
内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第24章无机化学新兴领域简介
有机金属化学是有机化学和无机化学交 叠的一门分支课程，主要讲述含金属离子的 有机化合物的化学反应、合成等各种问题。 其中的化学反应，包含了许多催化性质的反 应以及跟金属配位有关的化学反应，甚至有 些是运用在于医药上，如用于治疗糖尿病的 含钒的配合物。
内蒙古民族大学无机化学吉大武大 版第24章无机化学新兴领域简介
CrC13＋6CO＋A1 A1C13，苯 Cr(CO)6＋A1C13
OsO4＋9CO 内4蒙2古0K民，族2大5学M无P机a化学O吉s大(武C大O)5＋4CO2
版第24章无机化学新兴领域简介
(3) 通过热分解或光照分解, 可制得某些多核羰基化
合物。如: 3 Os(CO)5
△ Os3(CO)12＋3CO
第二十五章
无机化学新兴领域简介
内蒙古民族大学无机化学吉大武大 版第24章无机化学新兴领域简介
§25 —1 有机金属化学 §25 —2 金属原子簇化学 §25 —3 非金属原子簇化学 §25 —4 生物无机化学简介 §25 —5 无机固体化学
内蒙古民族大学无机化学吉大武大 版第24章无机化学新兴领域简介
③大多数配合物都内服蒙古从民族有大学效无机原化学子吉大序武大数（EAN）规则。 版第24章无机化学新兴领域简介
最早发现的羰基化合物是Ni(CO)4,它是在1890年被 Mond发现的。将CO通过还原镍丝，然后再燃烧，就 发出绿色的光亮火焰(纯净的CO燃烧时发出蓝色火焰) ，若使这个气体冷却，则得到一种无色的液体。若加 热这种气体，则分解出Ni和CO，其反应如下： Ni＋4CO常温常压Ni(CO)4(m.p.－25℃) △ Ni＋4CO
(4)氧化还原反应
Mn2(CO)10 ＋Br2
2Mn(CO)5Br
无机化学 武汉第三版 5 氢和稀有气体
Light work with water, NATHAN S. LEWIS Nature 414, 589 - 590 (December 6, 2001) Direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst, ZHIGANG ZOU, JINHUA YE, KAZUHIRO SAYAMA & HIRONORI ARAKAWA Nature 414, 625 - 627 (December 6, 2001) The semiconducting material (blue) and metal (green) electrode are immersed in water. Under light irradiation, photoexcited electrons reduce water to give H2, whereas the electron vacancies oxidize water to O2. Zou et al. have 无 doped an indium–tantalum机 oxide with nickel, and find that 化 this material absorbs light in 学 电 the visible spectrum, an 子 advance over previous 教(6) 2H O(l) → 2H (g) + O (g) (光解 光解?) photocatalysts. 光解 2 2 2 案
无 机 化 学 电 子 教 案
在电解法中，常常采用质量分数为 在电解法中，常常采用质量分数为25%的NaOH或 的 或 KOH溶液作为电解液。电极反应为： 溶液作为电解液。 溶液作为电解液 电极反应为： 阴极 阳极 2H2O + 2e - → H2 ↑ + 2OH4OH- → O2 ↑ + 2H2O + 4e-
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第11章 配位化合物—— 内蒙古民族大学
1.4 配合物的分类 将配合物分类是很复杂的。如：按配体与中心 离子成键性质不同可分为经典配合物非经典配合物。 前者仅配体给出孤电子对，后者配体既是电子 给体（donor）又是受体， 不一定非是具有孤电子对， 可以有一对或多个不定域 电子。如 CO、CN-、
CH2= CH2。CO、CN- 键上的电子给出，空的 2p* 接受中心离子的电子对； 又如按配体中配位原子的数目分为简单配合物 和螯合物；也可按中心离子（原子）的数目分为单 核或多核配合物等。这里我们仅介绍几类配合物。
一般 K1 > K2 > K3 > K4
2）螯合物 由多齿配体与中心离子形成具有环状结构的配合 物称螯合物。配体中，两个配位原子间相隔2-3个其 它原子，而形成稳定的五员环和六员环。这类配合物 在水溶液中相当稳定，一般不发生逐级解离。例如： [Ni(en)2]2+ 在这个配离子中， H2 H2 N N 有两个五员环。大多数螯合 CH2 CH2 物都有五员环，六员环。 Ni CH2 五员环最稳定，多于六员环 CH2 N N 不稳定。四员环螯合现象多 H2 H2 出现在多核配合物中。
3. 配位数 直接同中心元素键合的配位原子的数目，称配位 数。不是配体的数目。对于单齿配体，当然配位数与 配体的数目相同。而对于多齿配体，一个配体，已键 合的原子数应不止一个，应该不同于配体的数目。如： ［Pten2］Cl2，配位数是4，每个乙二胺en分子中有两 个N 原子配位，[Ca(EDTA)]2-，配位数是6。 中心离子的配位数多数为2、4、6、8，其中4、6 最常见，5、7 罕见，而稀土配合物，稀土离子的配位 数常大于8。 中心离子（或原子）的配位数与中心离子和配体 的电荷、半径以及配体的浓度，溶液的温度都有关系
我们目前所学的内容仅限于最基本的有关配合 物的知识：基本概念、基础知识，化学键理论及影 响配合物稳定性的因素、配位离解平衡的内容。
无机化学第五章氢和稀有气体
些领域的应用前景值得期待。例如，利用稀有气体化合物进行化学合成、
制备新材料等。
04
氢和稀有气体的关系与比较
原子结构与电子排布
原子结构
氢和稀有气体原子的原子核都只有一个质子，但它们的电子 排布不同。氢原子只有一个电子，而稀有气体原子的电子排 布遵循一定的规律，最外层电子数均为8个。
电子排布
氢原子的电子排布为1s1，而稀有气体原子的电子排布遵循洪特 规则和泡利原理，最外层电子数为8个。
化学键合与分子结构
化学键合
氢原子可以与其他元素形成共价键， 形成氢化物。而稀有气体原子因其最 外层电子数为8个，不易与其他元素 形成化学键，表现出惰性。
分子结构
氢化物分子中，氢原子通常与非金属 元素形成共价键，形成分子。而稀有 气体元素通常以单原子分子形式存在 。
物理和化学性质的比较
物理性质
氢气是一种无色、无味的气体，密度较小，易燃易爆。稀有气体元素通常以单 原子分子形式存在，在常温常压下为气态，不易与其他物质发生反应。
稀有气体在高科技领域的应用
随着科技的发展，稀有气体在电子、光学、医疗等领域的应用将更加广泛，需要深入研究 其特性和应用技术。
跨学科合作与交流
无机化学的发展需要与其他学科进行合作与交流，共同推动氢和稀有气体领域的发展。
THANKS
感谢观看
氢可以与碳结合形成大量的有机化 合物，如烷烃、烯烃、炔烃等。
03
稀有气体的概述
稀有气体的物理性质
稀有气体单质的颜色
稀有气体单质在常温常压下均为气体，且在可见光区不吸收光， 因此呈现为无色。
稀有气体单质的熔沸点
由于稀有气体原子间的作用力很弱，因此它们的熔点和沸点都很低， 常温下常见氧化态为+1，但 在某些条件下也可以表现 出-1的氧化态。
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版)--第4章-化学反应的速率--——-内蒙古民族大学
O 118pNm
O+
CO
113pm
O
C
O
O
N
活化络合物
（过渡态）
N O+O C O
115pm 116pm
过渡状态又叫活化配合物
由于活化配合物很不稳定，它既可能分解成生成 物，也可能分解成反应物。因此，过渡状态理论认为 反应速率与三个因素有关：
①活化配合物的浓度 ②活化配合物分解的几率 ③活化配合物的分解速率
因为速度 v 与 A 的浓度成正比，所以 m＝1 (2)保持 A 的浓度不变，分析 4、5、6 组数据，
过渡状态理论认为： 化学反应不只是通过反应物分子之间简单碰撞就
能完成的，而是在碰撞后，分子中的化学键要经过重 排，能量要重新分配。在反应过程中先要经过一个中 间的过渡状态，即反应物分子先形成一种活化配合物。
在下列反应中 A＋BC → AB＋C
A+B-C →
[A‥·B ‥·C]* → A-B+C
反应物(始态) 活化配合物(过渡态) 产物(终态)
Δt0 Δt
dt
不同物质表示的反应速度间的关系 对于一般反应： aA + bB = dD + eE V(A) : V(B) : V(D) : V(E) = a : b : d : e
V(A) V(B) V(D) V(E) —— = —— = —— = ——
V(A) =-—dC—A（余者类推）
a
bde
初始浓度/mol·L-1
1 1.0
2 2.0 3 4.0 4 1.0 5 1.0 6 1.0
1.0
1.2×10-2
1.0
2.3 ×10-2
1.0
4.9 ×10-2
武汉大学、吉林大学《无机化学》(第3版)(上册)章节题库-氢和稀有气体(圣才出品)
第5章氢和稀有气体一、填空题1．人们将氢化物分为______氢化物，______氢化物和______氢化物三种类型。
【答案】离子型，分子型，金属型。
2．拉姆齐和雷利在1894年从空气中第一次分离出的稀有气体是______；l962年巴特利特第一次合成出来的稀有气体化合物是______，该化合物是模仿______合成出来的。
【答案】Ar（或氩）；3．用Xe和F2直接反应合成出的化合物有______、______和______。
【答案】三、完成方程式并配平1．氙的化合物与水反应。
答：2．氢化物LiH与下列化合物反应。
答：3．完成下列氟化物与水反应的方程式。
答：4．完成并配平下列反应方程式。
答：四、问答题1．举例说明氢气都有哪些重要的化学性质。
答：氢气的化学性质主要有以下几种：（1）与活泼金属在加热条件下反应，生成离子型氢化物。
（2）与非金属元素形成分子型氢化物。
H2与氧化能力强的F2在低温下即可剧烈反应。
存光照或引燃的条件下，H2与Cl2和O2等反应。
H2是合成氨的重要原料，与N2在高温、加压和催化剂存在的条件下反应。
（3）在加压条件下与过渡金属形成金属型氢化物。
（4）在高温条件下，H2作为反应的还原剂。
（5）利用H2在有机合成中进行加氢反应，在催化剂作用下合成特定的化合物。
2．氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？答：氢作为能源其优点如下：（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。
3．由氙的元素电势图计算的值。
答：酸性溶液中氙的元素电势图为说明H4XeO4具有很强的氧化性。
4．为什么XeOF4不能用玻璃容器储存？并指出应该用什么容器储存？答：XeOF4会与SiO2发生如下反应：可用镍容器（因氟与镍反应生成致密的保护膜）和某些塑料容器（如聚四氟乙烯）。
大学无机化学综合测试题+答案(吉林大学、武汉大学、第二版) 试题 期末考试 —— 内蒙古民族大学.DOC (12)
四、问答题（8小题，每小题5分，共40分）
1、反应I2(g) 2I(g)气体混合处于平衡时：
(1)升温时，平衡常数加大还是减小?为什么?
(2)压缩气体时，I2(g)的解离度是增大还是减小?
(3)恒容时充入N2气时，I2(g)的解离度是增大还是减小?
kspag2cro4111012ksppbcro4181014kspbacro4121010kspsrcro422105?mrh为kjmol1b2607c2607d4423cg0ds0c045d0548铅蓄电池放电时电解质密度的变化是a密度不变b密度变大c密度变小d不能确定9对于反应i22clo?32io?3cl2下面说法中不正确的是a此反应为氧化还原反应bi2得到电子clo?3失去电子ci2是还原剂clo?3是氧化剂d碘的氧化数由0增至5氯的氧化数由5降为010一个氧化还原反应在特定温度下的a该温度下反应的平衡常数c该温度下相应电池的电动势?mrg可由下列测量计算的是b速率常数随温度的变化d该温度下反应的?mrh11某一级反应的半衰期t12是30min则其反应速率常数k为a0023min1c023min112在确定的温度范围内arrhenius公式适用的条件是a仅适用于基元反应b可适用于任何反应c仅适用于具有简单级数的反应d适用于有明确反应级数及速率常数k且在该温度区间内ea近似不随温度变化的一些反应b208min1d不能确定13硫代乙酰胺ta水解反应ch3cnh2sh2o??h2sch3cnh2o的速率定律为?dtadtkhta若在25的ta和h浓度均为010moldm3的溶液中加醋酸钠下面叙述中正确的是a反应速率变慢但k保持不变b反应速率和k都变小c反应速率增加但k保持不变d反应速率和k都增加14已知h2o2分解是一级反应若浓度由10moldm3降至060moldm3需20min则浓度从060moldm3降至036moldm3所需的时间是a超过20minc低于20min15设有两个化学反应a和b其反应的活化能分别为ea和ebeaeb若反应温度变化情况相同由t1t2则反应的速率常数ka和kb的变化情况为aka改变的倍数大cka和kb改变的倍数相同16下列元素电负性大小顺序中正确的是abebalmgcbbealmgb20mind无法判断bkb改变的倍数大dka和kb均不改变bbalbemgdbalbemg密封线教研室主任教务处验收人考试时间总主考专业年级学号姓名第2页共2页17nacl结构是阴离子排成最紧密堆积阳离子占据的是a所有八面体空穴c二分之一的八面体空穴18根据分子轨道理论下列分子或离子中键级最高的是b所有四面体空穴d四分之一的八面体空穴a22ob2oco2d?2o19下列分子中偶极矩大于0的分子是as
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第8章 酸碱解离平衡 —— 内蒙古民族大学
由上例我们可以得到具有同离子效应溶液的[H＋] 的计算公式： 以 HAc ——NaAc 缓冲溶液为例 HAc H＋ ＋ Ac－ ←Ac－（来自NaAc ） 初始： C酸 0 C盐 平衡：C酸－x x C盐＋ x 由于同离子效应: C酸－x ≈ C酸； C盐＋x ≈ C盐 Ka = [H＋]· [Ac－]/[HAc]= x · C盐 / C酸 [H＋] = x = Ka· C酸 / C盐 或取负对数：pH = pKa－ lg C酸 / C盐 同理： [OH-] = x = Kb· C碱 / C盐 或取负对数：pOH = pKb－ lg C碱 / C盐
已知 KHAc= 1.76×10-5 解方程即可得 [H＋] 当C0 / Ka > 400时，则C0－[H＋]≈C0 则可以简化计算 Ka = [H＋]2/ C0
[ H ] = Ka . C0
+
同理
[ OH ]
= Kb . C 0
Ka 和 Kb都是平衡常数,它能表示弱酸、弱碱解离 出离子的趋势的大小，K 值越大表示解离的趋势越大。 一般把 Ka 值小于 10-2 的酸称为弱酸；弱碱也可以按 Kb 的大小分类。 弱酸、弱碱在溶液中解离的百分数可以用解离度 (电离度) α 表示。
当C0 / Ka ＜ 400时，则 C0－[H＋] 中的 [H＋] 不能 忽略，也不能简化计算。如： 计算 1.0 ×10－5 mol· L-1 HAc 溶液的 H+ 离子浓度 和解离度
Ka= x2/（1.0×10－5－x）= 1.76×10－5 C0 / Ka= 1.0×10－5 / 1.76×10－5 < 400
0.10 - [H+]
[H+]
[Ac-] = [H+]
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H 2 b
1-2 氢的成键特征 由于氢的电子结构为 1s1 电负性为 x=2.2，所以
它与其他元素的原子化合时，有以下几种成键情况 : （1）形成离子键 : 如 KH ，NaH ，CaH 2 等。在离子型
氢化物中氢的氧化态为负 1。
（2）形成共价键:
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第十八章
氢和稀有气体
§ 18-1 氢
1-1 氢在自然界的分布 : 1. 氢是宇宙中最丰富的元素 ? 地壳三界（大气、水、岩石） : 以化合物形式存在，原子百分比 : 17% ，仅次于氧 , 排第二位。 ? 整个宇宙充满了氢 : 是太阳大气的主要成份 :原子百分比 : 81.75% 是木星大气的主要成份 : 原子百分比 : 82%
1-3 氢的性质和用途 (1)单质氢 a. 物理性质 H—H：共价键长为 74pm ，无色无臭气体。 273K 时，1dm 3 水溶解 0.02 dm 3 的 H 2。分子量最 小。分子间作用力弱，所以难液化， 20K 时才液 化。密度最小， 故常用来填充气球。
b.化学性质 : H—H D=436KJ/mol 比一般单键高，接近双键离
Si + 2NaOH （aq）+ H2O → 2H2↑ + Na2SiO3
（3）甲烷催化分解或水蒸气转化：
CH 4 ? c?at ,~?127?3 K ? C + 2H 2 ↑
CH 4 + H 2O ? c?aT .?,1073?~11?7?3 K ? CO + 3H 2
（4）烷烃脱 H 2：
C2H6（g）? 加???热 CH 2=CH 2 + H 2（直接合成氨 )
3. 野外生氢 H2：
2H2 + O 2 →2H 2O H2 在 O2 中安全燃烧生成 H 2O，温度可 3273K ， 可切、焊金属。
易形成爆炸混合物： H2 ：O2 = 2 ：1（体积比）
或 H2 含量：6～67% （氢气—空气混合物）
（3）与金属氧化物、卤化物反应（制备高纯金属） CuO + H 2 → H2O + Cu （加热） Fe 3O4 + 4H 2 → 4H2O + 3Fe （加热） WO 3 + 3H 2 → 3H2O + W （加热） TiCl 4 + 2H 2 → 4HCl + Ti （加热）
a.形成非极性共价键 : 如 H2 单质，表现 0 氧化态。 b.形成极性共价键 : 与非金属的元素的原子化合 : HCl ，HBr ，H2O等，表现为 +1 氧化态。 （3）独特的键型 a. 氢原子可以填充到许多过渡金属晶格的空隙中， 形成一类非整比化合物 ,一般称之为金属氢化物。 例: ZrH 1.75 和 LaH 2.78
b. 在硼氢化合物（如 B2H6）
和某些过渡金属配合
物中均以氢桥键存在。
氢键：在含有强极性键的共价氢化物中（例 H2O， HF ，HCl ，NH3中）由于氢原子与一个电负性 很强的原子相结合，共用电子对强烈偏向电负 性强的原子使氢变成近乎裸露的 H+，可以与另 一个电负性高，有孤对电子的原子形成氢键。
14 7
N?
01n?
12 6
C?
31H
利用重水与水的差别，富集重水，再以任一种从
水中制 H2 的方法从 D2O 中获得 D。
慢中子轰击锂产生
3 1
H
6 3
Li
?
01n
?
31H ?
4 2
He
我国首座重水堆核电站— 秦山核电站用上国产核燃料
三种同位素，核外均有 1个电子，所以化学性质相 似，但质量 1， 2，3相差较大，所以导致了它们的单 质，化合物物理性质上的差异。
解能。常温下惰性，但特殊条件下反应能迅速进行。
（1）与卤素反应：
H2 + F2 → 2HF （低温，暗处，爆炸，激烈） H2 + Cl 2 → 2HCl （光照，点燃，才能反应） H2 + Br 2 → 2HB （光照，点燃，才能反应） H2 + I2 → 2HI (高温反应，且可逆） （2）与氧反应：
结论： H2 的化学性质以还原性为主要特征。
1-4 氢的制备： 1. 实验室制法： （1） Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 （2）电解法： 25% 的 KOH 或 NaOH 电解液：
阴极：2H2O + 2e → H2↑ + 2OH 阳极：4OH — - 4e → O2↑ + 2H 2O 2. 工业制备法：
2. 氢的同位素 (Isotopes of hydrogen )
中文名 英文名称 表示方法 符号
说明
氕*(音撇) protium
1H
H
稳定同位素
氘 (音刀) deuterium 2H
D
稳定同位素
氚(音川) tritium
3H
T
放射性同位素
氕这个名称只在个别情况下使用，通常直接叫氢；氘有时
又叫“重氢”.
氕 H: 丰度最大,原子百分比 : 99.98%
氘 D: 丰度可变。平均原子百分比 : 0.016%
氚 T: 放射性同位素。在大气层 ,宇宙射线裂变
产物中 1021个氢原子中只含有一个
3 1
H
3. 制备 氕(11H)是丰度最大的氢同位素 , 占99.9844% ；同位
素21H 叫氘 , 占0.0156% 。氚 (31H) 存在于高层大气中， 它是来自外层空间的中子轰击 N原子产生的：
(1)氯碱工业制 H2：电解饱和食盐水： 阴极： 2H2O + 2e → H 2↑+ 2OH 阳极： 2Cl- - 2e → Cl 2↑
(2) C 还原水蒸气：
C（赤热） + H 2O（g） → H2↑ + CO （水煤气）直接做工业燃料，民用管道煤气 。
为了制氢，必须分离出 CO 。可将水煤气连同水 蒸气一起通过红热的氧化铁催化剂， CO 变成 CO 2 ， 然后在 2×106Pa （20atm ）下，用水洗涤 CO 2 和 H2 的混合气体，使 CO 2 溶于水而分离出 H 2 。
（4）与CO 、不饱和烃反应： CO + 2H 2 ? C?u?Z??nO ? CH 3OH
CH 2=CH 2 + H 2 ? c?at ,T?,P? CH 3CH 3
（5）与活泼金属反应：（制离子型氢化物方法）
高温下 ： 2Na + H 2 ? 6?5?3K ? 2NaH
Ca + H 2 ? 4?23~?57?3K ? Ca H 2