2012无机化学期中习题课_138009608

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θ Cl2 + OH − ClO − + Cl− φCl →
-
2 /Cl
>θ - /Cl ClO
2
Cl2在碱性条件下易发生歧化反应
θ θ HClO + Cl− Cl2 + H 2 O φHClO/Cl2 > φCl →
2 /Cl −
• 19、试述氯的各种氧化态含氧酸的存在形式。并说明酸性、 、试述氯的各种氧化态含氧酸的存在形式。并说明酸性、 规律,并说明原因。 热稳定性和氧化性的递变 规律,并说明原因。
4 4
放电: PbO 2 + Pb + 2H 2 SO4=2PbSO4 + 2H 2O 负极: Pb + SO 2 −-2e- PbSO → 4 4 正极: + 2− -
PbO2 + 4 H
+ SO4
+ 2e PbSO4 + 2H 2O →
• 18、完成并配平反应式
(1)
Sn + 2HCl
无机化学期中习题课
期中考试安排
时间 地点 形式 4月21日 星期六 21日 五教5101 五教5101 20个 论述题 20个 19:0019:00-21:00
化学是一门以实验为基础的自然科学 是一门以实验为基础的自然科学
研究物质的组成、结构、性质、制备以及转化规律。 研究物质的组成、结构、性质、制备以及转化规律。
NH3,H2O,HF中,随着键的极性增大,酸 性越来越强
从HF,HCl,HBr,HI,酸性增强,随着电负性减小,外围 电子云密度降低,同时由于水分子的水合作用同HX争夺质子 ,使得电离度依次增大,水合质子浓度增高,酸性变强。
p区元素的特征
同一族中,自上而下随原子序数增加,外 层ns轨道中的一对电子愈不易参与成键 第二周期元素的特殊性
惰性电子对效应
对角线关系
卤素
• 7、从下面元素电势图说明将氯气通入消石灰可得漂白粉, 、从下面元素电势图说明将氯气通入消石灰可得漂白粉, 而在漂白粉中加入盐酸可产生氯气的原因
HClO ClO+1.63V Cl2 +1.36V +1.36V ClCl(acid) (base)
+0.40V Cl 2
氯气通入消石灰--------base-------歧化
绘制碱性介质中磷得氧化态-自由能关系图。 电极还原电势反应
Oxide + ne − Re duction ∆G = − nEF →
Φθ n
-0.23 V -0.5 V 0.06 V n=-2 ∆G=-44.4 kJ/mol n=-3 ∆G=-144.8kJ/mol n=3 ∆G=-17.4kJ/mol
主题是发现与创造 核心任务: 发现、制备新结构 探究结构与性能间的关系
内容提要
氢键化合物的特殊性(HF,H 氢键化合物的特殊性(HF,H2O,NH3) 卤化氢的制备 氯的各种含氧酸性质的比较 与递变规律 N2的结构与分子轨道理论 O2与N2的结构与分子轨道理论 氧的化合物及化学性质 H2O的特殊性及化学性质 水合与水解原理 氧的成键特征 硫化物及多硫化物的性质 硫氧化合物性质 硫的含氧酸性质及结构 硫代硫酸盐的化学性质 的氢化物、 N的氢化物、氧化物与含氧酸的性质与递 变 制备NH3 NH3的方法 制备NH3的方法 王水的性质 磷的氧化物和含氧酸盐结构与性质 砷、锑、铋的氢氧化物或含氧酸的氧化还 原性
SnS + Na 2S2
Na 2SnS3
(6)
2 SnS3 − + 2H +
SnS2 ↓ + H 2S
(7)
Sn + SnCl4
3PbS + 8HNO3
2SnCl2
3Pb(NO3 ) 2 + 3S ↓ +2NO ↑ +4H 2 O
(8)
(9)
2Pb 3O 4 + 15I - + 8H + 3PbI 4 + I3 + 4H 2 O →
相对稳定性
键级=
O2+ > O2 > O2- >O22-
成键电子数-反键电子数 2 磁矩 = n( n + 2)bm
• 10、写出下面阴离子的名称和结构
• 16、反应式
(1)
H 2 S + H 2O2 = S ↓ +2 H 2O H 2S + 4H 2 O 2 H 2SO 4 + 4H 2 O
H 2S + 4Br2 + 4H 2 O H 2SO 4 + 8HBr
3S ↓ +3H 2 O + 6Na +
Na 2S4 O6 + 2NaI
Na 2SO 4 + H 2SO 4 + 8HCl
2Na 2S2 O3 + I 2
Na 2S2 O3 + 4Cl2 + 5H 2 O
(9) (10)
SO 2 + 2H 2 O + Cl2
H 2SO 4 + 2HCl
5H 2 O 2 + 2KMnO 4 + 6H + 2Mn 2+ + 5O 2 ↑ +8H 2 O →
HN3: SP2杂化 拟卤酸 酸性 强度类似于醋酸
4 比较下列化合物的性质:
1 NO3-与NO2-的氧化性
2 NO2、NO和N2O在空气中和O2反应的情况;
3 N2H4和NH2OH的还原性。 (1) 氧化性NO2->NO3E (HNO2 /NO) = 1.0V
HNO3 < HNO2
E (NO3 /NO) = 0.96V
无机酸碱强度变化的规律
1 酸的产生是溶液中产生水合质子,酸的强度大小意味着溶液中能达到的质子 酸的产生是溶液中产生水合质子, 的浓度及释放质子的难易程度大小, 的浓度及释放质子的难易程度大小,影响酸性大小的根本因素反映在与质子直接 相连的原子对它的束缚力的强弱。 相连的原子对它的束缚力的强弱。 连氢原子上的电子密度,是决定无机酸强度的直接因素。 2 连氢原子上的电子密度,是决定无机酸强度的直接因素。该原子的电子云密 度越低,它对质子的引力越弱,质子越容易脱离束缚,酸性越强。 度越低,它对质子的引力越弱,质子越容易脱离束缚,酸性越强。 3 O-H键越极化,即共用的电子越向O偏离,则质子越容易电离,酸性越强。 键越极化,即共用的电子越向 偏离,则质子越容易电离,酸性越强。 键越极化 偏离 电离出质子的过程是一个化学键断裂的过程,键的极性越强,也即电子云在成键 两原子间的偏离越显著,则键的极性越大,共价键也越容易断裂,在NH3,H2O,HF 中,随着键的极性增大,酸性越来越强。一方面由于成键而吸引H的电子,使键的 极性增强,使H变得容易电离,另一方面,由于N等原子得到电子,带上负电,H带 正电,静电吸引使H被束缚,不易电离,两方面共同作用。 4 正电荷电场引起共价键的极化和负电荷的吸引削弱极化两种作用共 同影响,正电荷的电场增强(吸电子极化)和负电荷的电场减弱( 同影响,正电荷的电场增强(吸电子极化)和负电荷的电场减弱(吸引质 子的能力) 子的能力),促进质子的电离
2Na 2 O 2 + 2CO 2
2KO 2 + 2H 2O
(11)
2Na 2 CO3 + O 2 ↑
2KOH + H 2 O 2 + O 2 ↑
(12)
(13)
4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O
5K 2S2 O8 + 2Mn 2+ + 8H 2 O
4Fe(OH)3
(14)
2MnO − +10SO 2− +16H + 4 4
碳族元素
• 1、碳单质有哪些同素异型体?其结构特点及 物理性质如何?
• 15、试述铅蓄电池的基本原理
铅酸蓄电池: 负极为海绵状的Pb,正极为PbO2
荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅; 放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。 电极反应式为: 充电: 2PbSO4 + 2H 2O=PbO2 + Pb + 2H 2 SO4 阳极: PbSO + 2H O-2e PbO + 4H + + SO2 − → 4 2 2 4 阴极: PbSO + 2e- Pb + SO2 − →
SnCl 2 + H 2 ↑
SnCl2
(2)
Sn + Cl2
Sn + 2Cl2
SnCl4
SnCl4 + 2FeCl2
H 2SnO3 + 4HCl
(3)
SnCl2 + 2FeCl3
(4)
SnCl4 + 3H 2O
2 SnCl4 + 3H 2O = SnO2 ⋅ H 2O + 2 H 2 SnCl6
(5)
(10)
Pb + 3OH (过) = Pb(OH) 3 →

2+


OCl −
Pb(OH) 3 + ClO − = PbO 2 ↓ +Cl − + OH − + H 2 O
硼族元素
• 2、在实验室如何制备乙硼烷,乙硼烷的结构 如何?
在实验中常用硼氢化锂、硼氢化钠或氢化铝锂等与三氟化硼在醚溶剂中 进行反应来制备: 3NaBH4 + 4BF3 3LiAlH4 + 4BF3 3NaBF4 + 2B2H6 3LiF + 3AlF3 + 2B2H6
氧族元素
1、用分子轨道理论描述下列各种物种中的键、键级、磁性和相对稳定性
键级 O2+:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)1 O2:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)2 O2-:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)3 O22-:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)4 2.5 2 1.5 1 磁性 顺 顺 顺 逆
碳的同素异形体 硅与二氧化硅的性质 碳的氧化物的结构与性质 碳酸及其盐的热稳定性 碳的卤化物 硅酸盐结构的类型 锡、铅化合物的性质及递变规律 缺电子化合物 硼烷与卤化硼的结构 氧化硼与硼酸的性质 铝的两性 铝的卤化物性质递变性 P区元素的特征 P区元素单质及化合物性质的递变规律
各族元素通性、特殊性及递变性质 锂铍特殊性,对角线关系 碱金属单质、氧化物及氢氧化物和氢化物 的性质
(15)
H 2SeO3 + H 2 Oຫໍສະໝຸດ Baidu2
H 2SeO 4 + HO 2
氮族元素
• 3、试从分子结构上比较 NH3,HN3, N2H4, NH2OH的酸碱 、 的酸碱 性
NH3: 路易斯碱 N2H4: -NH2取代NH3中的氢 NH2OH: -OH取代NH3中的氢 电负性:H<N<O 碱性:NH3>N2H4>NH2OH
H B H H H B H H
其中两个B原子都采用SP3杂化,有4个H原子,其中每2个H原子与B原子以正常 的共价键结合,这4个H原子与2个B原子在同一平面上(共8个成键电子)。 其余2个H原子分别位于平面的上下,并且每个H原子靠两个电子同时和两个硼 H 原子互相结合成键,即
B B
这样的氢原子称为氢桥,键称为氢桥键,或者称为三中心-2电子键是缺电子原子, 为子解决缺电子矛盾而采取的一种特殊共价结合方式。
2 H 2 S + 3O2 = 2H 2 O + 2SO 2
点燃
(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
H 2S + I 2
H 2S + O 2
− 3H 2S + ClO3
2HI + S ↓
2S ↓ +2H 2 O
3S ↓ + Cl− + 3H 2 O
2Na 2S + Na 2SO 3 + 6H +
存在形式: a. HClO只存在于水溶液中 b. HClO2只存在于水溶液中,并且很不稳定 c. HClO3只存在于水溶液中,最高浓度只能达到40% d. HClO4可制得无水状态和水溶液两种、市售的HClO4浓度可高达60%。
氯的含氧酸的酸性随着氯的氧化数升高而增加,含 氧酸热稳定性和氧化性强弱顺序与氯的氧化数高低 顺序有关,热稳定性增大和氧化数增高顺序相一致, 而氧化性却相反。中心原子的氧化数高,与氧的结 合就稳定,所以稳定性高,而氧化性弱。
(2) NO2不与空气反应;NO与空气在常温下即可反应, 产生红棕色烟雾。N2O也不与空气反应。 (3) 还原性: NH2OH >N2H4 查电极电势P657-659 E(N2/NH2OH) < E(N2/N2H4)
• 18、
24.已知碱性介质中磷得不同氧化态间得标准电极电势为:
−0.23V −0.5V +0.06V H 3 PO4 H 3PO3 P PH 3 → → →
• 6、为什么说硼酸是一种路易斯酸?硼砂的结构式 应怎样写法?其水溶液的酸碱性如何?
硼酸为缺电子化合物,中心原子B上还有一个空的p轨道,能接受电子对, 能接受电子对,因而为路易斯酸;
OH H3BO3 + 2H2O HO B OH OH − + H3O+
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