大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)第十三章試題及答案

1、第十四章 碳族元素總體目標(biāo)：1.掌握碳、硅單質(zhì)、氫化物、鹵化物和含氧化物的性質(zhì)和制備2.了解硅酸和硅酸鹽的結(jié)構(gòu)與特性3. 了解鍺、錫、鉛單質(zhì)、氧化物、氫氧化物的性質(zhì)各節(jié)目標(biāo)：第一節(jié) 碳單質(zhì)及其化合物1.了解單質(zhì)碳的結(jié)構(gòu)、同素異形體和性質(zhì)2.掌握CO、CO2的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制取和用途；碳酸的酸性；碳酸鹽的水解性和熱穩(wěn)定性。第二節(jié) 硅單質(zhì)及其化合物1.掌握單質(zhì)硅的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制取2.掌握SiO2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)3.了解硅酸的酸性；硅酸鹽的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；A型分子篩的結(jié)構(gòu)和實(shí)際應(yīng)用4.掌握硅烷的制備、熱穩(wěn)定性、還原性和水解性5.了解鹵化硅的制備和性質(zhì)第三節(jié) 鍺、錫、鉛1.了解鍺、錫、鉛單質(zhì)的性質(zhì)；氧化物、氫氧

2、化物的酸堿性2.掌握Sn()的還原性、水解性和Pb()的氧化性、Pb()鹽的溶解性，從而掌握高價(jià)化合物氧化還原的變化規(guī)律。 習(xí)題一 選擇題1.石墨晶體中層與層之間的結(jié)合力是( ) (吳成鑒無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))A金屬健 B.共價(jià)健 C.范德華力 D.離子鍵2.碳原子之間能形成多重鍵是因?yàn)? ) (吳成鑒無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))A碳原子的價(jià)電子數(shù)為4 B.碳原子的成鍵能力強(qiáng)C.碳原子的半徑小 D.碳原子有2p電子3.下列碳酸鹽與碳酸氫鹽，熱穩(wěn)定順序中正確的是( )A.NaHCO3<Na2CO3<BaCO3 B.Na2CO3<NaHCO3<BaCO3 C.BaCO3<NaHCO

3、3<Na2CO3 D.NaHCO3<BaCO3<Na2CO34.下列化合物屬于缺電子化合物的是( ) A.BCl3 B.HBF4 C.B2O3 D.NaAl(OH)45. 碳原子的配位數(shù)為4時(shí)，它所采取的雜化方式是( )(吳成鑒無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))A.sp2d B.dsp2 C.sp3 D. d2sp 6.下列各對(duì)物質(zhì)中，中心原子的軌道雜化類型不同的是( )A.CH4和SiH4 B.H3O+和NH3 C.CH4和 D.CF4和SF47.下列含氧酸根中，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A. B. C. D.8.下列分子中偶極距不為零的是( )A.BCl3 B

4、.SiCl4 C.PCl5 D.SnCl29.下列物質(zhì)中酸性最強(qiáng)的是( )A.B(OH)3 B.Al(OH)3 C.Si(OH)4 D.Sn(OH)410.下列物質(zhì)中酸性最強(qiáng)的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A.H2SnO3 B.Ge(OH)4 C.Sn(OH)4 D.Ge(OH)211.下列各組化合物中，對(duì)穩(wěn)定性判斷正確是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A.H2CO3>Ca(HCO3)2 B.Na2CO3>PbCO3 C.(NH4)2CO3>K2CO3 D.Na2SO3>Na2SO412.下列化合物中，不水解的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A.

5、SiCl4 B.CCl4 C.BCl3 D.PCl513.1mol下列物質(zhì)生成正酸時(shí)需要水的mol數(shù)最多的是( ) A.B2O3 B.P4O10 C.(SO3)3 D. N2O514.下列物質(zhì)中還原性最強(qiáng)的是( )A.GeH4 B.AsH3 C.H2Se D.HBr16.常溫下，不能穩(wěn)定存在的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A. B.SnCl4 C.PbCl4 D.GeCl417.下列氧化物中，氧化性最強(qiáng)的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A.SiO2 B.GeO2 C.SnO2 D.Pb2O318.下列化合物中不能穩(wěn)定存在的是( )A. SbI3 B. PI3 C. AlI3

6、D. TlI319.下列分子中，幾何構(gòu)型為平面三角形的是( ) A. BF3 B. NH3 C. PCl3 D. ClF320.下列晶體熔化時(shí)，需要破壞共價(jià)鍵的是( )A. HF B. Cu C. KF D. SiO221.碳原子的配位數(shù)為4時(shí)，它所采取的雜化方式是( )A.sp2d B.dsp2 C.sp3 D.d2sp22.下列分子中，存在多中心鍵的是( )A. BCl3 B. SiF4 C. CCl4 D. CO223.價(jià)電子數(shù)目與價(jià)電子數(shù)目相等的原子稱為( )(吳成鑒無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))A .缺電子原子 B . 等電子原子 C . 等電子體 D. 缺電子體 二 名詞解釋1.缺電子原子 2

7、.多中心鍵3.橋鍵 4.對(duì)角線規(guī)則三 填空題1.硅膠的化學(xué)組成式 ；主要性質(zhì) 。(川師大無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))2.硬度；金剛石 單質(zhì)硅；原因是 。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)3蓄電池是 的裝置。鉛蓄電池的電極材料是. ，電解液是 。 川師大無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))4 向MgCl2溶液中加入Na2CO3溶液，生成的沉淀物是 。(吳成鑒無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))5.將各氧化物寫(xiě)成鹽的形式，三氧化鉛 ，四氧化三鉛 ，四氧化三鐵 。 (川師大無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))6.Pb3O4呈 色，俗稱 ，與HNO3作用時(shí)，鉛有 生成 ，有 生成. (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)7.碳的同素異性體有 ；分別是 。(吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例

8、題與習(xí)題)8.寫(xiě)出下列化合物的顏色PbCl2 ；PbI2 ；SnS ；SnS2 ；PbS ；PbSO4 ；PbO ；Pb2O3 。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)9.碳族元素的價(jià)電子構(gòu)型是 ，所以常見(jiàn)的氧化態(tài)為 和 。由于 ，從上到下高價(jià)穩(wěn)定，低價(jià) 穩(wěn)定。10.晶態(tài)硅的晶體結(jié)構(gòu) ；干冰的化學(xué)式 。石英的晶體結(jié)構(gòu) 。水玻璃的化學(xué)式 。(川師大無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo))四 簡(jiǎn)答題1.N2和CO是有相同的分子軌道和相似的分子結(jié)構(gòu)，但CO與過(guò)渡金屬形成配合物能力比N2強(qiáng)得多，請(qǐng)解釋原因。2.不存在BH3而只存在其二聚體B2H6，AlCl3氣態(tài)時(shí)也為雙聚體，但BCl3卻不能形成二聚體。請(qǐng)解釋原因。3.H3BO3

9、與H3PO3化學(xué)性質(zhì)相似，為什么H3BO3為一元酸，而H3PO3為二元酸？4.在溫?zé)釟夂驐l件下的淺海地區(qū)往往發(fā)現(xiàn)有厚厚的石灰?guī)r沉積，而在深海地區(qū)很少見(jiàn)到。試用平衡移動(dòng)原理說(shuō)明CO2濃度的變化對(duì)海洋中碳酸鈣的沉積有何影響？5.兩種區(qū)別NaHCO3和Na2CO3的方法是？6.為什么BCl3能強(qiáng)烈水解？寫(xiě)出水解反應(yīng)方程式。五 計(jì)算題1.試計(jì)算；在293K和101KPa下，飽和H2CO3溶液的pH值是多少?2.將含有Na2CO3和NaHCO3的固體混合物60.0g溶于少量水后，稀釋到2.00L，測(cè)的該溶液的pH值為10.6。試計(jì)算原來(lái)混合物中Na2CO3及NaHCO3各多少克？3.在0.2molL-1

10、的Ca2+鹽溶液中加入等體積的Na2CO3溶液，將得到什么產(chǎn)物？若以0.2molL-1Cu2+鹽代替Ca2+鹽產(chǎn)物是什么？再以0.2molL-1的Al3+鹽代替Ca2+鹽，產(chǎn)物又是什么？以容度積計(jì)算說(shuō)明。4.兩種氣態(tài)硼氫化物的化學(xué)式和密度如下：BH3在290K和53978Pa時(shí)的密度為0.629gL-1；B2H5在292K和6916Pa時(shí)的密度為0.1553gL-1。這兩種化合物的相對(duì)分子質(zhì)量各是多少？寫(xiě)出它們的分子式。5.有人根據(jù)下列反應(yīng)式制備了一些硼烷：4BF3(g)+3LiAlH4(s)2 B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)若產(chǎn)率為100%，用5gBF3和10.0gLiAl

11、H4反應(yīng)能得到多少克B2H6？制備時(shí)由于用未經(jīng)很好干燥的乙醚，有些B2H6與水反應(yīng)損失了。 B2H6(g)+6H2O(l)2H3BO3(乙醚)+6H2(g)有多少B2H6將與0.01g水起反應(yīng)？參考答案一 選擇題 1.C 2.C 3.D 4.A 5.C 6.D 7.A 8.D 9.A 10.B 11.B 12.B 13.B 14.A 15.C 16.C 17.D 18.D 19.A 20.D 21.C 23.B 二 名詞解釋(略)三 填空題1.xSiO2.yH2O ,干燥劑、吸附劑 2. 碳的半徑比硅小，金剛石的碳原子間共價(jià)健強(qiáng)。3化學(xué)能和電解能相互轉(zhuǎn)化。Pb和 PbO2 H2SO4溶液4.

12、Mg2(OH)2CO3 5. Pb(PbO3)、 Pb2(PbO4)、 Fe(FeO2)26. 紅、 鉛丹、1/3 PbO2、 2/3 Pb(NO3)27. 8. 白、 黃、 棕、 黃、 黑、 白、 黃、 橙黃9.ns2np2，+4和+2，惰性電子對(duì)效應(yīng)，越來(lái)越不。10.金剛石(原子晶體)，CO2，SiO4四面體聯(lián)結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，Na2OxSiO2(或用Na2SiO3表示)四 簡(jiǎn)答題1.N2與CO有相同的分子軌道式，原子間都為三重鍵，互為等電子體。但兩者成鍵情況不完全相同，N2分子結(jié)構(gòu)：NN：，CO分子結(jié)構(gòu)，由于CO分子中O向C有配鍵，使C原子周圍電子密度增大，另外，C的電負(fù)性比N小得多，束縛電

13、子能力弱，給電子對(duì)能力強(qiáng)，因此，CO配位能力強(qiáng)。2.BH3,AlCl3,BCl3都是缺電子化合物，都有形成雙聚體的傾向。BH3由于形成雙聚體傾向特別大而以雙聚體B2H6形式存在，形成雙聚體而解決了缺電子問(wèn)題，AlCl3氣態(tài)也以雙聚體形式存在。BCl3中存在鍵緩解了其缺電子問(wèn)題；同時(shí)B半徑小，Cl-半徑大，在B周圍容納4個(gè)Cl-，顯得擁擠也使BCl3不能形成雙聚體。3.H3BO3為缺電子化合物，OH鍵不離解，而是接受水分子中的OH-，釋放出H+：因而為一元酸。H3PO3的結(jié)構(gòu)式為：在水中，二羥基(OH)氫可以電離或被置換，而與中心原子P以共價(jià)鍵相連的H不能離解或被置換，因而H3PO3為二元酸。4

14、.碳灰?guī)r的形成是CaCO3的沉積結(jié)果，海水中溶解一定量CO2，因此CaCO3與CO2、H2O之間存在著下列平衡CaCO3(s)+CO2+H2O Ca(HCO3)2(aq)海水中CO2的溶解度升高而較小，隨壓力的增大而增大，在淺海地區(qū)，海水底層壓力較小，同時(shí)水溫較高，因而CO2濃度較小，據(jù)平衡移動(dòng)的原理，上述平衡向生成CaCO3方向移動(dòng)，因而淺海地區(qū)有較多的CaCO3沉淀。深海地區(qū)情況相反，故深海底層沉積的CaCO3很少。5.NaHCO3(s)加熱產(chǎn)生CO2氣體，而Na2CO3加熱無(wú)氣體產(chǎn)生。NaHCO3的溶液pH值(8)，小于Na2CO3液的pH(11)6.BCl3為缺電子化合物，有一空軌道可

15、給H2O分子的未配電子對(duì)進(jìn)攻：第一步水解的產(chǎn)物二氯氫氧化硼繼續(xù)與水反應(yīng)，重復(fù)配位和取代作用，最后得H3BO3和HCl。BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl五 計(jì)算題1.解：H2CO3的K1=4.30×10-7，K2=5.61×10-11，由于K1/K2>100，故可按一元酸進(jìn)行計(jì)算：在293K和101Kpa下，H2CO3飽和溶液的濃度為0.033molL-1，c/K1>400，可利用 pH=-lg(1.19×10-4)=3.92飽和Na2CO3溶液的pH為3.92。2.解：設(shè)原有混合物中含xgNa2CO3，則NaHCO3的質(zhì)量為60.0-xg。Na

16、2CO3和NaHCO3組成了緩沖溶液，其pH值可用pH=pK2-=Pk2-將已知數(shù)據(jù)代入得x=44.3g混合物Na2CO3和NaHCO3的質(zhì)量分別為：m(Na2CO3)=x=44.3g m(NaHCO3)=60.0-x=15.7g。3.解：(1)Ksp(CaCO3)=8.7×10-9，KspCa(OH)2= 6.9×10-3，H2CO3的K2=5.6×10-11。CO32-在溶液中發(fā)生水解反應(yīng)：CO32-+H2OHCO3-+OH-溶液中的OH-濃度和CO32-濃度分別為：OH-=(Kh1c)1/2=(1×10-14×0.1)/(5.6×

17、;10-11) 1/2= 4.2×10-3 molL-1CO32-×10-3=0.0958 molL-1有關(guān)離子的濃度乘積為：Ca2+OH-2=0.1×(0.0042)2=1.76×10-6KspCa(OH)2Ca2+CO32-=0.1×0.0958=9.58×10-3Ksp(CaCO3)所以，加入Na2CO3后，產(chǎn)生的沉淀物是CaCO3，而不會(huì)生成Ca(OH)2沉淀。(2)查出CuCO3和Cu(OH)2的溶度積常數(shù)。由于Cu2+OH-2Ksp Cu(OH)2，Cu2+CO32-Ksp (CuCO3)，可生成Cu(OH)2和CuCO3

18、沉淀，沉淀物是堿式碳酸銅Cu(OH)2 CuCO3。(3)Ksp Al(OH)3 = 1.3×10-33，Al3+OH-3=0.1×(4.2×10-3)3Ksp Al(OH)3，所以生成Al(OH)3沉淀。4.解：設(shè)化學(xué)式為BH3和B2H5的兩種氣態(tài)硼氫化物的分子式分別為(BH3)x和(B2H5)y。則(BH3)x的摩爾質(zhì)量為：(1)M=RT/P=(0.629×8.314×103×290)/53978=28 gmol -1BH3的式量為14，則x值為：x=28/14=2故相對(duì)分子質(zhì)量為28，分子式為B2H6。(2)(B2H5)y的摩爾質(zhì)量為：M=(0.1553×8.314×103×292)/6916=54.5gmol -1B2H5的式量為27，則y值為：y=54.5/27=2故相對(duì)分子質(zhì)量為54.5，分子式為B4H10。5.解：首先判斷哪種反應(yīng)物過(guò)量。設(shè)5g BF3能與xg LiAlH4發(fā)生反應(yīng)。則：4BF3(g)+3LiAlH4(s)2 B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)4×68 3×38 2×28 5 x yx=(3×38×