大學(xué)無機(jī)化學(xué)第十三章試題及答案

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、氫氧化物的酸堿性2.掌握Sn(Ⅱ)的還原性、水解性和Pb(Ⅳ)的氧化性、Pb(Ⅱ)鹽的溶解性，從而掌握高價化合物氧化—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《無機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》)A．金屬健B.共價健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《無機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》)A．碳原子的價電子數(shù)為4B.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<BaCO3B.Na2CO3<NaHCO3<BaCO3C.BaCO3<NaHCO3<Na2CO3D.NaHCO3<BaCO3<Na2CO34.下列化合物屬于缺電子化合物的是()A.BCl3B.HBF4C.B2O3D.5.碳原子的配位數(shù)為4時，它所采取的雜化方式是()(吳成鑒《無機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》)A.sp2dB..dsp2C.sp3D.6.下列各對物質(zhì)中，中心原子的軌道雜化類型不同的是()A.CH4和SiH4B.H3O+和NH3C.CH4和D.CF47.下列含氧酸根中，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的是()(吉林大學(xué)《無機(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.BCl3B.SiCl4C.PCl59.下列物質(zhì)中酸性最強(qiáng)的是()A.B(OH)3B.Al(OH)3C.Si(OH)4D.10.下列物質(zhì)中酸性最強(qiáng)的是()(吉林大學(xué)《無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題》)A.H2SnO3B.Ge(OH)4C.Sn(OH)4D.Ge11.下列各組化合物中，對穩(wěn)定性判斷正確是()(吉林大學(xué)《無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題》)A.H2CO3>Ca(HCO3)2B.Na2CO3>PbCO3C.(NH4)2CO3>K2CO3D.Na2SO3>Na2SO412.下列化合物中，不水解的是()(吉林大學(xué)《無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題》)A.SiCl4B.CCl4C.BCl313.1mol下列物質(zhì)生成正酸時需要水的mol數(shù)最多的是()A.B2O3B.P4O10C.(SO3)3D.N14.下列物質(zhì)中還原性最強(qiáng)的是()A.GeH4B.AsH3C.H216.常溫下，不能穩(wěn)定存在的是()(吉林大學(xué)《無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題》)A.B.SnCl4C.PbCl4D四簡答題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)：N≡N：，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，束縛電子能力弱，給電子對能力強(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題；同時B半徑小，Cl-半徑大，在B周圍容納4個Cl-，顯得擁擠也使BCl3不能形成雙聚體。3.H3BO3為缺電子化合物，O—H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以共價鍵相連的H不能離解或被置換，因而H3PO3為二元酸。4.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+H2OCa(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，同時水溫較高，因而CO2濃度較小，據(jù)平衡移動的原理，上述平衡向生成CaCO3方向移動，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.⑴NaHCO3(s)加熱產(chǎn)生CO2氣體，而Na2CO3加熱無氣體產(chǎn)生。⑵NaHCO3的溶液pH值(~8)，小于Na2CO3液的pH(~11)6.∵BCl3為缺電子化合物，有一空軌道可給H2O分子的未配電子對進(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)行計算：在293K和101Kpa下，H2CO3飽和溶液的濃度為0.033mol?L-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。Na2CO3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=44.3gm(NaHCO3)=60.0-x=15.7g。3.解：(1)Ksp(CaCO3)=8.7×10-9，Ksp[Ca(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-]=(Kh1?c)1/2=[(1×10-14×0.1)/(5.6×10-11)]1/2=4.2×10-3mol?L-1[CO32-]=0.1-4.2×10-3=0.0958mol?L-1有關(guān)離子的濃度乘積為：[Ca2+][OH-]2=0.1×(0.0042)2=1.76×10-6＜Ksp[Ca(OH)2][Ca2+][CO32-]=0.1×0.0958=9.58×10-3＞Ksp(CaCO3)所以，加入Na2CO3后，產(chǎn)生的沉淀物是CaCO3，而不會生成Ca(OH)2沉淀。(2)查出CuCO3和Cu(OH)2的溶度積常數(shù)。由于[Cu2+][OH-]2＞Ksp[Cu(OH)2]，[Cu2+][CO32-]＞Ksp(CuCO3)，可生成Cu(OH)2和CuCO3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)3＞Ksp[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=ρRT/P=(0.629×8.314×103×290)/53978=28g?mol-1BH3的式量為14，則x值為：x=28/14=2故相對分子質(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=54.5g?mol-1B2H5的式量為27，則y值為：y=54.5/27=2故相對分子質(zhì)量為54.5，分子式為B4H10。5.解：首先判斷哪種反應(yīng)物過量。設(shè)5gBF3能與xgLiAlH4發(fā)生反應(yīng)。則：4BF3(g)+3LiAlH4(s)→2B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)4×683×382×285xyx=(3×38×5)/(4×68)=2.1g計算結(jié)果表明5gBF3只能與2.1gLiAlH4反應(yīng)，故LiAl