大学无机化学第十三章试题及答案.doc

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1、第十四章 碳族元素总体目标：1.掌握碳、硅单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质和制备2.了解硅酸和硅酸盐的结构与特性3. 了解锗、锡、铅单质、氧化物、氢氧化物的性质各节目标：第一节 碳单质及其化合物1.了解单质碳的结构、同素异形体和性质2.掌握CO、CO2的结构、性质、制取和用途；碳酸的酸性；碳酸盐的水解性和热稳定性。第二节 硅单质及其化合物1.掌握单质硅的结构、性质和制取2.掌握SiO2的结构和性质3.了解硅酸的酸性；硅酸盐的结构和性质；A型分子筛的结构和实际应用4.掌握硅烷的制备、热稳定性、还原性和水解性5.了解卤化硅的制备和性质第三节 锗、锡、铅1.了解锗、锡、铅单质的性质；氧化物、氢氧

2、化物的酸碱性2.掌握Sn()的还原性、水解性和Pb()的氧化性、Pb()盐的溶解性，从而掌握高价化合物氧化还原的变化规律。 习题一 选择题1.石墨晶体中层与层之间的结合力是( ) (吴成鉴无机化学学习指导)A金属健 B.共价健 C.范德华力 D.离子键2.碳原子之间能形成多重键是因为( ) (吴成鉴无机化学学习指导)A碳原子的价电子数为4 B.碳原子的成键能力强C.碳原子的半径小 D.碳原子有2p电子3.下列碳酸盐与碳酸氢盐，热稳定顺序中正确的是( )A.NaHCO3Na2CO3BaCO3 B.Na2CO3NaHCO3BaCO3 C.BaCO3NaHCO3Na2CO3 D.NaHCO3BaCO

3、3Ca(HCO3)2 B.Na2CO3PbCO3 C.(NH4)2CO3K2CO3 D.Na2SO3Na2SO412.下列化合物中，不水解的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A.SiCl4 B.CCl4 C.BCl3 D.PCl513.1mol下列物质生成正酸时需要水的mol数最多的是( ) A.B2O3 B.P4O10 C.(SO3)3 D. N2O514.下列物质中还原性最强的是( )A.GeH4 B.AsH3 C.H2Se D.HBr16.常温下，不能稳定存在的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A. B.SnCl4 C.PbCl4 D.GeCl417.下列氧化物中，氧化性最强

4、的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A.SiO2 B.GeO2 C.SnO2 D.Pb2O318.下列化合物中不能稳定存在的是( )A. SbI3 B. PI3 C. AlI3 D. TlI319.下列分子中，几何构型为平面三角形的是( ) A. BF3 B. NH3 C. PCl3 D. ClF320.下列晶体熔化时，需要破坏共价键的是( )A. HF B. Cu C. KF D. SiO221.碳原子的配位数为4时，它所采取的杂化方式是( )A.sp2d B.dsp2 C.sp3 D.d2sp22.下列分子中，存在多中心键的是( )A. BCl3 B. SiF4 C. CCl4 D.

5、 CO223.价电子数目与价电子数目相等的原子称为( )(吴成鉴无机化学学习指导)A .缺电子原子 B . 等电子原子 C . 等电子体 D. 缺电子体 二 名词解释1.缺电子原子 2.多中心键3.桥键 4.对角线规则三 填空题1.硅胶的化学组成式 ；主要性质 。(川师大无机化学学习指导)2.硬度；金刚石 单质硅；原因是 。 (吉林大学无机化学例题与习题)3蓄电池是 的装置。铅蓄电池的电极材料是. ，电解液是 。 川师大无机化学学习指导)4 向MgCl2溶液中加入Na2CO3溶液，生成的沉淀物是 。(吴成鉴无机化学学习指导)5.将各氧化物写成盐的形式，三氧化铅 ，四氧化三铅 ，四氧化三铁 。

6、(川师大无机化学学习指导)6.Pb3O4呈 色，俗称 ，与HNO3作用时，铅有 生成 ，有 生成. (吉林大学无机化学例题与习题)7.碳的同素异性体有 ；分别是 。(吉林大学无机化学例题与习题)8.写出下列化合物的颜色PbCl2 ；PbI2 ；SnS ；SnS2 ；PbS ；PbSO4 ；PbO ；Pb2O3 。 (吉林大学无机化学例题与习题)9.碳族元素的价电子构型是 ，所以常见的氧化态为 和 。由于 ，从上到下高价稳定，低价 稳定。10.晶态硅的晶体结构 ；干冰的化学式 。石英的晶体结构 。水玻璃的化学式 。(川师大无机化学学习指导)四 简答题1.N2和CO是有相同的分子轨道和相似的分子结

7、构，但CO与过渡金属形成配合物能力比N2强得多，请解释原因。2.不存在BH3而只存在其二聚体B2H6，AlCl3气态时也为双聚体，但BCl3却不能形成二聚体。请解释原因。3.H3BO3与H3PO3化学性质相似，为什么H3BO3为一元酸，而H3PO3为二元酸？4.在温热气候条件下的浅海地区往往发现有厚厚的石灰岩沉积，而在深海地区很少见到。试用平衡移动原理说明CO2浓度的变化对海洋中碳酸钙的沉积有何影响？5.两种区别NaHCO3和Na2CO3的方法是？6.为什么BCl3能强烈水解？写出水解反应方程式。五 计算题1.试计算；在293K和101KPa下，饱和H2CO3溶液的pH值是多少?2.将含有Na

8、2CO3和NaHCO3的固体混合物60.0g溶于少量水后，稀释到2.00L，测的该溶液的pH值为10.6。试计算原来混合物中Na2CO3及NaHCO3各多少克？3.在0.2molL-1的Ca2+盐溶液中加入等体积的Na2CO3溶液，将得到什么产物？若以0.2molL-1Cu2+盐代替Ca2+盐产物是什么？再以0.2molL-1的Al3+盐代替Ca2+盐，产物又是什么？以容度积计算说明。4.两种气态硼氢化物的化学式和密度如下：BH3在290K和53978Pa时的密度为0.629gL-1；B2H5在292K和6916Pa时的密度为0.1553gL-1。这两种化合物的相对分子质量各是多少？写出它们的

9、分子式。5.有人根据下列反应式制备了一些硼烷：4BF3(g)+3LiAlH4(s)2 B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)若产率为100%，用5gBF3和10.0gLiAlH4反应能得到多少克B2H6？制备时由于用未经很好干燥的乙醚，有些B2H6与水反应损失了。 B2H6(g)+6H2O(l)2H3BO3(乙醚)+6H2(g)有多少B2H6将与0.01g水起反应？参考答案一 选择题 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

10、二 名词解释(略)三 填空题1.xSiO2.yH2O ,干燥剂、吸附剂 2. 碳的半径比硅小，金刚石的碳原子间共价健强。3化学能和电解能相互转化。Pb和 PbO2 H2SO4溶液4. Mg2(OH)2CO3 5. Pb(PbO3)、 Pb2(PbO4)、 Fe(FeO2)26. 红、 铅丹、1/3 PbO2、 2/3 Pb(NO3)27. 8. 白、 黄、 棕、 黄、 黑、 白、 黄、 橙黄9.ns2np2，+4和+2，惰性电子对效应，越来越不。10.金刚石(原子晶体)，CO2，SiO4四面体联结的网状结构，Na2OxSiO2(或用Na2SiO3表示)四 简答题1.N2与CO有相同的分子轨道式

11、，原子间都为三重键，互为等电子体。但两者成键情况不完全相同，N2分子结构：NN：，CO分子结构，由于CO分子中O向C有配键，使C原子周围电子密度增大，另外，C的电负性比N小得多，束缚电子能力弱，给电子对能力强，因此，CO配位能力强。2.BH3,AlCl3,BCl3都是缺电子化合物，都有形成双聚体的倾向。BH3由于形成双聚体倾向特别大而以双聚体B2H6形式存在，形成双聚体而解决了缺电子问题，AlCl3气态也以双聚体形式存在。BCl3中存在键缓解了其缺电子问题；同时B半径小，Cl-半径大，在B周围容纳4个Cl-，显得拥挤也使BCl3不能形成双聚体。3.H3BO3为缺电子化合物，OH键不离解，而是接

12、受水分子中的OH-，释放出H+：因而为一元酸。H3PO3的结构式为：在水中，二羟基(OH)氢可以电离或被置换，而与中心原子P以共价键相连的H不能离解或被置换，因而H3PO3为二元酸。4.碳灰岩的形成是CaCO3的沉积结果，海水中溶解一定量CO2，因此CaCO3与CO2、H2O之间存在着下列平衡CaCO3(s)+CO2+H2O Ca(HCO3)2(aq)海水中CO2的溶解度升高而较小，随压力的增大而增大，在浅海地区，海水底层压力较小，同时水温较高，因而CO2浓度较小，据平衡移动的原理，上述平衡向生成CaCO3方向移动，因而浅海地区有较多的CaCO3沉淀。深海地区情况相反，故深海底层沉积的CaCO

13、3很少。5.NaHCO3(s)加热产生CO2气体，而Na2CO3加热无气体产生。NaHCO3的溶液pH值(8)，小于Na2CO3液的pH(11)6.BCl3为缺电子化合物，有一空轨道可给H2O分子的未配电子对进攻：第一步水解的产物二氯氢氧化硼继续与水反应，重复配位和取代作用，最后得H3BO3和HCl。BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl五 计算题1.解：H2CO3的K1=4.3010-7，K2=5.6110-11，由于K1/K2100，故可按一元酸进行计算：在293K和101Kpa下，H2CO3饱和溶液的浓度为0.033molL-1，c/K1400，可利用 pH=-lg(1.1910-4)

14、=3.92饱和Na2CO3溶液的pH为3.92。2.解：设原有混合物中含xgNa2CO3，则NaHCO3的质量为60.0-xg。Na2CO3和NaHCO3组成了缓冲溶液，其pH值可用pH=pK2-=Pk2-将已知数据代入得x=44.3g混合物Na2CO3和NaHCO3的质量分别为：m(Na2CO3)=x=44.3g m(NaHCO3)=60.0-x=15.7g。3.解：(1)Ksp(CaCO3)=8.710-9，KspCa(OH)2= 6.910-3，H2CO3的K2=5.610-11。CO32-在溶液中发生水解反应：CO32-+H2OHCO3-+OH-溶液中的OH-浓度和CO32-浓度分别为

15、：OH-=(Kh1c)1/2=(110-140.1)/(5.610-11) 1/2= 4.210-3 molL-1CO32-=0.1-4.210-3=0.0958 molL-1有关离子的浓度乘积为：Ca2+OH-2=0.1(0.0042)2=1.7610-6KspCa(OH)2Ca2+CO32-=0.10.0958=9.5810-3Ksp(CaCO3)所以，加入Na2CO3后，产生的沉淀物是CaCO3，而不会生成Ca(OH)2沉淀。(2)查出CuCO3和Cu(OH)2的溶度积常数。由于Cu2+OH-2Ksp Cu(OH)2，Cu2+CO32-Ksp (CuCO3)，可生成Cu(OH)2和CuC

16、O3沉淀，沉淀物是碱式碳酸铜Cu(OH)2 CuCO3。(3)Ksp Al(OH)3 = 1.310-33，Al3+OH-3=0.1(4.210-3)3Ksp Al(OH)3，所以生成Al(OH)3沉淀。4.解：设化学式为BH3和B2H5的两种气态硼氢化物的分子式分别为(BH3)x和(B2H5)y。则(BH3)x的摩尔质量为：(1)M=RT/P=(0.6298.314103290)/53978=28 gmol -1BH3的式量为14，则x值为：x=28/14=2故相对分子质量为28，分子式为B2H6。(2)(B2H5)y的摩尔质量为：M=(0.15538.314103292)/6916=54.

17、5gmol -1B2H5的式量为27，则y值为：y=54.5/27=2故相对分子质量为54.5，分子式为B4H10。5.解：首先判断哪种反应物过量。设5g BF3能与xg LiAlH4发生反应。则：4BF3(g)+3LiAlH4(s)2 B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)468 338 228 5 x yx=(3385)/(468)=2.1g计算结果表明5g BF3只能与2.1g LiAlH4反应，故LiAlH4过量，应根据BF3的量进行计算。设5g BF3跟足量的LiAlH4反应生成yg B2H6。y=(5228)/(468)=1.0g设有zg B2H6与0.01g水起反应。B2H6(g)+6H2O(l)2H3BO3(乙醚)+6H2(g)28 618z 0.01z=(280.01)/(668)=0.003g5gBF3和10.0gLiAlH4反应能得到1.0克B2H6，有0.003gB2H6将与0.01g水起反应。