中级无机化学习题(62页).doc
《中级无机化学习题(62页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中级无机化学习题(62页).doc(60页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、-中级无机化学习题-第 60 页中级无机化学课程介绍中级无机化学习题及解答目 录第1章 酸碱理论与非水溶液2第2章 对称性与群论基础8第3章 配位化学基础12第4章 配合物的电子光谱30第5章 簇状化合物42第6章 无机固体化学542006年2月第1章 酸碱理论与非水溶液1 已知在水溶液中,Cu的电位图为 ,而在乙腈非水介质中却为 ,解释这种差别。答:在非水介质乙腈中,离子与溶剂间的静电作用比在水中时要弱得多,因而Cu2+溶剂化所放出的能量不足以补偿Cu+的电离所耗能量,以致Cu+可以稳定存在,不发生歧化。2 排列下列离子Ce4+,Lu3+,Eu2+,La3+水解程度的大小顺序。答:Ce4+
2、Lu3+ La3+ Eu2+3 (CH3)2NPF2有两个碱性原子P和N,与BH3和BF3形成配合物时与BH3相结合的原子是 ,与BF3相结合的原子是 。答:P,N4 按照质子亲和势增加的顺序将下列各碱HS-,F-,I-,NH2-排序为。答: I- F- HS- NH2-5 . 在下述各组化合物中按题目要求进行选择。(A) 最强的Lewis酸:(1) BF3,BCl3,BBr3;(2) BeCl2,BCl3;(3) B(n-Bu)3,B(t-Bu)3;(B) 对B(CH3)3的碱性较强:(1) Me3N,Et3N;(2) (2-CH3)C5H4N,(4-CH3)C5H4N;(Bu 丁基;C5H
3、4N吡啶)答:(A) (1) BBr3;(2) BCl3;(3) B(n-Bu)3;(B) (1) Me3N;(2) (4-CH3)C5H4N6. 解释酸性变化规律HOI HOBr HOCl。答:根据诱导效应:在中,随着B原子的半径减小、电负性增大,成键电子向B转移的趋势增加,使得HO键断裂的趋势增大,因而酸性增强。7. 在金属Cd2+、Rb+、Cr3+、Pb2+、Sr2+、Pd2+中,可能存在于硅铝酸盐矿中的是 ,可能存在于硫化物矿中的是 。答:硅铝酸盐:Rb,Cr,Sr;硫化物:Cd,Pb,Pd8. 判断下列反应的产物并写出化学方程式:(1) BF3与过量NaF在酸性水溶液中的反应;(2)
4、 BCl3与过量NaCl在酸性水溶液中的反应;(3) BBr3与过量NH(CH3)2在烃类溶剂中的反应。答:(1) BF3是硬Lewis酸,对F-(硬的中强碱)具有较高的亲和力。反应形成配合物: BF3(g) + F- (aq) = BF4 - (aq) 过量的F-和酸是为了防止pH过高的条件下形成水解产物如BF3OH -。(2) 与水解倾向较弱的BF键不同,其他BX键极易水解。可以预料BCl3将发生水解而不是与Cl-配位。BCl3(g) + 3H2O(l) = B(OH)3(aq) + 3HCl(aq)。(3) NH(CH3)2发生质子转移形成BN键:BBr3(g) + 3NH(CH3)2
5、= B(N(CH3)2)3 + 3HBr(g) , HBr与过量的二甲胺发生质子加合。9 比较下列每组两个化合物与乙醇形成氢键的能力:(1) (H3Si)2O和(H3CH2C)2O;(2) (H3Si)3N和(H3C)3N答:对同一种H给体(如乙醇)而言,Lewis碱性越强形成的氢键也越强。因为O和N上的电子可扩充到Si的空d轨道上,因此与Si结合的O和N较与C结合的O和N的Lewis碱性低,因而可以预期(1)中的乙醚和(2)中的三甲胺形成的氢键更强些。10比较HCF3与HCH2NO2的酸性强弱,叙述理由。答:HCF3酸性较弱。按照诱导效应似应是前者的酸性强,因为3个电负性很大的F使C原子上带
6、很高的正电荷。然而HCF3失去质子形成的CF3-基团C上的负电荷离域化程度并不高,而在HCH2NO2失去质子形成的CH2NO2-基团C上的负电荷可以向NO2基团的p*轨道离域而稳定。所以后者的酸性较强。11下列物种NH3,Cl-,Ag+,S2-,Al3+中,亲核试剂是 ,亲电试剂是 。答:亲核试剂:NH3,Cl-,S2-;亲电试剂:Ag+,Al3+12(1) 通入H2S时,Ni2+(aq)和Mn2+(aq)哪一个更易形成硫化物?(2) 用第4周期离子酸的软硬变化趋势对你的答案作解释。(3) 写出反应的平衡方程式。答:(1) Ni2+; (2) d区同一周期氧化数相同的金属离子自左向右越来越软;
7、 (3) Ni2+ + H2S = NiS + 2H+13接近800时用焦硫酸钠可使Ti、Ta和Nb的矿物转化为可溶物,一个简化的反应是:TiO2 + Na2S2O7 = Na2SO4 + TiO(SO4)其中的酸和碱分别是 和 。答:S2O72-,O2-14考查碳酸盐形成偏硅酸盐的反应:CaCO3(s) + SiO2(s) = CaSiO3 + CO2(g) ,SiO2和CO2中酸性较强的是 。答:SiO215 f区元素以M(III)亲石形式存在于硅酸盐矿中,按HSAB规则可知这些元素属于 。答:硬酸16Al2S3受潮时发出腐败气味,写出该反应的平衡化学方程式并用软硬酸碱理论讨论之。答:Al
8、2S3 + 3H2O = Al2O3 + 3H2S Al3+是硬酸,碱O2-的硬度大于S2-的硬度。17为什么强酸性溶剂(例如SbF5 / HSO3F)可用来制备像I2+和Se8+这样的阳离子,另一方面却用强碱性溶剂稳定诸如S42-和Pb94-这类阴离子物种?答: I2+和Se8+在碱中会歧化或与碱分子配位;S42-和Pb94-在酸中会歧化或与酸分子配位。18判断相对Lewis碱性(1) (H3Si)2O和(H3C)2O;(2) (H3Si)3N和(H3C)3N ;其中较强的是(1) ,(2) 。答:(1):(H3C)2O;(2):(H3C)3N19Ni和Cu的常见矿是硫化物矿,而Al和Ga则
9、分别以氧化物和碳酸盐形式存在。原因是 。答:O2-和CO32-都是硬碱而S2-是软碱,Ni2+和Cu2+是比Al3+和Ga3+软的酸。符合硬亲硬、软亲软的规则。20将化合物H2O、H2S和H2Se按下述性质排序:(1) 酸性增大的顺序 ,(2) 与硬酸(如质子)作用时碱性增大的顺序为 。答:(1) H2O H2S H2Se;(2) H2Se H2S H2O 21根据硬-软概念,下列反应(反应都是在25的气相或烃类溶液中进行的)中平衡常数大于1的是 。(1) R3PBBr3 + R3NBF3 = R3PBF3 + R3NBBr3(2) CH3HgI + HCl = CH3HgCl + HI(3)
10、 AgCl2- (aq) + 2CN-(aq) = Ag(CN) 2- (aq) + 2Cl-(aq)答: (3)22解释现象:Co(NH3)5F2+的稳定性大于Co(NH3)5I2+;Co(CN)5F3-的稳定小于Co(CN)5I3-。答:根据SHAB理论,硬-硬和软-软结合稳定。其中酸或碱的硬度并非一成不变。如硬酸可以由于若干软碱配体的存在而被软化。因此,在Co(NH3)5F2+ 和Co(NH3)5I2+中,Co3+为硬酸,NH3和F-均为硬碱、I-较软。因此有五个硬碱NH3存在时,F-配合物比I-配合物稳定;但在Co(CN)5F3-和Co(CN)5I3-中五个软碱CN-的存在使Co3+软
11、化,从而使I-配合物稳定。23请定义“酸度函数”。在什么条件下,酸度函数与pH相同?在什么条件下又有区别?答:酸度函数Ho的出发点是酸的酸度可通过与酸反应的弱碱指示剂的质子化程度来表示。 B + H+ = BH+ (其中H+代表酸,B代表弱碱指示剂) KBH+是电离常数;c(B),c(BH+)为B和BH+的浓度,在稀水溶液中,Ho与pH是同义词;而在高浓度水溶液、纯酸溶液或非水溶液中,二者又有区别。如在10 moldm-3 KOH水溶液,根据pH定义,pH = 15,但Ho = 16.90。24判断IIIA族卤化物的反应:写出下列反应的平衡方程式或指出不发生反应。(1) AlCl3与(C2H5
12、)3NGaCl3 (甲苯溶液); (2) (C2H5)3NGaCl3与GaF3 (甲苯溶液)(3) TlCl与NaI (水溶液) ; (4) (CH3)2SAlCl3与GaBr3 (酸性水溶液)答:(1) 与Ga(III)相比,Al(III)是更强、更硬的Lewis酸,因而可望发生下述反应:AlCl3 + (C2H5)3NGaCl3 = (C2H5)3NAlCl3 + GaCl3(2) 不反应。GaF3的晶格焓甚高,因而不是强Lewis酸。(3) Tl(I)是软酸,在I-与Cl-之间更倾向于选择较软的I-:TlCl(s) + NaI(aq) = TlI(s) + NaCl(aq) Tl(I)卤
13、化物像银的卤化物一样,在水中难溶,因而上述反应可能进行得很慢。(4) Me2SAlCl3 + GaBr3 = Me2SGaBr3 + AlCl3 Ga-S为软软结合。25液氨的酸碱化学往往相似于水溶液中的酸碱化学。试写出固体Zn(NH2) 2与下列两种物质起反应的化学方程式:(1) 液氨中的NH4+;(2) 液氨中的KNH2。答:(1) Zn(NH2)2 + 2 NH4+ = Zn(NH3)42+; (2) Zn(NH2)2 + 2KNH2 = Zn(NH2)42- + 2K+26下述酸(Fe (OH2)62+ Fe (OH2)63+ Al (OH2)63+)的酸度变化趋势的原因是 。答:由于
14、Fe2+半径较大而电荷较低,其配合物是最弱的酸;电荷增至+3时酸的强度随之增加;Al3+配合物的酸度最大可由Al3+的半径小作解释。27按照酸度增加的顺序排列下面的离子为 。Na (OH2)6+,Sc (OH2)63+,Mn (OH2)62+,Ni (OH2)62+答:Na (OH2)6+,Mn (OH2)62+,Ni (OH2)62+,Sc (OH2)63+28什么是超酸?什么是魔酸?超酸在化学上有何应用。答:1927其酸性超过纯H2SO4的酸叫超酸;具体说,哈密特酸函数Ho -11.93的酸叫超酸。SbF5-HSO3的体系叫魔酸。由于超酸具有高强度的酸性和很高的介电常数,能使很弱的碱质子化
15、,能使非电解质成为电解质,因而在化工生产和化学研究领域中有着广泛的用途。29LiF在水中是难溶解的,而其余LiX在水中的溶解度较大,且随着卤离子的半径增大而增大,与此相比,AgX却有相反的性质,对上述现象,请给出合理的解释。答:根据HSAB原理,Li+半径小是硬酸,Ag+半径大、18电子结构、易变形为软酸,F-半径小为硬碱,H2O也是硬碱但不如F-硬。所以,对于Li+,趋向于与F-结合(硬-硬),难溶于水。其余X-离子随着半径增大越来越软。Li+又趋向与硬的水结合而不与越来越软的X-离子结合。故溶解度越来越大。而Ag+是软酸,随着X-离子半径增大,结合越来越稳定,故溶解度越来越小。30比较下列
16、物质的酸强度,简述理由。(1) H2SO4与H2SeO4 (2) C2H5OH与CH3COOH答:(1) 由于S比Se的电负性大 因此x (S-O) x (Se-O) ,电子向非羟基氧转移后者较大,因此H2SeO4 酸性强。(2) C2H5OH 比CH3COOH酸性弱。若电离出H+后,所得C2H5O-只有s 键,而CH3COO-还含三中心大p 键,其氧原子上的负电荷可通过三中心大p 键得到很好离域之故。31指出下列反应中的酸与碱:(1) FeCl3 + Cl- = FeCl4 - (2) I-+ I2 = ;(3) SnCl3 - + (CO)5MnCl = (CO)5Mn-SnCl3 + C
17、l-答:酸/碱:(1) FeCl3 / Cl-;(B) I2 / I-;(3) Mn(CO)5Cl /SnCl3-32根据鲍林规则估计下列含氧酸的pKa值:HClO4,H2SO4,H3PO4,H3PO3,H4SiO4,H5IO6答: (HO)mEOn 当n = 0,pKa = 7;n = 1,pKa = 2;n = 2,pKa = -3;n = 3,pKa = -8;HClO4H2SO4H3PO4H3PO3H4SiO4H5IO6n321101pKa-8-3227033(1) 按照Lewis酸性增大的顺序排列下述化合物: BF3,BCl3,SiF4,AlCl3(2) 以该顺序为根据完成下列反应方
18、程式: SiF4N(CH3)3 + BF3 = BF3N(CH3)3 + BCl3 = 答:(1) SiF4 BF3 BCl3 AlCl3; (2) F4SiNMe3 + BF3 = F3BNMe3 + SiF4 BF3NMe3 + BCl3 = Cl3BNMe3 + BF334用化学方程式表示下列可能发生的反应:(1) BCl3与乙醇;(2) BCl3与吡啶(烃类溶液中);(3) BBr3与F3BN(CH3)3。答:(1) BCl3 + 3EtOH = B(OEt)3 + 3HCl,质子迁移(2) BCl3 + NC5H5 = Cl3BNC5H5,Lewis酸-碱(3) BBr3 + F3B
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中级 无机化学 习题 62
限制150内