高中化学选修三简答题

选修三问题答案选修三问题答案 1 解释Fe3O4晶体能导电的原因 电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生移动 2 Ge C同主族元素 C原子之间可形成双键 三键 但Ge原子之间难以形成双键或三键 Ge原子半径大 原子间形成的 6 单键较长 p p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重 叠 难以形成 键 3 从原子结构的角度解释CaCO3的热分解温度低于SrCO3的原因 Ca2 半径小于Sr2 Ca2 更易结合CO32 中的O 使CO32 更易分解为CO2 4 H3BO3为一元弱酸 解释原因 H3BO3分子可与水分子形成配位键 产生 B OH 4 和一个H 5 冰中氢键的作用能为 18 8 KJ mol 而冰的熔化热为 5 0 KJ mol 解释原因 液态水中仍然存在大量氢键 或冰融化时只破坏了部分氢键 6 铜与镍的第二电离能分别为ICu 1958KJ mol INi 1753KJ mol ICu INi的原因 Cu失去的是全充满的 3d10电子 Ni失去的是 4s1电子 7 元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲 和能 E1 第二周期除氮元素外 其他元素的E1自左而右依次增大 原因是 同一周期 从左往右 元素的非金属性逐渐增强 得电子能力逐渐增强 形成的简单阴 离子越稳定 释放出的能量越多 因此第一电子亲和能逐渐增大 氮元素的E1呈现异常的原因是 由于氮元素的 2p轨道为半充满结构 能量较低 相对稳定 不易结合一个电子 释放能 量较低 8 请解释加入乙醇后析出 Cu NH3 4 SO4 2H2O晶体的原因 乙醇分子极性比水分子极性弱 加入乙醇降低溶剂极性 从而减小溶质的溶解度 重 9 H3AsO4是三元弱酸 其各步对应的电离常数相差较大的原因 每电离一步都会生成带电量更大的负离子 较难再进一步电离出带正电荷的H 10 氯化铝的熔点为 190 而氟化铝的熔点为 1290 导致这种差异的原因为 AlCl3是分子晶体 而 AlF3是离子晶体 11 氧元素的第一电离能小于氮元素 原因是 氮原子的 2p轨道处于较稳定的半充满状态而氧原子的不是 删 氧原子的原子核 对电子的吸引能力弱于氟离子 12 稳定性H2S H2Se的原因是 补 S原子半径比Se小 S H键的键能比Se H键的键能大 13 P4O10的沸点明显高于P4O6 原因是 都是分子晶体 P4O10补 相对分子质量大 分子间作用力高于P4O6 14 NF3的键角小于NH3键角的原因为 F的电负性比H的大 NF3中N上的孤对电子偏向N 而孤对电子对成键电子对的排斥力较 大 15 H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因 H2SeO3和H2SeO4可表示成 HO 2SeO和 HO 2SeO2 H2SeO3中的Se为 4 价 而H2SeO4中的Se 为 6 价 正电性更高 导致Se O H中O的电子更向Se偏移 越易电离出H 16 气态Mn2 再失去一个电子比气态Fe2 再失去一个电子难 原因是 由Mn2 转化为Mn3 时 3d能级由较稳定的 3d5半充满状态转为不稳定的 3d4状态需要的能 量较多 而Fe2 到Fe3 时 3d能级由不稳定的 3d6到稳定的 3d5半充满状态 需要的能量相对 要少 17 氨气极易溶于水的原因为 氨气和水都是极性分子 相似相溶 氨气与水分子间能形成氢键 氨气能与水反应 主要原因 氨气与水分子间能形成氢键 18 水由液体形成固体后密度却减小 原因为 水在形成晶体时 由于氢键的作用使分子间距离增大 空间利用率降低 密度减小 19 NaBH4的阴离子中一个B原子能形成 4 个共价键 而冰晶石 Na3AlF6 的阴离子 中一个Al原子可以形成 6 个共价键 原因是 B原子价电子层上没有d轨道 Al原子价电子层上有d轨道 20 CuO的熔点比CuS的高 原因是 氧离子半径小于硫离子半径 所以CuO的离子键强 晶格能较大 熔点较高 21 CH4的键角大于NH3的原因为 CH4中都是C H单键 键与键之间的排斥力一样 所以是正四面体 109 28 而NH3有未成键 的孤对电子 孤对电子间的排斥力 孤对电子对化学键的排斥力 化学键间的排斥力 所以由 于孤对电子的排斥 键角要小于没有孤对电子排斥的CH4的键角 而孤对电子越多 排斥力越 大 22 碳和硅的有关化学键键能如下所示 简要分析和解释下列有关事实 化学键 C C C H C O Si Si Si H Si O 键能 kJ mol 1 356 413 336 226 318 452 硅与碳同族 也有系列氢化物 但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多 原因是 C H键和C C键较强 所以形成的烷烃稳定 而硅烷中Si Si键和Si H键的键能较低 易断裂 导致长链硅烷难以形成 SiH4的稳定性小于CH4 更易生成氧化物 原因是 C H键的键能大于C O键 C H键比C O键稳定 而Si H键的键能却远小于Si O 所 以Si H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si O键 23 夹角大小比较 1 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 斥力大 键角大 2 构型 中心原子的杂化方式 24 碳酸和磷酸均有 1 个非羟基氧 但磷酸是中强酸 碳酸是弱酸的原因 溶于水的二氧化碳分子只有百分之一与水结合成碳酸 与按二氧化碳全部转化为碳酸分 子来估算的强度相比 自然就小了近百倍 25 熔沸点问题 分子晶体 从分子间作用力的角度作答 范德华力和氢键 1 H2O 沸点高于 H2S 的原因 H2O 分子间存在氢键 2 SiH4 沸点高于 CH4 的原因 SiH4 的相对分子质量大 分子间作用力大 范德华力大 熔沸点高 原子晶体 从半径 键长 键能角度答 1 氮化硼 BN 和磷化硼 BP 都是受到高度关注的耐磨涂料 它们的结构相似 但是 氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高 其原因是 氮化硼 BN 和磷化硼 BP 都属于原子 晶体 而氮原子的半径比磷原子小 B N 共价键键长比 B P 短 键能大 所以氮化硼晶体 的熔点要比磷化硼晶体高 离子晶体 从半径 电荷 晶格能角度答 1 从结构角度分析并比较 CoF2 与 CoCl2 晶体的熔点高低 氟离子半径比氯离子半径小 CoF2 的晶格能比 CoCl2 晶格能大 则 CoF2 比 CoCl2 的熔点高 2 CuSO4 的熔点为 560 Cu NO3 2 的熔点为 115 CuSO4 熔点更高的原因是 CuSO4 和 Cu NO3 2 和均为离子晶体 SO42 所带电荷比大 故晶格能较大 熔点较高 3 Al Mg 的氯化物晶格能分别是 5492kJ mol 1 2957kJ mol 1 二者相差很大的原 因是 Al3 比 Mg2 电荷高 半径小 故 AlF3 的晶格能比大得多 金属晶体 从半径 电荷角度答 1 K 和 Cr 属于同一周期 且核外最外层电子构型相同 但金属 K 的熔点 沸点等都比金 属 Cr 低 原因是由于 K 原子的半径比较大而且价电子数较少 其纯金属存在的金属键的强 度没有的高 所以其熔沸点较低 总结 一般来说熔沸点原子晶体 离子晶体 金属晶体 分子晶体 从结构的角度分析 SiO2 比 CO2 熔沸点高的原因 SiO2 属于原子晶体 CO2 属于分子晶体 故 SiO2 熔沸点高 24 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水 首先形成蓝色沉淀 继续添加氨水 沉淀溶 解病得到深蓝色的透明液体 若向试管中加入一定量乙醇 析出深蓝色晶体 请解释加入 乙醇后析出晶体的原因 乙醇分子极性比水分子极性弱 加入乙醇降低溶剂极性 从而减小 溶质的溶解度 析出深蓝色晶体 Cu NH3 4 SO4 2H2O 25 已知高温下 CuO Cu 2O O 2 从铜原子价层电子结构 3d 和 4s 轨道上应填充的电子 数 变化角度来看 能生成 Cu2O 的原因是 CuO 中铜的价层电子排布为 3d 9 Cu2O 中铜的 价层电子排布为 3d10 后者处于稳定的全充满状态而前者不是 26 比较 NH3 和 Cu NH3 4 2 中 H 一 N 一 H 键角的大小 NH3 Cu NH3 4 2 填 或 并 说明理由 因为 NH3 提供孤对电子与 Cu2 形成配位键后 N H 成键电子对受 到的排斥力减小 所以 H N H 键角增大 27 S 黑球 和 Cu 白球 形成某种晶体的晶胞如图所示 若 CuS 中 S2 被 O2 代替 形成的晶体只能采取 NaCl 型堆积 试从晶体结构分析其不同及原 因 将 S2 替换为 O2 后 由于 rO2 rS2 导致的值增大 增加了空间利用率 减少了 配位排斥 使之更易于配位 因此中心阳离子的配位数由 4 增至 6 导致晶体堆积方式发 生改变 28 铜元素的焰色反应呈绿色 很多金属元素能发生焰色反应的微观原因为 电子从较高能 级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时 以光的形式释放能量 形成焰色反应 43 C O 电负性相差 1 0 由此可以判断 CO 应为极性较强的分子 但实际上 CO 的极性较 弱 请解释其原因 从电负性分析 CO 中的共用电子对偏向氧原子 但分子中形成配位键的电子对是由氧原 子单方面提供的 抵消了共用电子对偏向 O 而产生的极性 1 甲酸和乙酸的沸点数据如下表 甲酸熔点较高 标准状况下 甲酸是固体 甲酸与乙醇 熔点相差较大 原因 甲酸中羧基上的两个氧原子与其它甲酸分子中羧基上的氢原子之间可形成氢键 比 比乙醇形成分子间氢键的概率大 2 一定压强下 将 NH3 和 PH3 的混合气体降温 首先液化的是 NH3 解释原因 NH3 存在 甲酸乙醇 相对分子质量 4646 熔点 8 6 114 3 沸点 10178 4 分子间氢键 分子间作用力强 3 已知 NF3 与 NH3 的空间构型相同 但 NF3 不易与 Cu2 形成配离子 其原因是 在 NF3中 共用电子对偏向 F 原子 偏离 N 原子使得 N 原子核对其孤对电子的吸引 能力增强 难与 Cu2 形成配位键 4 CN 做配体时 提供孤电子对的通常是 C 原子 而不是 N 原子 其原因是 碳元素的电负性小于氮元素的电负性 5 比较 NH2 和 NH3的键角 请用价层电子对互斥理论解释 氨基中有两个孤电子对 而氨气中只有一个孤电子对 孤电子对间的斥力作用大于孤电子 对对成键电子对的斥力作用 故氨基的键角大 6 三溴化硼 三氯化硼的分子结构与三氟化硼相似 若果把 B X X 为卤素原子 键都视 为单键来计算键长 计算值与实际值结果如表 硼卤键键长实际值比测定值要小得多 可能的原因 硼卤键存在 键 11 水氢键的键能小于 HF 氢键的键能 但水常温下为液态而 HF 常温下为气态的原因 水 形成的氢键个数比 HF 形成的氢键个数多 29 提高浸出率的方法 粉碎 升温 搅拌 加催化剂 提高酸碱浓度 30 沉淀洗涤操作 将沉淀置于过滤器中 用玻璃棒引流注入蒸馏水至浸没沉淀 自然流下重复 2 3 次 31 判断沉淀是否洗净 取最后一次洗涤液少许于洁净试管中 向试管中加入沉淀剂若无沉淀则已洗净 32 沉淀剂是否过量的判断 取最后一次洗涤液少许于洁净试管中 向试管中加入原溶液若能形成沉淀则过量 33 趁热过滤的目的 滤出溶解度随温度变化不大的溶质或不溶性杂质 溶解度随温度变 化大的不析出 34 用冷水洗涤沉淀的目的 洗去晶体表面杂质 冰水能降低晶体溶解度 防止晶体因溶 解损耗 35 蒸馏水洗涤沉淀后 在用酒精洗涤沉淀目的 洗去晶体表面的水分 使晶体快速干燥 36 在有过氧化氢或氨水的流程图中 加热温度不能过高 原因 防止双氧水分解氨水挥 发 37 酸浸之后 加氨水条件 PH 值的目的 使溶液中杂质离子转化为氢氧化物沉淀除去 铝 离子和铁离子 38 检验滤液中 Fe2 Fe3 的试剂