无机化学第十一章分析及考研习题

1、 非金属都能形成具有最高氧化态的共价型的简单氢化物：非金属都能形成具有最高氧化态的共价型的简单氢化物： b2h6 ch4 nh3 h2o hf sih4 ph3 h2s hcl ash3 h2se hbr h2te hi 通常情况下为气体或挥发性液体。通常情况下为气体或挥发性液体。 同一族，沸点从上到下递增同一族，沸点从上到下递增，但，但nh3、h2o及及hf的沸点由的沸点由于存在分子间于存在分子间氢键氢键异常高。异常高。 第第11章章 非金属元素化学非金属元素化学11-1 非金属氢化物非金属氢化物1. 热稳定性热稳定性： 从热力学角度看，氢化物的标准生成自由能或标准生成从热力学角度看，氢化物

2、的标准生成自由能或标准生成焓越负焓越负(k越大越大)，氢化物越稳定。，氢化物越稳定。 在同一周期中，从左到右热稳定性逐渐增加。在同一周期中，从左到右热稳定性逐渐增加。 b2h6 ch4 nh3 h2o hf分解温度分解温度 373k下下 873 1073 1273 不分解不分解 在同一族中，自上而下热稳定性逐渐减小。在同一族中，自上而下热稳定性逐渐减小。 hf hcl hbr hi分解温度分解温度 不分解不分解 3273 1868 1073 热稳定性变化规律与非金属元素电负性的变化规热稳定性变化规律与非金属元素电负性的变化规律是一致的。律是一致的。 非金属与氢的电负性非金属与氢的电负性( h=

3、2.2)相差越大，所生成的相差越大，所生成的氢化物越稳定；反之，不稳定。氢化物越稳定；反之，不稳定。 例如例如 as=2.18，ash3很不稳定，它不能由很不稳定，它不能由as与与h2直接合成；而直接合成；而 f=3.98，hf很稳定，加热至高温也不会很稳定，加热至高温也不会分解。分解。2. 还原性还原性 除除hf以外，其它分子型氢化物都有还原性，其变化规律以外，其它分子型氢化物都有还原性，其变化规律与稳定性的增减规律相反，稳定性大的氢化物，还原性小。与稳定性的增减规律相反，稳定性大的氢化物，还原性小。 还还 b2h6 ch4 nh3 h2o hf 原原 sih4 ph3 h2s hcl 性性

4、 ash3 h2se hbr 增增 h2te hi 强强 还还 原原 性性 增增 强强 原因：原因：氢化物氢化物ahn的还原性来自的还原性来自an-，周期表中，从右向左，周期表中，从右向左，从上而下，从上而下，a的半径增大，电负性减小，故的半径增大，电负性减小，故an-失电子的能力递失电子的能力递增，氢化物的还原性递增。增，氢化物的还原性递增。3. 酸性酸性 非金属元素氢化物在水溶液中的酸碱性和该氢化物在水中非金属元素氢化物在水溶液中的酸碱性和该氢化物在水中给出或接受质子能力的相对强弱有关。给出或接受质子能力的相对强弱有关。 中心原子的电荷越低，半径越大，电子密度越小，对中心原子的电荷越低，半

5、径越大，电子密度越小，对h+的的束缚能力越低，所以氢化物给出束缚能力越低，所以氢化物给出 h+ 的能力即酸性就越强。的能力即酸性就越强。 规律：规律：同族从上而下，酸强度增加；同族从上而下，酸强度增加； 如：如： h2s h2se h2te 同周期从左到右，酸强度增加。同周期从左到右，酸强度增加。 如如：nh3 h2o hf1. 酸性酸性roh规则：规则：中心原子的半径较小，电荷较高，即离子势越大中心原子的半径较小，电荷较高，即离子势越大时，它的酸性越强，反之越弱。时，它的酸性越强，反之越弱。 同一类型的非金属元素含氧酸，在同一周期中，从左到同一类型的非金属元素含氧酸，在同一周期中，从左到右，

6、酸性逐渐增强。右，酸性逐渐增强。 如：如：h4sio4 h3po4 h2so4 hbro4 hio4 对同一种非金属元素，随氧化数降低，酸性减弱。对同一种非金属元素，随氧化数降低，酸性减弱。 如：如： hclo4 hclo3 hclo2 hclo11-2 含氧酸和含氧酸盐含氧酸和含氧酸盐 pauling规则规则 含氧酸可记作含氧酸可记作ron(oh)y (1) 多元含氧酸的逐级电离常数之比约为多元含氧酸的逐级电离常数之比约为10- 5，即，即k1:k2:k31:10-5:10-10，或，或pka的差值为的差值为5。 (2) 含氧酸的含氧酸的k1与非羟基氧原子数与非羟基氧原子数n有如下关系：有如

7、下关系： k1105n-7，即，即pka1 7-5n 例如例如h2so3，可记作，可记作so(oh)2，n=1，ka1=10-2通常通常n0，为弱酸，如，为弱酸，如hclo；n1，为中强酸，如，为中强酸，如h2so3；n2，为强酸，如，为强酸，如hno3；n3，为最强酸，如，为最强酸，如hclo4。2. 氧化还原性氧化还原性 规律：规律： (a) 同一周期各元素最高氧化态含氧酸的氧化性从左到右同一周期各元素最高氧化态含氧酸的氧化性从左到右大致递增。大致递增。 如：如：h4sio4 h3po4 h2so4 hclo4 vo2+ cr2o72 mno4 (b) 在同一族中，自上而下，各元素的最高氧

8、化态在同一族中，自上而下，各元素的最高氧化态(某些中某些中间氧化态间氧化态)含氧酸的氧化性，大多是呈锯齿状升高（含氧酸的氧化性，大多是呈锯齿状升高（次级周期次级周期性性）。低氧化态则依次降低。）。低氧化态则依次降低。 如：如：hclo4 h5io6 hclo hbro hio (c)同一元素不同氧化态的含氧酸，低氧化态的氧化性较同一元素不同氧化态的含氧酸，低氧化态的氧化性较强。强。 如：如： hclo4 hclo3 hclo2 485 酸式盐同正盐比较，前者往往不及后者稳定。酸式盐同正盐比较，前者往往不及后者稳定。 同一酸根不同金属的盐，金属离子的极化作用越大，稳定同一酸根不同金属的盐，金属离

9、子的极化作用越大，稳定性越差。性越差。 beco3 mgco3 caco3 srco3 baco3 4. 含氧酸盐的含氧酸盐的溶解性溶解性 含氧酸盐属于离子化合物，它们的绝大部分含氧酸盐属于离子化合物，它们的绝大部分钠盐、钾盐和钠盐、钾盐和铵盐以及酸式盐都易溶于水铵盐以及酸式盐都易溶于水。其它含氧酸盐在水中的溶解性可。其它含氧酸盐在水中的溶解性可归纳如下：归纳如下： (1) 硝酸盐、氯酸盐：硝酸盐、氯酸盐：都易溶于水，且溶解度随温度的升高都易溶于水，且溶解度随温度的升高而迅速地增加。而迅速地增加。 (2) 硫酸盐：硫酸盐：大部分溶于水，但大部分溶于水，但srso4、baso4及及pbso4难溶

10、难溶于水，于水，caso4、ag2so4及及hg2so4微溶于水。微溶于水。 (3) 碳酸盐：碳酸盐：大多数都不溶于水，其中又以大多数都不溶于水，其中又以ca2+、sr2+、ba2+、pb2+的碳酸盐最难溶。的碳酸盐最难溶。 (4) 磷酸盐：磷酸盐：大多数都不溶于水。大多数都不溶于水。 阴阳离子半径匹配规则：阴阳离子半径匹配规则： 盐中阴阳离子半径相差较大时，溶解度较大。盐中阴阳离子半径相差较大时，溶解度较大。 晶格能较小，水合热占优势。晶格能较小，水合热占优势。 如如 naclo4 kclo4 rbclo4 盐中阴阳离子半径相差不大时，溶解度较小。盐中阴阳离子半径相差不大时，溶解度较小。 晶

11、格能大。晶格能大。 如如 rbf kf naf lif11-3 次级周期性次级周期性 p区元素的次级周期性是指每族元素的物理化学性质，从上区元素的次级周期性是指每族元素的物理化学性质，从上到下并非单调的直线式递变，而是呈现锯齿形变化。到下并非单调的直线式递变，而是呈现锯齿形变化。一、第二周期一、第二周期p区元素的特殊性区元素的特殊性 最高配位数为最高配位数为4；易形成；易形成键和氢键；单键键能比第三周期键和氢键；单键键能比第三周期的小，而多重键的键能比第三周期的大。的小，而多重键的键能比第三周期的大。二、第四周期二、第四周期p区元素的特殊性区元素的特殊性 最高氧化态氧化物、含氧酸及其盐的稳定性

12、小，而氧化性最高氧化态氧化物、含氧酸及其盐的稳定性小，而氧化性很强。很强。二、第六周期二、第六周期p区元素的特殊性区元素的特殊性 惰性电子对效应。惰性电子对效应。11-4 对角线规则对角线规则 li和和mg，be和和al，b和和si11-5 镧系收缩的影响镧系收缩的影响 zr和和hf、nb和和ta、mo和和w11-6 代表性试题代表性试题1. 比较各对化合物的热稳定性并说明原因。比较各对化合物的热稳定性并说明原因。（1）cuo与与hgo （2）k2so3与与k2so4（3）k2co3与与li2co3 （4） baco3与与pbco3（5）baco3与与ba(clo4)2 （6）nh3、ph3、

13、ash32. 比较下列化合物的性质。比较下列化合物的性质。 氧化性：氧化性：h2so4 hclo4；hno2 hno3；sno2 pbo2 还原性：还原性：h2s h2se ；sb(oh)3 bi(oh)3 酸性：酸性：hbro3 hio3；h2so3 h2so4 h2s2o7 水溶性：水溶性：csi lii；mgso4 baso4 熔沸点：熔沸点：nh3 ph3; fecl3 fecl23. 鉴别下列各组物质鉴别下列各组物质 (1) nano2与与nano3 (2)nano3和和nh4no3 (3) 有有5瓶白色固体分别为瓶白色固体分别为nahso4, na2hpo4, nah2po4, n

14、ahco3, nh4hco3，鉴别。，鉴别。4. 解释下列现象解释下列现象 (1) h3aso4、h2seo4、hbro3的氧化性比同组上下两元素同的氧化性比同组上下两元素同类化合物的强。类化合物的强。 (2) 为什么为什么hf溶液的电离度随溶液浓度增大而增大溶液的电离度随溶液浓度增大而增大 (3) hno3的氧化性弱于的氧化性弱于hno2。 (4)浓浓h2so4和和hclo4有强氧化性，而稀有强氧化性，而稀h2so4和和hclo4没有没有氧化性。氧化性。5. ag+、k+、s2o32-、sn2+能不能大量共存，简述理由，并写能不能大量共存，简述理由，并写出有关方程式。出有关方程式。6. ic

15、l2-、icl4-各为何种几何构型，中心原子采取什么杂化方各为何种几何构型，中心原子采取什么杂化方式成键。式成键。7. 常温下常温下sif4为气态，为气态，sicl4为液态；而为液态；而snf4为固态，为固态，sncl4为为液态。液态。8. 为什么氟的电子亲和能比氯低，但为什么氟的电子亲和能比氯低，但f2比比cl2活泼。活泼。9. so2与与cl2的漂白机理有何不同。的漂白机理有何不同。10. 为什么为什么ccl4不水解，而不水解，而sicl4水解？水解？11. 漂白粉长期暴露在空气中问什么会失效？漂白粉长期暴露在空气中问什么会失效？12. 常温下测得卤化氢气体对空气的相对密度分别是常温下测得

16、卤化氢气体对空气的相对密度分别是hf 1.78，hcl 1.26，hbr 2.79，hi 4.44，由此计算卤化氢的相对分，由此计算卤化氢的相对分子质量。其中子质量。其中hf的与理论值的与理论值20相差很大，说明其原因。相差很大，说明其原因。13. 有白色可溶于水的钠盐晶体有白色可溶于水的钠盐晶体a和和b，a溶液与溶液与fecl3作用，作用，溶液变成棕色浑浊，溶液变成棕色浑浊，a溶液与溶液与agno3溶液作用，生成黄色沉溶液作用，生成黄色沉淀。晶体淀。晶体b与浓盐酸反应，有黄色刺激性气体生成，该气体与与浓盐酸反应，有黄色刺激性气体生成，该气体与冷冷naoh反应，可得含反应，可得含b的溶液。向的

17、溶液。向a溶液滴加溶液滴加b溶液时，溶溶液时，溶液变成棕红色，若继续加过量液变成棕红色，若继续加过量b，溶液又变无色，问，溶液又变无色，问a和和b为为何物？写出有关方程式。何物？写出有关方程式。14. 有一种盐有一种盐a，溶于水后加入稀盐酸有刺激性气体，溶于水后加入稀盐酸有刺激性气体b产生，产生，同时生成乳白色胶态溶液。此溶液加热后有黄色沉淀同时生成乳白色胶态溶液。此溶液加热后有黄色沉淀c生成。生成。气体气体b能使能使kmno4溶液褪色。通氯气于溶液褪色。通氯气于a溶液中，氯气的黄溶液中，氯气的黄绿色消失生成溶液绿色消失生成溶液d。d与可溶性钡盐生成白色沉淀与可溶性钡盐生成白色沉淀e。试确。试

18、确定定a、b、c、d、e各为何物？写出有关方程式。各为何物？写出有关方程式。15. 一种无色气体一种无色气体a，能使热的，能使热的cuo还原，并逸出一种相当还原，并逸出一种相当稳定的气体稳定的气体b。将。将a通过加热的金属钠能生成一种固体通过加热的金属钠能生成一种固体c并逸并逸出一种可燃性气体出一种可燃性气体d。a能与能与cl2分步反应，最后得到一种易分步反应，最后得到一种易爆的液体爆的液体e。指出。指出a、b、c、d、e各为何物？写出各步反应各为何物？写出各步反应方程式。方程式。 16. 将将so2通入纯碱溶液中，生成无色无味的气体通入纯碱溶液中，生成无色无味的气体a和溶液和溶液b。将某非金

19、属单质。将某非金属单质c加入溶液加入溶液b中并加热，可得溶液中并加热，可得溶液d。取少。取少量溶液量溶液d加入加入hcl又可生成沉淀又可生成沉淀c。另取少量溶液。另取少量溶液d，加入少，加入少许许agbr固体，则其溶解生成固体，则其溶解生成e。再取第三份溶液。再取第三份溶液d，加入几滴，加入几滴溴水，溴水颜色消失溴水，溴水颜色消失，再加入再加入bacl2溶液，可得不溶于稀溶液，可得不溶于稀hno3的白色沉淀的白色沉淀f。推断。推断a、b、c、d、e、f各是什么物质各是什么物质，并写出，并写出各各步的反应方程式。步的反应方程式。17. 用水处理白色化合物用水处理白色化合物a得到白色沉淀得到白色沉

20、淀b和无色气体和无色气体c。b溶溶于硝酸后经浓缩析出于硝酸后经浓缩析出d的水合晶体。的水合晶体。d受热分解得到白色固体受热分解得到白色固体e和棕色气体和棕色气体f，将，将f通过通过naoh溶液后得到气体溶液后得到气体g，其体积变，其体积变为原来为原来f的的20%。组成。组成g的元素约占的元素约占e的质量组成的的质量组成的40%。将。将c通入通入cuso4溶液先有浅蓝色沉淀生成，溶液先有浅蓝色沉淀生成，c过量后沉淀溶解得过量后沉淀溶解得深蓝色溶液深蓝色溶液h、推断推断a、b、c、d、e、f、g和和h各是什么物各是什么物质，并写出质，并写出各各步的反应方程式。步的反应方程式。18. 有一易溶于水的钠盐有一易