大学无机化学第十三章试题及答案

1、第十四章第十四章 碳族元素碳族元素总体目标：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：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

2、1.了解锗、锡、铅单质的性质；氧化物、氢氧化物的酸碱性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.baco

3、3nahco3na2co3 d.nahco3baco3ca(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

4、.pbcl4 d.gecl44gacl17.下列氧化物中，氧化性最强的是( ) (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

5、在多中心键的是( )a. bcl3 b. sif4 c. ccl4 d. 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

6、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 。 (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 。(

7、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

8、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 na2co3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 290

9、k 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.

10、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 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.ns2np

11、2，+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，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:c=o: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

12、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64b 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，而是接受水分子中的 oh-，释放出h+：因而为一元酸。h3po3的结构式为：hohbohboh4233)(在水中，二羟基(oh)氢可以电离或被置换，而与中心原子 p 以pohhooh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

13、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 caco3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clhbclho

14、bclohbcloh23232: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 14711019. 1033. 0103 . 4lmolckhph=-lg(1.1910-4)=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

15、60.0-xg。na2co3和nahco3组成了缓冲溶液，其 ph 值可用ph=pk2-)()(233lgcohcocc=pk2-)()()()(lg323233conamconamnahcomnahcom将已知数据代入得10684)0 .60(lg1061. 5lg6 .1011xxx=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

16、-+h2ohco3-+oh-溶液中的 oh-浓度和 co32-浓度分别为：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

17、(oh)2，cu2+co32-ksp (cuco3)，可生成cu(oh)2和 cuco3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=54.5gmol -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