北师大考研无机化学复习题第十三章

1、第13章p区元素(一)-、教学根本要求1. 了解p区元素的特点；2. 了解p区元素的存在、制备及用途；3. 掌握重点元素硼、铝、碳、硅、氮和磷的单质及其化合物的性质,会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；4. 从乙硼烷的结构了解缺电子键和硼烷结构；5. 了解一些无机材料的制备和用途；6. 了解惰性电子对效应概念及其应用.二、要点1 .缺电子化合物(Electron-deficientcompound)具有共价性的原子,假设其价电子数少于价层轨道数时,这种原子称为缺电子原子.缺电子原子以共价键所形成的不具有八隅体结构的化合物称作缺电子化合物.如：B原子最外层电子排布为：2s22p1,有3个

2、价电子,但它有四个价层轨道(一个3s,三个3p),是缺电子原子.当它和卤素原子形成BX3时,在中央B原子外围只能形成三个共用电子对(6个电子),它不是八隅结构,这类化合物就是缺电子化合物.2 .足电子化合物(Electron-precisecompound)指所有价电子都与中央原子形成化学键,并满足了路易斯结构要求的一类化合物.第14族元素形成足电子化合物,例如甲烷分子CH4,分子中的键电子对数恰好等于形成的化学键数.3 .富电子化合物(Electron-richcompound)指价电子对的数目多于化学键数目的一类化合物.第15族至第17族元素形成富电子化合物,例如氨分子NH3,4个原子结合

3、只用了3对价电子,多出的两个电子以孤对形式存在.4 .稀散元素(Rareelement)自然界中不能形成独立矿床而以杂质状态分散于其他矿物中的元素,如硒、确、错、锢、鸵等.可由冶金、化工作业的各种粉尘、残渣或中间产品中提取.这些元素在电子工业、原子能工业、合金材料、电光原材料及催化剂等方面有重要的用途.5 .三中央两电子键(Threecentertwoelectronbond)它是多中央共价键中的一种,指三个原子共用两个电子的化学键,中央原子常为缺电子原子,例如,硼烷中就存在3e-2c的氢桥键.6 .富乐烯(步基球)(Fullerene)美国的柯尔和斯莫利以及英国的克罗托三位教授于1985年发

4、现的碳的新同素异型体(他们因此而获得1996年诺贝尔化学奖),指由确定数目碳原子组成的聚集体,其中以C60最稳定,其笼状结构酷似足球,相当于一个由二十面体截顶而得的三十二面体.7 .温室效应(Greenhouseeffect)透射阳光的密闭区间由于与外界缺乏对流等热交换而产生的保温效应.塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床等在不同程度上利用这一效应.现在泛指大气对流层中包括CO2,H2O,N2O,CH4等多原子分子允许太阳的可见光穿过大气层射至地球外表,吸收由地球外表发射的红外光使热量不直接发射到外层空间去而产生的地温升高现象.8 .分子筛Molecularsieve是一种固体吸附剂,具有均一微孔结构,可

5、以将不同大小的分子别离.在石油工业,化学工业和其他有关部门,广泛用于气体和液体的枯燥、脱水、净化、别离和回收等,被吸附的气体或液体可以解吸.分子筛也做催化剂用.9 .惰性电子对效应Inertelectronpairseffectp区各主族元素由上至下与族数相同的高氧化态的稳定性依次减小,比族数小2的低氧化态最为稳定.一般认为这是由于ns2电子对不易参与成键,特别不活泼而引起的.这种现象常称为“惰性电子对效应10 .重要无机磷化学品的合成路线：11 .某些重要含氮物种之间的转换关系：三、学生自测练习题1 .是非题判断以下各项表达是否正确,对的在括号中填,错的填“x1.1 BF3中的B是以sp2杂

6、化轨道成键的.当BF3用B的空轨道接受NH3的弧对电子形成BF3NH3时,其中的B也是以sp2杂化轨道成键的.1.2 B2H6和LiH反响能得到LiBH4.假设此反响在水溶液中进行,仍可制得BH离子.1.3 H3BO3中有三个氢,因此是三元弱酸.1.4 AlCl3分子中Al是缺电子原子,因此AlCl3中有多中央键.1.5 SiF4、SQI4、SiBL和SiI4都能水解,水解产物都应该是硅酸H2SQ3和相应的氢卤酸HX.1.6 氧化数为十2的Sn具有复原性.将锡溶于浓盐酸,得到的是H2SnIVCl6,而不是H2SnIIC14o1.7 为了预防制备的锡盐溶液发生水解而产生沉淀,可加酸使溶液呈酸性.

7、至于加酸的时间于沉淀的先后无关,可以在沉淀产生后一段时间再加酸.1.8 氮与比它电负性大的元素成键才可能成为正氧化态数.因此氮与氟或氧成键时,氮为正氧化数.1.9 N3-在水溶液中是以NH3存在.1.10 浓和稀硝酸作为氧化剂时,它们的复原产物分别为NO2和NO.可见一个浓硝酸分子复原时的一个电子,一个稀硝酸分子却得三个电子.因此浓硝酸的氧化水平比稀硝酸的弱.2 .选择题选择正确答案的题号填入2.1 以下化合物属于缺电子化和物的是：a.BeCl3b.HBF4c.B2O3d.NaAlOH42.2 在硼的化合物中,硼原子白最高配位数不超过4,这是由于；a.硼原子半径小b.配位原子半径大c.硼与配位

8、原子电负性差小d.硼原子无价层d轨道2.3F列关于BF3的表达中,正确的选项是：.BF3易形成二聚体.BF3为路易斯酸b.BF3为离子化合物d.BF3常温下为液体2.4以下各对物质中,中央原子的轨道杂化类型不同的是a.CH4与SiH4c.CH4与NH4b.H3O+与NH3d.CF4与SF42.5以下含氧酸根中,具有环状结构的是-6a.Si3O9_5_5_2b.P3O10c.B3O7d.S4O62.6有一淡黄色固体含23%硼(B的相对原子质量为10.81)和77%氯,他是从三氯化硼制得的,0.0516克此试样在69c蒸发,蒸气在2.96kPa时占有体积268cm3,此化合物的化学式是a.B4Cl

9、4b.B8cl82.7可形成下面几种类型化合物的c.B12Cl12d.B16Cl16X元素是(XH3)2；X2O3；XCl3；XO1;XF3?HFa.Pb.Alc.B2.8 以下金属单质中,熔点最低的是：a.Cub.Znc.Na2.9 以下化合物中,熔点最低的是：a.BCl3b.CCl4c.SiCl42.10 以下物质在水中溶解度最小的是：a.Na2CO3b.NaHCO3c.Ca(HCO3)22.11 以下分子中,偶极矩不为零的是：a.BCl3b.SiCl4c.PCl52.12 以下含氧酸中属于一元酸的是：a.H3ASO3b.H3BO3c.H3PO32.13 以下物质中,酸性最强的是：a.B(

10、OH)3b.Al(OH)3c.Si(OH)42.14 以下物质中,酸性最强的是：a.H2SnO3b.Ge(OH)4c.Sn(OH)2d.Sd.Gad.SnCl4d.KHCO3d.SnCl2d.H3CO3d.Sn(OH)4d.Ge(OH)22.15以下各组化合物中,对热稳定性判断正确的选项是)a.H2CO3Ca(HCO3)2b.Na2CO3PbCO3c.(NH4)2CO3K2CO3d.Na2SO3Na2SO42.16 以下化合物中,不水解的是：a.SiCl4b.CCl4c.BCl3d.PCl52.17 与Na2co3溶液反响生成碱式盐沉淀的离子是：a.Al3+b.Ba2+c.Cu2+d.Hg2+

11、a.B2O3b.P4O102.19 1mol以下物质生成正酸时所需水的a.B2O3b.P4O102.20 碳化铝固体与水作用产生的气体是a.C2H2b.CH3CCH2.21 以下物质水解并能放出氢气的是a.B2H6b.N2H42.22 以下物质中复原性最强的是：a.GeH4b.AsH32.23以下金属中,与硝酸反响得到产物价态最高的是a.Inb.Tl2.24 常温下不能稳定存在的是：a.GaClIb.SnCl42.25 以下氧化物中,氧化性最强的是a.SiO2b.GeO22.26 以下化合物中不能稳定存在的是a.SbI3b.PI32.27 以下化学式中代表金刚砂的是a.Al2O3b.CaC23

12、.填空题c.Sbd.Bi()c.PbCl4d.GeCl4()c.SnO2d.Pb2O3()c.AlI3d.TlI3()c.SiO2d.SiC2.18 1mol以下物质溶于1dm3水中,生成的溶液中H+浓度最大的是c.N2O4d.SO3mol数最多的是：()c.(SO3)3d.N2O5()c.CO2d.CH4()c.NH3d.PH3()c.H2Sed.HBr()3.1 最简单的硼氢化合物是,其结构式为,它属于化合物,B的杂化方式为,B与B之间存在.而硼的卤化物以形式存在,其原因是分子内形成了键,形成此键的强度(按化合物排列)顺序3.2 无机苯的化学式为,其结构为,与的结构相似.3.3 硼酸为状晶

13、体,分子间以键结合,层与层之间以结合,故硼酸晶体具有性,可以作为剂.3.4 AlCl3在气态或CCl4溶液中是体,其中有桥键.3.5 Ga3+与F1己位时形成,与Cl一配位时形成3.6 GaCl2是磁性物质,结构式应该写成.3.7 用“或“BCl3BBr3BI3.H3.3片,氢,分子间力,理解,润滑.3.4双聚,氯.3.5GaF63-,GaCl4一.曷子1.6 .逆,GaGaCl4.1.7 ,.1.8 ,NaHCO3在水中生成二聚的1.9 Pb(PbO3),Pb2(PbO4),Fe(FeO2)2.1.10 Pb(OH)42一,醋,硝.1.11 铅丹,1/3,PbO2,2/3,Pb(NO3)2.

14、1.12 HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3.1.13 Na2B4O710H2O,二.1.14 Mg(OH)2MgCO3;Cu2+;Cr3+,Fe3+.1.15 Na2SiO3;硅酸三钙(3CaOSiO2),硅酸二钙(2CuOSiO2),铝酸三钙(3CaOAl2O3).1.16 (1),(2),(4),(5)In+.1.17 白,黄,棕,黄,黑,白,黄,橙黄4 .完成并配平以下反响方程式4.1 NH3+CO2+H2O=NH4HCO324.2 SiOs-+2NH7=H2SQ3+2NH34.3 Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4+Na2CO34.4 SnCl2(少量)+2HgC

15、l2=Hg2cl2+SnCl44.5 Sn(OH)6一+2CO2=Sn(OH)4+2HCO14.6 Pb+4HNO3=.Pb(NO3)2+2NO2+2H2O4.7 Pb3O4+15I+8H+=3PbI2+IJ+4H2O4.8 B2O3+3CaF2+3H2SO4(浓)=2BF3+3CaSO4+3H2O4.9 3Tl+4HNO3(稀)=3TlNO3+NO+2H2O4.10 TlCl3+3KI=Tll+I2+3KCl5 .简做题5.1 炭火上泼少量水时,水变成蒸气后与红热的炭反响：C+H2O=CO+H2,产生的H2,CO易燃而使炉火更旺.5.2 按分子轨道理论,CO中C与O间为三重键：一个扰,一个兀

16、键,一个兀配键.兀配键是由氧提供电子对向C的空轨道配位.这种配键的存在,使电负性大的氧原子周围电子密度降低,造成CO偶极矩很小.5.3 N2与CO有相同的分子轨道式,原子间都为三重健,互为等电子体.但两者成键情况不完全相同.N2分子结构为？NmN?,CO分子结构：C三O:,由于CO分子中O向C有兀配健,使C原子周围电子密度增大,另外,C的电负性比N小得多,束缚电子水平弱,给电子对水平强,因此.CO配位水平强.5.4 碳在第二周期,硅位于第三周期,C的半径比Si的半径小得多,同时,C的电负性比Si大,使C-C键比Si-S健,C-H键比Si-H键的健能大得多.C可形成稳定的长链化合物而S那么不能.

17、另外,由于C的半径小而使p轨道能够重叠形成CC多重健而SiSi那么很难.5.5 C为第二周期元素只有282P轨道可以成键.最大配位数为4,CC14无空轨道可以接受水的配位,因而不水解.S为第三周期元素,形成SiC14后还有空的3d轨道,d轨道接受水分于中氧原子的孤对电子,形成配位键而发生水解.BC13分子中,B虽无空的价层d轨道,但B有空的p轨道,可以接受电子对因而易水解.NC13无空的d轨道或空的p轨道,但分子中N原子尚有孤对电子可以向水分子中氢配位而发生水解.5.6 Si和C单质都可采取sp3杂化形成金刚石型结构,但Si的半径比C大得多,因此Si-Si健较弱,键能低,使单质硅的熔点、硬度比

18、金刚石低得多.5.7 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,产物Na2SiO3易溶于NaOH溶液,使反响能继续进行下去.Si+4HF=SiF4+2H2,SiF4气体脱离体系而使反响进行彻底.假设HF过量时,SiF4溶于HF溶液生成H2SiF6,而使反响进行下去.不溶于酸的SiO2附在Si的外表,因而Si不溶于HNO3溶液.5.8 硅与氟和氯形成的化合物SiF4,SiC都是共价化合物,分子半径SiF4SiC14,色散力SiF4SiC14,因此熔点SiF4SiC14,常温下SiF4为气态,SiC14为液态.在锡的四卤化物中,氟的电负性较大.只有SnF4为离于化合物电负性差大.而氯的电负

19、性较小,与锡形成的SnCL为共价化台物(电负性差A(h) Na2HPO4(s)A(i) Na2HPO4(s)+NaH2PO4(s)kA(j) SnS2(s)+Na2s(aq)解答(a) Mg3N2(s)+6H2O(1)=3Mg(OH)2(s)+2NH3(g);(b) 4NH3(g)+5O2(g)名=Pt=4NO(g)+6H2O(g);(c) 2NaN3(s)=2Na(1)+3N2(g);(d) 3I2(s)+10HNO3(aq)=6HIO3(aq)+10NO(g)+2H2O(1);(e) 3Pt(s)+16H3O+(aq)+4NO3-(aq)+18Cl-(aq)=3PtCl62-(aq)+4N

20、O(g)+24H2O(l);(f) NH4NO3(s)=N2O(g)+2H2O(g);(g) PCl3(s)+3H2O(l)=H3PO3(aq)+3HCl(aq);(h) 2Na2HPO4(s)=Na4P2O7(s)+H2O(g);(i) 2Na2HPO4(s)+NaH2PO4(s)=Na5P30io(s)+2H2O(g);(j) SnS2(s)+Na2s(aq)=NazSn及+Na4SnS4(H20)211.完成并配平以下用于定性分析的反响方程式：(a) As2O3(s)+Zn(s)+HCl(aq)x(b) AsH3(g)八(c) AsH3(g)+AgNO3(aq)+H2O(l)(d) Hg

21、Cl2(aq)+SnCl2(aq)k(e) Hg2Cl2(s)+SnCl2(aq)(f) Bi(OH)3(s)+Sn(OH4)2-(aq)解答(a) As2O3(s)+6Zn(s)+12HCl(aq)=2AsH3(g)+6ZnCl2(aq)+3H2O(l);(b) 2AsH3(g)=2As(g)+3H2(g)(加热)；(c) 2AsH3(g)+12AgNO3(aq)+3H2O(l)=As2O3(s)+12HNO3(aq)+12Ag；(d) 2HgCl2(aq)+SnCl2(aq)=Hg202(s)+SnCl4(aq);(e) Hg2cl2(s)+SnCl2(aq)=2Hg(s)+SnCl4(a

22、q);(f) 2Bi(OH)3(s)+3Sn(OH4)广(aq)=2Bi(s)+3Sn(OH)6(aq).12.用常用符号表示13组到15组的每个过渡后p区元素的基态电子构型.并指出具有最强的惰性电子对效应的元素.解答Ga：Ar3d104s24p1;Ge：Ar3d104s24p2；As：Ar3d104s24p3；In：Kr4f105s25p1；Sn：Kr4f105s25p2；Sb:Kr4f105s25p3；Tl:Xe4f145d106s26p1；Pb：Xe4f145d106s26p2；Bi：Xe4f145d106s26p3;惰性电子对效应是指自上而下,价层ns电子对越来越不易参与成键的现象.T

23、1,Pb,Bi的6s电子对表现的相对惰性较强.五、中文参考文献1. 陈静,刘引峰,华家栋等.二氧化碳催化复原反响中的光催化剂.化学通报,2003,66(3):1842. 叶乃清,穆楷峰,沈上越等.t-IrO2/-Al2O3超细晶粉体的低温燃烧合成.化学通报,2003,66(1):393. 赵强,贺继东,郭红革等.水溶性C60衍生物白合成.化学通报,2002,65(9):W0674. 柳清湘,徐凤波,李庆山等.硼酸及其衍生物在荧光分子开发中的应用.化学通报,2002,65(10):6505. 何静,段雪.结晶硅酸盐而铝酸盐介孔材料MCM-41的结构特征及应用性能.化学通报,2001,64(10)

24、:6266. 翟其瞩,何友昭,渔五二等.多孔SiO2材料的合成及研究进展.化学通报,2001,(64):010067. 高世扬,夏树屏.盐卤硼酸盐化学研究进展.化学通报,1999,(12):128. 张黎明,宋健,秦永宁.催化复原SO2到元素S反响研究进展.化学通报,1999,(8)：19. 刘志杰,张卫万,永中等.碳酸氢体系低压金刚石非平衡静态系列相图.化学通报,1999,(2):5910. 吴祺.一氧化氮一一种重要的生物活性分子.化学通报,1998,(5):3811. 张小平,李夏,邹应泉.二氧化氮分子中的化学键.化学通报,1997,(5):5812. 李夏,张小平.四氧化二氮分子的成键形

25、式.化学通报,1997,(2):59.13. 田来进,傅芳信.C60系列化合物的磁学性质.化学通报,1993,(10):2814. 李思殿.金属C60的相对稳定性.化学通报,1993,(5):2515. 李玉良,张南,杨德亮等.C60及C70制备、别离及物化性质研究.化学通报,1992,(10):2816. 倪申宽,叶世勇.N2O4的结构和性质.化学通报,1992,(5):4617. 许勇,吴善良,周卫红.CO2的均相催化研究进展.化学通报,1990,(11):10.18. 李玉桂,王建基,包建春.笼状化合物的化学及应用.化学通报,1990,(1):1419. 陈荣三.硅酸化学中的假设干现代概

26、念.化学通报,1989,(2):1020. 杨修造.谈谈硅酸钠与酸的反响.化学通报,1989,(11):5821. 姚崇福.硼烷中向心键和切向键个数的讨论.化学通报,1987,(6):3622. 蒋立德.HNO3分子中的大兀键问题.化学通报,1987,(8):5923. 郑淑蕙,魏菊英,莫志超.硅酸盐氧化物和水中氧同位素分析.化学通报,1980,(1)1524. 郭公毅,陈玉莉.提取错的的一般介绍.1965,(3),3625. 陆军.金属与CO2反响的探讨.化学教育,1999,(7-8):7526. 贾洪坤.铝一值得重视的微量元素.化学教育,2001,(9):427. 张永安.CO的特殊电子构

27、型和特性.化学教育,2001,(5):3928. 许肖玉.磷酸盐与磷化.化学教育,1996,(9):529. 李杰学.关于碳元素多种化合价的研究.化学教育,1996,(11):3230. 陈东文.铝与社会.化学教育,1995,(10):131. 刘泽玲.神与社会.化学教育,1994,(8):132. 程天蓉.亚硝酸钠的毒害与解救.化学教育,1989,(2):133. 杨维荣.汞与社会.化学教育,1989,(1):134. 杨维荣.铅与社会.化学教育,1989,(3):135. 何关有.磷的三种主要同素异形体的性质.化学教育,1984,(4):5236. 袁天程.碳蒸气的化学.化学教育,1984

28、,(5):4637. 刘络生.一氧化氮与人体生物功能.大学化学,1996,(6):3138. 刘新锦.谈谈硼族的缺电子性.大学化学,1992,7(1):1239. 于海涛,仲华,池玉娟等.HPO3异构体结构与稳定性.化学学报,1998,62(8):76940. 于海涛,池玉娟,付宏刚等.HAsO2异构体结构、相对稳定性与体系势能面.化学学报,2002,(60):4941. 丁涪江,吴添智,江丽葵等.磷白dd轨道在H3PO分子中的作用.化学学报,1999,(57):26442. 高世扬,许开芬,李刚等.盐卤硼酸盐化学.V.含硼浓缩盐卤稀释过程中硼酸盐的行为.化学学报,1986,(44):122943. 胡克鳌,刘洪章,欧阳群等.无定形氢氧化铝同氯化锂的相互作用.化学学报,1976,34(4):25344. 单志超.一种新型磷酸硼的制备方法.化学世界,2003,44(6):28945. 丁焰,康旭.C60化学的研究概况.化学世界,2003,44(9):5004