天津大学无机化学教研室编无机化学(上、下册,第三版)北京：高.ppt

1、2020/8/9,1,第十三章 单 质 参考书（含14章无机化合物） 1 .天津大学无机化学教研室编.无机化学（上、下册，第三版）.北京：高等教育出版社 2 .武汉大学、吉林大学等校编无机化学第三版 北京：高等教育出版社，1994 3 .南京大学无机与分析化学（第三版）北京：高等教育出版社，1998 4 .严宣申，王长富编著普通无机化学北京：北京大学出版社，1999 本学期学时分配,2020/8/9,2,工科化学（有机化学试卷） 一、给下列物质命名(有顺、反等构型的，请标出)(110= 10分) 1. 2,6-二甲基-3-乙基-5-丙基辛烷 2. (CH3)2HC CH=CH2 C = C 3

2、Z-4,5-二甲基-3-乙基-1,3-己二烯 H3C CH2CH3 3. 反1甲基3乙烯基环已烷 4. 1丙基3炔丙基1,3环已二烯,2020/8/9,3,5. 1-苯（基）乙醇 6. 4羟基2萘磺酸 7. 邻羟基苯甲醛 8. 4丁基戊2,4二烯酸 9. N乙基丁二酰亚胺 10. CH3COCH(C2H5)COOC2H5 2乙基3酮（或氧代）丁酸乙酯,2020/8/9,4,二、写出下列化合物的结构式 烯丙氯 CH2=CH-CH2Cl 2. 偶氮二异丁腈 (CH3)2C(CN)-N=N-(CN)C(CH3)2 3. 乙二胺 NH2CH2CH2NH2 4. 甲乙酮 CH3COCH2CH3 5. 苦

3、味酸 6.-甲基环己烷丙酮肟 7.萘乙酸 8. 聚甲基丙烯酸甲酯 9. 聚丙烯腈 10. 聚对苯二甲酸二乙二醇酯,2020/8/9,5,三、选择题（110= 10分） 1、下列化合物中，按沸点从高到低排列的顺序为（2）。 a. 正己烷 b. 3-甲基戊烷 c. 2,3-二甲基丁烷 d. 正戊烷 (1) a d c b；(2) a b c d；(3) d c b a；(4)a c b d 2、下列化合物中，能形成分子内氢键的有（d）。 a. 乙醇；b. 乙醛；c. 对硝基苯酚；d. 邻硝基苯酚 3、下列化合物水解时，按SN1历程的活性顺序，由大到小排列是（4）。 a. 氯乙烷 b. 烯丙基氯 c

4、. 氯苯 d. 异丙基氯 (1) bcad；(2)bcda；(3)cdba；(4)bdac。,2020/8/9,6,4、下列反应中，属于亲电加成反应的是（b）； 属于亲电取代反应的是（c）； 属于亲核加成反应的是（a）； 属于亲核取代反应的是（d）。 a. CH3CHO + NaHSO3 CH3C(OH)H-SO3Na； b. CH2 = CH2 + Br2 CCl4 BrCH2CH2Br； c. C6H6 + Cl2 FeCl3 C6H5Cl + HCl； d. CH3CH2Cl + NaCN CH3CH2CN + NaCl。 5、下列化合物与硝酸银的醇溶液反应速率从大到小排列的次序为（5）

5、。 a. CH3CH2Br b. CH3CH2Cl c. CH3CH2I (1) abc；(2)bca；(3)cba；(4)bac；(5)cab。,2020/8/9,7,6、下列化合物酸性由强至弱的次序为（4）。 (a) C2H5OH (b) C6H5OH (c) CH3COOH (d) CH2ClCOOH (1) abcd；(2) cbda； (3) acbd； (4)dcba 7、下列化合物碱性由强至弱的次序为（1）。 a.甲胺 b. 氨 c. 苯胺 d. 对硝基苯胺 (1) abcd ；(2) bcad ；(3) bcda； (4) abdc。 四、完成下列化学方程式（每空1.5分，共2

6、4分） 1、,2020/8/9,8,2、 H2SO4(浓)/100或 Br2/Fe或FeCl3 H3O 3、 Cu/500或 CH3C(OH)(SO3Na)CH2CH3 CH3C(OH)(CH2CH3)CN CH3C(OH)(CH2CH3)COOH,2020/8/9,9,4、 O2NC6H4OCH3 H2NC6H4OCH3 H3CC6H4SO2NHC6H4OCH3 CH3CH2CH2Br 5、CH3CH=CH2 + HBr 过氧化物（ ） Mg/无水乙醚 （ ） HCCH （ ） +（ ） CH3CH2CH2MgBr HCCMgBr CH3CH2CH3,2020/8/9,10,五、合成题（14

7、分） 1、（6分）简述由苯合成间硝基对氯苯磺酸合理的合成路线。 第一步（氯化），第二步（磺酸化），第三步（硝化） 2、（8分）以乙炔为原料合成正丁醇，无机试剂任选。 在林德拉（钯/碳酸钙/少量醋酸铅）催化下，乙炔加氢为乙烯，与溴化氢加成为溴乙烷，它与乙炔与金属钠的取代产物乙炔钠反应生成丁炔1，林德拉催化下加氢为丁烯1，在过氧化物存在下与溴化氢加成为1溴丁烷，在强碱的水溶液中水解为丁醇,2020/8/9,11,六、推断化合物的结构（22分） 1、（6分）某化合物A、B、C，分子式都是C5H8。它们都能使溴的四氯化碳溶液褪色。A能与硝酸银的氨溶液生成沉淀。B、C不能。用热的高锰酸钾溶液氧化时，A得

8、正丁酸和二氧化碳；B得乙酸和丙酸；C得丙二酸和二氧化碳。试写出A、B、C的构造简式。 1、A、CH3CH2CH2CCH，B、CH3CH2CCCH3，C、CH2CHCH2CHCH2 2、（6分）某碱性化合物A（C5H13N）和过量的CH3I反应，能生成B（C8H20NI），B与AgOH作用得C（C8H21ON）。C具有强碱性，若加热C，可得D（C5H10）和(CH3)3N。D经臭氧化，再用Zn-H2O加热水解可得正丙醛和乙醛。试推测A、B、C、D的结构简式。 2、A、(CH3CH2)2CHNH2，B、(CH3CH2)2CHN(CH3)3I， C、(CH3CH2)2CHN(CH3)3OH， D、C

9、H3CH2CH=CHCH3。,2020/8/9,12,3、（10分）化合物A的分子式是C9H10O2，能溶于氢氧化钠溶液，可与羟氨、氨基脲等反应，又能与三氯化铁溶液发生显色反应，但不与托伦试剂反应。A经LiAlH4还原则生成化合物B，B的分子式为C9H12O2。A和B均能起卤仿反应。将A用Zn-Hg齐在浓盐酸中还原，可以生成化合物C，C的分子式为C9H12O，将C与NaOH溶液作用，然后与碘甲烷煮沸，得到化合物D，D的分子式为C10H14O。D用高锰酸钾溶液氧化，最后得到对甲氧基苯甲酸。试写出A、B、C、D的构造简式。 A、 B、 C、 D、,2020/8/9,13,七、鉴别下列各组化合物（每

10、题5分共10分） （1）3已醇、2-己醇和2-己酮； （1）加次碘酸钠，能起碘仿反应的是后两者，不能的为3已醇；2已酮可与饱和亚硫酸钠反应生成羟基磺酸钠白色沉淀，2已醇不能。 （2）丙烷，环丙烷，丙烯和丙炔。加溴水不褪色的为丙烷，褪色的三种加硝酸银的氨溶液，有沉淀的为丙炔，余下的二种加冷的KMnO4溶液，褪色的为丙烯，余下的为环丙烷。,2020/8/9,14,本章要求 1对元素的发现、分类、在自然界的存在形式，以及20世纪无机化学在元素单质研究方面的重要成就和21世纪的研究前沿有初步的了解。重点了解我国的丰产元素（稀土、钛、钒、钼和钨等）及其应用和研究现状。 2掌握元素的同素异形体、元素的丰度

11、、富勒烯、稀有气体、稀土元素、镧系收缩、对角线规则等基本概念。 3明确元素单质的几种类型及其在周期表中分布的规律和性质的递变规律。 4明确非金属单质的结构与性质关系的一般规律及主要的化学反应。 5了解八种类型金属单质的的特点，掌握典型的金属单质的性质、冶金及其主要应用，明确主族和副族金属单质的性质递变的不同规律。,2020/8/9,15,13.1 元素的发现、分类及其在自然界的存在 13.1.1 元素的发现与分类,2020/8/9,16,13.1.2 元素在自然界的分布 地球的组成6470 km，地核、地幔和地壳 地壳中元素的丰度（以质量百分数表示含量） 我国矿产资源的特点稀有元素不稀有，丰产

12、元素不丰富 我国钨、稀土、锑、锂、钒等稀有金属储量占世界首位，其中钨的储量占世界其它各国已知总量的3倍多，稀土为4倍多，锑占世界储量的44% 优质富铁矿较少,2020/8/9,17,13.1.3 周期表中元素的分类 元素在元素周期表的变化规律 同一主族元素自上而下金属性增强，非金属性减弱 同一周期自左向右金属性减弱，非金属性递增 典型的金属集中于周期表左侧，非金属集中于右部，中部为过渡金属，左下方为最活泼金属，右上方为最活泼非金属。在金属与非金属之间有一条梯形的分界线，在分界线的上下是七种准金属 稀有气体和非金属元素共17种，准金属7种，金属有88种。根据物理性质可将金属元素分为四类：轻金属和

13、脆性、展性、低熔点重金属。密度低于5g/cm3者称轻金属，大于5g/cm3者称重金属,2020/8/9,18,2020/8/9,19,13.1.4 主族元素的通性 1. 主族元素的氧化态数 氧化数（复习，第一章，氧化态或价态） 定义化合物中各原子所带的形式电荷数。规定：成键电子都归于电负性更大的原子。例，NaCl中，氯氧化数为-1，钠为+1 确定氧化数的规则 （1）在单质中元素的氧化数为零 （2）氧一般为-2，在OF2中为+2，在过氧化物（H2O2、Na2O2）中为-1；在超氧化物（KO2）中为-1/2 （3）氢一般为+1。仅在离子型氢化物（NaH、CaH2）中为-1 （4）碱金属和碱土金属分

14、别为+1和+2；氟总是-1 （5）任何化合物分子中各元素氧化数的代数和等于零；多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。例，SO42,2020/8/9,20,主族元素氧化态数的规律 一般规律多数氧化态数相当于原子在形式上取得ns2np6或（n-1）d10的“满层”电子构型得、失的电子数。例，IA、IIA和IIIA族主要表现出+1、+2和+3氧化数。非金属与活泼金属形成化合物时，表现出负氧化态数，卤素-1、氧族-2、氮族-3 其他情况 只失np保留ns电子，成为（18+2）e型阳离子例，A的 In和Tl呈+1和3，IVA 的Sn和Pb呈+2和+4，VA族Sb和Bi呈+3和+5 其它p

15、区元素有可变的氧化态数，特点：差值为+2。例，卤素氧化态数分别为+1、+3、+5、+7。硫呈+2、+4、6氧化态数 氮不表现出上述特征，在N2O、NO、N2O3、NO2和N2O5中的氧化态数分别为+1、+2、+3、+4、+5,2020/8/9,21,2. 主族元素的成键特征 s区元素 以离子键为主。原因：活泼金属 例外Li和Be表现共价键特征。原因：Li+和Be2+离子半径小，极化能力强 p区元素 以共价键为主 VIIA、VIA族与活泼金属易获电子形成0族型的阴离子，组成离子型化合物,2020/8/9,22,除稀有气体，p区非金属单质均以非极性共价键结合（自学） 当非金属元素原子半径较小、价电

16、子较少时，形成少原子分子，如X2、O2、N2、P4 当原子半径较大，价电子较多时，形成多原子的巨型分子，如C、Si、B “过渡后元素”镓、铟、铊，锗、锡、铅，锑、铋的氧化态离子是18e型或（18+2）e型。有较大的极化力和变形性，与半径较大的卤素和硫族元素主要形成共价键化合物 三周期后的p区元素，与有较高电负性的F、Cl、O成键时，可形成d轨道参与成键的化合物，如PCl5、SF6、PO42- 硼原子具有特殊的成键特征：得、失皆困难，难形成离子化合物，易成共价化合物，这些化合物中心硼原子具有缺电子特征,2020/8/9,23,3. 主族元素单质性质的周期性递变 同周期，从左到右，由典型的金属晶体

17、过渡到分子晶体，中间为原子、层状或链状结构。例，第三周期，Na、Mg、Al是金属，Si为原子，黑磷为层状，白磷、斜方硫、单斜硫、氯和氩为典型的分子晶体 同一主族，s区除氢外都是金属晶体，0A族和VIIA族都是分子晶体，其余各族从上到下由分子或原子晶体向金属晶体变化。例，IVA，金刚石是原子晶体；硅、锗虽是原子晶体，已有金属光泽；白锡和铅是典型的金属晶体 晶体结构变化的规律性，决定了单质性质变化的规律性。特别表现在密度、硬度、熔点和沸点等物理性质方面,2020/8/9,24,2020/8/9,25,13.2 非金属单质 13.2.1 非金属单质的结构自学 概况 除稀有气体以单原子分子存在外，其它

18、都由多原子分子组成。越靠近非金属与金属交界线的元素，单质结构越复杂 稀有气体由单原子分子组成，卤素由以单键相联的双原子分子组成,2020/8/9,26,He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn,2020/8/9,27,VIA族 氧两种同素异形体：O2和O3。O2有一个键和两个3电子键；O3中3个氧原子呈三角形，键角116.8，键长127.8pm。臭氧的中心氧原子以sp2杂化轨道与另外两个氧的sp2杂化轨道形成两个键。中心氧原子另一个sp2杂化轨道保留一对孤对电子。3个氧原子各有一个未参与杂化的p轨道，它们相互平行，彼此重叠形成了三中心四电子的大键，用表示。这种大键称离域键(成键的4个电子为3个原子共

19、有。O2中的3电子键是两个原子之间的键，是定域键，也称小键。臭氧O3不如O2稳定，它在常温下就可分解，是一个放热过程 2O3 = 3O2 H = -284kJ/mol,2020/8/9,28,硫 有几种同素异形体，最常见菱形硫和单斜硫。将单质硫加热到368.6K，菱形硫不经熔化就转变成单斜硫，冷却，发生相反转变过程 S(菱形) S(单斜) 单质硫的分子式是S8，分子呈八元环状结构。每个硫以sp2杂化轨道成键，八个硫原子彼此以单键结合呈“王冠”型结构 单质硫热到433K以上，S8环断裂成链状的线型分子，聚合成更长的链。热到563K以上，长硫链就会断裂成较小的分子如S6、 S3、 S2等，到717.6K时，硫达沸点，在硫的蒸汽中含有S2分子 热到503K的熔融硫倒入冷水中，纠缠在一起的长链硫被固定下来，成为可以拉伸的弹性硫 硒和硫类似，可形成8原子环。碲形成无限螺旋长链,2020/8/9,29,族 氮N2中的氮原子sp2杂化，形成一个键，py和pz电子分别形成两个相互垂直的键，组成了沿着键轴呈圆柱状对称的电子分布 磷同素异形体有多种，主要有白磷、红磷和黑磷。白磷的分子式是P4，4个磷处于四面体的顶点。白磷在惰性气体环境如氮气中，