北师大考研无机化学复习题第五章Word下载.docx
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基于酸碱质子理论,较溶剂水而言,以难于接受质子的溶剂可分辨出物质酸性强弱。
对于要区分的物种,该溶剂称作分辨试剂,其作用具有区分效应。
15.含氧酸的分类
在水溶液中能给出羟基质子的布朗斯特酸,均含有氧原子,因而叫含氧酸,其按组成可分为三类:
1.水合酸–水合酸的酸质子处在与金属离子配位的水分子中;
2.羟合酸–羟合酸的酸质子处在相邻位置上没有氧基的羟基上;
3.氧合酸–氧合酸的酸质子也处在羟基上,但与羟基相连的中心原子上带有若干个氧基。
16.鲍林规则
鲍林提出的可用来粗略估算氧合酸OpE(OH)q(p和q分别代表氧基和羟基的数目)
的两条规则:
1.电中性氧合酸的
≈8–5p。
2.多元酸(q>
1)多步质子转移反应的
值逐级增加5。
17.软硬酸碱
硬酸–路易斯酸,具有体积小、正电荷多、不易变形和失去电子、易形成离子性较强的键的物质;
软酸–路易斯酸,具有体积大、正电荷少、易变形、易失去电子、易形成共价性较强的键的物质;
硬碱–路易斯碱,具有电负性大,不易变形、不易失去电子、而且其低能轨道已饱和、易形成离子性较强的键的物质;
软碱–路易斯碱,具有电负性小、易变形、易失去电子,其低能轨道不饱和,易形成共价性较强的键的物质。
18.盐的水解
盐在水溶液中使水的电离平衡发生移动从而可能改变溶液的酸度,这种作用称作盐的水解。
当水解达到平衡时,溶液中各离子浓度的乘积项为一常数,称作水解平衡常数。
19.缓冲溶液
由弱酸与其共轭碱或者弱碱与其共轭酸组成的酸碱系统,它能阻止外加的少量酸、碱(或反应过程中产生的少量酸、碱,或一定范围内稀释作用)使系统的pH产生剧烈变化。
20.电离度
弱酸及弱碱在溶液中电离出的百分数称作其电离度。
物质的起始浓度越小,电离度越大。
21.电离平衡
也称离子平衡,化学平衡的一种。
指在水溶液弱电解质分子和离子之间的动态平衡,
例如醋酸的电离平衡。
三、学生自测练习题
1.是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”,错的填“×
”)
1.10.20mol·
dm-3HAc溶液中c[H+]是0.10mol·
dm-3HAc溶液中c[H+]的2倍。
()
1.2H2S溶液中c[H+]是c[S2-]的2倍。
()
1.3在水溶液中可能电离的物质都能达到电离平衡。
()
1.4同离子效应可以使溶液的pH值增大,也可以使pH值减小,但一定会使电解质的电离度降低。
1.5pH=7的盐的水溶液,表明该盐不发生水解。
()
1.6阳离子水解总是显酸性,而阴离子水解必定显碱性。
1.7浓度很大的酸或浓度很大的碱溶液也有缓冲作用。
1.8H2PO4-和HS-既是酸又是碱。
2.选择题(选择正确答案的题号填入)
2.1将浓度相同的NaCl,NH4Ac,NaAc和NaCN溶液,按它们的c[H+]从大到小排列的顺序为:
aNaCl>
NaAc>
NH4Ac>
NaCN
bNaAc>
NaCl≈NH4Ac>
cNaCl≈NH4Ac>
NaAc>
dNaCN>
NaCl≈NH4Ac
2.2中性(pH=7)的水是()
a海水
b雨水
c蒸馏水
d自来水
2.3已知KθHF=6.7×
10-4,KθHCN=7.2×
10-10,KθHAc=1.8×
10-5。
可配成pH=9的缓冲溶液的为()
aHF和NaF
bHCN和NaCN
cHAc和NaAc
d都可以
2.4下列各种物质中,既是路易斯酸又是路易斯酸碱的是()
aB2H6
bCCl4
cH2O
dSO2Cl2
2.5在Hac—NaAc组成的缓冲溶液中,若c(Hac)>
c(Ac-),则缓冲溶液抵抗酸或碱的能力为
()a抗酸能力>
抗碱能力
b抗酸能力﹤抗碱能力
c抗酸碱能力相同
d无法判断
2.6已知H3PO4的pK
=2.12,pK
=7.20,pK
=12.36,0.10mol·
dm-3Na2HPO4溶液的pH约为()a4.7
b7.3
c10.1
d9.8
2.7不是共轭酸碱对的一组物质是()aNH3,NH
bNaOH,Na+
cHS-,S2-
dH2O,OH-
2.8已知相同浓度的盐NaA,NaB,NaC,NaD的水溶液pH依次增大,则相同浓度的下列稀酸中离解度最大的是()aHD
bHC
cHB
dHA
3.填空题
3.1已知:
K
(HNO2)=7.2×
10-4,当HNO2溶液的解离度为20%时,其浓度为
mol·
dm-3,c[H+]=mol·
dm-3。
3.2浓度为0.010mol·
dm-3的某一元弱碱(K
=1.0×
10-8)溶液,其pH=,此碱的溶液与等体积的水混和后,pH=。
3.3在0.10mol·
dm-3HAc溶液中加入固体HAc后,HAc的浓度,电离度,pH值。
3.4将下列物质在水溶液中的按酸性由强到弱排列,为:
。
H2SO4,HClO4,C2H5OH,NH3,NH
HSO4-
3.5已知18℃时水的K
=6.4×
10-15,此时中性溶液中c[H+]为,pH为
3.6现有浓度相同的四种溶液HCl,HAc(K
=1.8×
10-5),NaOH和NaAC,欲配制pH=4.44的缓冲溶液,可有三种配法,每种配法所用的两种溶液及其体积比分别为:
,,。
3.7已知,S2-+H2O
HS-+OH-的pK
=6.3×
10-8,pK
=4.4×
10-13,则其平衡常数
=,共轭酸碱对为。
3.8依Pauling规则,可以判断出H3PO4,H2PO
和HPO
的pKa分别为
和。
3.9H3PO4和Na2HPO4在水溶液中混和时主要反应的平衡方程式为:
CO2和CaCO3的是。
3.10(CH3)2N—PF2有两个碱性原子P和N,与BH3形成配合物时,原子与B结合。
与BF3形成配合物时,原子与B相结合。
4.计算题
4.1求把0.10dm-3,0.20mol·
dm-3HAc与0.050dm-3,0.20mol·
dm-3NaOH溶液混合后的pH值[已知:
(HAc)=1.8×
10-5].
4.2已知K
(HCN)=7.2×
10-10,计算0.20mol·
dm-3NaCN溶液的c(OH-)和水解度
αh。
4.3欲配制450cm3,pH=4.70的缓冲溶液,取实验室中0.10mol·
dm-3的HAc和0.10mol·
dm-3的NaOH溶液各多少混合即成?
自测练习题答案
1.是非题
1.1(×
)1.2(×
)1.3(×
)1.4(√)1.5(×
)
1.6(×
)1.7(√)1.8(√)
2.选择题
2.1(c)2.2(c)2.3(b)2.4(a)2.5(b)
2.6(d)2.7(b)2.8(d)
3.填空题
3.11.4×
10-2,2.8×
10-3
3.29.0,8.85
3.3不变,减小,增大
3.4HClO4,HSO4-,NH
H2SO4,C2H5OH,NH3
3.58×
10-8,7.10
3.6HAc—NaAC,2:
1;
HCl—NaAC,2:
3;
HAc—NaOH,3:
1
3.71.4,HS-—S2-
3.83,8,13
3.9H3PO4+HPO
2H2PO
CO2+CaCO3+H2OCa2++2HCO
3.10P,N
4.计算题
4.1混合后发生反应:
HAc+NaOH=NaAc+H2O
反应后剩余HAc及生成NaAC的浓度为:
c(HAc)=
=
(mol·
dm-3)
则混合溶液应为缓冲液,按公式计算:
pH=pK
—lg
=—lg(1.8×
10-5)
=4.74
4.2根据弱酸强碱盐的水解公式;
c(OH-)=
αh=
则:
c(OH-)=
αh=
×
100%
=1.7×
10-3(mol·
dm-3)=0.85%
4.3设需HAc溶液和NaOH溶液各取V1cm3和V2cm3
c(HAc)=0.1×
c(Ac-)=0.1×
则:
=
由pH=pK
得:
lg
=pK
—pH=4.74—0.74=0.04
V1+V2=450
联立后解得:
V1=305(cm3)V2=(145cm3)
四、课后习题
5.1按照给出的例题模式,指出下列可逆反应中的布朗斯特酸和碱:
例如:
acid
(1)base
(2)base
(1)acid
(2)
(a)OCl-+H2O
HOCl+OH-
(b)NH3+H2PO4-
NH4++HPO42-
(c)HCl+H2PO4-
Cl-+H3PO4
(d)HF+H2O
F-+H3O+
(e)C3H5O2-+HCl
HC3H5O2+Cl-
5.1解答
(a)OCl-+H2O
HOCl+OH-
base
(2)acid
(1)acid
(2)base
(1)
(a)NH3+H2PO4-
NH4++HPO42-
base
(2)acid
(1)acid
(2)base
(1)
(c)HCl+H2PO4-
Cl-+H3PO4
(d)HF+H2O
F-+H3O+
(e)C3H5O2-+HCl
HC3H5O2+Cl-
base
(2)acid
(1)acid
(2)base
(1)
5.2按照其在水溶液中的酸性增加排列下列各布朗斯特酸:
(a)H2SO4,H3PO4和HClO4;
(b)HIO3,HIO2,HIO和HIO4;
(c)H4P2O7,HP2O73-,H3P2O7-和H2P2O72-;
(d)H2Se,H2S和H2Te.
5.2解答
(a)磷酸,硫酸,高氯酸
(b)HIO,HIO2,HIO3,HIO4
(c)HP2O
,H4P2O
,H3P2O
,H4P2O7
(d)氢碲酸,氢硒酸,氢硫酸
5.3下列物质在与水反应中一个为酸、一个为碱、一个为两性物质,请写出方程式说明。
HNO2,PO43-,HCO3-
解答
HNO2(aq)+H2O(l)
NO2-(aq)+H3O+(aq)
PO43-(aq)+H2O(l)
HPO42-(aq)+OH-(aq)
H2CO3+OH-
HCO3-+H2O
H3O++CO32-
5.4按照从最强酸到两性物质再到最强碱的顺序排列下列各氧化物:
Al2O3,B2O3,BaO,CO2,Cl2O7,SO3
Cl2O7,SO3,CO2,B2O3,Al2O3,BaO
5.5指出下列反应中的路易斯酸和碱:
(a)B(OH)3+OH-[B(OH)4]-
(b)N2H4+H3O+N2H5++H2O
(c)(C2H5)2O+BF3(C2H5)2OBF3
(d)(CH3)2CO+I2(CH3)2COI2
(e)I-+I2I3-
路易斯碱:
(a)OH-;
(b)N2H4;
(c)(C2H5)2O;
(d)(CH3)2CO;
(e)I-.
路易斯酸:
(a)B(OH)3;
(b)H3O+;
(c)BF3;
(d)I2;
(e)I2
5.6对于下面两个反应,指出其中的酸和碱,并说明各个过程是配合物的生成过程还是酸碱置换过程。
(a)SO3+H2SO4H2S2O7
(b)H2S2O7(H2SO4·
SO3)+H2OH2SO4+H2SO4
5.6解答
(a)路易斯酸SO3,碱H2SO4,配合物的生成过程;
(b)两个碱:
H2O和H2SO4·
SO3中的H2SO4,置换过程。
5.7应用酸碱理论解释重要的汞矿石只有辰砂,HgS,而在自然界中锌却存于硫化物、硅酸盐、碳酸盐和氧化物中。
解答
Hg2+是较软的酸,倾向于与较软的碱S2+结合,而Zn2+属于边界酸,是较Hg2+硬的酸可以与硬碱结合,还生成硅化盐、碳酸盐和氧化物。
5.8给出用HF腐蚀SiO2玻璃的反应式,并用路易斯和布朗斯特酸碱理论解释。
SiO2+4HF=SiF4+2H2O,其中,SiO2和SiF4为碱,HF和H2O为酸。
5.9考虑(a)在高温下由碳酸盐制备偏硅酸盐的反应,(b)在水溶液中从偏硅酸盐制备SiO2·
nH2O的反应:
(a)nCaCO3(s)+nSiO2(s)[CaSiO3]n(s)+nCO2(g)
(b)Na2SiO3(aq)+CO2(g)SiO2·
nH2O(s)+Na2CO3(aq)
指出每个反应中SiO2和CO2中,谁的酸性较强。
(a)SiO2;
(b)CO2.
5.10(CH3)2N-PF2分子有两个碱性原子,P和N。
一个倾向与BH3中的B原子键合,另一个倾向与BF3中的B原子键合。
请指出具体的键合碱性原子,并解释。
N原子与BF3结合,P原子与BH3结合。
因为N是较硬碱原子,P是较软碱原子;
而BF3是硬酸,BH3是软酸。
5.11在配合物[Pt(SCN)4]2-中,低氧化态的Pt原子是通过S原子而不是N原子键合的,请解释。
Pt2+是较软的酸,倾向于与较软的碱S结合,而不与较硬的碱N结合。
5.12将下列路易斯酸按照最强酸到最强碱的顺序排序:
(b)BF3,BCl3,BBr3;
(b)SiF4,SiCl4,SiBr4,SiI4;
(c)BeCl2,BCl3.
请解释。
(a)BBr3;
BCl3,BF3,
(b)SiF4,SiCl4,SiBr4,SiI4;
(c)BCl3,BeCl2
解释:
路易斯酸性是表示物种接受电子对能力的强弱。
在上述(a)、(b)两卤化物序列中,卤素原子的电负性越大,中心原子上电荷密度越小,接受外来电子对的能力应该越强,序列(b)符合这种情况。
序列(a)则相反,原因在于BX3中形成了π键,而B原子的体积较小,形成的π键比较强,同时卤素原子的体积按F,Cl,Br的顺序增大,形成的π键依次减弱的缘故。
五、中文参考文献
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