第十七章 碳硅硼Word格式.docx
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6.下列各对物质中,中心原子的轨道杂化类型不同的是()
A.CH4和SiH4B.H3O+和NH3C.CH4和
D.CF4和SF4
7.下列含氧酸根中,具有环状结构的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.
B.
C.
D.
8.下列分子中偶极距不为零的是()
A.BCl3B.SiCl4C.PCl5D.SnCl2
9.下列物质中酸性最强的是()
A.B(OH)3B.Al(OH)3C.Si(OH)4D.Sn(OH)4
10.下列物质中酸性最强的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.H2SnO3B.Ge(OH)4C.Sn(OH)4D.Ge(OH)2
11.下列各组化合物中,对稳定性判断正确是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.H2CO3>
Ca(HCO3)2B.Na2CO3>
PbCO3
C.(NH4)2CO3>
K2CO3D.Na2SO3>
Na2SO4
12.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.SiCl4B.CCl4C.BCl3D.PCl5
13.1mol下列物质生成正酸时需要水的mol数最多的是()
A.B2O3B.P4O10C.(SO3)3D.N2O5
14.下列物质中还原性最强的是()
A.GeH4B.AsH3C.H2SeD.HBr
16.常温下,不能稳定存在的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
B.SnCl4C.PbCl4D.GeCl4
17.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.SiO2B.GeO2C.SnO2D.Pb2O3
18.下列化合物中不能稳定存在的是()
A.SbI3B.PI3C.AlI3D.TlI3
19.下列分子中,几何构型为平面三角形的是()
A.BF3B.NH3C.PCl3D.ClF3
20.下列晶体熔化时,需要破坏共价键的是()
A.HFB.CuC.KFD.SiO2
21.碳原子的配位数为4时,它所采取的杂化方式是()
A.sp2dB.dsp2C.sp3D.d2sp
22.下列分子中,存在多中心键的是()
A.BCl3B.SiF4C.CCl4D.CO2
23.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。
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。
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。
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0.2mol·L-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0.2mol·L-1Cu2+盐代替Ca2+盐产物是什么?
再以0.2mol·L-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ρ如下:
BH3在290K和53978Pa时的密度为0.629g·L-1;
B2H5在292K和6916Pa时的密度为0.1553g·L-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)→2B2H6(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
1.C2.C3.D4.A5.C6.D7.A8.D9.A10.B11.B12.B13.B14.A15.C16.C
17.D18.D19.A20.D21.C23.B二名词解释(略)
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PbO2H2SO4溶液
4.Mg2(OH)2CO3
5.Pb(PbO3)、Pb2(PbO4)、Fe(FeO2)2
6.红、铅丹、1/3PbO2、2/3Pb(NO3)2
7.8.白、黄、棕、黄、黑、白、黄、橙黄
9.ns2np2,+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,Na2O·xSiO2(或用Na2SiO3表示)
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:
N≡N:
,CO分子结构
,由于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B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,O—H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:
在水中,二羟基(OH)氢可以电离或被置换,而与中心原子P以共价键相连的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.⑴NaHCO3(s)加热产生CO2气体,而Na2CO3加热无气体产生。
⑵NaHCO3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
1.解:
H2CO3的K1=4.30×
10-7,K2=5.61×
10-11,由于K1/K2>
100,
故可按一元酸进行计算:
在293K和101Kpa下,H2CO3饱和溶液的浓度为0.033mol·L-1,c/K1>
400,
可利用
pH=-lg(1.19×
10-4)=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60.0-xg。
Na2CO3和NaHCO3组成了缓冲溶液,其pH值可用
pH=pK2-
=Pk2-
将已知数据代入得
x=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)=8.7×
10-9,Ksp[Ca(OH)2]=6.9×
10-3,H2CO3的K2=5.6×
10-11。
CO32-在溶液中发生水解反应:
CO32-+H2O
HCO3-+OH-
溶液中的OH-浓度和CO32-浓度分别为:
[OH-]=(Kh1·c)1/2=[(1×
10-14×
0.1)/(5.6×
10-11)]1/2=4.2×
10-3mol·L-1
[CO32-]=0.1-4.2×
10-3=0.0958mol·L-1
有关离子的浓度乘积为:
[Ca2+][OH-]2=0.1×
(0.0042)2=1.76×
10-6<Ksp[Ca(OH)2]
[Ca2+][CO32-]=0.1×
0.0958=9.58×
10-3>Ksp(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-]2>Ksp[Cu(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]=1.3×
10-33,
[Al3+][OH-]3=0.1×
(4.2×
10-3)3>Ksp[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=ρRT/P=(0.629×
8.314×
103×
290)/53978=28g·mol-1
BH3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=(0.1553×
292)/6916=54.5g·mol-1
B2H5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5gBF3能与xgLiAlH4
发生反应。
则:
4BF3(g)+3LiAlH4(s)→2B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)
4×
683×
382×
28
5xy
x=(3×
38×
5)/(4×
68)=2.1g
计算结果表明5gBF3只能与2.1gLiAlH4反应,故LiAlH4
过量,应根据BF3的量进行计算。
设5gBF3跟足量的LiAlH4反应生成ygB2H6。
y=(5×
2×
28)/(4×
68)=1.0g
设有zgB2H6与0.01g水起反应。
B2H6(g)+6H2O(l)→2H3BO3(乙醚)+6H2(g)
286×
18
z0.01
z=(28×
0.01)/(6×
68)=0.003g
∴5gBF3和10.0gLiAlH4反应能得到1.0克B2H6,有0.003gB2H6将与0.01g水起反应。
总体目标:
1.掌握硼单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质、用途和制备方法
2.通过硼及其化合物的结构和性质,掌握缺电子化合物的成键特征
3.掌握铝及其化合物的结构、性质和制备
4..认识铍和铝的相似性
第一节硼单质及其化合物
1.掌握硼单质的结构、化学性质、用途和制备方法
2.掌握乙硼烷、硼酸(H3BO3)、硼砂和三卤化硼的性质、结构和制备方法
3.通过硼及其化合物的结构和性质,掌握缺电子化合物的成键特点和桥键的形成
第二节铝单质及其化合物
1.掌握铝及其化合物的主要性质和AlCl3的结构,了解铝的提取和冶炼
2.认识铍和铝的相似性,如金属单质、无水卤化物、水合卤化物、氢氧化物
第三节镓、铟、铊
了解镓、铟、铊单质及其重要化合物的性质
一、选择题
⒈下列有关硼、铝性质的叙述,错误的是()
A.都是缺电子原子B.B(OH)3是弱酸,Al(OH)3是两性偏碱性
C.其三卤化物分子都是平面三角形结构D.都是亲氧元素
⒉在下列a—Al2O3的制备方法中,不妥的是()
A.灼烧Al(OH)3B.灼烧Al(NO3)3
C.高温电解Al2(SO4)3D.金属铝在氧中燃烧
⒊下列铝的化合物不能用湿法制得的是()
A.Al2(CO3)3B.Al2(SO4)3C.AlCl3D.Al(Ac)3
4.以下矿物中含有铝的是()
A.冰晶石B.孔雀石C.白云石D.方铅矿
5.下列化合物属于缺电子化合物的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.BCL3B.H[BF4]C.B2O3D.Na[Al(OH)4]
6.在硼的化合物中,硼原子的最高配位数不超过4,这是因为()
A.硼原子半径小B.配位原子半径大
C.硼与配位原子电负性差小D.硼原子无价层d轨道
7.下列关于BF3的叙述中,正确的是()
A.BF3易形成二聚体B.BF3为离子化合物
C.BF3为路易斯酸D.BF3常温下为液体
8.下列金属单质中,熔点最低的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.CuB.ZnC.NaD.Ga
9.下列化合物中,熔点最低的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.BCl3B.CCl4C.SiCl4D.SnCl4
10.下列物质中水解并能放出H2的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.B2H6B.N2H4C.NH3D.PH3
11.下列化合物中不能稳定存在的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.SbI3B.PI3C.AlI3D.TiI3
12.下列含氧酸中属于一元酸的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.H3AsO3B.H3BO3C.H3PO3D.H2CO3
13.下列物质中,酸性最弱的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A..H3PO3B.H2SC.H3BO3D.H5IO6
14.下列金属中,与硝酸反应得到产物的氧化数最低是()
A.InB.TlC.FeD.Bi
15.下列金属中,氧化能力最强的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.NO2B.SO3C.B2O3D.Tl2O3
16.下列分子中,偶极矩最小的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A.B2H6B.SO2C.NCl3D.SF4
17.下列化合物中,氧化性与惰性电子对效应有关的是()
A.I2O5B.Tl2O3C.Mn2O7D.CrO3
18.与NaCO3溶液反应生成碱式盐沉淀的离子是()
A.Al3+B.Ba2+C.Cu2+D.Hg2+
19.氧化性最强的是()
A.Al2O3B.Ga2O3C.In2O3D.Tl2O3
20.水解性最强的是()
A.AlCl3B.AlBr3C.NaClD.KNO3
21.下列物质熔点最高的是()
A.单质硼B.金属铝C.金属镓D.AlCl3
22.用电解法制备金属铅时,在Al2O3中加入Na3AlF6的作用是()
A.使Al2O3的熔化温度降低B.作为原料
C.防止金属铝氧化D.加快反应速度
23.下列关于乙硼烷的叙述中,不正确的是()
A.它是缺电子化合物B.围绕B—B键可自由旋转
C.分子中存在三中心二电子氢桥键D.它最终水解产物是氢气和硼酸
24.硼酸与多元醇反应,生成配位酸,使其酸性()
A.减弱B.增强C.不变D.变化不定
二、填空题
1.最简单的硼氢化合物是,B原子的杂化方式为;
由于它属于化合物,B与B存在碱。
(吉林大学《无机化学例题与习题》)
2.AlCl3·6H2O加热后,产物是。
3.由于铝,所以它不溶于水。
由于铝,所以它不与浓硝酸反应。
铝与氢氧化钠溶液作用生成和。
4.GaCl2是磁性物质,结构式应写成
5.硼砂的化学式为,其为元碱。
6.写出用稀硝酸处理金属铊的反应方程式。
7.写出向KI溶液中加入TlCl3溶液的反应方程式。
8.无机苯的化学式为,其结构为,与的结构相似。
9.硼酸为状晶体,硼酸分子之间以键结合,层与层之间以结
合,故硼酸晶体具有性,可作为剂。
10.放在手中能够融化的金属有,以液相存在的温度范围最大的是。
11.硼酸与乙醇生成硼酸三乙酯的化学式,其火焰为色,以此可以鉴
定硼酸。
12.B2O3与金属氧化物共熔生成的硼珠有特征的颜色,称为硼珠试验,如CoO的硼珠Co(BO2)2为深蓝色,则CuO的硼珠为色,MnO的硼珠为色,NiO的硼珠为色,Cr2O3的硼珠为色,Fe2O3的硼珠为色。
13.判断:
⑴化合物的热稳定性Ga2O3Tl2O3
⑵化学活泼性a—Al2O3r—Al2O3
⑶酸性Al(OH)3Ga(OH)3
⑷酸性溶液中,氧化性Ga2O3Tl2O3
⑸In+和Tl+在水中歧化的是
14AlCl3在气态或CCl4溶液中是体,其中有桥键。
15.Ga3+与F-配位时形成,与Cl-配位时形成。
三、简答题
TlOH易溶而TlCl难溶;
BCl3的沸点比AlCl3低(吉林大学《无机化学例题与习题》)
CuCl2顺磁性而InCl2为逆磁性。
1.4.铝和硼有哪些相同和不同的性质?
5.⑴就铝盐和铝酸盐的生成和性质作一简单扼要的比较。
⑵就Al2Cl6和B2H6的结构作一比较。
6.根据铝在酸性或碱性时的标准电极电势说明:
(1)铝在酸、水、碱中溶解的可
能性,以便确定铝在这些溶液中的稳定性。
(2)实际上铝不溶于水中,但能溶于
NH4Cl或Na2CO3的溶液中。
四、计算题
⒈在铝盐溶液中滴加碱溶液,并充分搅拌,当刚有Al(OH)3沉淀生成时,溶液中Al3+离子浓度为0.36mol/L,问开始沉淀时溶液的pH值为多少?
(已知Ksp[Al(OH)3]=1.9×
10-33)?
2.求饱和Al(OH)3水溶液的pH值。
(Ksp[Al(OH)3]=1.3×
10-33)
3.在pH=10时,要使0.10M铝盐溶液不生成Al(OH)3沉淀,NaF浓度至少需要多大?
1.C2.C3.A4.A5.A6.D7.C8.D9.A10A11.D12.B13.C14.B15.D16.A17.B18.C19.D20.A21A22.A23.B24.B
1、乙硼烷,sp3,缺电子,三中心二电子氢桥健。
2.Al(OH)Cl2+HCl。
3.表面有一层致密氧化膜覆盖,能被浓硝酸钝化,Na[Al(OH4)],H2
4.逆,Ga[GaCl4]
5.Na2B4O7.10H2O二
6..3Tl+4HNO3(稀)===3TlNO3+NO↑+2H2O
7.TlCl3+3KI===TlI↓+I2+3KCl
9.片,氢,分子间力,理解,润滑
10.Cs和Ga
11.(C2H5O)3B,绿
12.蓝,紫,绿,绿,黄
13.⑴>
⑵<
⑶>
⑷<
⑸In+
14.双聚体,氯
1.OH-变形小,与Tl+间极化作用差,TlOH为离子化合物;
Tl+半径
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- 第十七章 碳硅硼 第十七