1、目录第13章氢和稀有气体13.1复习笔记13.2课后习题详解13.3名校考研真题详解第14章卤素14.1复习笔记14.2课后习题详解14.3名校考研真题详解第15章氧族元素15.1复习笔记15.2课后习题详解15.3名校考研真题详解第16章氮磷砷16.1复习笔记16.2课后习题详解16.3名校考研真题详解第17章碳硅硼17.1复习笔记17.2课后习题详解17.3名校考研真题详解第18章非金属元素小结18.1复习笔记18.2课后习题详解18.3名校考研真题详解第19章金属通论19.1复习笔记19.2课后习题详解19.3名校考研真题详解第20章s区金属（碱金属与碱土金属）20.1复习笔记20.2课
2、后习题详解20.3名校考研真题详解第21章p区金属21.1复习笔记21.2课后习题详解21.3名校考研真题详解第22章ds区金属22.1复习笔记22.2课后习题详解22.3名校考研真题详解第23章d区金属（一）第四周期d区金属23.1复习笔记23.2课后习题详解23.3名校考研真题详解第24章d区金属（二）第五、第六周期d区金属24.1复习笔记24.2课后习题详解24.3名校考研真题详解第25章f区金属镧系与锕系25.1复习笔记25.2课后习题详解25.3名校考研真题详解第26章无机合成化学简介26.1复习笔记26.2课后习题详解26.3名校考研真题详解第27章特殊类型的无机化合物27.1复习
3、笔记27.2课后习题详解27.3名校考研真题详解第28章生物无机化学简介28.1复习笔记28.2课后习题详解28.3名校考研真题详解第29章无机固体化学简介29.1复习笔记29.2课后习题详解29.3名校考研真题详解第30章核化学30.1复习笔记30.2课后习题详解30.3名校考研真题详解第13章氢和稀有气体13.1复习笔记一、氢1氢的存在和物理性质 （1）氢的存在氢有三种同位素，它们是普通氢或氕（用或H表示）、重氢或氘（或D）和氚（或T）。各同位素之间化学性质基本相同，但物理性质有差异。 （2）氢的物理性质是无色、无嗅、无味的可燃性气体，在水中的溶解度很小，容易被镍、钯、铂等金属吸附，被吸附
4、的氢气有很强的化学活泼性。2氢的化学性质和氢化物（1）氢在化学反应中的成键 失去1s电子成为离子（即质子）； 得到1个电子形成离子； 形成共价型氢化物； 形成氢键； 形成氢桥键。（2）H2分子的化学性质分子在常温下不太活泼，同氟在暗处能化合，而且能迅速还原水溶液： 在较高的温度下，与许多金属和非金属剧烈反应，得到相应的氢化物，能将高价金属氧化物还原为低价，直至得到金属单质； 与许多有机物发生还原反应； 与氮合成氨； 氢的活性也可以用多相催化剂或均相加氢催化剂或光照得到诱发； 氢原子具有更强的还原性，能与Ge、Sn、As、Sb等直接化合，还能把某些金属氧化物或氯化物还原为金属，并能使固体化合物中
5、某些含氧的阴离子还原； 氢与过渡金属生成金属型氢化物（通常是非化学计量的），以及氢做配体的含氢配合物。二、稀有气体1稀有气体的性质、制备（1）稀有气体的性质 本族元素都具有稳定的电子构型（或），为无色、无嗅、无味的单原子气体； 稀有气体原子间的作用力随着原子序数的增加而增大； 稀有气体元素的电离能在同周期中为最高。在同族中随着原子体积的增加，电离能是依次降低的，较重稀有气体的电离能比第二周期元素如F和O的电离能小，具有化学活性。（2）稀有气体的制备 使空气液化； 从液态空气中分离稀有气体； 从混合稀有气体中分离各组分，常用低温分馏或低温选择性吸附的方法。2稀有气体化合物（1）稀有气体包合物 稀
6、有气体的包合物晶体在室温下稳定，可保持一年； 稀有气体水合物也是一种包合物。（2）氙的氟化物 氙的氟化物可由元素直接合成，通常使用镍制反应容器； 氟的比例和总压力越高，越有利于形成含氟较高的氟化物；溶于水，在稀酸中会缓慢地水解，而在碱性溶液中则迅速水解。和都能与水反应，完全水解后可以得到 氟化氙都是强氧化剂，也是较好的氟化剂； 氙的氟化物与强的路易斯酸反应可生成氟化物阳离子。（3）氙的含氧化合物是一种易潮解和极易爆炸的化合物，在水溶液中是一种极强的氧化剂； 在水中，主要以分子形式存在，但是在碱性溶液中，主要呈形式，与处于平衡状态：会按下式缓慢地歧化产生Xe（）和Xe（0）： 在的浓NaOH溶液
7、中通入臭氧，可以得到高氙酸钠。（4）稀有气体的氟化物和氧化物不同程度地发生水解，并且在多数反应中氙都被还原为单质。更多各类考试资料 v：344647 公众号：顺通考试资料 13.2课后习题详解13-1 氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？答：（1）氢作为能源，具有以下优点： 原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； 氢气燃烧时放出的热量很大； 作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； 有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。（2）氢能源开发中的困难是： 氢气的产生； 氢气的储存； 氢气的利用。13-2 按室温和常压下的状态（气态、液态、固态）将下列化
8、合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？答：BaH2：氢化钡、离子型氢化物、固态；SiH4：硅烷、离子型氢化物、气态；NH3：氨、分子晶体、气态；AsH3：砷化氢、分子晶体、气态；PdH0.9：非整比化合物、分子晶体、气态；HI：碘化氢、分子晶体、气态。其中，BaH2固体是电的良导体。13-3 试述从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分的根据和方法。答：（1）分离根据：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。（2）分离方法： 从空气中分离稀有气体：a先将液态空气分级蒸馏，挥
9、发除去大部分氮后，稀有气体就富集于液氧之中（还含有少量的氮）；b继续分馏可以把稀有气体和氮气分离出来。将这种气体通过氢氧化钠除去其中所含的二氧化碳，用赤热的铜丝除去微量的氧，再用灼热的镁屑使氮转变成氮化镁，剩余的气体则是以氩为主的稀有气体。 从混合稀有气体中分离各组分：常用低温分馏或低温选择性吸附的方法，例：在低温下用活性炭处理混合稀有气体，愈易液化的稀有气体就愈易被活性炭吸附。在173K时，氩、氪和氙被吸附，剩余的气体含有氦和氖。而在液态空气的低温下，氖被吸附而氦可分离出来。所以，在不同的低温下，利用活性炭对各种稀有气体的吸附和解吸，就可以使它们分离开来。13-4 试说明稀有气体的熔点、沸点
10、、密度等性质的变化趋势和原因？答：（1）变化趋势：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。（2）原因： 由于惰性气体都是单原子分子，物质的熔点、沸点与分子间相互作用力成正比。稀有气体的原子间作用力主要是色散力，与相对原子质量的大小成正比，从氦到氙分子量逐渐增大，熔点、沸点升高。 密度逐渐增大是由于虽然原子半径逐渐增大，但其原子量增加的幅度更大，因此总的来说密度逐渐增大。13-5 你会选择哪种稀有气体作为：（a）温度最低的液体冷冻剂；（b）电离能最低、安全的放电光源；（c）最廉价的惰性气氛。答：（a）He；（b）Xe；（c）Ar。13-6 用价键理论和分子轨道理论解释
11、粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在？答：按价键理论：HeH、He2粒子不存在配对的电子对，无价键形成，故不可能存在； HeH则可以存在。而按分子轨道理论：HeH：（s1s）2（s*1s）1 键级0.5HeH：（s1s）2 键级1He2：（s1s）2（s*1s）1 键级0.5 有成键效应，均可存在。He2：（s1s）2（s*1s）2 键级0 不可能存在。13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型：答：相同结构的稀有气体化合物的化学式及空间构型是（a）ICl4：XeF4，平面四边形；（b）IBr2：XeF2，直线形；（c）BrO3：XeO3，三角锥；（d
12、）ClF：XeO，直线形。13-8 用VSEPR理论判断及的空间构型。答：XeF2：直线形；XeF4：平面四边形；XeF6：八面体构型；XeOF4：四角锥形；ClF3：三角锥形分子。13-9 用化学方程式表达下列化合物的合成方法（包括反应条件）：答：（a）（b）（c）13-10 完成下列反应方程式：（1）（2）（3）（4）（5）（6）答：反应方程式如下：（1）2XeF2 2H2O2XeO24HF（2）6XeF4 12H2O2XeO34Xe3O224HF（3）XeF6 3H2O XeO36HFXeF6 H2O XeOF42HF（4）XeF2 H2Xe 2HF（5）XeF4 2HgXe 2 HgF
13、2（6）XeF4 Xe2XeF213.3名校考研真题详解一、填空题氢化物分为 、 和 三种类型，属于 型氢化物。天津大学2007研离子型（盐类型）；共价型（分子型）；金属型；（离子（盐类）【答案】二、判断题1如果某氢化物的水溶液为碱性，则此氢化物必为离子型氢化物。（）天津大学2006研【答案】2稀有气体由原子组成，属原子晶体。（）天津大学2008研【答案】三、简答题完成并配平反应方程式：。天津大学2006研答：第14章卤素14.1复习笔记一、卤素的通性1卤素原子的物理性质周期系第A族元素包括氟、氯、溴、碘和砹五种元素，总称为卤素。它们物理性质相似：（1）价电子层构型为；（2）都能以1氧化态形式
14、存在；（3）除氟外，在一定的条件下，氯、溴、碘可呈现氧化态；（4）卤素中从氯到碘的电子亲和能依次减小，但氟的电子亲和能却比氯小。氟化物的生成焓通常远远高于氯化物的生成焓。2卤素的存在卤素单质在自然界不以游离状态存在，以稳定的卤化物形式存在。砹是人工合成的元素。3卤素的电势图图14-1 卤素的电势图二、卤素单质1卤素单质的物理性质（1）从氟到碘，卤素单质的密度、熔点、沸点、临界温度和气化热等物理性质均依次递增；（2）在常温下，氟和氯是气态，溴是易挥发的液体，碘为固体。从氟到碘颜色依次加深。（3）卤素单质中氟会剧烈地分解水而放出，其它卤素在水中的溶解度不大，在有机溶剂中的溶解度比在水中的溶解度大得
15、多。（4）所有卤素均具有刺激性气味，要注意防护。使用液溴，必须戴橡胶手套。2卤素单质的化学性质（1）与金属、非金属的作用氟是最活泼的，在适当的条件下，氟能与所有金属和非金属（除氮、氧和一些稀有气体外）包括氢直接化合，反应常常很猛烈。氟与单质反应时总是把它们氧化到最高氧化态。氯能与各种金属和大多数非金属（除氮、氧、稀有元素外）直接化合，但有些反应需要加热，非金属反应的剧烈程度也不如氟。一般能与氯反应的金属（除了贵金属）和非金属同样也能与反应，但需要较高的温度，而且一些碘化物中金属的氧化态也要低一些（等）。（2）与水的反应卤素与水可能发生下列两类反应： （1） （2） 卤素单质与发生反应的趋势是。
16、与水发生猛烈的反应放出，氯和水在光照条件下，缓慢地放出，溴与水作用放氧的反应更慢，碘与水不存在这个反应。 氯、溴、碘与水反应主要依（2）式进行。常温下与碱作用主要生成次氯酸盐，Br2只有在时才能得到次溴酸盐， 和碱反应只能得到碘酸盐。 3卤素的制备和用途（1）氟的制备和用途 用电解氧化法制备单质氟：阳极（石墨）：阴极（电解槽）：电解总反应： 用化学方法制备氟：（2）氯的制备 实验室里将氧化剂与浓盐酸反应制取氯气：将通过水、硫酸、氯化钙和五氧化二磷纯化。 工业上用电解氯化钠饱和溶液来制备氯气：阳极反应：阴极反应：总的反应：工业上制氯的方法还有电解熔融NaCl法和汞阴极法。（3）溴和碘的制备 工业
17、上从海水中制取溴，也可用电解盐卤（NaCl被分离后剩下的母液）来制取。 实验室中常用氯来氧化和 以制取和 ，还可用溴化物和碘化物与浓的混合物来代替HBr和HI与反应： 大量的碘以自然界的碘酸钠为原料，与还原剂反应制得：三、氟氯溴碘的化合物1卤化氢和氢卤酸（1）物理性质 纯的无水的HX称为卤化氢，都是无色的有刺激性臭味的气体，在湿空气中与水结合产生烟雾； 卤化氢的熔点、沸点随着相对分子质量的增加，依的顺序升高。由于HF分子间存在氢键形成缔合分子，使得HF的熔点、沸点和气化热特别高； 卤化氢中HF的键能最大。从HF到依次增大，热力学稳定性依次减小； 氟化氢是酸性很强的溶剂，其酸度与无水硫酸相当；
18、卤化氢在水中溶解度大，其水溶液是氢卤酸。氢卤酸的酸性从依次增强，除了氢氟酸外都是强酸。氢氟酸一般用塑料容器盛装。（2）制备和用途 工业上直接合成法a盐酸主要是由氯和氢直接合成氯化氢，经冷却后以水吸收而制得；b氢和溴作用，以含铂石棉或含铂硅胶做催化剂，加热到制取。该法也可用于制取HI；c氢和碘作用以Pt为催化剂，在以上得到。 复分解反应法用卤化物与高沸点的酸反应来制取卤化氢：a工业上生产HF是把反应物放在衬铅的铁制容器中进行。HF的水溶液为氢氟酸，一般用塑料容器盛装；b实验室中小量的氯化氢可用浓硫酸滴入浓盐酸经浓硫酸洗瓶干燥制得，也可用食盐和浓反应。氯化氢的水溶液即盐酸采用本法不适于制取和，用非
19、氧化性、非挥发性的磷酸与溴化物和碘化物作用则可得到HBr和HI。 非金属卤化物水解法a此法适用于和的制备，以水滴到非金属卤化物上，卤化氢即源源不断地产生：b把溴滴加在磷和少许水的混合物中或把水逐滴加入磷和碘的混合物中即可连续地产生Br或HI： 碳氢化物卤化法氟、氯和溴与饱和烃或芳烃的反应产物之一是卤化氢：碘和饱和烃作用时，得不到碘的衍生物和碘化氢。2卤化物、卤素互化物、多卤化物（1）卤化物 卤化物具有挥发性； 碱金属、碱土金属及若干镧系和锕系元素形成的卤化物主要是离子型的。同一周期各元素的卤化物，随着金属离子半径减小和氧化数增大，熔沸点依次降低。 同一金属的卤化物按的顺序其离子性依次降低，共价
20、性依次增加。 不同氧化态的同一金属，其高氧化态卤化物的离子性小于低氧化态卤化物的离子性。卤化物中对高氧化态的稳定作用从氟到碘依次减弱。（2）卤素互化物 卤素互化物都可由卤素单质在一定条件下直接合成。 绝大多数卤素互化物是不稳定的，熔沸点低。多原子卤素互化物中大多数是氟化物。 卤素互化物都是氧化剂，与大多数金属和非金属猛烈反应生成相应的卤化物；发生水解作用生成卤离子和卤氧离子，其分子中较大电负性较小的卤原子生成卤氧离子。 氟的卤素互化物通常都作为氟化剂，使金属、非金属及金属的氧化物以及金属的氯化物、溴化物和碘化物转变为氟化物。 多原子卤素互化物的结构从中心卤素原子杂化轨道理论或价层电子对互斥理论
21、来推测结果完全一致。（3）多卤化物 多卤化物中可只含一种卤素，也可以含两种或三种不同的卤素。 多卤化物加热时会分解，分解产物是晶格能相对较大的卤化物以及卤素互化物或卤素单质。 多卤化物的结构与卤素互化物近似，较大的卤素原子居中，较小的分布在四周，其形状与用VSEPR理论判断的相一致。（4）多卤素阳离子卤素能够形成多种同一元素的或不同卤素间的复合阳离子。3拟卤素某些1价离子在形成化合物时，其性质与卤化物很相似，在自由状态时原子团性质与卤素单质也很相似，将这些原子团称为拟卤素。卤素与拟卤素的氧化性和阴离子的还原性从强到弱排列如下：氧化性减弱还原性减弱图14-24卤素氧化物和含氧酸及其盐（1）卤素的
22、氧化物卤素中氟与氧化合形成的二元化合物是氟化氧，其它卤素则生成氧化物。 氟化氧二氟化氧： 氯的氧化物a氧化二氯（）方法一：（适用于实验室和工业制备）方法二：在旋转式管状反应器中，使和潮湿的反应：b二氧化氯（）在强酸性溶液中用或还原：主要用途是纸浆漂白、污水杀菌和饮用水净化。 溴的氧化物溴的氧化物有或等，它们对热都不稳定。 碘的氧化物碘的氧化物是最稳定的卤素氧化物，在干燥空气的气流中使碘酸失水即得：是容易吸潮的白色固体，吸水后重新形成母体酸。做氧化剂，可以氧化等：（2）含氧酸和含氧酸盐氟的含氧酸仅限于次氟酸HOF。其余的卤素除有HOX外还有许多其它的含氧酸。 次卤酸的制备 酸性HOX均是弱酸，酸
23、强度随卤素原子序数的增大，从HOCl到HOI依次减小。 稳定性，的分解方式和速度与溶液的浓度、pH和温度的高低有关，也与光照或有起催化作用的金属离子存在有关。次氯酸具有强的氧化性和杀菌漂白能力是基于反应所致。（3）次卤酸盐 工业上生产次氯酸钠是采用无隔膜电解冷的、稀的食盐溶液，并搅动溶液使阳极上所产生的氯气与阴极区所产生的NaOH溶液反应而制得。 用氯和反应，控制在298K左右可得次氯酸钙。当原料中所含水分较少时，不能使所有转化为和在这种情况下其反应如下：所得产物即为通常所称的漂白粉。 有效氯的含量定义为：从HI中游离出相同量的 所需的的质量与指定化合物的质量之比，常以百分数表示。（4）亚卤酸
24、及其盐 已知的亚卤酸仅有亚氯酸。在亚氯酸钡悬浮液中加入稀，除去沉淀，就可得到亚氯酸水溶液。它极不稳定会迅速分解：酸性比强，是一种中强酸。 当和碱溶液反应时生成亚氯酸盐和氯酸盐： 用和反应可制得： 亚氯酸盐比亚氯酸稳定，加热或敲击亚氯酸盐固体时立即爆炸，歧化成为氯酸盐和氯化物： 亚氯酸及其盐具有氧化性。（5）卤酸及其盐 卤酸的制备a将或与作用生成或溶液：b将 与发烟硝酸作用可制得是白色固体： 酸性氯酸和溴酸在水溶液中都是强酸（），而碘酸较弱些（）。 稳定性从到依次增强。 卤酸均具有较强的氧化性，其中以溴酸的氧化性最强，碘能从溴酸盐和氯酸盐的酸性溶液中置换出和，氯能从溴酸盐的酸性溶液中置换出。 卤
25、酸盐的常用制备方法：a在一定温度下由卤素单质与碱溶液反应制得，但转化率较低；b电解法。 卤酸盐的热分解反应例如，在有催化剂时，可于较低温度下分解为和痕量的。若不存在催化剂，则在629K时熔化，668K时开始按下式分解：，的热分解产物是相应的卤化物和。 在水溶液中卤酸根离子的氧化能力溴酸根氯酸根碘酸根，并且其氧化能力明显地由溶液的氢离子浓度所决定，在酸性条件下要比在碱性条件下大得多。（6）高卤酸及其盐 用浓HCl和无水或作用，在有脱水剂发烟硫酸或存在下进行减压蒸馏可得无水纯。纯是一种无色易流动、对震动敏感的不稳定的液体，是无机酸中最强的酸，工业上用电解氯化物或氯酸盐来制备高氯酸，在阳极区生成高氯
26、酸盐： 高氯酸盐的热分解主要有下列三种情形： 用或氧化水溶液制得高溴酸盐： 高碘酸和高碘酸盐以许多不同的形式存在，它们的原酸，可认为是的水合物。其中以正（偏）高碘酸（或）最稳定。和其它高卤酸相应的高碘酸也可称为偏高碘酸。 在碱性的碘或碘酸盐溶液中通入，可得到高碘酸盐：若在上述悬浮液中加入溶液，有黑色沉淀生成，然后再用氯气和水处理的悬浮液便生成：是白色晶体，熔融时分解为： 在真空中加热时，逐渐失水生成偏高碘酸：在水溶液中又重新变为。高碘酸是强氧化剂，在酸性介质中能定量的使氧化为： 高碘酸在强酸性溶液中主要以形式存在，无论是正盐还是酸式盐都共同存在八面体结构。在酸根离子中，碘是以杂化轨道成键。碘具
27、有较高的配位数。四、砹的化学性质砹与等反应而溶解。砹与卤素反应生成卤素互化物AtX，能用萃取，而与卤离子所生成的多卤离子则不能用萃取。14.2课后习题详解14-1 电解制氟时，为何不用KF的水溶液？液态氟化氢为什么不导电，而氟化钾的无水氟化氢溶液却能导电？答：（1）电解制氟时，将产生F2，由于F2的标准电极电势高，F2会马上与水发生剧烈的化学反应生成O2得不到F2，所以不用KF的水溶液。（2）液态HF分子中，分子间形成氢键相互缔合，没有自由移动的离子，故而不能导电。而在KF的无水HF溶液中，液态氟化氢可以同无水氯化钾作用形成KHF2，存在K和HF2，因此可以导电。14-2 氟在本族元素中有哪些
28、特殊性？氟化氢和氢氟酸有哪些特性？答：（1）氟在本族元素中的特殊性： 由于F的半径特别小，故F2的离解能特别小，F的水合热比其他卤素离子多； F2与水反应产物复杂； 除单质外，氟的氧化态呈1氧化态，不呈正氧化态； 氟有特别强的氧化性； AgF为易溶于水的化合物。（2）氟化氢和氢氟酸的特性： 氟化氢分子间存在氢键，因而HF分子的熔沸点和汽化热特别高； 氢氟酸在水中是弱酸，随着浓度的增加，酸性增强；当浓度大于时，氢氟酸便是一种相当强的酸； 氢氟酸能与SiO2或硅酸盐反应，生成气态SiF4。14-3 （1）根据电极电势比较和与盐酸反应而生成的反应趋势。（2）若用与盐酸反应，使能顺利地发生 ，盐酸的最
29、低浓度是多少？答：（1）根据电极电势的关系，可知反应趋势：MnO4/Mn2 Cr2O72/Cr3 MnO2/Mn2 Cl2/CljAq 1.51V 1.33V 1.228V 1.358V反应趋势：KMnO4K2Cr2O7MnO2（2）MnO2 4H2eMn2 2H2O E1.228VCl22e2Cl E1.358V（MnO2/Mn2）lg（Cl2/Cl）lg由于标准状态下：Mn2lmolL1,1又在HCl中,HCl,故：（lgH4lg）（Cl2/Cl）（MnO4/ Mn2）整理得：lgH61.3581.288lgH0.734即H5.42moldm3故盐酸的最低浓度为5.42molL1。14-4
30、 根据电势图计算在298K时，在碱性水溶液中歧化为和的反应平衡常数。答：由元素电势图知：E（Br2/Br）（BrO3/Br2）1.0650.5190.546V由电动势与平衡常数的关系式及反应方程式：3Br26OH5BrBrO33H2OnFERTlnK可得：0.0592lgKnE50.5462.73解得：lgK46.11即K1.29104614-5 三氟化氮（沸点）不显Lewis碱性，而相对分子质量较低的化合物（沸点）却是个人所共知的Lewis碱。（a）说明它们挥发性差别如此之大的原因：（b）说明它们碱性不同的原因。答：（1）挥发性差别如此之大的原因：主要是由于氨气分子间存在很强的氢键，使其沸点
31、较高易挥发，而在NF3中不存在氢键，沸点较低，故NF3不易挥发。 （2）碱性不同的原因：NH3的碱性强于NF3是由于在NF3中，F的电负性强，电子偏向F的一侧，消弱了N原子的负电性，此外F原子的半径较大，由于空间位阻效应，使其很难再配合Lewis酸；而在NH3中分子中，N的电负性大，H原子半径很小，同时N原子上还有一对未键合的电子，能给出电子，因此NH3是Lewis碱。14-6 从盐卤中制取可用氯气氧化法。不过从热力学观点看，可被氧化为，为什么不用 来制取答：Br用Cl2氧化的反应方程式为：Cl2 （g） 2Br（aq）2Cl（aq）Br2（g）E1.351.070.26V反应中得到的挥发性B
32、r2以蒸汽-空气混合物形式离开体系。从热力学角度Br在酸性溶液中可被O2所氧化，其反应方程式为：O2（g）4Br（aq）4H（aq）2H2O（l）2Br2（l）E1.231.070.16V但该反应在pH7的溶液中不能进行（E0.15V）。尽管在碱性溶液中该反应在热力学上是可行的，但反应速率是否足够大则值得怀疑，这是因为此置换反应的平衡常数接近于可逆反应的，效果太差。即使在酸性溶液中反应速率较大，但由于需要将大量的卤盐酸化，然后又要将废液中和（环保要求），在经济上显然没有吸引力。14-7 通于消石灰中，可得漂白粉，而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生 ，试用电极电势说明这两个现象。答：当Cl2通入消石
33、灰溶液中时，所以Cl2在碱性条件下易发生歧化反应而得到漂白粉。而在漂白粉溶液中加入盐酸后，体系酸化，由于，故如下反应能够向右进行产生 ：HClOClH Cl2H2O14-8 下列哪些氧化物是酸酐：和？若是酸酐，写出由相应的酸或其它方法得到酸酐的反应。 答：Cl2O7，Cl2O，Br2O是酸酐。（1）Cl2O7是HClO4的酸酐，制备反应如下：2HClO4 P2O52HPO3Cl2O7（2）Cl2O是HClO的酸酐，制备反应如下：2Cl22HgOHgCl2HgOCl2O（3）Br2O是HBrO的酸酐，制备反应如下：HgO2Br2HgBr2Br2O14-9 如何鉴别和这三种盐？ 答：分别取少量固体
34、加入干燥的试管中，再做以下实验：（1）加入稀盐酸即有Cl2气放出的是KClO：KClO2HClKClCl2H2O（2）加入浓盐酸有Cl2放出且溶液变黄的是KClO3：8KC1O324HCl（浓）9Cl28KCl6ClO2（黄）12H2O（3）另一种则为KClO4。14-10 以 为原料写出制备和的反应方程式。 答：（1）制备HIO43I26NaOH5NaINaIO33H2ONaIO3Cl23NaOHNa2H3IO62NaClNa2H3IO65AgNO3Ag5IO62NaNO33HNO34Ag5IO610Cl210H2O4H5IO620AgCl5O22H5IO6H4I2O93H2OH4I2O92
35、HIO4H2O（2）制备KIO33I26KOH5KIKIO33H2O（3）制备I2O52BrO32HI22HIO3Br22HIO3I2O5H2O（4）制备KIO4HIO4KOHKIO4H2O14-11 （1） 在水中的溶解度很小，试从下列两个半反应计算在298K时， 饱和溶液的浓度。（2）将溶解在溶液中而得到 溶液。 生成反应的Kc值为0.752，求 溶液中 的浓度。 答：（1）已知两个半反应相减得：I2（s） I2（aq）解得：K1.24103molL1则c（I2）K1.24103molL1（2） I2 I I3c 0.1x 0.1x xKc解得：x6.65103molL1I20.16.65
36、1039.34102molL114-12 利用电极电势解释下列现象：在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO时，得到蓝色溶液A，加入过量NaClO时，得到无色溶液B，然后酸化之并加少量固体于B溶液，则A的蓝色复现，当过量时蓝色又褪去成为无色溶液C，再加入溶液蓝色的A溶液又出现。指出A、B、C各为何种物质，并写出各步的反应方程式。 答：A：I2；B：NaIO3；C：NaI（1）ClO2IH2OI2Cl2OH（蓝色溶液A）（2）5ClOI22OH5Cl2IO3H2O（无色溶液B）（3）2IO35SO322HI25SO42H2O（A蓝色重现）（4）I2SO32H2O2ISO422H（无色溶液C）（5）5
37、IIO36H3I23H2O（又出现蓝色溶液A）14-13 写出碘酸和过量反应的方程式，如在该体系中加入淀粉，会看到什么现象？答：碘酸和过量H2O2反应的方程式为：HIO33H2O2（过量）3O2HI3H2O如果在该体系中加入淀粉，溶液慢慢变蓝，后又褪色。14-14 写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式，并说明这种类型卤化物的共同特性。 答：（1）（AlCl3）2；（AlBr3）2；（AlI3）2；（2）这种类型卤化物的共同特点：均含有配位键，熔沸点一般比较低，有挥发性，能溶于非极性溶剂，在水中强烈水解。14-15 什么叫多卤化物？与 离子比较，形成离子的趋势怎样？答：（1）卤化物与卤素单质或
38、卤素互化物加合生成的化合物称为多卤化物。多卤化物中可以只含一种卤素，也可以含两种或三种不同的卤素。（2）与I3离子比较，形成Br3Cl3离子的趋势为：I3Br3Cl3。14-16 什么是卤素互化物？（a）写出和等卤素互化物中心原子杂化轨道，分子电子构型和分子构型。（b）下列化合物与接触时存在爆炸危险吗？说明原因。（c）为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活性大？答：不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物称为卤素互化物。（a）ClF3和BrF3两个卤素互化物的结构从中心原子杂化轨道理论或价层电子对互斥理论来推测，其中心原子Cl和Br均为sp3d杂化，中心原子的价层电子对共有5对，电子
39、对的排布是三角双锥，由于有两对未成键的孤对电子，所以分子构型为T字形。IF7中I以sp3d3杂化轨道同F成键，形成五角双锥空间构型。（b）BrF3是强氧化剂，如遇还原剂可能会发生反应而爆炸。所以，SbF5遇BrF3时不会反应；CH3OH遇BrF3时存在爆炸危险；F2遇BrF3时不存在爆炸危险；S2Cl2遇BrF3时存在爆炸危险； （c）因为卤素互化物分子中没有未成对的电子，所以通常是反磁性的。14-17 实验室有一卤化钙，易溶于水，试利用浓确定此盐的性质和名称。答：（1）因CaF2难溶于水，故该卤化钙不是CaF2。（2）加浓H2SO4于固体CaX2中，若制得的HX中因含有碘蒸汽而显紫色并有臭鸡
40、蛋味时，则是CaI2，反应方程式为：CaI2 H2SO4 CaSO4 2HI8HI H2SO4（浓） 4I2 H2S4H2O（3）若制得的HX中含有红棕色液滴和刺激性红棕色气体，则是CaBr2，反应方程式为：CaBr2H2SO4CaSO42HBr2HBrH2SO4（浓） Br2SO22H2O（4）若制得的HX为无色，且冒酸雾，则是CaCl2，反应方程式为：CaCl2H2SO4CaSO4 2HCl14-18 请按下面的实例，将溴、碘单质、卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件绘成相互关系图。图14-1答：溴碘单质卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件的关系图如图14-2所示：图14-214.3名
41、校考研真题详解一、选择题下列浓酸中，可以用来和KI（s）反应制取HI（g）的是（）。天津大学2007研A浓HCl B浓 C浓 D浓C【答案】二、填空题欲增加 在水溶液中的溶解度，可在其中加入 ，原因是生成 。天津大学2007研KI；【答案】三、简答题1完成并配平反应方程式：“碘量法”中利用硫代硫酸钠定量测定碘的反应。天津大学2006研答：2完成并配平反应方程式：NaOH溶液中，与氯气反应。天津大学2008研答：3完成并配平反应方程式：将KI溶液与氯酸钾的酸性溶液混合。天津大学2008研答：4完成并配平反应方程式：室温下， 与NaOH溶液反应。天津大学2008研答：5完成并配平反应方程式：。天津
42、大学2008研答：第15章氧族元素15.1复习笔记一、氧族元素的通性1氧族元素的基本性质（1）氧和硫是典型的非金属，硒和碲是准金属，而钋是典型的金属，为放射性元素。（2）氧族元素原子与其它元素的原子化合时会共用或夺取两个电子；当结合第二个电子时需要吸收能量。（3）氧族元素与非金属元素化合形成的均是共价化合物。2氧族元素的电势图（1）氧的电势图，如图15-1所示。图15-1 氧的电势图（2）硫的电势图，如图15-2所示。图15-2 硫的电势图（3）硒和碲的电势图，如图15-3所示。图15-3 硒和碲的电势图二、氧及其化合物1氧气单质（1）基本性质 氧的分子轨道电子排布式是，具有顺磁性； 是一种无
43、色无味的气体，在水中溶解度较小，在许多有机溶剂中的溶解度较大； 反应活性很高，在室温或较高温度下，可直接剧烈的氧化除W、Pt、Au、Ag、Hg和稀有气体以外的其它元素形成氧化物。遇活泼金属还可以形成过氧化物或超氧化物； 作为配体与血红蛋白作用，是在血液中输送氧的基础； 用途广泛，如炼钢工业和化学工业中的使用。（2）氧气的制备 可以由空气或某些金属化合物来制备； 实验室中少量的的制备是以为催化剂，加热分解制得的； 工业上利用沸点的不同，将液态空气分馏得到液态氧，压入高压钢瓶便于运输和使用。2氧化物（1）氧化物的性质 大多数非金属氧化物和某些高氧化态的金属氧化物均显酸性；大多数金属氧化物显碱性；一
44、些金属氧化物和少数非金属氧化物显两性；不显酸碱性即呈中性的氧化物有NO、CO等； 氧化物酸碱性的一般规律是：同周期各元素最高氧化态的氧化物，从左到右由碱性两性酸性； 相同氧化态的同族各元素的氧化物从上到下碱性依次增强； 同一元素能形成几种氧化态的氧化物，其酸性随氧化数的升高而增强。（2）氧化物的分类除了依据氧化物的酸碱性将其进行分类外，还可按其价键特征分为离子型氧化物、共价型氧化物和过渡型氧化物。3臭氧（1）性质 臭氧是淡蓝色的气体，有一种鱼腥臭味。 臭氧分子的结构如图15-4、15-5所示。图15-4 臭氧分子的结构图15-5框内圆点表示形成离域键的电子，框外点表示未成键的电子。 是反磁性的
45、。（2）与氧气的对比 氧臭氧气体颜色 液体颜色 熔点/K 沸点/K临界温度/K 273 K时在水中的溶解度/molL1 磁性无色 淡蓝色546 90 15449.1 顺磁性淡蓝色 暗蓝色21.6 160.6 268494 反磁性 臭氧和氧是由同一种元素组成的不同单质，互称为同素异形体。 它们的物理性质有很大的差别，如表15-1所示。表15-1 氧和臭氧的物理性质 无论在酸性或碱性条件下臭氧都比氧气具有更强的氧化性。 实验室可以利用对氧气无声放电来获得臭氧。 4过氧化氢 （1）制备 实验室用稀硫酸与或反应来制备过氧化氢。 工业上制备过氧化氢的方法有：a电解硫酸氢盐溶液阳极阴极将电解产物过二硫酸盐
46、进行水解，便得到溶液：b乙基葸醌法乙基葸醌法是以Raney镍或载体上的钯为催化剂，在苯溶液中用 还原乙基蒽醌变为蒽醇。当蒽醇被氧氧化时生成原来的蒽醌和过氧化氢。蒽醌可以循环使用。（2）性质 纯净的为浅蓝色液体，挥发性比水小，密度及粘度略比水大；分子间具有较强的氢键形成缔合分子，沸点（423K）远比水高，熔点（272.7K）与水接近，它和水能以任意比例混溶；水溶液或纯可自发地发生歧化反应； 中氧的氧化态居于 及中氧的氧化态之间，因此既可做氧化剂又可做还原剂； 酸性溶液中还原电对居于+0.695V到+1.776V之间的物质均可催化的分解反应；是一种弱酸；去质子后可产生和过氧离子而形成过氧化合物。三
47、、硫及其化合物1硫的同素异形体硫有许多同素异形体，最常见的是晶状的斜方硫和单斜硫。菱形硫（斜方硫）又称-硫。单斜硫又称-硫。369K是这两种变体的转变温度。2硫化物和多硫化物硫是活泼的元素，在略加升温时更活泼，除了稀有气体、氮、碲、碘、铱、铂和金外，硫几乎能直接和所有的元素化合得到硫的化合物。（1）硫化氢 硫化氢是在热力学上唯一稳定的硫的氢化物。可由硫蒸气与直接合成，也可用稀盐酸和FeS反应制得；是无色有恶臭的剧毒气体。在空气中燃烧时产生浅蓝色火焰，会生成或（或S）。微溶于水；具有强还原性，能和许多氧化剂如等反应。水溶液在空气中放置时，被氧化为S； 可做沉淀剂，使溶液中的某些金属离子以硫化物形
48、式沉淀。做沉淀剂时还可用硫代乙酰胺来代替作用：（2）金属硫化物和多硫化物 金属硫化物a金属与硫直接反应或氢硫酸与金属盐溶液反应以及用碳还原硫酸盐等方法均能制得硫化物。b颜色与溶解性金属硫化物大多是有颜色的、难溶于水的固体。在水中有不同的溶解性和特征的颜色，如表15-2所示。表15-2 硫化物的颜色和溶解性c水溶液硫化物无论是易溶或微溶于水，都会发生一定程度的水解而使溶液显碱性。在水中完全水解，这些硫化物不可能用湿法从溶液中制备。 多硫化物a碱金属或碱土金属硫化物的溶液能溶解单质硫生成多硫化物，例如：b多硫化物的溶液一般显黄色，随着x值的增加由黄色、棕色而至红色。c在多硫化物中存在过硫链,具有氧
49、化性，可将等氧化为硫代酸盐。d多硫化物在酸性溶液中很不稳定，易发生歧化反应而分解。（3）硫的含氧化合物 二氧化硫、亚硫酸和亚硫酸盐a硫或在空气中燃烧，或煅烧硫铁矿均可得SO2。二氧化硫与臭氧分子是等电子体，具有相同的结构，是V形分子构型。bSO2的水溶液被称作“亚硫酸”溶液，加碱生成酸式盐或正盐： 三氧化硫、硫酸和硫酸盐a为无色气态，主要是以单分子存在。分子构型为平面三角形。固态有三种变体，其稳定性依次减小。是一种强氧化剂。能广泛地同无机和有机配位体形成相应的加合物。b纯硫酸是无色油状液体。加热时，会放出,。硫酸溶液是强的二元酸，第一步完全电离。硫酸与水能以任意比例混合，以氢键形成一系列水合物
50、，故浓硫酸有强烈的吸水性，在工业上和实验室常用做干燥剂，如干燥和等。浓硫酸又是一个强脱水剂，能从一些有机化合物中夺取与水分子组成相当的氢和氧，使这些有机物碳化。浓硫酸是一种氧化性酸。加热时氧化性更显著。但金和铂甚至在加热时也不与浓硫酸作用。此外冷浓硫酸（93以上）不和铁、铝等金属作用，因为铁、铝的表面在冷浓硫酸中被钝化，故可将浓硫酸装在钢罐中运输。c硫酸能形成酸式盐和正盐。碱金属元素能形成稳定的固态酸式硫酸盐。在碱金属的硫酸盐溶液内加入过量的硫酸便有酸式硫酸盐生成。酸式硫酸盐均易溶于水，也易熔化。加热到熔点以上，它们即转变为焦硫酸盐。再加强热，就进一步分解为正盐和三氧化硫。所有的硫酸盐基本上都
