《无机化学习题》及答案-张祖德 14.docVIP

第十四章 答案 1. 金刚石中碳原子采取sp3杂化，C原子与C原子之间以共价键结合形成原子晶体，金刚石的主要特征为高硬度，高熔点，高沸点，不导电。石墨中碳原子采取sp2杂化，一个C原子与三个C原子以共价键连接形成层状结构，每个C原子上还有一个垂直于层状平面的p轨道，这些p轨道重叠形成离域π键，其p电子离域在每一层上，另外层与层之间是分子间作用力，石墨是混合型晶体，它的主要特征为具有润滑性，导电性和导热性。 2. CO与N2物理性质相似之处：具有较低的熔点和沸点，具有相近的临界温度和临界压力 m.p. (℃) b.p. (℃) 临界压力(atm) 临界温度(℃) CO －200 －190 36 －140 N2 －210 －196 33 －146 化学性质相似之处：CO与N2都不助燃；化学性质不同之处：CO作还原剂，N2还原性很差；CO可以作为配体，而N2配位能力弱。CO与N2分子性质之所以不同是因为，在CO分子中O原子上的一对电子占有C原子的2p轨道，增强了C的电子密度，∴C原子的配位能力强于N2（）分子中的N原子。CO2与N2O相似性很小，而差异性很大，显然它们并不是等电子体之故。 3. SiCl4 ((1) Na2SiO3SiSiHCl3 ((4) H2SiF6SiF4SiO2Na2SiO3H2SiO3 (1) Si + 2Cl2SiCl4 (2) Si + 2NaOH + H2ONa2SiO3 + 2H2↑ (3) Si + 3HCl(g)SiHCl3 + H2 (4) SiO2 + 2MgSi + 2MgO (5) 3SiF4+ 4H2OH4SiO4 + 2H2SiF6 (6) SiO2 + 4HFSiF4 + 2H2O (7) SiO2 + Na2CO3Na2SiO3+ CO2↑ (8) SiO32－ + 2H+H2SiO3↓ 4. SiO2晶体属于原子晶体，基本单元为SiO4，Si原子为四面体中心，四个O原子位于正四面体的顶点，原子之间以—O—Si—O—共价键相连，以固体状态存在；而CO2是直线分子，低温下固体CO2属于分子晶体，每个CO2分子通过分子间作用力连接，作用力很弱，温度略微上升，分子间作用力就被破坏而形成单个CO2分子，常温时为气态。 5. Si原子除了3s、3p价轨道外，还有3d空价轨道，可以形成SiF62－（配位数可以大于4），即SiF4 + 2F－SiF62－，而CF4中C原子的配位数已达饱和（∵C原子只有2s、2p价轨道），因此CF4不能与F－离子反应。 6. SiC与金刚石为等电子体，Si、C原子都采取sp3杂化，形成金刚石结构，SiC是原子晶体，高硬度，可作磨砂A12O3离子晶格能极高，硬度也大，故也可以作为工业用磨砂。 7. CH4和CCl4不发生水解，而SiH4和SiC14会强烈水解的原因有两条：SiH4和SiC14有能量较低的3d轨道，能接受H2O中羟基上的孤电子对，而CH4和CCl4无空的d轨道； C—H C—Cl Si—H Si—Cl 键能(kJ·mol－1) 413.38 328.44 320.08 358.57 而OH的键能E(O—H)＝462.75 kJ·mol－1，E(Si—Cl)的能量比E(C—Cl)的能量更接近于E(O—H)，SiC14发生水解而CCl4不发生水解。 8. 虽然二氧化硅和水反应是吸热的，但硅胶的吸水作用是由于硅胶为多硅酸，是多孔性物质，水汽存在于多孔中，硅胶可以作干燥剂。 9. 因为SnC14许多物理性质不像典型的盐，如SnC14是无色液体，而且是许多非极性分子（I2、P4、S8等）的良好溶剂，不能把SnC14归为盐类。 10. Sn、Pb在IVA族的下方，C、Si在IVA族的上方，Sn、Pb的金属性大于C、Si，Sn、Pb比C、Si更易失电子，Sn、Pb的＋2氧化态要比C、Si的＋2氧化态更稳定Pb2+最外层是6s2惰性电子对，∴Pb2+更难失去电子Pb2+比Sn2+更稳定， 11. (1) PbO (2) Pb3O4（Pb的氧化数为+8/3，或分别为+2、+4） (3) Pb(CH3COO)2 12. SnC12、PbSO4一定存在：SnC12水解，生成Sn(OH)Cl↓，它可溶于HCl(aq)，SnC12也可与I2反应生成I－离子而使淀粉溶液褪色，∴A是Sn(OH)Cl。 Sn