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【复习疑难解答】高中化学50例疑难问题详解及基于碳中和理念设计低碳行动方案.pdf

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【复习疑难解答】高中化学50例疑难问题详解及基于

碳中和理念设计低碳行动方案

1.为什么AlCl3是共价化合物?

【答】金属元素与非金属元素形成的化合物通常是离子化合物,如NaCl、

K2S等,但AlCl3是共价化合物。AlCl3的熔点192.4℃(2.5个大气压),

沸点为177.8℃(沸点比熔点低是因为测定AlCl3熔点需加压,因而使得熔

点升高)。AlCl3在熔融态、气态和非极性溶剂中均以二聚体Al2Cl6的形式

存在。(如图所示)

这是因为三价铝离子的半径过小,电荷密度高,导致了阴离子的变形,使离

子型向共价型移动。Al是缺电子原子,有空的p轨道,Cl原子有孤对电子,

两个AlCl3分子间能发生Cl→Al的电子授予和接受作用,形成氯桥配合物。

其实,除碱金属、碱土金属(Li、Be除外)之外,大多数的氯化物、溴化物

和碘化物,如BeCl2、HgCl2、SnCl4、FeCl3、BiCl3等以及相应的溴化物、

碘化物等均为共价化合物,但AlF3(熔点1040℃,沸点1260℃,熔融状态

时能导电)MgF2(熔点1250℃,沸点2260℃,熔融状态时能导电)等为

离子型化合物。

2.为什么臭氧(O3)是极性分子?

【答】单质分子中的共价键并非都是非极性键,单质分子也并非都是都是非

极性分子,根据杂化理论,臭氧(O3)分子的价键结构如图所示。

根据杂化轨道理论,O3分子中除O原子间均存在δ键外,在三个O原子

之间还存在一种4个电子的离域大∏键,大∏键是由sp3杂化的中心O原

子上未杂化的两个电子占据的的p轨道和两个端基O原子的单电子占据的

p轨道从侧面重叠而形成的。可见,中心O原子在形成大∏键时多拿出一个

电子(即提供两个电子)。由于大∏键的电子云是趋向平均化的,平均化后

就相当于中心O原子失去部分负电荷,端基O原子得到部分负电荷,因而

O3中的O-O键是极性的,又由于O3分子为角形分子,两个O-O键的

极性不能相互抵消,所以O3分子为极性分子。臭氧的沸点为160.60K,远

远高于O2的沸点90K;标准状况下,臭氧在水的溶解度为氧气的10倍,

这些均与臭氧分子的极性有关。

3.碳酸氢钠固体分解温度在200摄氏度以上,那么碳酸氢钠溶液中能分解

吗?

【答】碳酸氢钠在有水的情况下更容易分解,50多摄氏度就可以完全分解。

4.为什么NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小?

【答】一般来说,碳酸酸式盐的溶解度大于碳酸正盐,但NaHCO3的溶解

度比Na2CO3的小,这是因为,氢键不仅存在于共价化合物中,也存在于

某些离子晶体中。在NaHCO3的水溶液中,溶质之间形成氢键如图所示,

使分子间发生了缔合作用,从而降低了溶解度。类似的还有钾、铵的碳酸氢

盐的溶解度反常地低于其对应的正盐。

5.为什么可以用焓变(△H)表示化学反应的反应热?

【答】化学反应一般在敞口容器中进行,即在恒压(101Kpa)条件下进行,

此时的热效应称为恒压热效应。

根据热力学第一定律,体系的热力学能(U,也称为内能)的变化等于以功和

热的形式传递的能量。△H=Q+W

式中。Q表示热量,若热量由环境流入体系,则Q为正值,反之则Q为负

值;W表示功,若环境对体系做功,W为正值,反之W为负值。

在恒压条件下,△U=Qp+W=Qp—p(V2—V1),即恒压热效应Qp=△

U+p(V2—V1)。其中p为压强,V为体积。

焓(H)是一个状态函数,热力学规定H=U+pV。在恒压条件下,焓变△

H=U2+pV2—U1—pV1=U2—U1+p(V2—V1)=△U+p(V2—V1)=Qp

由此可见,焓变△H与恒压热效应Qp相等,因此,可以用焓变表示化学反

应的反应热。

6.盐桥的作用是什么?

【答】单液的原电池由于液面接界电势高,电池效率低,为了提高电池效率,

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