东北师范大学 2020春 高等无机化学（离线考核）答案.docVIP

离线考核

《高等无机化学》

满分100分

一、简答题（每小题6分，共30分。）

1、试用分子轨道理论解释为什么丁二烯是无色的，而具有11个共轭双键的胡萝卜素显橘黄色。

答：丁二烯英文名为：1,3-Butadiene或Butadiene、BD。无色气体，有特殊气味。稍溶于水，溶于乙醇、甲醇，易溶于丙酮、乙醚、氯仿等。是制造合成橡胶、合成树脂、尼龙等的原料。制法主要有丁烷和丁烯脱氢，或由碳四馏分分离而得。有麻醉性，特别刺激粘膜，易液化。临界温度161.8，临界压力4.26兆帕。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2.16～11.47%（体积）。胡萝卜素为主要的维生素A源物质，主要有α、β、γ三种形式，其中最为重要的为β-胡萝卜素。食物来源主要是深色蔬菜和水果。?它是一种最常见的维生素A补充剂。维生素A对于人体视觉发育至关重要。如果身体缺少维生素A，视力就会出现问题，甚至有夜盲症。

2、NH2-,NH3和NH4+的HNH键角分别为105°，107°和109°，解释这种键角变化。

答：这是由VSEPR法则推演(价层电子互斥理论)。分别保证孤对电子和键合电子的斥力导致的相距最远，和实际观测十分接近。简单点说，就是三者的分子中所含化学键和其孤对电子其实都是四面体形的，就像甲烷的球棍模型，最像的是铵离子，只不过改个原子带个正电荷，其次氨分子是把其中的一个键改成了一对孤对电子，由于孤对电子离原子核近，对其他三个N-H键的库仑斥力更大，把他们压得更紧，因而键角变小，而氨基负离子中有两对孤对电子，把剩下两个键挤得更紧了，键角又变小了。后两者都是变形的四面体。

3、指出HC≡C―CH3的中心原子的轨道杂化类型。

答：杂化类型为sp杂化。

4.Cr2+和Mn3+的价电子层排布都为3d3,但Cr2+有很强的还原性而Mn3+却有很强的氧化性。解释这两个物质性质差异的原因。

答：电极电势φΘ(Cr3+/Cr2+)=-0.41V，φΘ(Mn3+/Mn2+)=1.51V，

Cr2+还原性与Fe2+相近，Mn3+的氧化性跟MnO4-相近。

5、指出ClO3-和CO32-的几何构型和电子对的几何构型。

答：

分子或离子的几何构型

电子对的几何构型

ClO3-

三角锥型

四面体

CO32-

正四面体

正四面体

二、计算题（每小题15分，共30分。）

1．计算一个中子的运动速度为多少时，其波长为500pm。

答：用德布罗意波长公式：

λ=500pm，c表示光速，普朗克常数h=6.6262×10-34J·s.，中子质量m为1.67×10^-27kg。

求得：v=7.92×102m·s-1

2、已知：

2C2H6(g)+7O2(g)→4CO2(g)+6H2O(l)

?H1=-3120kJ?

C(s)+O2(g)→CO2(g)

?H2=-394kJ

2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

?H3=-572kJ

求反应2C(s)+3H2(g)→C2H6(g)的反应热

?H=-86kJ

答：?H=-86kJ

三、应用题（每小题20分，共40分。）

1.水的密度比冰的密度大，试解释之。假若反之，对地球上的水生生物会有什么影响？

答：氢键的作用。水分子之间有氢键，冰是水分子全按氢键排列的。这种结构的水和游离的自由水都有而自由水分子会插入这种结构的缝隙中这样同样的体积中水的水分子数量多于冰的所以水的密度比冰大。

假若反之，冰的密度比水的密度大，当冬天结冰时，水生生物将会被冻死。因为冰沉下去，水上来了遇着降温就继续结冰沉下去，一直将河里的水全部结成冰才会罢休。

2.可以用柱色谱法将荧光黄和亚甲基蓝的混合液进行分离。它们的分子式分别为：

荧光黄（左图）；亚甲基蓝（右图）。

吸附剂为氧化铝。进行柱层析分离时，先用乙醇洗脱亚甲基蓝，再用水洗脱荧光黄。试解释柱层析实验结果。

答：氧化铝和有机化合物结合的力有多种。非极性化合物一般只用范德华力与氧化铝结合。这种力较弱。极性有机化合物则用偶极-偶极相互作用或某种直接的相互作用，如配位作用、氢键、盐的形成等与氧化铝结合。这几种作用力相对强弱顺序大致为：

盐的形成配位作用氢键偶极-偶极作用范德华力

荧光黄是极性化合物，它与氧化铝有三种相互作用力存在：一是荧光黄的羧基与氧化铝成盐；二是羟基能与氧化铝形成氢键；三是羰基的极性与氧化铝的极性存在偶极-偶极相互作用。因此，荧光黄在氧化铝上吸附得很牢固。碱性湖蓝BB也是极性化合物，其氮原子上的孤对电子能与氧化铝发生配位作用，但该作用力与荧光黄相比弱得多。也就是说，碱性湖蓝BB在氧化铝上的吸附不如荧光黄牢固。因此，当以95%乙醇洗脱时，碱性湖蓝BB首先被溶剂洗脱下来，再用水洗