第13章P区元素(一)(I)习题目录
一判断题
1 硼在自然界主要以含氧化合物的形式存在。()
2 在硼与氢形成的一系列共价型氢化物中,最简单的就是BH3。()
3 硼酸就是三元酸。()
4 硼砂的化学式为Na2B2O7。()
5 硼就是缺电子原子,在乙硼烷中含有配位键。()
6 三卤化硼熔点的高低次序为BF3 7 三卤化硼沸点的高低次序为BF3>BCl3>BBr3>BI3。() 8 Al2O3就是两性氧化物,因而各种晶型的Al2O3既可溶于酸,又可溶于碱。() 9 碳酸盐的溶解度均比酸式碳酸盐的溶解度小。() 10 Na2CO3比NaHCO3的溶解度大,同理,CaCO3比Ca(HCO3)2的溶解度也大。() 12 用碳酸钠溶液沉淀溶液中的Ca2+,Mg2+,Cu2+时,均得到碳酸盐沉淀。() 13 Cl2与Sn反应生成SnCl2。() 14 实验室中可用盐酸与金属锡反应制备SnCl2(aq)。() 15 SnS溶于Na2S2溶液中,生成硫代亚锡酸钠。() 二选择题 1 硼的氢化物称为硼烷,最简单的硼烷就是()。 (A)BH3;(B)B2H6;(C)BH4-;(D)BH4。 2 下列氢化物中,分子式不正确的就是()。 (A)BH3;(B)SiH4;(C)CH4;(D)B2H6。 3 硼酸的分子式常写成H3BO3,它()。 (A)二元弱酸;(B)一元弱酸;(C)三元弱酸;(D)强酸。 4 在三氟化硼分子中,B与F的电负性差较大(>1、7),它就是()。 (A)离子化合物;(B)极性分子; (C)非极性分子;(D)常温下为固态化合物。 5 BCl3水解的产物()。 (A)Cl3B-+OH2+;(B)BH3+HClO; (C)B(OH)3+HCl;(D)B(ClO)3+H2。 6 在最简单的硼氢化物B2H6中,连接两个B之间的化学键()。 (A)氢键;(B)氢桥;(C)共价键;(D)配位键。 7 关于乙硼烷的结构,下列叙述中错误的就是()。 (A)B原子采用sp3杂化;(B)含有B-B键; (C)四个B-H键共平面;(D)有二个三中心二电子键。 8 在H3BO3晶体中,硼原子的杂化方式就是()。 (A)sp3杂化;(B)sp2杂化; (C)sp3不等性杂化;(D)sp2不等性杂化。 9 关于硼化物的下列叙述中,错误的()。 (A)硼砂就是最重要的硼酸盐; (B)卤化硼在水中能发生水解; (C)所有含硼化合物都就是缺电子化合物; (D)在固态硼化物或其水溶液中,均不存在B3+离子。 10 BCl3就是一种()。 (A)离子型化合物;(B)高熔点化合物; 12 BX3不属于()。 (A)缺电子化合物;(B)共价型化合物; (C)聚合型化合物;(D)Lewis酸。 13 下列试剂中,与铝盐溶液混合后无沉淀生成的()。 (A)Na2CO3溶液;(B)过量的氨水; (C)过量的NaOH溶液;(D)Na2S溶液。 14 AlCl3(aq)与Na2S(aq)反应产物之一就是()。 (A)H2S;(B)Al2O3;(C)[Al(OH)4]-;(D)Al2S3。 15 下列物质中,熔点最高的()。 (A)AlF3;(B)AlCl3;(C)AlBr3;(D)AlI3。 16 下列反应中能用来制取无水三氯化铝的就是()。 (A)Al3+(aq)+Cl-(aq);(B)Al(NO3)3+HCl; (C)Al(s)+盐酸;(D)Al+HCl(g)。 17 制备金属单质时,常用的还原剂就是()。 (A)CO与C;(B)CO与H2S;(C)C与H2S;(D)CO,C与H2S。 18 下列物质难与玻璃起反应的就是()。 (A)HF;(B)HClO4;(C)NaOH;(D)Na2CO3。 19 下列碳酸盐中,分解温度最低的就是()。 (A)Na2CO3;(B)BaCO3;(C)MgCO3;(D)Ag2CO3。 20 下列碳酸盐中,在加热时最易分解的就是()。 (A)(NH4)2CO3;(B)CaCO3;(C)NH4HCO3;(D)K2CO3。 21 有Na2CO3、CaCO3、ZnCO3、(NH4)2CO3四种碳酸盐,分解温度由高到低的次序就是()。 (A)Na2CO3>CaCO3>(NH4)2CO3>ZnCO3; (B)CaCO3>Na2CO3>ZnCO3>(NH4)2CO3; (C)Na2CO3>CaCO3>ZnCO3>(NH4)2CO3; (D)Na2CO3>ZnCO3>CaCO3>(NH4)2CO3。 22 下列物质在水中能稳定存在的就是()。 (A)KO2;(B)Na2O2;(C)SnO;(D)BaO2。 208 下列离子易被空气中的O2氧化的()。 (A)Pb2+;(B)Cr3+;(C)Ni2+;(D)Sn2+。 23 在实验室中配制SnCl2溶液,常在溶液中放入少量固体Sn粒,其理由就是()。 (A)防止Sn2+水解;(B)防止SnCl2溶液产生沉淀; (C)防止SnCl2溶液挥发;(D)防止Sn2+被氧化。 24 实验室配制Pb2+溶液时,常用的铅盐就是()。 (A)PbCl2;(B)PbSO4;(C)Pb(NO3)2;(D)PbCO3。 25 实验室配制SnCl2溶液时,通常采取的措施就是()。 (A)加入金属锡与硫酸; (B)加入还原剂Na2SO3与盐酸; (C)加入还原剂H2O2与硫酸; (D)加入金属锡与盐酸。 26 下列硫化物中可溶于Na2S溶液的就是()。 (A)ZnS;(B)SnS2;(C)CuS;(D)Bi2S3。 215 下列各对离子中,用过量NaOH溶液可以进行分离的()。 (A)Pb2+与Fe3+;(B)Pb2+与Zn2+; (C)Al3+与Pb2+;(D)Al3+与Zn2+。 27 下列硫化物中不可能存在的()。 (A)SnS;(B)SnS2;(C)PbS;(D)PbS2。 28有三种氧化物:GeO2、SnO2、PbO2,其中能与浓盐酸反应放出气体并使碘化钾试纸变蓝的就是()。 (A)GeO2;(B)SnO2;(C)PbO2;(D)三种氧化物都可以。 29 下列有关说明PbO2具有强氧化性的叙述中,正确的就是()。 (A)Pb4+的半径比Pb2+大;(B)Pb(Ⅱ)存在惰性电子对; (C)Pb2+离子易形成配离子;(D)Pb(Ⅱ)盐溶解度小。 30 在SnCl2溶液中滴加少量HgCl2,最终出现沉淀的颜色就是()。 (A)白色;(B)黑色;(C)棕色;(D)黄色。 31 下列物质不能溶于氨水的就是()。 (A)Ag2O;(B)PbCl2;(C)Cu2O;(D)AgCl。 32 将被稀HNO3酸化的Mn2+溶液与一固体氧化物加热后,滤去悬浮物,得到一紫色溶液。则该氧化物()。 (A)SnO2;(B)PbO2;(C)SiO2;(D)MnO2。 第1节氮族元素分页: 1 234 周期系第V A族元素称氮族元素(Nitrogen family elements)。它包括氮(Nitrogen)、磷(Phosphorus)、砷(Arsenic)、锑(Antimony)与铋(Bismuth)。氮就是生命得基础,磷就是动植物得必需元素。砷、锑、铋三者性质较为相似,就是重要得合金元素。而磷却与砷、锑有一定得相似性,它们得化合物丰富多彩,大多就是重要得工业原料、肥料、新技术材料。 14、1 氮族元素 14、1、1 氮族元素概述 周期系第V A族:氮N、磷P、砷As、锑Sb、铋Bi 五种元素,又称为氮族元素; ? 氮与磷就是非金属元素,砷与锑就是准金属,铋就是金属元素; 氮族元素价电子构型: ns2 np3; 氮族元素所形成得化合物主要就是共价型得,原子越小形成共价键得趋势越大。 图14-1 氮族元素在周期表中得位置 表14-1 氮族元素得一般性质 14、1、2 氮族元素得单质 ??? ?? 图14-2 氮族元素得单质 1、存在 氮族元素中除磷在地壳中含量较多外,其它各元素含量均较少。 氮主要以单质存在于大气中,天然存在得氮得无机化合物较少。 磷较容易氧化,在自然界中不存在单质。它主要以磷酸盐得形式分布在地壳中。 ? 砷、锑与铋主要以硫化物矿得形式存在,如雄黄:As4 S4。 雌黄(As2S3 )辉锑矿(Sb2S3 ) 雄黄(As4S4) 图14-3 氮族元素得存在 2、性质 除氮气外,其它氮族元素得单质都比较活泼。化学性质列于上表中。 表14-2 氮族元素得化学性质 3、N2 N2分子得分子轨道表达式为: N2[(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(π2py,π2pz)4(σ2px)2] 氮气就是无色、无臭、无味得气体。沸点为-195、8°C。微溶于水。 强得N≡N键(944kJ/mol),常温下化学性质极不活泼,故N2常常作为惰性气体使用。 4、磷得同素异形体 图14-4 白磷与红磷 (1)白磷得结构 白磷得结构 由P4分子通过分子间力堆积起来,每个磷原子通过其px,py与pz轨道分别与另外3个磷原子形成3个σ键,键角∠PPP为60°,分子内部具有张力,其结构不稳定。 图14-5 白磷得结构 白磷得性质 白磷P4就是透明得、柔软得蜡状固体,化学性质活泼,空气中自燃,溶于非极性溶剂。 第14章P区元素（二）习题目录 一判断题 1 氧族元素中，只有氧在自然界可以单质状态存在。（） 2 在所有含氧的化合物中，氧的氧化值都是负的。（） 3 氧族元素氢化物还原性强弱的次序为H2O 第十三章p区元素(一) [教学要求] 1．了解硼族元素的通性。熟悉缺电子原子和缺电子化合物的概念。熟悉乙硼烷的结构和重要性质。掌握硼酸的晶体结构和性质、硼砂的结构和性质。 了解硼的卤化物的结构和水解。 2．熟悉铝及其重要化合物的性质。 3．了解碳族元素的通性。熟悉碳单质的结构、二氧化碳、碳酸及其盐的重要性质，能用离子极化理论说明碳酸盐的热稳定性。 4．了解硅单质、二氧化硅、硅酸及其盐的重要性质，硅的卤化物。 5．了解锡、铅的氧化物；熟悉锡、铅硫化物的酸碱性及其变化规律。掌握Sn(Ⅱ)的还原性和PB(Ⅳ)的氧化性。熟悉锡、铅硫化物的颜色、生成和溶解性。 [教学重点] 碳、硅、硼三元素的单质、氢化物、含氧化合物和卤化物制备、性质和用途。[教学难点] 硼的多中心键 [教学时数]6学时 [教学内容] §13.1 p区元素概述 p区元素性质的特征 1.各族元素性质由上到下呈现二次周期性 ①第二周期元素具有反常性(只有2s,2p轨道) 形成配合物时，配位数最多不超过4；第二周期元素单键键能小于第三周期 元素单键键能(kJ mol -1 ) E(N—N)=159 E(O—O)=142 E(F—F)=141 E(P—P)=209 E(S—S)=264 E(Cl—Cl)=199 ②第四周期元素表现出异样性(d区插入) 例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸(HClO 3 ，HIO 3)、高卤酸(HClO 4，H 5IO 6)强。 ③最后三种元素性质缓慢地递变(d 区、f 区插入) 2.多种氧化值 价电子构型：n s 2n p 1~5 例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5，+7，-1，0等。 3.惰性电子对效应： 同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。 例如：Si(II) 第10章 p 区元素 【10-1】完成下列反应方程式： （1）KBr+KBrO 3+H 2SO 4 （2）AsF 5+H 2O （3）OCl 2+H 2O （4）Cl2通入热的碱液 （5）Br2加入冰水冷却的碱液 解：（1）5KBr+KBrO 3+3H 2SO 4 = 3Br 2+3K 2SO 4+3H 2O （2）AsF 5+4H 2O = H 2AsO 4 +5HF （3）OCl 2+H2O = 2 HClO （4）3Cl 2 + 6NaOH(热) = NaClO 3 + 5 NaCl+ 3H 2O （1）Br 2 + 2NaOH(冰水) = NaBr + NaBrO+H 2O 【10-2】用表9-1和表10-1有关数据比较F2和Cl2分别与Na(s)反应时，何者放出的能量更多？并指出造成此结果的原因（NaF 和NaCl 的晶格能分别为915kJ/mol 和778kJ/mol ）。 解：.前者放出的能量多 （1 1 402(NaCl),556)(--?-=??-=?mol kJ rH mol kJ NaF rH ）， 因为氟的原子半径小，当生成离子化合物时晶格能大。 计算过程如下： 【10-3】Br 2能从I - 溶液中取代出I ，但I 2又能从KBrO 3溶液中取代出Br 2，这两种实验事实有无矛盾？为什么？ 解：不矛盾。因为φ?(Br 2/Br -)>φ? (I 2/I -),所以Br 2+2I - 2Br -+I 2能进行,说明氧化性Br 2>I 2;又因为φ? (Br /Br 2)>φ? (I /I 2),所以2Br +I 2 Br 2+2I 能进行,说明氧 化性Br >I ,或还原性I 2>Br 2。 【10-4】将Cl 2不断地通入KI 溶液中，为什么开始时溶液呈黄色，继而有棕色沉淀产生，最后又变成无色溶液？ 解：黄色为I 3- , 棕褐色沉淀为I 2, 无色为IO 3- 。有关反应为： 2I － + Cl 2 === 2Cl － + I 2I 2 + I - === I 3-I 2 + 5Cl 2 + 6H 2O === 2IO 3- + 10Cl - + 12H + 【10-5】写出下列制备过程中的反应方程式： （1）由NaBr 制备HBr （2）由KI 制备KIO 3 （3）由I 2和P 制备HI （4）由Cl 2和CaCO 3制备漂白粉 解： 电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O 电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O 【10-6】比较下列性质的大小 （1）键能：F —F 和Cl —Cl （2）电子亲合能：F 和Cl （3）酸性：HI 和HCl （4）热稳定性：HI 和HCl （5）水中溶解度：MgF 2和MgCl 2 （6）氧化性：HClO 和HClO 4 解：（1）F —F 第十三章p区元素（一）预习提纲 1、p区元素性质概述。 Q：二次周期性主要表现在哪几个方面？ 2、硼的成键特点。 3、硼的氢化物，特别是乙硼烷的结构特点（硼氢桥键）。 4、硼的含氧化合物及硼酸。 5、硼的卤化物结构和性质。 6、铝的氧化物和氢氧化物结构和性质特点。 7、碳的成键特点。 8、碳的化合物，主要为氧化物的结构。 9、碳酸盐热稳定性的规律及解释（离子极化）。 10、硅及其化合物的结构和性质。 11、锡和铅的化合物，主要以硫化物的性质为主。 12、二价锡的还原性和四价铅的氧化性。 第十三章复习题 一、是非题： 1、钻石所以那么坚硬是因为碳原子间都是共价键结合起来的,但它的稳定性在热力学上石 墨要差一些。 2、在B2H6分子中有两类硼氢键,一类是通常的硼氢σ键,另一类是三中心键, 硼与硼之间是 不直接成键的。 3、非金属单质不生成金属键的结构,所以熔点比较低,硬度比较小,都是绝缘体。 4、非金属单质与碱作用都是歧化反应。 二、选择题： 1、硼的独特性质表现在: A、能生成正氧化态化合物如BN,其它非金属则不能 B、能生成负氧化态化合物,其它非金属则不能 C、能生成大分子 D、在简单的二元化合物中总是缺电子的 2、二氧化硅： A、与NaOH共熔反应生成硅酸钠 B、是不溶于水的碱性氧化物 C、单质是分子晶体,与CO2晶体相似 D、属AB2型的化合物,晶体结构属CaF2型 3、下列四种非金属元素中,哪一种不生成象POCl3之类的氯氧分子化合物? A、B B、C C、N D、S 4、C、Si、B都有自相结合成键的能力，但C的自链能力最强,原因是: A、C原子外层4个电子易得或易失形成C4-或C4+ B、C形成的最大共价数为2 C、C单质的化学活性较Si,B活泼 D、C原子半径小,自链成键不受孤对电子键弱化效应的影响 5、CO与金属形成配合物的能力比N2强的原因是： s区和p区元素化学引言Introduction of the Chemistry of s and p Elements 周期系中的主族元素（the elements in the main subgroups）即为s区和p区元素。每一周期（period）以两种s区元素开始，后面是六种p区元素（第一周期例外，只有两种元素）。 一、原子半径（Atomic Radii）、电离势（Ionization Energy）、电子亲和能 （Electron Affinity）和电负性（Electronegativity）的周期性变化 （见第七章） 二、s和p区元素的氧化态（Oxidation State of s and p Element） 1．外层s和p轨道之间的能量差 The Energy Difference (eV) of the Outer s and p Orbital in the Main Subgroups 2nd period Li Be B C N O F Ne 1.9 2.8 4.6 5.3 6.0 14.9 20.4 26.8 3rd period Na Mg Al Si P S Cl Ar 2.1 2.7 4.5 5.2 5.6 9.8 11.6 12.5 4th period K Ca Ga Ge As Se Br Kr -- 5.9 6.7 6.8 10.4 12.0 13.2 5th period In Sn Sb Te I Xe 5.2 5.8 6.6 8.8 10.1 - 6th period Tl Pb Bi Po At Rn (7) (9) (10) (12) (16) - (1) 同一周期元素的最高氧化态的稳定性从左到右降低，这是由于s 和p 轨道之间的 能级差增大，因此失去n s 2电子的机会减少，例如第三周期： ΔE 3s ～3p ：Si(5.2eV)，P(5.6eV)，S(9.8eV)，Cl(11.6eV) ∴ - ---4243444ClO SO O P SiO 、、、的稳定性从左到右降低 (2) ΔE 3s ～3p ＜ΔE 4s ～4p ＞ΔE 5s ～5p 可以解释实验上发现如下稳定性序列： PCl 5＞AsCl 5＜SbCl 5，SF 6＞SeF 6＜TeF 6，-4ClO ＞-4BrO ＜- 4IO (3) ΔE 6s ～6p 的值特别大，所以6s 2电子很难参与形成化学键，这种效应称为“6s 2惰性 电子对效应”（inert 6s pair effect ） 2．通常周期系中奇数族元素的氧化数为奇数，偶数族元素的氧化数为偶数 +3+5+7 +1, 1E n s n p E n s n p +4+6 +2, 2 三、s 和p 区元素的配位数（Coordination Numbers of s and p Elements ） 1．Fluoro and oxy complexes of selected elements) 2nd period -24BeF -4BF 4CF +4NF 3rd period - 36AlF -26SiF -6PF 6SF +6ClF 4th period -36GaF -26GeF -6AsF 6SeF 2nd period -33BO - 23CO - 3NO 3rd period -44SiO -34PO - 24SO -4ClO 4th period -44GeO - 34AsO - 24SeO -4BrO 5th period -86SnO -76SbO - 66TeO - 56IO - 46XeO 主族元素从上到下，配位数增大；同种元素与不同配体配位，配体体积越小，配位数 越大。 2．共价化合物的分子轨道理论（The theory of molecular orbital of covalent compounds ） (1) s 、p 区元素的价轨道(valence orbital)是外层能级，即n s 、n p 轨道.虽然从第三周期开 始，元素有相应的n d 空轨道，但计算表明n d 轨道所处能态相当高，以致形成化学键的可能性相当小。 (2) 以SF 6为实例 第13 章p 区元素课后习题答案 第一组 10.1 下面给出第2 第3 周期元素的第一电离能数据(单位kJ mol-1) 试说明B Al 的数值为什么低于左右元素 解答 同周期内，自左至右第一电离能I1 总的变化趋势是逐渐增大的但中间有明显的跳跃性变化也就是说，由于自左至右核电荷依次增加半径依次减小I1 值必然依次增大但由于外围电子构型对电离能影响较大。因此就出现和外围电子构型相应的跳跃式变化因ns2 ns2np3 ns2np6 属全满或半满状态比较稳定。故此时的第一电离能就较大，如失去一个电子后成半满，全满或全空的稳定状态，则I1 值就较小 物 4. 。参看图1.18 10.2 回答下列用途所依据的性质可能情况下并写出相关的反应式 1 某些型号的分子筛用于干燥气体中的微量水 2 担载在硅胶上的MnO 用于除去氮气和稀有气体中的微量氧 3 甘油用于强碱滴定H3BO3 4 硫酸铝做为絮凝剂净化水 5 硼砂用做定标准酸溶液的基准物 6 硼钢用做核反应堆的控制棒 7 BF3 和AlCl3 用做有机反应的催化剂(参考第5 章课文) 解答 1 基于分子筛的性质和选择性。分子筛是具有分子那般大小孔经（微孔）的一类结晶铝硅酸盐。当分子筛（例如4A 或5A）的微孔使水分子能穿过时，就对水分子产生了极强的亲合力（收附力）且吸水容量大。 2 MnO高度分散在硅胶上，能与杂质O2 在室温或接近室温的条件下迅速反应： 6MnO+O2===2Mn3O4 而这一反应一般是在高温下才能进行的。担载MnO也可再生使用。 3 H3BO3 的酸性极弱，不能直接用NaOH滴定。甘油与之反应生成稳定配合物而使其显强酸性从而使滴定法可用于测定硼的含量。 第十三章 p区元素（一）预习提纲 1、p区元素性质概述。 Q：二次周期性主要表现在哪几个方面？ 2、硼的成键特点。 3、硼的氢化物，特别是乙硼烷的结构特点（硼氢桥键）。 4、硼的含氧化合物及硼酸。 5、硼的卤化物结构和性质。 6、铝的氧化物和氢氧化物结构和性质特点。 7、碳的成键特点。 8、碳的化合物，主要为氧化物的结构。 9、碳酸盐热稳定性的规律及解释（离子极化）。 10、硅及其化合物的结构和性质。 11、锡和铅的化合物，主要以硫化物的性质为主。 12、二价锡的还原性和四价铅的氧化性。 第十三章复习题 一、是非题： 1、钻石所以那么坚硬是因为碳原子间都是共价键结 合起来的,但它的稳定性在热力学上石墨要差一些。 2、在B2H6分子中有两类硼氢键,一类是通常的硼氢σ 键,另一类是三中心键, 硼与硼之间是不直接成 键的。 3、非金属单质不生成金属键的结构,所以熔点比较低,硬度比较小,都是绝缘体。 4、非金属单质与碱作用都是歧化反应。 二、选择题： 1、硼的独特性质表现在: A、能生成正氧化态化合物如BN,其它非金属则不能 B、能生成负氧化态化合物,其它非金属则不能 C、能生成大分子 D、在简单的二元化合物中总是缺电子的 2、二氧化硅： A、与NaOH共熔反应生成硅酸钠 B、是不溶于水的碱性氧化物 C、单质是分子晶体,与CO2晶体相似 D、属AB2型的化合物,晶体结构属CaF2型 3、下列四种非金属元素中,哪一种不生成象POCl3之类的氯氧分子化合物? A、 B B、C C、 N D、 S 4、C、Si、B都有自相结合成键的能力，但C的自链能力最强,原因是: A、C原子外层4个电子易得或易失形成C4-或C4+ B、C形成的最大共价数为2 C、C单质的化学活性较Si,B活泼 D、C原子半径小,自链成键不受孤对电子键弱化效应 第十七章碳、硅、硼 一、是非题： 1 、钻石所以那么坚硬是因为碳原子间都是共价键结合起来的,但它的稳定性在热力学上 石墨要差一些。 2、在B2H6分子中有两类硼氢键,一类是通常的硼氢σ键,另一类是三中心键, 硼与硼之间 是不直接成键的。 3、非金属单质不生成金属键的结构,所以熔点比较低,硬度比较小,都是绝缘体。 4、非金属单质与碱作用都是歧化反应。 二、选择题： 1、硼的独特性质表现在: A 、能生成正氧化态化合物如BN,其它非金属则不能 B 、能生成负氧化态化合物,其它非金属则不能 C、能生成大分子 D、在简单的二元化合物中总是缺电子的 2 、二氧化硅： A 、与NaOH共熔反应生成硅酸钠B、是不溶于水的碱性氧化物 C 、单质是分子晶体,与CO2晶体相似 D 、属AB2型的化合物,晶体结构属CaF2型 3 、下列四种非金属元素中,哪一种不生成象POCl3之类的氯氧分子化合物? A 、 B B 、 C C 、N D 、S 4、C、Si、B都有自相结合成键的能力，但C的自链能力最强,原因是: A 、C原子外层4个电子易得或易失形成C4-或C4+B、C形成的最大共价数为2 C、C单质的化学活性较Si,B活泼 D、C原子半径小,自链成键不受孤对电子键弱化效应的影响 5 、CO与金属形成配合物的能力比N2强的原因是: A、C原子电负性小易给出孤对电子 B 、C原子外层有空d轨道易形成反馈键 C、CO的活化能比N2低 D 、在CO中由于C-←O+配键的形成,使C原子负电荷偏多,加强了CO 与金属的配位能力 6 、下列无机酸中能溶解酸性氧化物SiO2的是: A、HCl B 、H2SO4(浓) C、HF D、HNO3(浓) 7 、下列元素性质最相似的是: A、B和Al B 、B和Si B、B和Mg D 、B和C 8、关于BF3的下列描述中,说法正确的是: A、BF3水解得到HF(aq)和H3BO3 B、BF3接受电子对的倾向比BCl3强 C、BF3是离子化合物,分子是极性的 D、在室温下B与F2反应得到BF3 三、填空题： F区元素p257 1.(1). Ln、An填充的是(n-2)f轨道，为了不破坏一格一元素的规则，又使周期 表不至于太长，所以将它们放在表外。 (2). 随着核电荷数的增加，增加的电子是填充在4f轨道中，屏蔽常数略小于1，对核电荷的屏蔽不完全，使Z*增加，半径减小。 (3). 峰出现Eu、Yb两元素外(Eu: 4f76s2, Yb: 4f146s2)，可用的价电子只有2个，金属键较弱，半径大；谷出现在Ce元素处(Ce: 4f5d16s2)，可用的价电子有4个，半径小。 (4). Y3+的半径介于Ho3+和Er3+之间，性质与重稀土相似。 2. (1). Sm、Eu；Tm、Yb；Ce、Pr；Tb、Dy (2). Ce4+; Eu2+ (3). 64; Gd3+ Gd断效应：Ln元素的性质变化呈两段分布，以Gd(4f75d16s2)为界，称为Gd断效应。 (4). 无；Tm3+；Dy3+；黄；f x；f14-x 3. Ln3+ + NH3·H2O (OH-) → Ln(OH)3↓ + NH4+ Ln(OH)3和Ca(OH)2均为碱性，形成配合物的能力都不强(8e构型阳离子) 4. (1). 2Ce3+ + S2O82- (过二硫酸根) +2Ce4+ + 2SO42- (2). 2Eu3+ + Zn → Zn2+ + 2Eu2+ (3). 2CeO2 + 8HCl(浓) 2CeCl3 + Cl2↑ +4H2O (4) 4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O → 4Ce(OH)4 (5) Yb3+ + Na(-Hg) → Na+ + Yb2+ (6) Ce(NO3)3CeO2 + NO2↑ + O2↑ (7) 2Tb2(C2O4)3Tb4O7+ 7CO↑ + 5CO2↑ 5. Ce4+ > Lu3+ > La3+ > Eu2+ 第十三章p 区元素（一）之课后习题参考答案 6解：铝矾土的主要成分为Al 2O 3。 （1） Al 2O 3 + 2NaOH + 3H 2O 2Na[Al(OH)4] （2） 2Na[Al(OH)4] + CO 2 == 2Al(OH)3 + Na 2CO 3 + H 2O （3） 2Al(OH)3 Al 2O 3 + 3H 2O 第一步中Fe 2O 3不与NaOH 反应以固体存在,经溶解过滤即可去除. 12解：（1）碳酸盐分解的温度 对于Na 2CO 3：△r H θm =-414.22-393.51+1130.68=322.95（kJ/mol ） △r S θm =75.06+213.74-134.98=153.82（J/mol ·K ） 对于MgCO 3：△r H θm =-601.70-393.51+1095.8=100.6（kJ/mol ） △r S θm =26.94+213.74-65.7=175.0（J/mol ·K ） 对于BaCO 3：△r H θm =-553.5-393.51+1216.3=269.3（kJ/mol ） △r S θm =70.42+213.74-112.1=172.1（J/mol ·K ） 对于CdCO 3：△r H θm =-258.2-393.51+750.6=98.9（kJ/mol ） △r S θm =54.8+213.74-92.5=176.0（J/mol ·K ） （2） Na 2CO 3 MgCO 3 BaCO 3 CdCO 3 实际分解温度/℃ 1800 540 1360 345 估算分解温度/℃ 1826 302 1292 289 从结果来看有的偏高有的偏低，对Na 2CO 3和BaCO 3总体偏差不太大，而MgCO 3和CdCO 3实际分解温度高于估算值。这是因为实际分解是在非标态下进行，即 因P(CO 2)分压小于105Pa, △r S θm -Rln(P CO2/P θ)<△r S θm 分母减小, 则T 增大. （3）阳离子的离子半径,电子构型,电荷等数据如下表 从离子电子构型来看, 由于Cd 为18e-构型的阳离子,其极化作用和变形性均大于8e-的离子,所以CdCO 3的稳定性最差. 而8e-的离子,其Z/r 值越大, 极化作用越强, 碳酸盐稳定性越差,即稳定性：MgCO 3 第10章 p 区元素(一)习题参考答案 1． 解：（1）3Cl 2 + 6KOH(热) KClO 3 + 5KCl + 3H 2O （2）I 2 + 5H 2O 2 2HIO 3 + 4H 2O （3）KClO 3 + 6KI + 3H 2SO 4 KCl + 3I 2 + 3K 2SO 4 + 3H 2O （4）O 3 + 2I ? + H 2O I 2 + O 2 + 2OH ? （5）H 2O 2 + H 2S 2H 2O + S↓ （6）H 2O 2 + 2I ? + 2H + I 2 + 2H 2O （7）2H 2S + H 2SO 3 3S↓+ 3H 2O （8）2S 2O 3? + I 2 S 4O 62? + 2I ? （9）S 2O 32? + 4Cl 2 + 5H 2O 2SO 42? + 8Cl ? + 10H + （10）Al 2O 3 + 3K 2S 2O 7 Al 2(SO 4)3 + 3K 2SO 4 （11）2Mn 2+ + 5S 2O 82? + 8H 2O Ag +2MnO 4? + 10SO 42? + 16H + （12）AgBr + 2S 2O 32? [Ag(S 2O 3)2]3? + Br ? 2． 解：（1）Cl 2(g) + 2I ?2Cl ? + I 2 5Cl 2(g) + I 2 + 6H 2O 2IO 3? + 10Cl ? + 12H + （2）SO 42? + 8I ? + 10H + 4I 2 + H 2S↑+ 4H 2O 3． 解：（1）以食盐为基本原料制备Cl 2、NaOH 、NaClO 、Ca(ClO)2、KClO 3、HClO 4； 2NaCl + 2H 2O 电解2↑+Cl 2 ↑ Cl 2 + 2NaOH(冷) NaClO + NaCl + H 2O 2Cl 2 + 2Ca(OH)2(冷) Ca(ClO)2 + CaCl 2 + 2H 2O 3Cl 2 + 6KOH(热) KClO 3 + 5KCl + 3H 2O 4KClO 3 3KClO 4 + KCl KClO 4 + H 2SO 4(浓) 减压蒸馏KHSO 4 + HClO 4 （2）以萤石(CaF 2)为基本原料制备F 2。 CaF 2 + H 2SO 4(浓) CaSO 4 +2HF↑ KOH + 2HF KHF 2 + H 2O 2KHF 2电解2KF + H 2↑+ F 2↑ 4． 解：（1）FeCl 3与Br 2水能共存。因 E (BrO 3?/Br 2) = 1.5V > E (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771V ，所以FeCl 3和Br 2不会发生氧化还原反应，也不发生其它反应，故能共存。 （2）FeCl 3与KI 溶液不能共存。因 E (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771V > E (I 2/I ?) = 0.5355V , 故发生反应：2Fe 3+ + 2I ? 2Fe 2+ + I 2 （3）NaBr 与NaBrO 3在酸性溶液中不能共存。因 E (BrO 3?/Br 2) = 1.5V > E (Br 2/Br ?) = 1.065V , 故发生反应：BrO 3? + 5Br ? + 6H + 3Br 2 + 3H 2O （4）KI 与KIO 3在酸性溶液中不能共存。因 E (IO 3?/I 2) = 1.195V > E (I 2/I ?) = 0.5355V , 故发生反应：IO 3? + 5I ? + 6H + 3I 2 + 3H 2O 6． 解：A 为SO 2水溶液。有关反应式如下： （1）SO 2 + H 2O + 2OH ? SO 32? + 2H 2O 第13章P区元素（一）（I）习题目录 一判断题 1 硼在自然界主要以含氧化合物的形式存在。（） 2 在硼与氢形成的一系列共价型氢化物中，最简单的是BH3。（） 3 硼酸是三元酸。（） 4 硼砂的化学式为Na2B2O7。（） 5 硼是缺电子原子，在乙硼烷中含有配位键。（） 6 三卤化硼熔点的高低次序为BF3 第11章 p 区元素(二)习题参考答案 1．解：（1） NH 4 (NH 4)2SO 4HSO 4(NH 4)2Cr 2 O 2O 3 + N 2O （2） 2KNO 32 + O 2Cu(NO 3) 222 2AgNO 3 2．解：（1） NH 4(NH 4)2SO 产生白色沉淀(BaSO 4) （2） KNO KNO 产生蓝色溶液(N 2O 3)、红棕色气体(NO 2) （3） AsCl BiCl SbCl 产生黄色沉淀（As 2S 3）Sb 2S 3）产生黑色沉淀（Bi 2S 3） 3．解：（1）S + 2HNO 3(浓) H 2SO 4 + 2NO↑ （2）4Zn + 10HNO 3(很稀) 4Zn(NO 3)2 + NH 4NO 3 + 3H 2O （3）3CuS + 8HNO 3 3Cu(NO 3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H 2O （4）5NO 2-+ 2MnO 4- + 6H +5NO 3- + 2Mn 2+ + 3H 2O （5）2NO 2- + 2I - + 4H 2NO↑+ I 2 + 2H 2O （6）AlCl 3 + 3H 2H 3AsO 3 + 3HCl （7）2AsO 33- + 3H 2S + 6H As 2S 3↓ + 6H 2O （8）AsO 43- + 2I - + 5H +H 3AsO 3 + I 2 + H 2O （9）2Mn 2+ + 5NaBiO 3 + 14H 2MnO 4- + 5Bi 3+ + 5Na + + 7H 2O （10）Sb 2S 3 + 3S 2-2SbS 33- 4．解：（1） NH 4 NH 3 O 2 Pt O 2 NO 2O 2H 2(Fe) N 2 2 2 NH 3 43 H 2SO 4( H 2SO 2 3 NH 3 （2） AsCl H 2As 23 2Na 3 AsS 3 H 3AsO 3 H 4 2S(HCl)2S 5 Na 3AsS 4 （3） Na 3SbO Sb(OH) 3 SbOCl 2S 2S Na 3SbS 3 （4） 3 43) 3)3 Bi(OH)BiONO 3 5．解：A 是AsCl 3，B 是AgCl ，C 是[Ag(NH 3)2]Cl ，D 是As 2S 3，E 是(NH 4)3AsS 4，F 是As 2S 5，G 是H 2S 。有关反应式如下： Ag + + Cl -AgCl ↓ 白色 AgCl + 2NH [Ag(NH 3)2]+ + Cl - [Ag(NH 3)2]+ + Cl - + 2H +AgCl↓+ 2NH 4+ 第13 章p 区元素 一是非题 1. BF3 中的B 是以sp2 杂化轨道成键的当BF3 用B 的空轨道接受NH3 的成 BF3·NH3 时，其中的B 也是以sp2 杂化轨道成键的，（） 2. B2H6 和LiH 反应能得到LiBH4，若此反应在水溶液中进行仍可制得[BH4]-离子（） 3. H3BO3 中有三个氢因此是三元弱酸（） 4. AlCl3 分子中Al 是缺电子原子因此AlCl3 中有多中心键（） 5. SiF4、SiCI4 、SiBr4 、和SiI4 都能水解水解产物都应该是硅酸H2SiO3 和相应的氢卤酸HX（） 6. 氧化数为十2 的Sn 具有还原性将锡溶于浓盐酸得到的是 H2[Sn IV Cl6] 而不是H2[Sn II C14] （） 7. 为了防止制备的锡盐溶液发生水解而产生沉淀可加酸使溶液呈酸性至于加酸的时间于沉淀的先后无关，可以在沉淀产生后一段时间再加酸（） 8. 氮与比它电负性大的元素成键才可能成为正氧化态数因此氮与氟或氧成键时氮为正氧化数（） 9. N3-在水溶液中是以NH3 存在（） 10. 浓和稀硝酸作为氧化剂时它们的还原产物分别为NO2 和NO 可见一个浓硝酸分 子还原时的一个电子，一个稀硝酸分子却得三个电子，因此浓硝酸的氧化能力比稀硝酸的弱（） 二选择题 1. 下列化合物属于缺电子化和物的是（） (A) BeCl3(B) H[BF4] (C) B2O3(D) Na[Al(OH)4] 2. 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 3. 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 4. 下列各对物质中中心原子的轨道杂化类型不同的是（） (A) CH4 与SiH4 (B) H3O+与NH3 (C) CH4 与NH + (D) CF4 与SF4 第十三章 p区元素（一） 13.1 p区元素概述 p区元素包括周期系中ⅢA---ⅦA及希有气体元素，这些元素的最外层分别有2个s电子和1--6个p电子。 p区元素具有以下特点: 1、价电子层结构通式为ns2np1--6。 2、非金属向金属过渡。同一主族，从上到下，原子的最外层电子数相同，原子半径逐渐增大，而有效核电荷只是略有增加，获得电子能力逐渐下降，因此，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。这种变化规律在p区ⅢA---ⅦA族中显得突出明显。这几族元素每族都是从1个典型的非金属元素开始过渡到一个典型金属元素结束。 3、第一横排元素不规则性。各族的第一个元素，主要指F, O, N, C，它们在本族元素的性质递变上有反常表现。其主要原因是:（1）原子半径特别小。（2）电负性明显地大。3无法动用d轨道。表现为1)F, O, N同H形成的化合物中易形成氢键。（2）配位数小。（3）单键键能反常地小。这是因为当两个F, O, N原子靠近组成单键时, 它们原子外层上还有未键合的孤对电子，原子间距离小时，这些孤对电子间将产生明显的排斥作用，弱化了单键，这种现象也称为孤对电子的 排斥效应。 4、中间横排元素的不规则性。从第四周期始，p区元素次外层不再是8个电子，而是18个电子，多了10个3d电子，这样使的第四周期的p区元素的有效核电荷显著增大，对核外电子的吸引力增强,造 成同族内原子半径、电负性、电离能、φ等的递变出现不规则性， 变的缓慢甚至发生逆转现象。 例:ⅢA族原子半径电负性第一至第三电离能之和 （埃）（kJ/mol) B 0.82 2.01 6888 Al 1.18 1.47 5140 Ga 1.26 1.82 5520 In 1.44 1.49 5084 Tl 1.48 1.44 5438 中间横排元素的不规则性，是由元素在周期表中的排列位置以及电 子层构型的特殊性所造成。 5、氧化值。大多数p区元素具有多种氧化值，其最高正氧化值等于其最外层电子数，等于其族数。除了最高氧化值外，还可显示其它氧化值，而且其正氧化值彼此之间的差值为2。例如氧族元素（除氧外）可显示+2，+4，+6氧化值，这是由于这些元素的原子中有些价电子已经成对偶合起来，不能形成化学键，若要形成化学键一定要先将成对电子拆开，而且每拆开一对电子，可使氧化值增加2。 6、惰性s电子对效应。 p区元素的同一族中，随着原子序数的增加，低氧化态的稳定性逐渐增加，高氧化态则逐渐不稳定。这是由于同族内原子序数大的重元素的ns2电子稳定性增强，倾向于力求保留下来，另一方面，已失去ns2电子的高氧化态不稳定，表现为很易还原为低氧化态，收回已参与成键的ns2电子对。作为一个规律而言， 第十三章 p区元素（一） 1、硼族元素的原子都是电子原子，在硼的化合物中，硼原子的最大配位数是。硼和铝都是亲元素。 2、硼砂的化学式为，其水溶液呈性。由于其中含有等物质的量的和，故硼砂的水溶液可作为溶液使用。 3、硅酸钠的水溶液俗称为，该溶液呈性，可与NH 4 Cl溶液反应制得，该产物加热脱水后得到，它具有作用，能用作。 4、α－H 2SnO 3 溶于酸，溶于碱，β－H 2 SnO 3 可用金属锡与 反应制得，它溶于酸，溶于碱。 5、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐的热稳定性由高到低的顺序为、、。这一现象可用理论来解释。 6、下列化合物不属于缺电子化合物的是（）。 （A） BCl 3 (B)HBF 4 (C)B 2 H 6 (D)Al(OH) 3 7、下列物质属于Lewis酸的是（）。 （A）BF 3 (B)H 3 BO 3 (C)丙三醇（D）HF 8、关于硼和铝的卤化物的下列叙述中错误的是（）。（A）硼和铝的卤化物都是共价型化合物； （B）三卤化硼熔点，沸点高低顺序为BF 3 9、下列反应的最终产物没有硫化物沉淀生成的是（） （A）在无氧和无多硫化物存在下SnCl 2与Na 2 S反应； （B）Pb(NO 3) 2 与过量的Na 2 S反应； （C）SnCl 4与H 2 S溶液反应； （D）SnCl 4与过量Na 2 S反应。 10、下列各组物质可共存于同一溶液中的是（） （A）Pb2+，NO 3－，Na+，Cl－，SO 4 2－ （B）Sn2+，H+，Cr 2O 7 2－，K+，Cl－ （C）Sn(OH) 3－，Bi3+，Sn(OH) 6 4－，Sb3+ （D）Al(OH) 3，Cl－，NH 3 ·H 2 O，NH 4 +p区元素总结
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