无机化学稀有气体

⑤野外工作，用硅等两性金属与碱液反应
0.63kg Si可制取1m3H2 :
Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2(g)
或 LiAlH4+4H2O→Al(OH)3+LiOH+4H2(g)
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Light work with water, NATHAN S. LEWIS Nature 414, 589 - 590 (December 6, 2001) Direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst, ZHIGANG ZOU, JINHUA YE, KAZUHIRO SAYAMA & HIRONORI ARAKAWA Nature 414, 625 - 627 (December 6, 2001)
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性质： a. 溶解性 273K时1体积水仅能溶解0.02体积氢 b. 可燃性 燃料
c. 氢的化学性质：还原剂原料
冶金
加氢反应等
Vegetable oil to fat 植物油 氢化到 脂肪
人造黄油
肥料
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检验反应：PdCl2(aq) + H2 → Pd(s) + 2HCl(aq)
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第13章 氢和稀有气体
“机遇号”重大发 现
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序言
从本章开始学习元素部分。HUMPHREYO说：“真正的化学 是叙述性化学，即元素化学。只有理论没有性质那就不是化 学。”F A COFTON说：“我们确信象其他教科书那样，没有 或几乎没有包含实际内容的无机化学，就好象没有乐器演奏 的一张乐谱。”因此，我们的学习就是要掌握重要元素及其 化合物的重要性质。

（十）、氢、稀有气体1．由英国化学家 N ·Bartlett 发现的第一个稀有气体化合物是* （） A、XeF2 B、XeF4 C、XeF6 D、XePtF62．氙的氟化物是很好的氧化剂，其原因是* （） A、氧化性强 B、还原到氙C、不污染反应体系D、A ，B ，C 都是3．19世纪末英国科学家 Rayleigh和Ramsay发现的第一个稀有气体是* （） A、He B、Ne C、Ar D、Kr4．下列原子在基态时呈反磁性的是** （） A、F B、Ne C、B D、Si5．下列氢化物中，在室温下与水反应不产生氢气的是** （） A、LiAlH4 B、CaH2 C、SiH4 D、NH36．下列合金材料中可用作储氢材料的是* （） A、LaNi5 B、Cu-Zn-Al C、TiC D、Fe3C7．下列叙述中错误的是** （）A、氢原子可获得一个电子形成含H－的离子型化合物B、氢原子可以失去一个电子形成含H＋的离子型二元化合物C、氢原子与电负性大的元素间都可形成氢键D、在某些化合物中，氢原子可以形成氢桥8．氢气与下列物质反应，氢气不作为还原剂的是** （） A、单质硫 B、金属锂 C、四氯化钛 D、乙烯9．下列氙的氟化物水解反应中，属于歧化反应的是**** （） A、XeF2的水解 B、XeF6的不完全水解C、XeF4的水解D、XeF6的完全水解10．下列各对分子（或）离子中，中心原子杂化方式相同的是*** （）A、XeO3和XeO4B、XeF2和XeF4C、XeOF4和XeO64－D、XeF4和XeO411．下列物质中熔、沸点最低的是* （） A、He B、Ne C、Xe D、Ar12．当氢原子核俘获中子时，它们形成 ** （） A、α粒子 B、氘 C、β射线 D、正电子13．稀有气体氙能与下述哪种元素形成化合物？* （） A、钠 B、氦 C、溴 D、氟14．GeH4属于哪种类型的氢化物？* （） A、离子型 B、共价型 C、金属型 D、都不是15．CrH2属于哪种类型的氢化物？* （） A、离子型 B、共价型 C、金属型 D、都不是16．第一个制得的稀有气体化合物是 * （） A、XeRuF6 B、XeRhF6 C、XePtF6 D、XeF617．将BrO-3离子氧化成BrO-4应选择的试剂是 ** （）A、BrF5B、Cl2C、XeF2D、ClF318．在空气中含量最高（以体积百分数计）的稀有气体是 * （） A、He B、Ne C、Ar D、Xe19．在下述氙酸盐中，热稳定性最大的是 *** （） A、RbXeF7 B、K2XeF8 C、Na2XeF8 D、Cs2XeF820．用锌与稀硫酸反应制备的氢气中含有较多的杂质，需要通过一系列试剂溶液清洗而净化。

11．氙的氟化物是很好的氧化剂，其原因是（ ）。 A．氧化性强 B．还原到氙 C．不污染反应体系 D．前三者都是 【答案】D
12．下列氢化物中，在室温下与水反应不产生氢气的是（ ）。 A．LiAlH4 B．CaH2
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C．SiH4
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14．用价层电子对互斥理论讨论下列分子和离子的几何构型和中心原子的杂化轨道。
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（1）XeF2
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答： 9．完成并配平下列反应方程式。
答：
10．完成下列氟化物与水反应的方程式。
答：
（不完全水解） （完全水解）
（不完全水解） （大量水，完全水解）
11．完成并配平下列反应方程式。
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答：
12．为什么 XeOF4 不能用玻璃容器储存？并指出应该用什么容器储存？ 答：XeOF4 会与 SiO2 发生如下反应： 可用镍容器（因氟与镍反应生成致密的保护膜）和某些塑料容器（如聚四氟乙烯）。 13．完成并配平下列反应方程式： （1）XeF6＋H2→ （2）XeF6＋Hg→ （3）XeF6＋HCl→ （4）XeF6＋NH3→ 答：
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与化学反应的可能性。
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答：随着主量子数的增大，原子体积和电子云弥散程度亦增大，为此，从 He 到 Rn，电
离能依次减小，激发到具有未成对电子状态的可能增大，因而，化学活性从上到下增大，从
目前的情况来说，Kr 才开始具有实际的化学活性，Xe 的化学活性明显大得多，按理 Rn 应最

⽆机化学第四版答案——下册第13章氢和稀有⽓体13-1 氢作为能源，其优点是什么？⽬前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点：（1）原料来源于地球上储量丰富的⽔，因⽽资源不受限制；（2）氢⽓燃烧时放出的热量很⼤；（3）作为燃料的最⼤优点是燃烧后的产物为⽔，不会污染环境；（4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济⾼效的输送。

发展氢能源需要解决三个⽅⾯的问题：氢⽓的发⽣，氢⽓的储备和氢⽓的利⽤13-2按室温和常压下的状态（⽓态液态固态）将下列化合物分类，哪⼀种固体可能是电的良导体？BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI13-3试述从空⽓中分离稀有⽓体和从混合⽓体中分离各组分的根据和⽅法。

3、解：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。

13-4试说明稀有⽓体的熔点、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这⼏种稀有⽓体熔点、沸点、密度逐渐增⼤。

这主要是由于惰性⽓体都是单原⼦分⼦，分⼦间相互作⽤⼒主要决定于分⼦量。

分⼦量越⼤，分⼦间相互作⽤⼒越⼤，熔点沸点越来越⾼。

密度逐渐增⼤是由于其原⼦量逐渐增⼤，⽽单位体积中原⼦个数相同。

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。

13-6⽤价键理论和分⼦轨道理论解释HeH 、HeH +、He 2+粒⼦存在的可能性。

为什么氦没有双原⼦分⼦存在？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：(a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、解： 4XeF 平⾯四边形 2XeF 直线形3XeO 三⾓锥 XeO 直线形13-8⽤ VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。