2011年考试录用公务员申论押题模拟卷—医院预约挂号.doc

无机化学习题解答 第十四章 氮族元素第十四章 氮族元素1用MO理论讨论N2和NO分子中的成键情况，并指出两者的键级是多少？答：N2KK(2s)2(2s)2(2py)2(2pz)2(2px)2 NN 键级=3 +z共三条键。NOKK(2 s)2(2s)2(2py)2(2pz)2(2px)2(2py)1 一个，一个，一个3电子键，键级=2.52.解释下列问题（1）虽然氮的电负性比磷高，但是磷的化学性质却比氮活泼？（2）为什么Bi(V)的氧化能力比同族其它元素都强？答：（1）氮的电负性比P高，但氮不如P活泼，这是由两者单质的结构不同决定的。N2分子中，N的半径很小，但N原子间形成三重键，叁键的键能大，稳定性高，难以断开，因而N2很不活泼。P原子半径很大，而使P原子间的p轨道重叠很小，不能形成多重键。P-P单键键能很小，很容易断开。特别白磷以P4分子形式存在，P4为四面体， P-P-P键角小张力大，所以化学活泼性大，比氮活泼。(2) Bi(v)的价电子构型4f145d106s0，出现了全充满的4f、5d，而4f、5d对电子的屏蔽作用较小，6s具有较大的穿透能力，所以6s电子能级显著降低，不易失去，有“惰性电子对效应”。失去2 个6s电子的 Bi(v) 更倾向于得到2个电子形成更稳定的Bi3+。因此成为Bi(III)稳定，Bi(V)氧化性强；其它元素不存在惰性电子对效应，氧化性差。3试从分子结构上比较NH3、HN3、N2H4和NH2OH等的酸碱性。答：碱性 NH3 > N2H4 > NH2OH > HN3因为上述分子中N的负电荷数依次降低，分别为3，2，1和。负电荷低，N原子接受质子的能力差，碱性弱。NH3，N2H4和NH2OH均为Lewis碱，在水中接受H+，使水电离产生OH-，显碱性。另一种解释：NH2 和NH2OH可看成是NH3中的一个H被NH2和OH取代的产物，由于电负性H < N < O，因而NH3被取代后给电子能力减弱：NH3 > N2H4 > NH2OH，所以碱性： NH3 > N2H4 > NH2OH 。第三种解释：从NH3，N2H4到NH2OH，分子体积增大，N的氧化数降低，负电子密度降低，接受水中H+能力递减，碱性减弱。4试比较下列化合物的性质：（1）和的氧化性；（2）NO2、NO和N2O在空气中同O2反应的情况；（3）N2H4和NH2OH的还原性。答：（1） 0.96V 0.803V 1.297V 0.99V的氧化性比强（标准条件下）实际上氧化性HNO2>稀HNO3>（aq）。（2）2NO2 + O3 = N2O5 + O2 但NO2不与O2反应 2NO + O2 = 2NO2 N2O不与O2反应，但能助燃。（3）还原性 N2H4 < NH2OH，在碱中都是强还原剂： N2 + 4H2O + 4e= N2H4 + 4OH 1.15v N2 + 4H2O +2e N2H4 + OH 3.04v在酸中也有还原性： N2 +5H+ 4e N2H5 0.23v N2 + 3H2O +2H+ 2e 2NH2OH 1.87v5硝酸铵可以有下列两种热分解方式：NH4NO3(s) NH3(g) + HNO3(g) Ho=171kJmol-1NH4NO3(s) N2O(g) + 2H2O (g) Ho=23kJmol-1根据热力学的观点，硝酸铵固体按哪一种方式热分解的可能性大。答：从H看，后者有利；从S看，二者应该都大于0；据GHTS 分析，反应主要由H决定G，所以反应2的G < 0，热分解的可能性大。6如何除去：（1）氮中所含的微量氧；（2）用熔融NH4NO3热分解制得的N2O中混有的少量NO；（3）NO中所含的微量NO2；（4）溶液中微量的NH4-离子。答：（1）使气体通过赤热的铜屑或Na2S2O4碱性溶液： O2 + 2Na2S2O4 + 4NaOH = 4Na2SO3 + 2H2O（2）除N2O中的NO，用FeSO4溶液： FeSO4 + NO = Fe(NO)SO4 （棕色环反应）（3）NO中的NO2，使气体通过H2O： 2NO2 + H2O 2HNO3 + NO（4）除溶液中微量的NH4离子，加少量的NaNO2后加热： ，或者加入碱加热：7写出下列物质加热时的反应方程式：（1）NaNO3；（2）NH4NO3；（3）NH4Cl和NaNO2的混合物；（4）CuSO45H2O；（5）Cu(NO3)22H2O；（6）NaN3。答：（1） （2） （3）（4）（5）（6）8从下列物质中选出哪些互为等电子体：，O2，N2，NO，NO，CN-，和N2H3-，并讨论它们氧化能力的强弱和酸碱强弱。答：物质： O2 N2 NO NO CN- N2H3- 电子数： 14 16 17 18 14 15 14 14 18 等电子体： N2 NO+ CN； N2H3-氧化能力 > >O2碱性： > >O2；> CN>N2> NO；>碱性的影响因素：（1）按照Lewis酸碱的观点，离子带负电荷越多，碱性（给电子对能力）越强；（2）碱性与阴离子半径有关，电荷相同，半径小的碱性强，碱性 F>Cl>Br>I。9完成下列反应： 答：N2H4 + HNO2 = 2H2O + NH3 NH4Cl + HNO2 = N2 + 2H2O + HCl2KI +2HNO2 + 2HCl = 2KCl + I2 +NO+2H2O10从硝酸钠出发，写出制备亚硝酸的反应方程式。答：11解释下列实验现象：（1）为什么NaNO2会加速铜和硝酸的反应速度？（2）为什么磷和热KOH溶液反应生成的PH3气体遇空气冒白烟？（3）向NaH2PO4或Na2HPO4溶液中加入AgNO3溶液均析出黄色Ag3PO4沉淀？答：（1）NaNO2与硝酸反应有NO2生成，NO2作为反应的催化剂起电子传递作用，而使硝酸与铜的反应速率加快。 （NO2起传递电子催化作用）可见，通过NO2获得还原剂Cu的电子，而使反应速率加快。（2）磷和KOH溶液反应生成的PH3气体中含有少量的P2H4，P2H4在空气中易自燃生成P4O6和P4O10而冒白烟。 （3）Na2HPO4 和NaH2PO4在水中电离生成： 与Ag+反应生成Ag3PO4沉淀，使反应（1）、（2）向右移动，所以都有Ag3PO4沉淀，但是NaH2PO4酸性强，沉淀量少些。注：Ag3PO4的溶度积常数比AgH2PO4和Ag2HPO4都小得多，即Ag3PO4的溶解度更小，而易从溶液中析出。12完成下列反应(a) (b) (c) (d) (e) (f) 答：(a)(b)(c)(d)(e)； (f)13试说明为什么氮可以生成二原子分子N2，而同族其它元素则不能生成二原子分子的原因。答：N原子半径小，可以形成键和2个键。同族的其它原子半径大，形成键后，另外的两个p轨道侧向重叠很小，不能形成键，而两个p轨道只能与其它的原子形成pp键，如P4中，每个p原子与另外的p原子形成3条pp键。14指出下列各种磷酸中P的氧化数。H3PO4，H4P2O7，H5P3O10，H6P4O13，H3P3O9，H4P4O12，H4P2O6，H2PHO3，HPH2O2，H3PO5，H4P2O8答：酸： H3PO4 H4P2O7 H5P3O10 H6P4O13 H3P3O9 H4P4O12 氧化数： 5 5 +5 +5 +5 +5 酸： H4P2O6 H2PHO3 HPH2O2 H3PO5 H4P2O8氧化数： 4 3 +1 +7 +615说明的结构。答： NO3-为平面三角形，有一个键；PO四面体形；Sb(OH)正八面体形16P4O10中PO键长有两种分别为139pm和162pm，试解释不同的原因。答：在P4O10分子中有两种氧，一种是双键氧P=O，此键键长短，仅为139pm；而POP中PO键为单键，键长，为162pm。17如何辨别下列各组物质：（1）NH4Cl和NH4NO3 （2）NH4 NO3和NH4NO2 （3）Na3PO4和Na2P2O7（4）H3PO3和H3PO4 （5）H3AsO3和H3AsO4 （6）As3+、Sb3+、Bi3答：（1）溶于水，加AgNO3试剂，有白色沉淀者为NH4Cl：Ag+ + Cl- = AgCl 取少许固体于试管中加热，有白烟者为NH4Cl。（2）其水溶液与KI溶液反应有I2析出（用淀粉碘化钾试纸鉴定）或使酸性KMnO4溶液褪色的是NH4NO2： （3）水溶液与Ag+的反应： （4）与Ag反应（用Na2CO3调至pH7），有黄色沉淀的是H3PO4（反应式略）（5）酸化可使KMnO4褪色的是H3AsO3 酸化可使I-氧化成I2析出H3AsO4 + 2 HI = H3AsO3 + I2(s) + H2O（6）通入H2S气体，生成黄色沉淀的是As3+（产物As2S3），生成橙色（或黑色）沉淀的是Sb3+(产物Sb2S3，溶于Na2S、NaOH)，生成黑色沉淀的是Bi3（产物Bi2S3，不溶于Na2S、NaOH）。18写出下列含氧酸盐的热分解产物：(1) Na2SO410H2O (2) Ca(ClO4)24H2O (3) Cu(NO3)23H2O (4) Al2(SO4)3 (5) NaHSO3 (6) (NH4)2Cr2O7 (7) AgNO2 (8) Na2SO3 (9) KClO3答：热分解反应及产物：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（也是水溶液中的反应）（8）4Na2SO33Na2SO4Na2S（加热）（9）（主反应）2KClO3=KClO4+KCl+O2（同时有少量KCl和O2生成）19比较As、Sb、Bi的硫化物和氧化物的性质。答：As、Sb、Bi的硫化物： As2S3 As2S5 Sb2S3 Sb2S5 Bi2S3 （1）酸碱性 两性偏酸 酸 两性 两性 碱（2）溶解性（浓盐酸）不溶 不溶 溶解 溶解 溶解（NaOH) 溶 溶 溶 溶 不溶（硫化钠）溶 溶 溶 溶 不溶（Na2SX） 溶 不溶 溶 不溶 不溶As、Sb、Bi的氧化物： As4O6 Sb4O6 Bi2O3（水） 微溶 难溶 极难溶（酸）溶解 难溶 极难溶（碱）易溶 溶解 难溶20写出在碱性环境中Cl2氧化Bi(OH)3的反应方程式，并用0解释反应发生的原因。答：因为，所以该反应能向右进行。21如何解释As2O3在盐酸中的溶解度随酸的浓度增大而减小后又增大的原因。答： HCl浓度增大时，因As2O3是酸性氧化物，因而溶解性降低（减小）：As2O3+3H2O=2H3AsO3；当HCl浓度再增大时，生成AsCl3和，溶解度又增大。 。22化合物A是白色固体，不溶于水，加热剧烈分解，产生一固体B和气体C。固体B不溶于水或HCl，但溶于热的稀HNO3，得一溶液D及气体E。E无色，但在空气中变红。溶液D用HCl处理时，得一白色沉淀F。气体C与普通试剂不起反应，但与热的金属镁作用生成白色固体G。G与水作用得另一种白色固体H及一气体J。气体J使湿润的红色石蕊试纸变蓝，固体H可溶于稀H2SO4得溶液I。化合物A以H2SO4溶液处理时，得黑色沉淀K、无色溶液L和气体C。过滤后，固体K溶于浓HNO3得气体E、黄色固体N和溶液M。M以HCl处理得沉淀F。滤液L以NaOH溶液处理又得气体J。请指出A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M，N所表示的物质名称。答：A：AgN3； B：Ag； C：N2； D：AgNO3； E：NO； F：AgCl； G：Mg3N2； H：Mg(OH)2； I：MgSO4； J：NH3； K：Ag2S； L：(NH4)2S； M：AgNO3； N：S23举例说明什么叫惰性电子对效应？产生这种效应的原因是什么？答：从第五到第六周期，p区元素高价态化合物的氧化性强，与ns2活性有关。具有价电子层构型为s2p0-6的元素，其电子对不易参与成键而常形成+（+n-2)氧化态的化合物，而其+n氧化态的化合物要么不易形成，否则就是不稳定，这种现象叫做惰性电子对效应。产生这种效应得原因是（1）大原子的轨道重叠不好，（2）内层电子的斥力，特别在过渡元素后的Ga以及Tl与Pb中最为显著。24已知碱性介质中磷的不同氧化态间的标准电极电势为：H3PO4 -0.23V H3PO3 -0.50V P +0.06V PH3，试绘制碱性介质中磷的氧化态自由能关系图。答：11第 11 页