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一、简答题

1． 解释下列事实:

(1)卤化锂在非极性溶剂中的溶解度顺序为

:(2)虽然锂的电离能比铯大, 但

(3)虽然【答案】

(1)

离子半径增大, 极化率增大

共价键成分增强, 分子的极性减弱'

所以在非极性溶剂中的溶解度依次增大.

非极性或弱极性溶质的溶解性可以用“相似者相溶”的经验规律加以说明:非极性或弱极性溶质易溶于非极性溶剂, 这是由于非极性溶剂与非极性或弱极性溶质分子间的作用主要是色散力, 溶质分子极性愈小、相对分子质量愈大, 溶质与溶剂间的色散作用愈强, 当此种作用大于非极性溶剂分子间的色散作用时, 则溶质易溶解. 非极性溶质难溶于极性溶剂, 是由于极性溶剂分子间主要是偶极-偶极相互作用, 此种作用比非极性或弱极性溶质与极性溶剂分子间的诱导与色散作用大得多, 所以极性溶剂尽量把非极性或弱极性溶质分子“驱赶”出去, 以使系统结合得更稳定.

(2)虽然锂在升华及电离时吸收的能量均比铯大,

但放出的能量比

因此

,

与

因此可用

多) , 足以抵消前两项吸热而有余.

比作上述估计.

更负, 所以

小于

. 相近.

有关, 考虑到从金属生成水合离子时,

二者

的半径很小,

水合热比

大(

水合时

却比

小;

, 但金属锂与水反应不如金属钠与水反应激烈.

(2)锂的熔点高、升华焓大, 不易活化; 同时锂与水反应生成的LiOH 溶解度小, 覆盖在锂表面减缓了反应, 使反应不能进一步进行. 因此, 锂与水反应不如钠与水反应激烈. 2．

配离子含有2个未成对电子,

但是反磁性的, 指出两种配离子的空间构型, 并估算它们的磁矩.

【答案】

由

可知

的价层电子构型为

,

杂化类型为

杂化, 配离子空间构型为四

面体,

磁矩约为

中杂化成键, 配离子空间构型为平面四方形磁矩

. 约为

3． 某碱土金属A 在空气中燃烧时火焰呈橙红色, 反应产物为B 和C 的固体混合物. 该混合物与水反应生成D 溶液, 并放出气体E , E 可使红色石蕊试纸变蓝.

将

【答案】反应方程式:

Ca 的焰色反应为橙红色

4． 回答下列问题：

(1)试从氮和磷的分子结构说明, 磷的化学性质比氮活泼。

(2)为什么氮可形成双原子分子, 而同族其他元素则不能生成双原子分子。 (3)为什么氮、铋不形成五氯化物, 磷、锑易于形成？

【答案】(1)由于氮原子半径小, 在分子中N 原子之间是以三重键结合。 叁键的键能很高,

达构型, 在

分子中

的键角为

, 难以断开,

因而

很不活泼。磷原子半径大, 而使磷原子间

, 故很易断开, 使白磷有

的P 轨道重叠很小, 所以在白磷分子中, 4个P 原子通过P-P 单键相互键合形成4个键, 呈四面体

, 张力很大, P-P

键能只有

较高的化学反应活性。

(2)在氮族元素中各元素的共价半径为

氮的共价半径在同族中特别小, 两个氮原子的P 轨道在成键时,

既可形成

气体通入D 溶液中有白色沉淀F

生成. 试确定各字母代表的物质的化学式, 写出相关的反应方程式.

键, 又可形成2

个

键, 因而形成具有三重键的很稳定的双原子分子。而与氮同族的其他几种元素, 由于半径较大, 两个原子间P 轨道间形成II 键时重叠较小,

不易于形成稳定的键。

因而与相邻原子间只能形成键, P

轨道余下两个单电子再与其他相邻原子成键, 这样形成多原子分子。

(3)氮为第三周期的元素, 只有1个s 和3个p 轨道, 没有d 轨道, 故其最高共价键为4, 而Bi 的惰性电子对不易成键, 故N , Bi 均不形成五氯化物。P , Sb 分属三、五周期元素, 有d 轨道可供成键, 故易形成五氯化物。

5． 完成下列反应

【答案】

6． 如何解释Fe 元素填充电子时先填充4s 轨道, 后填充3d 轨道; 失去电子时, 先失去4s 电子, 后失去3d 电子？

【答案】鲍林原子轨道近似能级图充分考虑轨道的钻穿效应. 使3d 轨道能量比4s 轨道能量高, 能级由低到高的顺序为

因此, Fe 元素填充电子时先填充4s 轨道, 后填充3d 轨道.

元素失去电子的顺序要用科顿原子轨道能级图解释. 根据科顿原子轨道能级图, 只有少数元素的原子轨道能级发生能级交错现象. 而Fe 元素的4s 与3d 轨道不出现能级交错现象, 即4s 轨道比3d 轨道的能量高, 因此, Fe 失去电子时, 先失去4s 电子, 后失去3d 电子. 可见, 科顿原子轨道能级图能够解释失去电子的顺序, 这与用斯莱特规则计算的结果相-致.

综合以上结果, 元素填充电子时, 按照鲍林原子轨道近似能级图的能级顺序填充电子; 元素失去电子时, 优先失去主量子数n 大的轨道上的电子; 若主量子数相同, 则优先失去角量子数1大的轨道上的电子. 因此, Fe 元素失去电子时, 先失去4s 电子, 后失去3d 电子. 若Fe 失去2个4s

电子形成

,

其价电子结构为

; Fe 失去2个4s 电子和1个3d

电子形成

,

其价电子结构为

7． 为什么Pt , Au 等金属不溶于氢氟酸和硝酸的混合酸中, 而容易溶于盐酸和硝酸的混合酸(王水) 中？

【答案】Pt , Au 这些金属本身化学活泼性很低.

例如

.

所以单用

除提供反应需要的

外,

还提供了

,

而

与

样可使这些金属溶解反应的电极电势大为降低. 即

加上王水中

的浓度都超过标准浓度, 所以王水就可溶解Pt 和Au 了. 由于F 与

浪合酸无法溶解这些金属.

-

,

很难溶解它们. 王水中盐酸的作用,

可形成稳定配离子

和

. 这

不能形成稳定的配离子, 所以HF

和

8． 用反应方程式表示由水和大气中的氮为原料制备硝酸铵。

【答案】