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一、简答题

1．

与

【答案】

何者水解更彻底？为什么？若不断加热水解更彻底,

因为

易溶于水, 而

的水溶液, 有何结果？ 难溶于水。若不断加热

的水溶液, 水

解可进行完全。

2． 金属密堆积结构晶体学测定的实验数据是测定阿伏加德罗数的重要实验方法, 试给出计算方程.

【答案】设测定的金属为立方面心密堆积, 则一个晶胞所含的原子数为4, 设其晶胞参数为a , 金属密度为p ,

则

体心立方堆积空间占有率

=简单立方堆积空间占有率

=球的空间占有率

=

. 同理得到其他密堆积方式N A 的计算方法.

3． “色散作用只存在于非极性分子之间”, “取向作用只存在于极性分子之间”, 这两句话是否正确？为什么？

【答案】第一句话错误, 第二句话正确. 因色散作用是指瞬时偶极间的相互作用, 一切分子均可产生瞬时偶极, 所以一切分子中都存在色散力, 除极性很大的分子(如水) 外, 对一般的分子, 色散作用是主要的. 取向作用指固有偶极间的相互作用. 只有极性分子间才存在取向作用.

4． 试设计一个可用能将含有离子的混合溶液进行分离和鉴定的方案.

【答案】

5． 晶体结构中的“化学单元”与“结构基元”两个概念是否同一? 举例说明它们的异同. 在过去的教科书里常有“晶格结点”一词, 你认为它是不是指晶体结构中的“结构基元”? 为什么?

【答案】不同, 化学单元是最小的化学成分单元, 而结构基元是晶体中重复排列的基本单位, 能代表晶体的结构.

例如

中最小的化学单元是一个

, 而最小的结构单元是6个NaCl 分子

分子的集

组成的晶胞结构; “晶格结点”不是晶体学术语, 没有确切的意义. 它通常不是指晶体微观空间中的结构基元, 例如常见到书上说,

干冰的结构结点是合, 不是一个分子.

6． 指出下列各组物质中某种性质之最的化学式:

(1)沸点最高

:(2)溶解度最小

:(3)气化热最大

:(4)熔化焓最小

:【答案】

(1)

的沸点最高

.

(2)四种物质都是离子晶体,

但是(3)四种物质是同族元素的氢化物

, (4)

_. 是离子晶体,

是金属晶体

,

是分子晶体.

的晶格能最大, 溶解度最小. 分子间可形成氢键, 气化热最大.

是原子晶体,

熔化焓也大之间能存在氢键, 所以

和

. 因为

的熔化焓最

分子, 但干冰的结构结点是4

个

是离子型化合物, 晶格能大, 熔点高, 熔化焓大

.

都是共价化合物, 属于分子晶体, 熔化焓低于

小.

7． 举出铌、钽化合物性质的主要差别以及分离铌和钽的方法？

【答案】铌、钽化合物性质的主要差别:

①

②

③

和和

与过量的碱金属氢氧化物或碳酸盐共熔, 然后溶于水时, 生成同多酸根阴离子溶于HF 和KF 的溶液中,

生成的

是难溶的,

而

离子

.

是可溶的.

生成的

的溶液, 当pH<7时, Nb 产生水合氧化物沉淀, 当pH<10时, Ta 产生水合氧化物沉淀.

在弱酸溶液中的水解产物依赖于HF 的量和浓度, 如HF 浓度小于70%

时生成氟氧化物

, 浓度为95%〜100%

时可能发现

溶解度小得多, 这种差异也被用于铌钽的分离.

和相应的铌氧氟氢酸的溶解度比

分离铌和钽, 目前常用溶剂萃取法.

例如:钽的化合物可被甲基异丁酮从稀的HF 溶液中萃取出来, 增加水溶液相的酸度, 可使铌的化合物被萃取到新的一批有机物相中去, 以此达到分离目的.

8． 为什么锆、铪及其化合物的物理、化学性质非常相似, 如何分离锆和铪？

【答案】

因为锆、铪的外层电子构型相同的物理、化学性质非常相似.

分离锆、铪主要采取离子交换或溶剂萃取法. (1)

离子交换法是利用强碱型酚醛树脂

阴离子交换剂, 使Zr 和Hf

形成的

离子与阴离子树脂进行吸附交换, 由于锆、铪配离子与阴离子树脂结合能力不同, 所

以可以用HF 和HCL 混合液为淋洗剂, 使这两种阴离子先后被淋洗下来.

(2)Zr-Hf的溶剂萃取法就是利用Zr 、Hf 的硝酸溶液与有机相磷酸三丁酯(TBP)或三辛胺(TDA)的甲基异丁基酮溶液混合振荡萃取的过程, 由于锆的配位能力比铪强, 比较容易进入有机溶剂相中, 因而达到分离效果.

, 原子半径相等, 所以锆、铪及其化合物

二、计算题

9．

将

水中, 溶液凝固点为

【答案】

对于

溶于120 g 水中,

溶液凝固点为溶液, 其质量摩尔浓度:

由凝固点降低值, 该溶液的质量摩尔浓度:

在溶液中解离出的粒子的数目:

说明

对于

在水中完全解离为溶液, 其质量摩尔浓度:

由凝固点降低值, 该溶液的质量摩尔浓度:

在溶液中解离出的粒子的数目:

说明

溶解在水中后, 几乎不解离, 基本以分子形式存在.

10．某反应当反应温度从27°C 升到37°C , 反应速度常数增加一倍,

求

若该反应的

,

求该反应的逆反应的

.

【答案】不同温度下k 与T 的关系:

, 相同质量的溶于100 g

. 试通过计算判断这两种盐在水中的解离程度.

和.