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1、精选优质文档-倾情为你奉上第十四章 碳族元素总体目标：1.掌握碳、硅单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质和制备2.了解硅酸和硅酸盐的结构与特性3. 了解锗、锡、铅单质、氧化物、氢氧化物的性质各节目标：第一节 碳单质及其化合物1.了解单质碳的结构、同素异形体和性质2.掌握CO、CO2的结构、性质、制取和用途；碳酸的酸性；碳酸盐的水解性和热稳定性。第二节 硅单质及其化合物1.掌握单质硅的结构、性质和制取2.掌握SiO2的结构和性质3.了解硅酸的酸性；硅酸盐的结构和性质；A型分子筛的结构和实际应用4.掌握硅烷的制备、热稳定性、还原性和水解性5.了解卤化硅的制备和性质第三节 锗、锡、铅1.了解锗、锡、
2、铅单质的性质；氧化物、氢氧化物的酸碱性2.掌握Sn()的还原性、水解性和Pb()的氧化性、Pb()盐的溶解性，从而掌握高价化合物氧化还原的变化规律。 习题一 选择题1.石墨晶体中层与层之间的结合力是( ) (吴成鉴无机化学学习指导)A金属健 B.共价健 C.范德华力 D.离子键2.碳原子之间能形成多重键是因为( ) (吴成鉴无机化学学习指导)A碳原子的价电子数为4 B.碳原子的成键能力强C.碳原子的半径小 D.碳原子有2p电子3.下列碳酸盐与碳酸氢盐，热稳定顺序中正确的是( )A.NaHCO3Na2CO3BaCO3 B.Na2CO3NaHCO3BaCO3 C.BaCO3NaHCO3Na2CO3
3、 D.NaHCO3BaCO3Ca(HCO3)2 B.Na2CO3PbCO3 C.(NH4)2CO3K2CO3 D.Na2SO3Na2SO412.下列化合物中，不水解的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A.SiCl4 B.CCl4 C.BCl3 D.PCl513.1mol下列物质生成正酸时需要水的mol数最多的是( ) A.B2O3 B.P4O10 C.(SO3)3 D. N2O514.下列物质中还原性最强的是( )A.GeH4 B.AsH3 C.H2Se D.HBr16.常温下，不能稳定存在的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A. B.SnCl4 C.PbCl4 D.GeCl417
4、.下列氧化物中，氧化性最强的是( ) (吉林大学无机化学例题与习题)A.SiO2 B.GeO2 C.SnO2 D.Pb2O318.下列化合物中不能稳定存在的是( )A. SbI3 B. PI3 C. AlI3 D. TlI319.下列分子中，几何构型为平面三角形的是( ) A. BF3 B. NH3 C. PCl3 D. ClF320.下列晶体熔化时，需要破坏共价键的是( )A. HF B. Cu C. KF D. SiO221.碳原子的配位数为4时，它所采取的杂化方式是( )A.sp2d B.dsp2 C.sp3 D.d2sp22.下列分子中，存在多中心键的是( )A. BCl3 B. Si
5、F4 C. CCl4 D. CO223.价电子数目与价电子数目相等的原子称为( )(吴成鉴无机化学学习指导)A .缺电子原子 B . 等电子原子 C . 等电子体 D. 缺电子体 二 名词解释1.缺电子原子 2.多中心键3.桥键 4.对角线规则三 填空题1.硅胶的化学组成式 ；主要性质 。(川师大无机化学学习指导)2.硬度；金刚石 单质硅；原因是 。 (吉林大学无机化学例题与习题)3蓄电池是 的装置。铅蓄电池的电极材料是. ，电解液是 。 川师大无机化学学习指导)4 向MgCl2溶液中加入Na2CO3溶液，生成的沉淀物是 。(吴成鉴无机化学学习指导)5.将各氧化物写成盐的形式，三氧化铅 ，四氧
6、化三铅 ，四氧化三铁 。 (川师大无机化学学习指导)6.Pb3O4呈 色，俗称 ，与HNO3作用时，铅有 生成 ，有 生成. (吉林大学无机化学例题与习题)7.碳的同素异性体有 ；分别是 。(吉林大学无机化学例题与习题)8.写出下列化合物的颜色PbCl2 ；PbI2 ；SnS ；SnS2 ；PbS ；PbSO4 ；PbO ；Pb2O3 。 (吉林大学无机化学例题与习题)9.碳族元素的价电子构型是 ，所以常见的氧化态为 和 。由于 ，从上到下高价稳定，低价 稳定。10.晶态硅的晶体结构 ；干冰的化学式 。石英的晶体结构 。水玻璃的化学式 。(川师大无机化学学习指导)四 简答题1.N2和CO是有相
7、同的分子轨道和相似的分子结构，但CO与过渡金属形成配合物能力比N2强得多，请解释原因。2.不存在BH3而只存在其二聚体B2H6，AlCl3气态时也为双聚体，但BCl3却不能形成二聚体。请解释原因。3.H3BO3与H3PO3化学性质相似，为什么H3BO3为一元酸，而H3PO3为二元酸？4.在温热气候条件下的浅海地区往往发现有厚厚的石灰岩沉积，而在深海地区很少见到。试用平衡移动原理说明CO2浓度的变化对海洋中碳酸钙的沉积有何影响？5.两种区别NaHCO3和Na2CO3的方法是？6.为什么BCl3能强烈水解？写出水解反应方程式。五 计算题1.试计算；在293K和101KPa下，饱和H2CO3溶液的p
8、H值是多少?2.将含有Na2CO3和NaHCO3的固体混合物60.0g溶于少量水后，稀释到2.00L，测的该溶液的pH值为10.6。试计算原来混合物中Na2CO3及NaHCO3各多少克？3.在0.2molL-1的Ca2+盐溶液中加入等体积的Na2CO3溶液，将得到什么产物？若以0.2molL-1Cu2+盐代替Ca2+盐产物是什么？再以0.2molL-1的Al3+盐代替Ca2+盐，产物又是什么？以容度积计算说明。4.两种气态硼氢化物的化学式和密度如下：BH3在290K和53978Pa时的密度为0.629gL-1；B2H5在292K和6916Pa时的密度为0.1553gL-1。这两种化合物的相对分
9、子质量各是多少？写出它们的分子式。5.有人根据下列反应式制备了一些硼烷：4BF3(g)+3LiAlH4(s)2 B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)若产率为100%，用5gBF3和10.0gLiAlH4反应能得到多少克B2H6？制备时由于用未经很好干燥的乙醚，有些B2H6与水反应损失了。 B2H6(g)+6H2O(l)2H3BO3(乙醚)+6H2(g)有多少B2H6将与0.01g水起反应？参考答案一 选择题 1.C 2.C 3.D 4.A 5.C 6.D 7.A 8.D 9.A 10.B 11.B 12.B 13.B 14.A 15.C 16.C 17.D 18.D 19.A 20
10、.D 21.C 23.B 二 名词解释(略)三 填空题1.xSiO2.yH2O ,干燥剂、吸附剂 2. 碳的半径比硅小，金刚石的碳原子间共价健强。3化学能和电解能相互转化。Pb和 PbO2 H2SO4溶液4. Mg2(OH)2CO3 5. Pb(PbO3)、 Pb2(PbO4)、 Fe(FeO2)26. 红、 铅丹、1/3 PbO2、 2/3 Pb(NO3)27. 8. 白、 黄、 棕、 黄、 黑、 白、 黄、 橙黄9.ns2np2，+4和+2，惰性电子对效应，越来越不。10.金刚石(原子晶体)，CO2，SiO4四面体联结的网状结构，Na2OxSiO2(或用Na2SiO3表示)四 简答题1.N
11、2与CO有相同的分子轨道式，原子间都为三重键，互为等电子体。但两者成键情况不完全相同，N2分子结构：NN：，CO分子结构，由于CO分子中O向C有配键，使C原子周围电子密度增大，另外，C的电负性比N小得多，束缚电子能力弱，给电子对能力强，因此，CO配位能力强。2.BH3,AlCl3,BCl3都是缺电子化合物，都有形成双聚体的倾向。BH3由于形成双聚体倾向特别大而以双聚体B2H6形式存在，形成双聚体而解决了缺电子问题，AlCl3气态也以双聚体形式存在。BCl3中存在键缓解了其缺电子问题；同时B半径小，Cl-半径大，在B周围容纳4个Cl-，显得拥挤也使BCl3不能形成双聚体。3.H3BO3为缺电子化
12、合物，OH键不离解，而是接受水分子中的OH-，释放出H+：因而为一元酸。H3PO3的结构式为：在水中，二羟基(OH)氢可以电离或被置换，而与中心原子P以共价键相连的H不能离解或被置换，因而H3PO3为二元酸。4.碳灰岩的形成是CaCO3的沉积结果，海水中溶解一定量CO2，因此CaCO3与CO2、H2O之间存在着下列平衡CaCO3(s)+CO2+H2O Ca(HCO3)2(aq)海水中CO2的溶解度升高而较小，随压力的增大而增大，在浅海地区，海水底层压力较小，同时水温较高，因而CO2浓度较小，据平衡移动的原理，上述平衡向生成CaCO3方向移动，因而浅海地区有较多的CaCO3沉淀。深海地区情况相反
13、，故深海底层沉积的CaCO3很少。5.NaHCO3(s)加热产生CO2气体，而Na2CO3加热无气体产生。NaHCO3的溶液pH值(8)，小于Na2CO3液的pH(11)6.BCl3为缺电子化合物，有一空轨道可给H2O分子的未配电子对进攻：第一步水解的产物二氯氢氧化硼继续与水反应，重复配位和取代作用，最后得H3BO3和HCl。BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl五 计算题1.解：H2CO3的K1=4.3010-7，K2=5.6110-11，由于K1/K2100，故可按一元酸进行计算：在293K和101Kpa下，H2CO3饱和溶液的浓度为0.033molL-1，c/K1400，可利用 pH=
14、-lg(1.1910-4)=3.92饱和Na2CO3溶液的pH为3.92。2.解：设原有混合物中含xgNa2CO3，则NaHCO3的质量为60.0-xg。Na2CO3和NaHCO3组成了缓冲溶液，其pH值可用pH=pK2-=Pk2-将已知数据代入得x=44.3g混合物Na2CO3和NaHCO3的质量分别为：m(Na2CO3)=x=44.3g m(NaHCO3)=60.0-x=15.7g。3.解：(1)Ksp(CaCO3)=8.710-9，KspCa(OH)2= 6.910-3，H2CO3的K2=5.610-11。CO32-在溶液中发生水解反应：CO32-+H2OHCO3-+OH-溶液中的OH-
15、浓度和CO32-浓度分别为：OH-=(Kh1c)1/2=(110-140.1)/(5.610-11) 1/2= 4.210-3 molL-1CO32-=0.1-4.210-3=0.0958 molL-1有关离子的浓度乘积为：Ca2+OH-2=0.1(0.0042)2=1.7610-6KspCa(OH)2Ca2+CO32-=0.10.0958=9.5810-3Ksp(CaCO3)所以，加入Na2CO3后，产生的沉淀物是CaCO3，而不会生成Ca(OH)2沉淀。(2)查出CuCO3和Cu(OH)2的溶度积常数。由于Cu2+OH-2Ksp Cu(OH)2，Cu2+CO32-Ksp (CuCO3)，可
16、生成Cu(OH)2和CuCO3沉淀，沉淀物是碱式碳酸铜Cu(OH)2 CuCO3。(3)Ksp Al(OH)3 = 1.310-33，Al3+OH-3=0.1(4.210-3)3Ksp Al(OH)3，所以生成Al(OH)3沉淀。4.解：设化学式为BH3和B2H5的两种气态硼氢化物的分子式分别为(BH3)x和(B2H5)y。则(BH3)x的摩尔质量为：(1)M=RT/P=(0.6298.314103290)/53978=28 gmol -1BH3的式量为14，则x值为：x=28/14=2故相对分子质量为28，分子式为B2H6。(2)(B2H5)y的摩尔质量为：M=(0.15538.314103
17、292)/6916=54.5gmol -1B2H5的式量为27，则y值为：y=54.5/27=2故相对分子质量为54.5，分子式为B4H10。5.解：首先判断哪种反应物过量。设5g BF3能与xg LiAlH4发生反应。则：4BF3(g)+3LiAlH4(s)2 B2H6(g)+3LiF(s)+3AlF3(s)468 338 228 5 x yx=(3385)/(468)=2.1g计算结果表明5g BF3只能与2.1g LiAlH4反应，故LiAlH4过量，应根据BF3的量进行计算。设5g BF3跟足量的LiAlH4反应生成yg B2H6。y=(5228)/(468)=1.0g设有zg B2H6与0.01g水起反应。B2H6(g)+6H2O(l)2H3BO3(乙醚)+6H2(g)28 618z 0.01z=(280.01)/(668)=0.003g5gBF3和10.0gLiAlH4反应能得到1.0克B2H6，有0.003gB2H6将与0.01g水起反应。专心-专注-专业