武汉大学版无机化学课后习题答案__14氮族元素.doc

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1、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，并指出两者键级是多少？答：N2：键级3NO：键级2.5。2．解释下列问题：（1）虽然氮的电负性比磷高，但是磷的化学性质比氮活泼？（2）为什么Bi(V)的氧化能力比同族其他元素强?答：(1)氮的电负性比P高，但氮不如P活泼，这是由俩者单质的结构不同决定的。N的半径很小，但N原子间形成三重键，叁键的键能很高，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。特别白磷的P-P-P键角小张力大，更活泼。(2)Bi(v)的氧化

2、能力比同族其他元素强的多，出现了充满4f、5d，而4f、5d对电子的屏蔽作用较小，而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+。3．试从分子结构上比较NH3、HN3、N2H4和NH2OH等的酸碱性。答：NH3结构见书648HN3结构见书658N2H4结构见书655NH2OH结构见书658得出酸性HN3>NH2OH>N2H4>NH3碱性相反。4．试比较下列化合物的性质：（1）NO和NO的氧化性；（2）NO2、NO和N2O在空气中和O2反应的情况；

3、（3）N2H4和NH2OH的还原性。答：(1)氧化性NO2->NO3-;(2)NO2不与空气反应；NO与空气在常温下即可反应，产生红棕色烟雾。N2O也不与空气反应。(3)还原性：N2H4>NH2OH5．硝酸铵可以有下列两种热分解方式：NH4NO3(s)=NH3(g)+HNO3(g)　　ΔH=171kJ·mol-1NH4NO3(s)=N2O(g)+2H2O(g)ΔH=-23kJ·mol-1根据热力学的观点，硝酸铵固体按照哪一种方式分解的可能性较大。答：按后者分解方式可能性大；因为ΔG=ΔH-TΔS，可知，反应的方向性主要决定于ΔH。6．如何除去：（1

4、）氮中所含的微量氧；（2）用熔融NH4NO3热分解制得的NO2中混有少量的NO；（3）NO中所含的微量NO2；（4）溶液中微量的NH离子。答：（1）使气体通过炽热的铜屑：O2+2Cu=2CuO（2）使气体通过FeSO4溶液除去NONO+FeSO4=Fe（NO）SO4（3）使气体通过水除去NO22NO2+H2O=2HNO3+NO（4）溶液中加少量的NaNO2后加热除去NH4+NH4++NO2-=N2+H2O7．写出下列物质加热时的反应方程式：（1）（2）（3）的混合物（4）（5）（6）答：8．从下列物质中选出那些互为等电子体：C，O2，O，O,N2，

5、NO，NO+，CN-和N2H，并讨论它们氧化能力得强弱和酸碱强度。答：互为电子体的有：C22-，N2，NO+，CN-；O22-，N2H3-9．完成下列反应：答：10．从硝酸钠出发，写出制备亚硝酸的反应方程式。答：2NaNO3=2NaNO2+O2NaNO2+HCl=HNO2+NaCl11．解释下列反应现象：（1）为什么NaNO2会加速铜和硝酸的反应速度？（2）为什么磷和KOH溶液反应生成的的PH3气体遇空气冒白烟？（3）向NaH2PO4或Na2HPO4溶液中加入AgNO3溶液会析出黄色Ag3PO4沉淀？答：（1）NaNO2与硝酸反应有NO2生成，NO

6、2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。可见，通过NO2获得还原剂Cu的电子，而使反应速率加快。2NO2+Cu=2NO2-+Cu2+（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P2O3而冒白烟。（3）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：13．试说明为什么氮可以生成二原子分子N2，而同族其它元素不能生成二原子分子的原因。答：N的半径很小，但N原子间形成三

7、重键，叁键的键能很高，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。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：+5，+5，+5，+5，+5，+5，+4，+3，+1，+7，+6。15．说明NO，PO，Sb(OH)的结构。答：NO3-：平面三角形；PO43-：正四面体；Sb（OH）-6：正八面体16．P4O10,中P-O键长有两种分别为139pm和162pm

8、，试解释不同的原因。答：P4O10分子中有两种P-O键，一种是-P=O，此键键长短，仅为139pm，还有一种为P-O-P，