在,给出一个实例,如果你否定该结论,试解释你的答案。
6、证明在液氨中NaOH是盐,给出在液氨中生成NaOH反应的实例。 7、在水中是碱而在液氨中是酸的化合物存在吗?给出实例或解释不存在这种化合物的原因。
8、有使水成为碱的溶剂存在吗?给出实例或解释否定的结论。 9、在四氯化碳溶剂中存在酸和碱吗?给出实例或解释否定的结论。(请牢记:在A问题中所有问题都涉及用上面的酸/碱理论解释) B.下面的问题涉及水溶液中的酸(Ka,HCOOH = 1.77×10–4,Ka,CH3COOH = 1.76×10–5) 10、试计算0.5mol/L的甲酸溶液的pH值与电离度α1。试计算0.5mol/L的乙酸溶液的pH值与电离度α2。
11、现有含有0.75mol乙酸和34.5g甲酸的1.5L混合酸溶液,试计算该溶液的电离度和pH值。
12、摩尔质量为102g/mol的21.42g一元酸溶解在水中配制成1.4L溶液,其pH = 2.82,试计算该酸的pKa。
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三、化学键与分子几何构型
一、科学家已合成出多种含氮量很高的化合物。
1、由H、N两种元素组成的酸(A),其氮的质量分数为97.7%,试画出(A)的共振结构式与共轭结构式(用点线式表示)。 2、含氮的质量分数为42.44%的某卤化氮(B)具有三种异构体,试画出这三种异构体的结构式,并比较它们的稳定性顺序。
3、上面的(A)、 (B)三种异构体的一种以及化合物SbF5按1︰1:1(mol比)在-196?C反应,得到含氮质量分数为22.9%的全氮正离子的离子化合物(C),其阴离子几何构型为正八面体,(C)与水反应放出大量的气体。试画出离子化合物(C)中全氮正离子的共振结构式,并写出(C)与水反应的方程式。
4、近来科学家合成出含氮的质量分数竟达91.24%的离子化合物(D),化合物(D)分两步合成:第一步某主族元素氯化物与过量的含(A)酸根的钠盐在-20?C,乙腈溶剂中以1︰6摩尔比反应生成(E),(E)再与(C)在-64?C,液态SO2溶剂中以1︰1(摩尔比)反应,生成(D)。试写出(D)的分子式(以离子式表示),并写出(D)与O2反应的最终产物方程式。 二、1869年俄国化学家D. I. Mendeleev首次发表了元素周期表,他将当时已知的化学元素以原子量增加次序排列。1871年Mendeleev详细描述了三种未知元素的性质,他把这三种元素记作ekaboron(类硼),ekaaluminum(类铝)和ekasilicon(类硅)。在之后的15年内,他的预测得到了证实。
1、有趣的是,这三种元素的名称都具有地理上的溯源。Mendeleev预测的三种元素现在被称为何种元素?为什么Mendeleev不能预测出稀有气体元素?
2、2005年在俄罗斯和美国的联合实验室中发现了第118号元素。其合成方法用钙-48核轰击含Cf-249核的靶。得到质量数为294的第118号元素。
(1) 试写出合成第118号元素的核反应方程式。
(2) 试写出第118号元素的三次?-衰变的核反应方程式。
(3) 写出第118号元素的核外电子排布(用稀有气体 + s,p,d,f符号)。它属于第几周期?哪一族?
3、在确定周期表是否收敛问题上,国内外皆有争论。系统论者认为任何一个具有周期性的事物,必有它的始、终点,并认为最终元素的最佳位置在“两性线”和“周期终点线”的交点,该交点元素原子序数是多少?写出其核外电子排布。
4、假定每个轨道只能容纳1个电子,其他规则不变,则原子序数为42的元素核外电子的排布如何?
5、按照第4题假设所设计出来的元素周期表,第42号元素应属于第几周期?哪一类?该元素可能呈现哪些稳定氧化态?
三、纳米化学近年来引起了研究者的广泛兴趣,现有大量的实验来研究纳米材料的性质。单壁纳米管(single-walled carbon nanotubes, SWNTs)就是这样一种纳米材料。
1、单壁碳纳米管由石墨合成,你认为石墨如何制成无缝的圆柱形碳纳米管?如果合成的圆柱形碳纳米管的直径为1.544nm,石墨中的碳碳键长dc-c为1.4?,展开碳纳米
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管,其横截面有多少个石墨单晶胞围成?
2、(BxCyNx)n也可以制成单壁纳米管,已合成出(BC2N)n纳米管材料。
(1)试判断单体BC2N共价分子中每个原子的杂化类型,画出其共振结构式与共轭结构式(用点线式表示)
(2)根据BC2N分子的几何构型,(BC2N)n 理应合成几维晶体? (3)如何解释(BC2N)n 可以制成单壁纳米管材料?
四、超分子化学( supermolecular chemistry )是一门学科间高度交叉的科学领域,它涵盖化学、物理学和生物学的分子组合的特点,这种组合依靠分子间的相互作用结合在一起。
1、尿素在蒸馏条件下,生成化合物(A)和放出气体,(A)三聚形成化合物(B),写出(A)、(B)的Lewis结构式(用点线式表示)并命名。
2、氨基氰三聚生成(C),画出(C)的Lewis结构式并命名。
3、(B)和(C)以摩尔比1:1组装成无限伸展的二维阵列的超分子结构。试画出该结构的示意图。
4、在该结构中有哪些类型的低维组合,请在自己画的图中标出来。
5、该结构是依靠何种作用力结合而成的?这种作用力在该结构中有几类?它们分别是什么形式?
五、原子簇(cluster)合物在光学、催化、生物医疗和化学气敏等领域有广泛的应用,受到科学工作者广泛的关注。
1、我国科学工作者已发现CnHˉ和CnNˉ原子簇阴离子团,试分别画出它们的Lewis结构式(用点线式表示),并说明n的取值范围。
2、Au25(SR)18(R=烷基)原子簇合物的晶体结构已有报导。根据X射线晶体学分析,Au25原子簇有一个Au13的核。
(1)Au13核是高度对称的结构,试画出Au13的结构式。
(2)在Au13结构中应有多少个四面体空隙?假设Au原子围成的四面体为正四面体,试用Au原子半径(rAu)来表示该正四面体中内接另一个原子的半径(rx)。 六、硼酸根阴离子团由多种结构单元构成。
1、硼酸在稀溶液中呈现一元弱酸,试写出其电离方程式。按照酸碱定义, H3BO3可定义成何类酸?
2、在浓度超过0.1mol?dm-3的硼酸溶液中,硼酸会发生缩聚反应而形成寡聚体,例
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如①[B3O3(OH)4],②[B3O3(OH)5]2,③[B4O5(OH)4]2和④[B5O6(OH)4]等。试画出① ~ ④的结构式,并说明硼酸根阴离子团中有什么样的结构单元?
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3、2mol和3mol的[B3O3(OH)4]分别脱1mol和3mol的H2O,缩聚成新的硼酸根阴离子(A)和(B),试写出生成(A)和(B)的方程式,试画出(A)和(B)的结构式
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4、试画出[B8O10 (OH)6]2的结构式
5、硼酸是一元弱酸,在用氢氧化钠标准溶液滴定硼酸时,在硼酸中要加入多元醇,试说明加入多元醇的目的是多少?试写出硼酸与甘油反应的方程式。
七、由Li,P和Se三种元素组成的化合物(A),其质量分数为P:8.75%,Se:89.28%,
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一个分子中有2个Li 原子。该化合物由三种方法合成:第一种由白磷,过硒化锂和硒单质合成,第二种由红磷,金属锂和硒单质合成,第三种由三硒化四磷,过硒化锂和硒单质合成。(原子量:Li 6.941, P 30.97, Se 78.96)
1、通过计算,写出化合物(A)的化学式。
2、试写出这三种合成方法的化学反应方程式。
3、在化合物(A)中,三种元素的实际氧化数分别是多少? 4、试画出三硒化四磷的一种可能的结构式。 5、试画出化合物(A)中阴离子的共振结构式。
6、试画出化合物(A)中阴离子的所有可能的空间构型。
八、石墨与金属钾反应,生成金黄色石墨插层化合物,其中含钾的质量分数为28.9%。该化合物可以与乙醇发生两类反应,一类属氧化-还原反应,另一类属非氧化-还原反应。试回答以下问题:(原子量:K:9.10, C:12.00) 1、写出该化合物的分子式
2、写出该化合物与乙醇反应的方程式
3、该化合物的物种之间存在何种化学键?该键是怎样形成的? 4、试谈谈该化合物呈金黄色的原因
5、试谈谈石墨为什么能导电?而与石墨结构相似的氮化硼却不导电?
6、石墨为什么能作润滑剂?石墨有一种同素异形体被称为超级润滑剂,它是什么物质?为何得“超级润滑剂”的称号?
九、氰氨化钙(CaCN2)是一种多用途的有效肥料。它可以用CaCO3来生产。CaCO3热分解产生白色固体XA和无色气体XB,后者不支持燃烧。用碳还原XA,生成灰色固体XC和气体XD,XC和XD能进一步反应。XC与氮气反应,最终生成CaCN2。 1、如何合成合成氰氨化钙?完成下列反应式。
(1) CaCO3 → XA + XB (2)XA + 3C →XC + XD (3) XC + N2 → CaCN2 + C 2、CaCN2水解产生什么气体?写出水解反应方程式。
3、在固体化学中,CN22?离子呈现异构化。两种异构离子的酸都是已知的(至少在气态)。画出这两种异构化的酸的共振结构式并标明每个原子的形式电荷。 4、指出这两种异构化的酸中哪一种稳定?
十、自从十九世纪开创近代化学以来,化学研究的重要目标之一是发现和研制特殊功能的新材料。
400oC???1、合成碳化硅纤维的路线:聚二甲硅烷 ? (A)(碳、硅原子交替排列成一
o条长链物质) ?????? 1200 C , N 2气氛 ? ( B)(碳化硅纤维)
(1) 写出该两步反应的化学方程式。 (2) 画出(B)的Lewis结构式。 (3)N2的作用是什么 2、(CH3)2SiCl2 ??? H2O ? ( A) ???? KOH ,加热 ? (B)(聚二甲硅氧烷)
A为四聚环硅氧烷,(B)的分子量(即B的分子长度)可以用另外一种化合物控制。
(1) 写出合成(A)、(B)的反应方程式,并画出(A)的结构式。
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(2) 写出控制(B)分子量的化合物结构式。
十一、五氯化磷与氯化铵反应,生成NPCl2
1、试写出该反应方程式,写出NPCl2共振结构式并计算P—N的键级。
2、试画出环-(NPCl2)3与链-(NPCl2)∞的结构式,指出这两种结构式中的最小重复单元。
3、1mol环-(NPCl2)3与1molF2反应生成 N3P3Cl4F2,指出该化合物应有多少种几何异构体? 十二、一种红色、爆炸的固体物S4N4可以由多种方法制备。a.氨气通入SCl2溶液中,b.在加热的颗粒状的氯化铵上通二氯化二硫,c.氨气与硫(S8)反应。右图是S4N4的一种结构式已知热力学数据如下: E(S–S) = 226 kJ mol–1 E(N≡N) = 946 kJ mol–1 E(S–N) = 273 kJ mol–1 E(S=N) = 328 kJ · mol–1 ?vapH m, s8(s) = 77 kJ · mol–1 ?vapHm, S4N4 (s) = 88 kJ · mol–1
物质 △fHm (kJ·mol-1) Sm (J·K-1·mol-1) S4N4(s) 123.6 S8(s) — 31.8 NH4Cl(s) –314.4 94.6 NH3(g) – 45.9 192.51 SCl2(l) –50.0 281.60 1、写出上述三种方法制备S4N4的化学反应方程式。 2、根据上图所给出S4N4的结构式,建立Born-Haber循环,根据此循环计算?fHm, S4N4(s)。
3、计算由NH3(g)与SCl2(l)反应,生成1mol S4N4反应的?rHm 和298K时的热力学平衡常数。
4、实际上在S4N4的结构中,所有S-N键的键长相等,所有∠NSN的夹角都相等,所有的∠SNS的夹角也相等,试画出实际结构式并说明该分子中的成键情况。 5、四氮化四硫在强碱性溶液中发生歧化,试写出歧化反应的方程式。
6、S4N4与SnCl2、甲醇反应,生成S4N4H4化合物,(1)试写出该反应的方程式,(2)试画出S4N4H4的结构式,(3)若骨架上的原子可以随机排布,则S4N4H4有多少种几何异构体?说出你推算异构体的过程。
7、S4N4与Ag反应,生成环-S2N2,(1)写出生成环-S2N2的方程式,(2)画出环-S2N2的共振结构式,并计算S—N键的键级。
8、在室温下S2N2可以缓慢地自发聚合成(SN)x晶体,(1)试画出(SN)x的同分异构体。(2)试解释(SN)x为什么导电。
十三、试解释下列问题 1、试画出N4H4的所有的同分异构体(每个异构体中,H原子具有相同的化学环境)的Lewis结构式。标出N原子的形式电荷,并讨论它们的稳定性。
2、试用价键理论说明Al2O、Al4C两个分子的中心原子的杂化类型和几何构型以及形成化学键的情况。并从分子电子构型说明它们都属于何种类型化合物。 3、试画出NO– 的分子轨道能级图。并说明其键型。它属于顺磁性还是反磁性物种?氢离子加到NO– 后形成的是HNO还是HON?请说明理由。(Eπ<Eσ)
4、1mol CN – 与1mol B2H6发生Lewis 酸碱加合反应,生成阴离子A,试画出阴离
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