第13章氢和稀有气体
13-1 氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点：
（1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； （2）氢气燃烧时放出的热量很大；
（3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境；
（4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。
发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用
13-2按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？
BaH2;SiH4;NH3;AsH3;PdH0.9;HI
13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。
3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。 13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？
4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。
这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。
密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。 13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a）温度最低的液体冷冻剂；（b）电离能最低 安全的放电光源；（c）最廉价的惰性气氛。
13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH、HeH+、He2+ 粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在？
13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl4- (b)IBr2- (c)BrO3- (d)ClF
7、 解： XeF4 平面四边形 XeF2 直线形
XeO3 三角锥 XeO 直线形
13-8用 VSEPR理论判断XeF2 、XeF4、XeF6、XeOF4及ClF3的空间构型。 8、解： XeF2 直线形 XeF4 平面四边形 XeF6 八面体 XeOF4 四方锥 ClF4 三角锥
13-9用化学方程式表达下列化合物的合成方法（包括反应条件）： (a) XeF2 (b) XeF6 (c) XeO3
??XeF2(g) 9、解： Xe(g)?F2(g)??????XeF6(g) Xe(g)?3F2(g)????300?C,6MPa400?C,0.1MPa XeF6?3H2O?XeO3?6HF
13-10 完成下列反应方程式： (1) XeF2 + H2O → (2) XeF4 + H2O → (3) XeF6 + H2O → (4) XeF2 + H2 → (5) XeF4 + Hg→ (6) XeF4 + Xe→ 10、解：
XeF2?2OH??Xe?123O2?2F?2Xe???H2OO2?12HF3XeF4?6H2O?XeOXeF6?3H2O?XeOXeF6?H2O?XeOF3432?6HF?2HF
XeF2?H2?Xe?2HF2Hg?XeF4?Xe?2HgFXeF4?Xe?2XeF22
B：NaIO3 ；
C：NaI
14-13写出碘酸和过量 H2O2 反应的方程式，如在该体系中加入淀粉，会看到什么现象？ 13、解：HIO3+3H2O2=3O2+HI+3H2O；如果在该体系中加入淀粉，溶液慢慢变蓝，后又褪色。 14-14写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式，并说明这种类型卤化物的共同特性。 14、解：（AlCl3）2；（AlBr3）2；（AlI3）2；分子中均含有配位键
14-15什么是多卤化物？与I3- 离子比较，形成Br3-﹑Cl3- 离子的趋势怎样？ 14-16什么是卤素互化物？
（a）写出ClF3﹑BrF3 和 IF3 等卤素互化物中心原子杂化轨道，分子电子构型和分子构型。 （b）下列化合物与BrF3 接触时存在爆炸危险吗？说明原因。
SbF5 ; CH3OH ; F2 ; S2Cl2
（c）为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活性大？
14-17 实验室有一卤化钙，易溶于水，试利用浓H2SO4 确定此盐的性质和名称。
17、解：利用卤化物与浓硫酸反应的不同现象，可以鉴别。
14-18 请按下面的实例，将溴﹑碘单质﹑卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件绘成相互关系图。
第15章氧族元素
15-1空气中O2 与N2 的体积比是21:78 ，在273K 和101.3kPa下1L水能溶解 O2: 49.10 mL ,N2:23.20mL。问在该温度下溶解于水的空气所含的氧与氮的体积比是多少？
15-2在标准状况下， 750mL含有O3 的氧气，当其中所含O3 完全分解后体积变为780mL ，若将此含有 O3的氧气1L通入KI 溶液中，能析出多少克I2 ？ 2、解：由方程式：
2 O3=3O2可知该混合气体中含有臭氧60ml；
由O3+2I+H2O=O2+I2+2OH；可算出析出I2的质量；(0.06/22.4)×2×126.9=0.68g; 15-3 大气层中臭氧是怎样形成的？哪些污染物引起臭氧层的破坏？如何鉴别 O3 ，它有什么特征反应？
3、解：见课本P490
15-4 比较O3 和O2 的氧化性﹑沸点﹑极性和磁性的相对大小。 4、解：氧化性：O3>O2; 沸点：O3>O2; 极性：O3>O2; 磁性；O3 15-5少量Mn 可以催化分解H2O2 其反应机理届时如下：H2O2 能氧化Mn 为MnO2 ，后者又能使H2O2 氧化，试从电极电势说明上述解释是否合理，并写出离子反应方程式。 5、解：H2O2+Mn=MnO2+2H; MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2+2H2O 15-6写出 H2O2 与下列化合物的反应方程式，K2S2O8﹑Ag2O﹑O3﹑Cr(OH)3 在NaOH 中﹑Na2CO3（低温）。 6、解：H2O2+ K2S2O8= K2SO4+ O2+ H2SO4 HO2-+Ag2O=2Ag+OH-+O2? 3H2O2+2Cr(OH)3+4OH=2CrO4+8H2O 15-7 SO2与Cl2的漂白机理有什么不同？ 7、解：SO2的漂白作用能和一些有机色素结合成为无色的化合物. 而Cl2的漂白作用是利用HClO的氧化性 15-8 （1）把H2S 和SO2 气体同时通入NaOH 溶液中至溶液呈中型，有何结果？ （2）写出以S 为原料制备以下各种化合物的反应方程式，H2S﹑ H2S2﹑ SF6 ﹑SO3 ﹑H2SO4﹑ SO2Cl2 ﹑ Na2S2O4。 8、解：(1)先有一些黄色沉淀,后沉淀溶解. (2)S+H2=H2S -2-2+ 2+ -- 2++ ??SF6 S+3F2?? 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 SO3+SCl2=SOCl2 2NaHSO3+Zn=Na2S2O4+Zn(OH)2 15-9（1）纯H2SO4是共价化合物，却有较高的沸点（657K），为什么？ （2）稀释浓H2SO4时一定要把H2SO4 加入水中边加边搅拌而稀释浓HNO3与浓盐酸没有这么严格规定，为什么？ 9、解：(1)100%的硫酸具有相当高的沸点,是因为它的自偶电离生成H3SO4-,HSO4- (2)硫酸比水重,如果将水加入硫酸中,水会浮在液体上层,溶解过程所放出的大量热,使水沸腾,造成危险. 15-10将 a mol Na2SO4 和 b mol Na2S 溶于水，用稀H2SO4 酸化，若a:b 大于1/2 ，则反应产物是什么？若小于1/2 ，则反应产物是什么？若等于1/2 ，则反应产物又是什么？ 10、解：大于1;2,产物为S和Na2SO3 燃烧 小于1:2, 产物为S和Na2S; 等于1:2,产物为S 15-11 完成下面反应方程式并解释在反应（1）过程中，为什么出现由白到黑的颜色变化？ （1）Ag+ + S2O32-(少量) → （2）Ag + S2O3(过量) → 15-11、(1)Ag++S2O32-=Ag2S2O3(黑色) 2Ag2S2O3=2Ag2S(黑色)+2SO2+O2 +2-3- (2) Ag+2S2O3=Ag(S2O3)2 15-12硫代硫酸钠在药剂中常用做解毒剂，可解卤素单质﹑重金属离子及氰化物中毒。请说明能解毒的原因，写出有关的反应方程式。 12、解：解毒卤素单质;Cl2+S2O3=Cl+SO4 I2+S2O32-=I-+S4O62- 解毒重金属离子;Ag++2S2O32-=Ag(S2O3)23- 解毒氰化物: 15-13石灰硫磺合剂（又称石硫合剂）通常是以硫磺粉﹑石灰及水混合。煮沸﹑摇匀而制得的橙色至樱桃色透明水溶液，可用做杀菌﹑杀螨剂。请给予解释，写出有关的反应方程式。 13、解：S+Ca(OH)2=CaS+CaSO3+H2O 15-14电解硫酸或硫酸氢氨制备过二硫酸时，虽然Φ(O2/H2O)(1.23V) 小于Φ(S2O82-/SO4)(2.05V) ，为什么在阳极不是H2O 放电，而是HSO4- 或 SO4- 放电？ 14、解：H2O在阳极放电放出O2的过电位较大. 15-15在酸性的KIO3 溶液中加入Na2S2O3 ，有什么反应发生？ 15、解：8IO3-+5S2O32-+H2O=4I2+10SO42-+2H+ 15-16写出下列各题的生成物并配平。 （1）Na2O2 与过量冷水反应； （2）在Na2O2固体上滴加几滴热水； （3）在Na2CO3 溶解中通入SO2 至溶液的PH=5左右； （4） H2S通入 FeCl3溶液中； （5） Cr2S3 加水； （6）用盐酸酸化多硫化铵溶液； （7）Se 和HNO3 反应。 16、解：(1)Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH (2) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 (3)Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2 (4)H2S+2FeCl3=S+2FeCl2+2HCl (5)Cr2S3+H2O=Cr(OH)3+H2S (6)(NH4)2Sx+2HCl=2NH4Cl+(x-1)S+H2S (7)3Se+4HNO3+H2O=3H2SeO3+4NO 15-17列表比较S﹑Se﹑Te 的+ Ⅳ和 +Ⅵ 氧化态的含氧酸的状态﹑ 酸性和氧化还原性。 17、解：见课本P512 15-18按下表填写各种试剂与四种含硫化合物反应所产生的现象。 15-19画出SOF2 ﹑SOCl2 ﹑SOBr2 的空间构型。他们的O -S键键长相同吗？请比较它们的O-S键键能和键长的大小。 θ θ + 2- 2--2-