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时间:2018-08-02
《无机化学 龚孟濂 卤素习题答案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第13章卤素习题解答1.与其他卤素相比,氟元素有何特殊性?为什么?答:参阅教材13.1.2。与同族其它元素相比,第二周期元素氟显示一系列特殊性:(1)氧化态氟元素的氧化态为-1和0,无正氧化态,因为氟是电负性最大的元素。(2)第一电子亲和能第一电子亲和能EA1绝对值FBr-Br(189.1kJ·mol-1)>I-I(148.9kJ·mol-1);与电负性较大、价电子数目较多的元素的原子成键时,O-F(184kJ·mol-
2、1)Cl-C(327.2kJ·mol-1),F-H(565.3kJ·mol-1)>Cl-H(427.6kJ·mol-1)。显然,由于成键后价层电子密度不至于过大,F-C和F-H与Cl-C和Cl-H相比较,原子轨道更有效的重叠和能量更相近起着主导作用。(4)化
3、学键类型多数氟化物为离子型,而相应的氯化物、溴化物、碘化物中键的离子性逐步减小,出现从离子型到共价型的过渡。这显然与氟元素电负性最大有关。(5)与水的作用F2(g)通入水中,发生激烈反应,F2把H2O氧化为氧气,而氯、溴、碘在水中均有一定溶解度,对应的溶液称为氯水、溴水和碘水。(6)配位数对于同一中心原子,以卤素原子作配位原子,中心原子配位数(C.N.)以氟化物最大,稳定性也最高。例如:AsF3AsCl3AsBr3AsI3AsF5AsCl5¾¾AsCl5在50oC分解;PbF4PbCl4¾¾PbCl4在室温分解。(7)卤化物热力学稳定性,以氟化物最稳定。2.简要回答
4、以下问题:(1)元素周期表中,哪种元素的第一电子亲和能最大?哪种元素的电负性最大?为什么?(2)为什么存在ClF3,而不存在FCl3?(3)为什么键解离能F-FH-Cl?(4)氢键键能HF(l)>H2O(l),为什么沸点HF(l)5、原子半径小,接受外来电子后电子密度过大、电子互相排斥作用增加,致使F第一电子亲和能小于Cl。氟元素的电负性最大,因为在最外层均有7个电子的卤素原子中,F原子半径最小,9在分子中吸引电子的能力最强。(2)Cl原子有6个价轨道:3s、3px、3py、3pz和2个3d轨道,故存在ClF3;而F原子只有4个价轨道:2s、2px、2py、2pz,故不存在FCl3。(3)单键解离能F-F6、单键解离能却大于氯所形成的对应单键,如F-H(565.3kJ·mol-1)>Cl-H(427.6kJ·mol-1)。显然,由于成键后价层电子密度不至于过大,F-H与Cl-H相比较,原子轨道更有效的重叠和能量更相近起着主导作用。(4)氢键键能HF(l)>H2O(l),是因为H-F电负性差大于H-O;沸点HF(l)7、HCl(aq)=FeCl2(s)+H2(g)2Fe(s)+3Cl2(g)=2FeCl3(s)当溶液酸性较强时,实际的E(H+/H2)>(H+/H2),而E(Fe3+/Fe)<(Fe3+/Fe),故HCl(aq)不可能把Fe氧化Fe3+.(6)2KBr(s)+Cl2(g)△2KCl(s)+Br2(g)KI(s)+ICl(g)△KCl(s)+I2(g)KI(s)+IBr(g)△KBr(s)+I2(g)3.室温下Cl2、Br2、I2在碱溶液中分别发生歧化反应,主要产物是什么?为什么?答:在碱性介质中,Cl2、Br2、I2分别位于在X-和XO-(或XO3-)连线的“峰顶
5、原子半径小,接受外来电子后电子密度过大、电子互相排斥作用增加,致使F第一电子亲和能小于Cl。氟元素的电负性最大,因为在最外层均有7个电子的卤素原子中,F原子半径最小,9在分子中吸引电子的能力最强。(2)Cl原子有6个价轨道:3s、3px、3py、3pz和2个3d轨道,故存在ClF3;而F原子只有4个价轨道:2s、2px、2py、2pz,故不存在FCl3。(3)单键解离能F-F6、单键解离能却大于氯所形成的对应单键,如F-H(565.3kJ·mol-1)>Cl-H(427.6kJ·mol-1)。显然,由于成键后价层电子密度不至于过大,F-H与Cl-H相比较,原子轨道更有效的重叠和能量更相近起着主导作用。(4)氢键键能HF(l)>H2O(l),是因为H-F电负性差大于H-O;沸点HF(l)7、HCl(aq)=FeCl2(s)+H2(g)2Fe(s)+3Cl2(g)=2FeCl3(s)当溶液酸性较强时,实际的E(H+/H2)>(H+/H2),而E(Fe3+/Fe)<(Fe3+/Fe),故HCl(aq)不可能把Fe氧化Fe3+.(6)2KBr(s)+Cl2(g)△2KCl(s)+Br2(g)KI(s)+ICl(g)△KCl(s)+I2(g)KI(s)+IBr(g)△KBr(s)+I2(g)3.室温下Cl2、Br2、I2在碱溶液中分别发生歧化反应,主要产物是什么?为什么?答:在碱性介质中,Cl2、Br2、I2分别位于在X-和XO-(或XO3-)连线的“峰顶
6、单键解离能却大于氯所形成的对应单键,如F-H(565.3kJ·mol-1)>Cl-H(427.6kJ·mol-1)。显然,由于成键后价层电子密度不至于过大,F-H与Cl-H相比较,原子轨道更有效的重叠和能量更相近起着主导作用。(4)氢键键能HF(l)>H2O(l),是因为H-F电负性差大于H-O;沸点HF(l)7、HCl(aq)=FeCl2(s)+H2(g)2Fe(s)+3Cl2(g)=2FeCl3(s)当溶液酸性较强时,实际的E(H+/H2)>(H+/H2),而E(Fe3+/Fe)<(Fe3+/Fe),故HCl(aq)不可能把Fe氧化Fe3+.(6)2KBr(s)+Cl2(g)△2KCl(s)+Br2(g)KI(s)+ICl(g)△KCl(s)+I2(g)KI(s)+IBr(g)△KBr(s)+I2(g)3.室温下Cl2、Br2、I2在碱溶液中分别发生歧化反应,主要产物是什么?为什么?答:在碱性介质中,Cl2、Br2、I2分别位于在X-和XO-(或XO3-)连线的“峰顶
7、HCl(aq)=FeCl2(s)+H2(g)2Fe(s)+3Cl2(g)=2FeCl3(s)当溶液酸性较强时,实际的E(H+/H2)>(H+/H2),而E(Fe3+/Fe)<(Fe3+/Fe),故HCl(aq)不可能把Fe氧化Fe3+.(6)2KBr(s)+Cl2(g)△2KCl(s)+Br2(g)KI(s)+ICl(g)△KCl(s)+I2(g)KI(s)+IBr(g)△KBr(s)+I2(g)3.室温下Cl2、Br2、I2在碱溶液中分别发生歧化反应,主要产物是什么?为什么?答:在碱性介质中,Cl2、Br2、I2分别位于在X-和XO-(或XO3-)连线的“峰顶
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