武汉大学版无机化学课后习题答案--14氮族元素

武汉大学版无机化学课后习题答案--14氮族元素

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 ：

NO：

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)的氧化能力比同族其他元素强的

2*2222KK?2s?2s?2p?2p?2pyz 键级3 键级2.5。

2*2222*1KK?2s?2s?2p?2p?2p?2pyz

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Bi。

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648 HN3结构见书658 N2H4结构见书655 NH2OH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；

?33+

?2（2） NO2、NO和N2O在空气中和O2反应

的情况；

（3） N2H4和NH2OH的还原性。 答：(1) 氧化性NO>NO;

-2

3-

(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 >NH2OH

5．硝酸铵可以有下列两种热分解方式： NH4NO3(s)=NH3(g)+HNO3(g) ΔH=171kJ·mol

?-1

NH4NO3(s)= N2O(g)+2 HO(g) ΔH=-23 kJ·mol

2

?-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） 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。

?4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NO NO+FeSO4=Fe（NO）SO4