題目列表(包括答案和解析)
（10分）在本世紀(jì)20年代末，L.Pauling在大量含氧酸鹽結(jié)構(gòu)資料的基礎(chǔ)上系統(tǒng)總結(jié)了關(guān)于離子化合物的五個(gè)規(guī)則。這些結(jié)構(gòu)規(guī)則對(duì)諸如硅酸鹽結(jié)構(gòu)化學(xué)規(guī)律的總結(jié)和研究起了重大的推動(dòng)作用。電價(jià)規(guī)則是鮑林五個(gè)規(guī)則的核心。它可表述為：在一個(gè)穩(wěn)定的離子化合物結(jié)構(gòu)中，每一負(fù)離子的電價(jià)等于或近似等于從鄰近的正離子至該負(fù)離子的各靜電鍵強(qiáng)度的總和，即ζ＝
＝
式中：ζ為負(fù)離子的電荷；Si是i種正離子至每一配位負(fù)離子的靜電鍵強(qiáng)度；Si定義為ωi/νi；ωi是正離子的電荷數(shù)；νi為其配位數(shù)。這一規(guī)則的物理基礎(chǔ)在于：如在結(jié)構(gòu)中正電位較高的位置安放電價(jià)較高的負(fù)離子時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)趨于穩(wěn)定，而某一正離子至該負(fù)離子的靜電鍵的強(qiáng)度ω/ν正是有關(guān)正離子在該處所引起正電位的量度。
1．化學(xué)式為Be3Al2[Si6O18]的綠柱石是含鈹?shù)牡V物。結(jié)構(gòu)中所有的Si4＋均處于氧離子所組成的四面體空隙之中，鍵強(qiáng)Ssi－O＝ ，根據(jù)電價(jià)規(guī)則， 個(gè)Si－O鍵的鍵強(qiáng)和恰等于氧離子的電價(jià)數(shù)，決定了O2－可為 個(gè)硅氧四面體所公用。已知綠柱石中硅氧骨干外的Be2＋分別處于O2－（硅氧骨干中的非公用氧離子）所組成的四面體的空隙中。硅氧骨干中每一個(gè)非公用的O2－各與一個(gè)Si4＋、Be2＋、Al3＋相連，根據(jù)電價(jià)規(guī)則諸靜電鍵強(qiáng)之和恰等于O2－之電價(jià)。則Al3＋處于O2－（硅氧骨干中的非公用氧離子）所組成的_______體的空隙中。
2．以4價(jià)釩化合物VOSO4與鹽酸羥胺為原料，在水溶液中以KOH調(diào)節(jié)pH≈4的條件下制得一種七配位的釩化合物[VO?(NH2O)2?(NH3O)?H2O]Cl。由晶體結(jié)構(gòu)分析所得的鍵長算得諸鍵的鍵價(jià)如下：
鍵 | V－O(1) | V－O(2) | V－N(2) | V－O(3) | V－N(3) | V－O(4) | V－OH2 |
S | 1.811 | 0.639 | 0.581 | 0.707 | 0.596 | 0.526 | 0.220 |
產(chǎn)物中的釩為 價(jià)
3．腺苷三磷酸（ATP）因其分子含有“高能鍵”（實(shí)為亞穩(wěn)鍵）而在生物化學(xué)代謝過程中起著特別重要的作用。它可以通過水解反應(yīng)使“高能”（即亞穩(wěn)）磷酸鍵解離而起到能量傳遞的作用。已知正磷酸根PO43－中的P－O鏈長0.15nm，而ATP中的上述P－O鍵，已延伸至0.16nm，有力地佐證了此P－O亞穩(wěn)鍵的起因。能否通過電價(jià)規(guī)則計(jì)算來證明。
非金屬知識(shí)規(guī)律總結(jié)
【高考導(dǎo)航】
一、非金屬元素在周期表中的位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1、除H外，非金屬元素均在“階梯線”的右上方。共有16種非金屬元素，其中包括稀有氣體元素6種。
2、非金屬元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。非金屬元素一般都有變價(jià)。
3、最外層電子數(shù)一般≥4(H、B除外)。
4、原子半徑比同周期金屬半徑小(稀有元素除外)。
二、非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)
元素非金屬性的本質(zhì)是元素的原子吸引電子的能力。試題常通過以下幾個(gè)方面來比較元素的非金屬性：
1、單質(zhì)跟H2化合難易程度（反應(yīng)條件，劇烈程度，反應(yīng)熱的大小，生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性）。
2、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性。
3、化合物中元素化合價(jià)的正負(fù)，如BrCl中，Cl為-1價(jià)，Br為+1價(jià)，說明非金屬性Cl＞Br。
4、通過氧化還原反應(yīng)確定非金屬單質(zhì)的氧化能力，進(jìn)而比較非金屬性。
需要指出的是，非金屬單質(zhì)的活動(dòng)性與非金屬元素的活動(dòng)性，有密切的聯(lián)系，但不是一回事。例如氮元素的非金屬性相當(dāng)強(qiáng)，可是它的單質(zhì)N2化學(xué)性質(zhì)卻不很活潑。單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不僅取決于原子結(jié)構(gòu)，而且取決于分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。
三、非金屬元素的性質(zhì)及遞變規(guī)律
1、單質(zhì):
(1)結(jié)構(gòu):除稀有氣體外，非金屬原子間以共價(jià)鍵結(jié)合。非金屬單質(zhì)的成鍵有明顯的規(guī)律性。若它處在第N族，每個(gè)原子可提供8－N個(gè)價(jià)電子去和8－N個(gè)同種原子形成8－N個(gè)共價(jià)單鍵，可簡稱8－N規(guī)則；(H遵循2－N規(guī)則)。如ⅦA族單質(zhì):x－x；H的共價(jià)數(shù)為1，H－H，第ⅥA族的S、Se、Te共價(jià)單鍵數(shù)為8－6＝2,第ⅤA族的P、As共價(jià)單鍵數(shù)8－5＝3。但第二周期的非金屬單質(zhì)中N2、O2形成多鍵。
(2)熔沸點(diǎn)與聚集態(tài)。它們可以分為三類：
①小分子物質(zhì)。如:H2、O2、N2、Cl2等，通常為氣體，固體為分子晶體。
②多原子分子物質(zhì)。如P4、S8、As4等，通常為液態(tài)或固態(tài)。均為分子晶體，但熔、沸點(diǎn)因范德華力較大而比①高，Br2、I2也屬此類，一般易揮發(fā)或升華。
③原子晶體類單質(zhì)。如金剛石、晶體硅和硼等，是非金屬單質(zhì)中高熔點(diǎn)“三角區(qū)”，通常為難揮發(fā)的固體。
(3)導(dǎo)電性:非金屬一般屬于非導(dǎo)體，金屬是良導(dǎo)體，而鍺、硅、砷、硒等屬于半導(dǎo)體。但半導(dǎo)體與導(dǎo)體不同之處是導(dǎo)電率隨溫度升高而增大。
(4)化學(xué)活性及反應(yīng):
③非金屬一般為成酸元素，難以與稀酸反應(yīng)。 固體非金屬能被氧化性酸氧化。
2、氫化物：
(1)氣態(tài)氫化物性質(zhì)比較
(2)由于氫鍵的存在，使得第ⅤA、ⅥA、ⅦA氫化物的熔沸點(diǎn)出現(xiàn)了反常。第ⅤA中：SbH3＞NH3＞AsH3＞PH3；第ⅥA中： H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S；第ⅦA中HF＞HI＞HBr＞HCl。
(3)氣態(tài)氫化物水溶液的酸堿性及與水作用的情況。①HCl、HBr、HI溶于水成酸且都是強(qiáng)酸。②HF、H2S、H2Se、H2Te溶于水成酸且都是弱酸。③NH3溶于水成堿，氨水是弱堿。④PH3、AsH3、CH4與水不反應(yīng)。⑤SiH4、B2H6與水作用時(shí)分解并放出H2。
3、非金屬氧化物的通性：
(1)許多非金屬低價(jià)氧化物有毒，如SO2、NO、NO2、CO等，注意不能隨便排放于大氣中。
(2)非金屬氧化物（除SiO2外)大都是分子晶體，熔沸點(diǎn)相差不大。
(3)非金屬氧化物大都為酸酐，相應(yīng)的酸易溶于水，則氧化物易與水化合，反之水化反應(yīng)難以進(jìn)行。
(4)不成鹽氧化物（如CO、NO）不溶于水，也不與堿反應(yīng)。雖然NO2能與堿反應(yīng)生成鹽，但NO2不屬于酸酐。
4、含氧酸
(1)同周期非金屬元素最高價(jià)含氧酸從左到右酸性增強(qiáng)。
(2)氧化性:同種元素低價(jià)強(qiáng)于高價(jià)含氧酸.
如:HClO＞HClO3＞HClO4(稀)
H2SO3＞H2SO4(稀)
HNO2＞HNO3(稀)
(3)對(duì)于同種非金屬形成的不同含氧酸，價(jià)態(tài)越高，酸性越強(qiáng)。其順序如：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO，H2SO4＞H2SO3。
(4)難揮發(fā)的H2SO4、H3PO4受熱難分解；強(qiáng)氧化性的HNO3、HNO2、HClO見光或受熱易分解；非氧化性的H2CO3、H2SO3易分解。強(qiáng)酸可制弱酸，難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸。
(5)常見含氧酸的一般性質(zhì)：
①H2SO4：無色粘稠的油狀液體，強(qiáng)酸，沸點(diǎn)高，不揮發(fā)，穩(wěn)定。濃硫酸有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性。
②H2SO3：僅存在于溶液中，中強(qiáng)酸，不穩(wěn)定。
③HClO4：在水溶液中相當(dāng)穩(wěn)定，最強(qiáng)無機(jī)酸，有強(qiáng)氧化性。
④HClO：僅存在于溶液中，是一種弱酸，有強(qiáng)氧化性和漂白性，極不穩(wěn)定，遇光分解。⑤HNO3：無色液體，強(qiáng)酸，沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解，有強(qiáng)氧化性。
⑥H3PO4：無色晶體，中強(qiáng)酸，難揮發(fā)，有吸水性，穩(wěn)定，屬于非氧化性酸。
⑦H2CO3：僅存在于溶液中，弱酸，不穩(wěn)定。
⑧H2SiO3：白色固體，不溶于水，弱酸，不揮發(fā)，加熱時(shí)可分解。
⑨常見酸的酸性強(qiáng)弱。強(qiáng)酸：HCl、HNO3、H2SO4；中強(qiáng)酸：H2SO3＞H3PO4(H3PO4中強(qiáng)偏弱）；弱酸：HF＞CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞HClO＞H2SiO3。
四、11種無機(jī)化學(xué)氣體的制取和性質(zhì)(O2、H2、Cl2、CO、NO、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3)。
(1)利用氧化還原反應(yīng)原理制取的氣體有：O2、H2、Cl2、NO、NO2等。
(2)利用復(fù)分解制取的氣體有：SO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。
(3)可用啟普發(fā)生器制取的氣體有：H2、CO2、H2S等。
(4)只能用排氣法收集的是：Cl2、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。只能用排水法收集的氣體是：NO、CO。
(5)使紅色石蕊變藍(lán)的氣體是NH3；使石灰水變渾濁的氣體是SO2和CO2；使品紅溶液褪色的氣體是SO2和Cl2；使高錳酸鉀溶液和溴水褪色的氣體有H2S和SO2。
(6)臭雞蛋氣味的氣體是H2S；刺激性氣味的氣體有：Cl2、SO2、NO2、HCl、NH3等；毒性氣體有：Cl2、CO、NO、SO2、NO2、H2S等。
(7)能在空氣中燃燒的氣體：H2S、CO、H2等
下圖的容器中盛放海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是________．
據(jù)此總結(jié)判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律：
(1)電解原理引起的腐蝕________原電池原理引起的腐蝕________化學(xué)腐蝕________有防護(hù)措施的腐蝕．
(2)活動(dòng)性不同的兩種金屬組成原電池，兩金屬活動(dòng)性差別越大，較活潑金屬腐蝕越________．
(3)相同的電極材料，相同的電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)濃度越大，腐蝕越________．
(4)相同的電極材料，不同的電解質(zhì)溶液，腐蝕快慢不同．
| △ |
| △ |
| 濃硫酸 |
| △ |
| 濃硫酸 |
| △ |
| Cu或Ag |
| △ |
| Cu或Ag |
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