第十四章答案
1.金刚石中碳原子采取sp3杂化，C原子与C原子之间以共价键结合形成原子晶体，金刚石的主要特征为高硬度，高熔点，高沸点，不导电。石墨中碳原子采取sp2杂化，一个C原子与三个C原子以共价键连接形成层状结构，每个C原子上还有一个垂直于层状平面的p轨道，这些p轨道重叠形成离域π键，其p电子离域在每一层上，另外层与层之间是分子间作用力，石墨是混合型晶体，它的主要特征为具有润滑性，导电性和导热性。
2.CO与N2物理性质相似之处：具有较低的熔点和沸点，具有相近的临界温度和临界压力 m.p.(℃) b.p.(℃) 临界压力(atm) 临界温度(℃) CO －200 －190 36 －140 N2 －210 －196 33 －146 化学性质相似之处：CO与N2都不助燃；化学性质不同之处：CO作还原剂，N2还原性很差；CO可以作为配体，而N2配位能力弱。CO与N2分子性质之所以不同是因为，在CO分子中O原子上的一对电子占有C原子的2p轨道，增强了C的电子密度，∴C原子的配位能力强于N2（）分子中的N原子。CO2与N2O相似性很小，而差异性很大，显然它们并不是等电子体之故。
3.SiCl4
((1)
Na2SiO3SiSiHCl3
((4)
H2SiF6SiF4SiO2Na2SiO3H2SiO3
(1)Si+2Cl2SiCl4(2)Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
(3)Si+3HCl(g)SiHCl3+H2(4)SiO2+2MgSi+2MgO
(5)3SiF4+4H2OH4SiO4+2H2SiF6(6)SiO2+4HFSiF4+2H2O
(7)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑(8)SiO32－+2H+H2SiO3↓
4.SiO2晶体属于原子晶体，基本单元为SiO4，Si原子为四面体中心，四个O原子位于正四面体的顶点，原子之间以—O—Si—O—共价键相连，以固体状态存在；而CO2是直线分子，低温下固体CO2属于分子晶体，每个CO2分子通过分子间作用力连接，作用力很弱，温度略微上升，分子间作用力就被破坏而形成单个CO2分子，常温时为气态。
5.Si原子除了3s、3p价轨道外，还有3d空价轨道，可以形成SiF62－（配位数可以大于4），即SiF4+2F－SiF62－，而CF4中C原子的配位数已达饱和（∵C原子只有2s、2p价轨道），因此CF4不能与F－离子反应。
6.SiC与金刚石为等电子体，Si、C原子都采取sp3杂化，形成金刚石结构，SiC是原子晶体，高硬度，可作磨砂A12O3离子晶格能极高，硬度也大，故也可以作为工业用磨砂。
7.CH4和CCl4不发生水解，而SiH4和SiC14会强烈水解的原因有两条：SiH4和SiC14有能量较低的3d轨道，能接受H2O中羟基上的孤电子对，而CH4和CCl4无空的d轨道；
C—H C—Cl Si—H Si—Cl 键能(kJ·mol－1) 413.38 328.44 320.08 358.57 而OH的键能E(O—H)＝462.75kJ·mol－1，E(Si—Cl)的能量比E(C—Cl)的能量更接近于E(O—H)，SiC14发生水解而CCl4不发生水解。
8.虽然二氧化硅和水反应是吸热的，但硅胶的吸水作用是由于硅胶为多硅酸，是多孔性物质，水汽存在于多孔中，硅胶可以作干燥剂。
9.因为SnC14许多物理性质不像典型的盐，如SnC14是无色液体，而且是许多非极性分子（I2、P4、S8等）的良好溶剂，不能把SnC14归为盐类。
10.Sn、Pb在IVA族的下方，C、Si在IVA族的上方，Sn、Pb的金属性大于C、Si，Sn、Pb比C、Si更易失电子，Sn、Pb的＋2氧化态要比C、Si的＋2氧化态更稳定Pb2+最外层是6s2惰性电子对，∴Pb2+更难失去电子Pb2+比Sn2+更稳定，
11.(1)PbO(2)Pb3O4（Pb的氧化数为+8/3，或分别为+2、+4）(3)Pb(CH3COO)2
12.SnC12、PbSO4一定存在：SnC12水解，生成Sn(OH)Cl↓，它可溶于HCl(aq)，SnC12也可与I2反应生成I－离子而使淀粉溶液褪色，∴A是Sn(OH)Cl。
SnC12+HOHSn(OH)Cl↓+HClSn(OH)Cl+HClSnC12+H2O
SnC12+2HCl+I2SnC14+2HIB为PbSO4，∴PbSO4一定存在。
PbSO4+4OH－Pb(OH)42－+SO42－PbSO4+2Ac－PbAc2(aq)+SO42－(aq)
PbAc2+H2SPbS↓(黑色)+2HAcBi(NO3)3、As2O3和Sb2S3不存在。
13.A—Pb(N3)2，B—Pb，C—N2，D—Pb(NO3)2，E—NO，F—PbC12，G—Mg3N2，H—Mg(OH)2，J—NH3，K—PbS，L—HCl，M—S。
Pb(N3)2Pb+3N23Pb+8HNO33Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O2NO+O22NO2
PbC12在热水中溶解度增大，PbC12+2Cl－PbCl42－3Mg+N2Mg3N2Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑
PbCl42－+H2SPbS↓(黑色)+2H++4Cl－
3PbS+8HNO33Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O+3S↓
14.M—Sn，A—SnCl4，B—SnCl2，C—(C6H5)4Sn，D—(C6H5)2SnCl2，E—SnS，F—(NH4)2SnS3。
Sn+2C12SnCl4Sn+SnCl42SnCl2
SnCl2+2Hg2+Sn4++Hg22++2Cl－
SnCl2(过量)+Hg22+Sn4++2Hg↓+2Cl－
+3SnCl2+6H++3Sn4++6Cl－+2H2O
SnCl2+2Fe3+Sn4++2Fe2++2Cl－
4C6H5MgBr+SnCl4(C6H5)4Sn+2MgBr2+2MgCl2
(C6H5)4Sn+SnCl42(C6H5)2SnCl2+2C6H5Cl
n(C6H5)2SnCl2+nH2O2nHCl+
SnCl2+H2S2HCl+SnS↓SnS+(NH4)2S2(NH4)2SnS3
15.X—Sn，Y—SnS，Z—Na2SnO3Sn+2HClSnCl2+H2↑SnCl2+2NaOHSn(OH)2↓+2NaCl
Sn+SSnSSnS+S22－SnS32－[黄色硫化铵中一定含(NH4)2S2]
Sn+O2SnO2SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O
16.取四种溶液少量分装四支试管，加入少量HgCl2，有黑色Hg↓出现者原溶液为SnC12另取Al2(SO4)3MgSO4、Na2CO3溶液少量分装三支试管，分别加入过量NaOH(aq)，无沉淀产生的原溶液为Na2CO3有白色沉淀产生，加入过量NaOH(aq)后沉淀不消失者原溶液为MgSO4先出现白色沉淀，加入过量NaOH(aq)后沉淀消失，原溶液为Al2(SO4)3。
17.(1)加入HCl(aq)，有白色沉淀者原溶液为AgNO3(aq)；
(2)加入NaOH(aq)至过量，K+、Ba2+、AlO2－、Pb(OH)42－、Na+为溶液，有NH3放出者，原溶液为NH4NO3，有沉淀者为Mg(OH)2、Ca(OH)2、Hg(OH)2；
(3)在K+、Ba2+、Al(OH)3、Pb(OH)42－、Na+中分别滴加HCl，有沉淀者为Al(OH)3，Pb(OH)2；加入过量HCl(aq)，再加入H2S(aq)，有白色沉淀者原溶液为Al(NO3)3；有黑色沉淀者原溶液为Pb(NO3)2；
(4)在K+、Ba2+、Na+中分别加入SO42－离子，有白色沉淀者，原溶液为Ba(NO3)2；
(5)在K+、Na+离子的溶液中分别加入Na3[Co(NO2)6]溶液，有沉淀者，原溶液为KNO3，无沉淀者，其原溶液为NaNO3；(6)另取加碱有沉淀的Mg2+、Ca2+和Hg2+三种溶液分装三支试管，加入SnCl2(aq)，有黑色沉淀者，其原溶液为Hg(NO3)2；
(7)另取Mg2+、Ca2+溶液，加入OH－，再不断通入CO2气体，先有白色沉淀，然后消失者，其原溶液为Ca(NO3)2，白色沉淀不消失者，其原溶液为Mg(NO3)2。
18.SiO2(s)＋4HF(g)(SiF4(g)＋2H2O(g)(rHm＝－53.09kJ(mol－1
SiO2(s)＋4HCl(g)(SiCl4(g)＋2H2O(g)(rHm＝+127.78kJ(mol－1
SiO2(s)与HF(g)反应是放热的，而SiO2(s)与HCl(g)反应是吸热的，虽然两个反应的(rSm都小于零，但在常温下，│(rHm│>T(rSm，在常温下，第一个反应的(rGm<0，即氢氟酸可以腐蚀玻璃，而第二个反应的(rGm>0，即盐酸不能腐蚀玻璃（对于第二个反应而言(rm总是大于零）。
19.(1)GeC14+2H2OGeO2↓+4HCl(2)GeCl4+2(NH4)2SGeS2↓+4NH4ClGeS2+(NH4)2S(过量)(NH4)2GeS3
(3)SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O(4)[Sn(OH)6]2－+CO2H2SnO3↓+CO32－+H2O
(5)HCOOHCO↑+H2O
(6)2Ag(NH3)2++4OH－+CO2Ag↓+4NH3+2H2O+CO32－
(7)GeS+(NH4)2S2(NH4)2GeS3
(8)GeCl4+Ge2GeCl2
(9)Pb3O4+4HNO32Pb(NO3)2+PbO2↓+2H2O20.A—Si，B—H2，C—SiO2，D—SiF4，E—H2SiO3，F—H2SiF6，G—Na2SiO3，F—Na2SiF6。
Si+O2SiO2SiO2+4HFSiF4+2H2O
3SiF4+3H2OH2SiO3↓+2H2SiF6H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O
Na2SiO3+2NH4ClH2SiO3+2NaCl+2NH3↑
H2SiF6+NaCl(过量)Na2SiF6↓+2HCl
21.Sn—Pb合金。合金与浓HNO3共煮生成的白色↓不溶于酸，也不溶于碱，只溶于熔融苛性碱和热的浓盐酸，说明白色↓为β锡酸：Sn+4HNO3H2SnO3↓(β)+4NO2↑+H2OH2SnO3+2NaOHNa2SnO3+2H2OH2SnO3+6HCl(浓)H2SnCl6+3H2O
滤液弱酸性后，加入K2CrO4有黄色沉淀，说明合金中含Pb：
Pb+4HNO3Pb(NO3)2+2NO2↑+2H2OPb(NO3)2+K2CrO4PbCrO4↓+2KNO3
22.HCN在水溶液中是弱酸，说明HCN难电离成H++CN－，也说明H－C≡N中的H－C共价键强。HCN中C原子采取sp杂化，其中一个sp杂化轨道与N原子的sp杂化轨道重叠成σ键，另一个sp杂化轨道与H原子的1s形成s－sp的σ键，由于s－sp杂化的重叠程度大，∴H－C键强，在水中难电离，HCN为弱酸。而液态HCN是强酸，这与CN－离子可以聚合有关，根据电荷守恒，液态HCN中，[H+]=[CN－]+[(CN)22－]+[(CN)33－]+···+[(CN)nn－]，[H+]大大增加，∴液态HCN是强酸。
23.C原子与N、O、F原子形成的双原子分子显著不同点为C原子不存在孤电子对，N、O、F原子上都孤电子对，由于孤电子对的排斥，使N—N、O—O、F—F键能减弱，在N2、O2、F2中单键键能的大小次序为：N＜P，O＜S，F＜C1，而在C2Si2中C＞Si。
24.Sn2+和Fe2+；Pb2＋和Fe3＋；[PbC14]2－和[SnCl6]2－能共存于同一溶液；Sn2+和Fe3+不能共存，∵Sn2++2Fe3+Sn4++2Fe2+[Sn(OH)4]2－和Pb[(OH)6]2－不能共存，∵[Pb(OH)6]2－有强氧化性，[Sn(OH)4]2－+[Pb(OH)6]2－[Sn(OH)6]2－+[Pb(OH)4]2－
Pb2+和[Pb(OH)6]2－不能共存，虽然Pb(II)与Pb(IV)之间不存在稳定的Pb(III)，但Pb2+存在于酸性溶液，而[Pb(OH)6]2－存在于碱性溶液，它们之间发生下列反应：
Pb2++[Pb(OH)6]2－Pb(OH)2↓+PbO2↓+2H2O25.CO和N2在性质上不同的解释见第2题答案。 26.
（I）不稳定，因为其π电子数＝4，不符合4n+2规则；（II）不稳定，其中每个C原子sp3杂化，理应CCC＝109o28′，但三元环中的CCC远小于109o28′，环中存在张力，不稳定。（III）中两端的两个碳原子是sp2杂化，中间两个碳原子是sp杂化，成键为：
同系物C3H4中两端的两个碳原子是sp2杂化，中间碳原子是sp杂化，成键为：
27.(1)C3O2（线型）：O＝C＝C＝C＝O，每个碳原子采取sp杂化，每个O原子sp2杂化。
或可看作C、O原子都采取sp杂化，形成两个。
(2)C4O42(（环状）：
每个C原子采取sp2杂化，其中两个碳原子未参与杂化的2p轨道分别与两个O原子的2p轨道“肩并肩”形成π键，另外两个碳原子未参与杂化的2p轨道相互“肩并肩”重叠成π键。
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