Q1.下面離子或分子何者為AX3E結構者(A表中心原子,X表環繞A之原子,E表未鍵結之電子對)
a. BF3
b. ClO3-
c. SO3
d.HPO3 -2

 

 

A1:原則上我從來不背AX3E這種東西(但還看得懂這表示法的意思)。我都是99%直接算出他屬於於哪一種形狀(1%靠常識與記憶),然後既可判中心是屬於哪一種混成軌域,也可以推知有幾對孤對電子。至於方法呢!我好像不常看到人家用跟我一樣的方法,不過我覺得我學的方法挺好用的(謎之音:就算選錯中心原子還是算得出答案)。

 

這題題目要的就是形狀應為正四面體,可是少一個角的角錐形分子。A為平面三角形。B為正四面體少一個角,那個角就是孤對電子。C為平面三角形。D為正四面體,但無孤對電子。

 

 

Q2.下列何者可形成縮合聚合物?
a.CH3NH2
b.HCOOH
c.H2N-CH2(CH2)4COOH
d.HO-CHCH3

 

A2:縮合聚合需要可以脫掉一個小分子(一般是水),因此單體的兩端通常要有-OH或者-COOH或者-NH2。

 

答案選C。

 

H-[-NH-CH2(CH2)4CO-]-OH,中間的[]為單體結構。重複然後兩個單體脫一個水變成-[-NH-CH2(CH2)4CO-]n-。

 

 

Q3.下列何者之分子形狀為平面三角形?
a. SO3
b. O3
c. BF3
d. SO2
e. NH3

 

 

A3:同第一題判斷法。A為平面三角形B為彎曲型分子。不過任三點一定是一個平面,加上這個又彎曲,那就一定是三角形,這樣算平面三角形嗎?看題目囉!C也是平面三角形。D也是平面三角形,但是少了一個角(孤對電子),但是是面臨跟B一樣的問題,任三點不共線算不算平面三角形呢?E是正四面體但少了一個角(孤對電子),形成角錐形分子。

 

 

Q4.〔CO(NO2)6〕-3之中央原子的氧化數?

 

 

A4:我偷改了你的題目為〔Co(NO2)6〕-3。我總覺得你好像打錯了,[]通常是錯合物的表示法。而錯合物中心通常都是金屬,又以過渡金屬居多(空軌域多)。

 

改成Co之後答案就簡單了。整個分子是-3,那就表示NO2為亞硝酸根,所以應該寫成NO2-。這樣Co為3價離子:Co3+也合理。而一般錯合物中心原子的電荷數(此例為+3)之兩倍就是其配基數(此例為6),也剛好符合。單原子離子的電荷數即為氧化數,所以答案為+3。

 

 

Q5.為什麼NH3的N帶一對電子?? HCl的Cl帶3對電子??
NaCl為什麼是八面體??

 

A5:HCl我找到一個網址

 

http://content.edu.tw/senior/chemistry/tp_sc/new/7/6.htm

 

式子3-6裡頭就是囉。Cl是VII族,因此外頭有7個價電子,也就是7個點。而H只有一個點。當他們共價結合時,一人出一個來共用,則H視為達到He的組態,而Cl則視為達成Ar(該族鈍氣)組態。因為7個電子僅有一個去跟H鍵結,剩下6個也就是3對孤對電子囉。同樣的道理NH3,N有5個電子,其中3個電子跟3個H的電子共用。H達成類似He的電子組態,而N則達到似Ne的電子組態。剩下那兩個就成了孤對電子囉。圖請看下面網址的右手邊。

 

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%B0%A8&variant=zh-tw

 

NaCl不是八面體。其結構為雙面心結構。也就是Cl-以面心(face center cubic,FCC)方式堆積,而Na+填入其「八面體洞」,或稱「八面體空隙」中。圖請看:

 

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%AF%E5%8C%96%E9%92%A0

 

 

Q6.估計Na (s)+1/2Cl2 (g)-->NaCl (s)之△Hf°
NaCl之格子能(Lattice energy): -786kJ/mol
Na之游離能: 495kJ/mol
Cl 之電子親和力: -349kJ/mol
Cl2之鍵能: 239kJ/mol
Na之昇華焓: 109kJ/mol

 

 

A6:這種題目對我來說都是拼拼湊湊。不過當然這也是有專業的名詞,聽說叫做Born-Haber Cycle(波恩-哈柏循環)。白話一點就是能量是可以加成的。所以我說拼拼湊湊,請看下面(題目給的文字,我就直接對應到不同顏色的式子囉。)

 

Na(g)+ + Cl(g)-  --> NaCl(s)    △H=-786

 

Na(g) --> Na(g)+  +  e-         △H=495

 

Cl(g) + e- --> Cl(g)-           △H=-349

 

Cl2(g)  -->  2Cl(g)             △H=239

 

Na(s)  -->   Na(g)              △H=109

 

---------------

 

上面全部的式子相加(第四式要*0.5)就是題目要問的,您可以試試看(所以我說拼拼湊湊吧!)。

 

Na(s) + 1/2Cl2(g) --> NaCl(s)   △Hf°=-411.5 kJ/mole

 

 

Q7.依據八隅體法則,畫出POCl3之路易士構造,並利用形式電荷
(Formal charge)預測何者較穩定

 

 

A7:P在中心,用電子點式來畫圖。每一個原子都要滿足八隅體法則。

 

    Cl

 

    |

 

O<--P—Cl

 

    |

 

    Cl

 

 

|與—表示各出一個電子形成的單鍵(線段的端點應該都要有一個「電子點」),而<--為配位共價鍵。O因為得到一對配位共價鍵而滿足八隅體。P因為與3個Cl各共用1個電子也滿足八隅體,而Cl也因為與P共用1個電子而滿足八隅體法則。

 

 

Q8.計算下列反應之△H°及△E°
OF2 (g)+ H2O(g) --> O2 (g)+ 2HF (g)
已知標準形成焓OF2 (g): 23.0kJ/mol ; H2O(g): -241.8kJ/mol
HF (g): -268kJ/mol ; R:8.314kJ/mol

 

 

A8:元素的標準生成焓為0,而反應的△H°=(生成物和)-(反應物和)=[2*(-286)+0]-[23+(-241.8)]=-353.2 kJ/mole。

 

我不知道你的△E°是什麼?我把他當成反應電位來算。O分別由+2到0(OF2->O2)與-2到0(H2O->O2),因此參與反應的電子數為2。

 

H°=-△E°*(反應電量)

 

-353.2*10^3 J/mole=-△E°*(2F)=△E°(2*96500 C/mole)

 

1 mole電子的電量為96500C=1法拉第F。單位:J/C=V)

 

E°=1.8301 V

 

另外,R=8.314的單位應該是J/mole-K唷。

 

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