东华大学无机化学试题-2010-A-ans

东华大学2010~ 2011学年第一学期期末试题踏实学习,弘扬正气;诚信做人,诚实考试;作弊可耻,后果自负。

课程名称无机化学 A 使用专业

班级_____________________姓名___ 标准答案___学号____________________

东华大学无机化学试题-2010-A-ans

一、是非题(判断下列叙述是否正确,正确的在括号内画√,错误的画 。(本大题共8小题,每小题1分,共8分)

1.把AgNO3溶液滴入NaCl溶液中,当[Ag+]=[Cl-]时才能产生AgCl 沉淀。答( )

2.非极性分子永远不会产生偶极。答( )

3.常温常压下空气中的O2和N2长期存在而不化合生成NO,表明此时反应的吉布斯函数变化为

正值。答(√)4.[Co(NH3)6]Cl3的名称为三氯化六氨合钴(III),其中心离子的电荷为+2,配位数为6。

答( )5.在一定的温度和浓度条件下反应2SO3(g)== 2SO2(g) + O2(g),不论是否使用催化剂,只要达

到平衡,产物的浓度总是相同的。答(√)

6.在相同压力和不同温度下,同一种气态物质的密度与热力学温度成反比。答(√)

7.0.10dm3的1.0mol?dm-3 KOH溶液与0.20dm3的1.0mol?dm-3 NH4NO3溶液混合后可以作为缓冲

溶液。答(√)

8.已知反应N2O4(g)→2NO2(g)在873K时,K1=1.78×104,转化率为a%,改变条件,并在1273K

时,K2=2.8×104,转化率为b%(b>a)。由于K随温度升高而增大,所以此反应的△H<0。

答( )

二、选择题(在下列各题中,选择出符合题意的答案,将其代号填入括号内)(本大题分20小题,每小题2分,共40分)

1. 如果X是原子,X2是实际存在的分子,反应X2(g) → 2X(g)的?r Hθm应该为( A)

(A)正值(B)零(C)负值(D)无法确定

2. 已知Eθ (Ag+/Ag) = 0.799V,Kθ不稳([Ag(NH3)2]+) = 8.90?10-8,则Eθ ([Ag(NH3)2]+/Ag)为(D)(A)0.799V (B)-0.591V (C)0.591V (D)0.383V

3. 硅酸盐材料中的基本结构单元是硅氧四面体,其中硅原子采取的杂化轨道类型是(C)

(A)sp (B)sp2(C)sp3(D)sp3d

4. 下列溶液中,pH值最小的是(A)

(A)0.2 mol?dm-3氨水中加入等体积的0.2 mol?dm-3盐酸

(B)0.2 mol?dm-3氨水中加入等体积的水

(C)0.2 mol?dm-3氨水中加入等体积的0.2 mol?dm-3 NaOH

(D)0.2 mol?dm-3氨水中加入等体积的0.2 mol?dm-3 NH4Cl

5. 下列哪些过程是自发过程?( C )

a. 298K下使冰熔化

b. 在-25℃下使冰熔化

c. 常温常压下蓝墨水滴加至清水中并扩散

d. 胶片的曝光

(A)a 和 c (B)a, b, 和 d (C)a, c, 和 d (D)a和d

6. 在氮原子的2p轨道电子的四个量子数中不同的部分是( C )

(A)主量子数(B)角量子数(C)磁量子数(D)自旋量子数

7. NH3极易溶解于水,分子间产生的作用力是( A )

(A)范德华力+氢键(B)取向力+色散力

(C)诱导力+取向力(D)诱导力+色散力

8. 298K时,对参考态元素的描述中,正确的是:( C )

(A)Δf H mθ≠0,Δf G mθ=0,S mθ=0 (B)Δf H mθ≠0,Δf G mθ≠0,S mθ≠0

(C)Δf H mθ=0,Δf G mθ=0,S mθ≠0 (D)Δf H mθ=0,Δf G mθ=0,S mθ=0

9.对于反应C(s)+O2(g) =CO2(g)的Δr H mθ<0,欲增加正反应速率,下列措施中无用的是( C )(A)升温;(B) 增加O2(g)的量;(C) 减少CO2(g)的分压;(D) 使用催化剂

10、下列电池中,不需使用惰性电极的是( D )

(A)Ag+ + Br─ == AgBr (B) 2Hg2+ + Sn2+ + 2Cl─ == Hg2Cl2 + Sn4+

(C) 2H2 + O2 == 2H2O (D) Cu2+ + Zn == Zn2+ + Cu

Kθ约为9 10-12。在此温度下,纯水的pH及酸碱性如何?( B )

11、在100°C下,

w

(A)pH = 5.5; 酸性;(B)pH = 5.5; 中性;(C)pH = 3.0; 中性;(D)pH = 3.0; 酸性。

12、已知原电池(-)Zn|Zn2+(1mol/L)||Cu2+(1mol/L)|Cu(+)。如向锌半电池中通入过量的NH3(忽略体积变化)使锌离子完全转化为[Zn(NH3)4]2+(四氨合锌离子),该原电池的电动势将如何变化?如向铜半电池内加入过量Na2S(略体积变化),该原电池的电动势将如何变化?( C )

(A) 减小;减小(B) 减小;增大(C) 增大;减小(D) 增大;增大

13、在298 K时,饱和CO2水溶液中若CO2全部生成H2CO3,则根据溶液的pH值计算得到的H2CO3的K a1 = 4.2?10-7,而实际上只有600分之1的CO2生成H2CO3,按此实际浓度计算K a1,则H2CO3 的

K a1值应为 ( A )

(A) 2.5?10-4 (B) 3?10-4 (C) 2.5?10-7 (D) 7?10-7

14、下列反应中释放能量最大的是 ( C )

(A) CH 4(l) + 2O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(g)

(B) CH 4(g) + 2O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(g)

(C) CH 4(g) + 2O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l)

(D) CH 4(g) +3/2O 2(g) → CO(g) + 2H 2O(l)

15、根据酸碱质子理论,下列各离子中,既可作酸又可作碱的是 ( D )

(A) H 3O + (B) CO 32? (C) NH 4+ (D) [Fe(H 2O)4(OH)2]

16、AgCl(s)在水中,在0.01 mol ?dm -3CaCl 2溶液中,0.01 mol ?dm -3NaCl 溶液中和0.05 mol ?dm -3AgNO 3溶液中的溶解度分别为S 0、S 1、S 2、S 3,则有 ( B )

(A) S 0 > S 1 > S 2 > S 3 (B) S 0 > S 2 > S 1 > S 3

(C) S 0 > S 1 = S 2 > S 3 (D) S 0 > S 2 > S 1 > S 3

17、下列说法正确的是 ( A )

(A) 运用盖斯定律时,可在等压条件下计算,也可在等容条件下计算

(B) 298K 时,一定浓度的H 2S 水溶液中的c(H +):c(S 2-)=2:1

(C) 等温等压条件下,混合气体中某组分的摩尔分数与体积分数不相等

(D) HCN 为直线型分子,所以是非极性分子

18、反应 H 2(g) + Br 2(g)2HBr(g) 的 K c = 1.86。若将3 mol H 2,

4 mol Br 2和

5 mol HBr 放在10 dm 3 烧瓶中,则 ( D )

(A) 反应将向生成更多的HBr 方向进行

(B) 反应向消耗H 2的方向进行

(C) 反应已经达到平衡

(D) 反应向生成更多Br 2 的方向进行

19、在铬原子(Cr )的3d 轨道电子的四个量子数中不同的部分是 ( C )

(A )主量子数 (B ) 角量子数 (C )磁量子数 (D )自旋量子数

20、下列分子或离子具有顺磁性的是 ( C )

a. O 2

b. 2O +

c. 22O +

d. 22O -

e. 2O -

(A )a, b 和d (B )b 和e (C )a, b 和e (D )a, c 和d

三.填空题(根据题意,在下列各题的横线处,填上正确的文字、符号或数值)(本大题共分8小题,每小题2分,共16分)

1. 一定温度下,当反应2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)处于平衡时,减小容器体积,Cl2(g)的平衡转化率__减小_;Kθ_不变__(填不变、增大或减小)。

2. 已知Kθ稳([CuBr2]─) =7.8?105,Kθ不稳([CuI2]─) =1.4?10-9。则在标准状态下反应

[CuI

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4.根据杂化轨道理论,N 与F 形成NF3时,采取_sp3_杂化,其分子构型为__三角锥_,分子的偶极矩_>_0。

5.某元素核外电子排布式1s22s22p63s23p63d54s2,则该元素的原子序数为_25_,元素符号为__Mn_,属于_四_周期,_VIIB_族。

6.在含有固体AgCl的饱和溶液中加入0.1mol·dm-3 NaCl,AgCl的溶液平衡将向___左____移动,AgCl的溶度积将_______减小______.(填左、右、不变、增大或减小)

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7

(1) N (2) P (3) As (4) Se

8. 下列反应处于平衡状态, X(g)+Y(g) 4Z(g) △H= -45kJ?mol-1。当同时升高温度并加入正催化剂时,正反应速度将____增加_____,化学平衡将_______向左移动_________。

四、配平题(配平下列各反应方程式)(本大题分2小题,每小题2分,共4分)

1、CrI3 + Cl2 + KOH →K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

解:2 CrI3 + 27 Cl2 + 64 KOH = 2 K2CrO4 + 6 KIO4+ 54 KCl + 32 H2O

2、KMnO4 + FeSO4 + H2SO4→ MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

解:2KMnO4 + 10 FeSO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O

五、根据题目要求,通过计算解答下列各题(本大题分5小题,共32分)

1.(本题4分)煤中含有硫,燃烧时会产生有害的SO3,用便宜的生石灰消除炉中的SO3减少污染,反应如下:

CaO(s)+SO3(g)==CaSO4(s)

298K,100kPa时,Δr H mθ= -402.0 kJ?mol-1,Δr G mθ= -345.7 kJ?mol-1,此反应在室温下自发进行,问保持此反应自发进行的最高炉温是多少?

解: ∵Δr G m θ = Δr H m θ-T Δr S m θ

Δr S m θ =(△-△

)T = (-402.0)-(345.7)298

= -0.189 kJ·mol -1·K -1 ∴若使反应自发,则:

Δr G m θ <0 即 Δr H m θ - T Δr S m θ <0

(-402.0)-T×(-0.189)<0

T < 2127 (K)

反应自发进行的最高炉温是 <2127K.

2. (本题6分)在某一温度和1.0×105pa 条件下,将一定量的SO 3 置于一密闭中,发生下列分解反应:

2SO 3(g)== 2SO 2(g) + O 2(g)

已知当反应达平衡时,按体积分数已有27.2%的SO 3离解为SO 2和O 2,试求此时该反应的标准平衡常数。

解: 2SO 3(g) == 2SO 2(g) + O 2(g)

初始 1.0×105pa 0 0

变化 -1.0×105pa×27.2% 1.0×105pa×27.2% 1.0×105pa×27.2%/2 平衡 0.728×1.0×105pa 0.272×1.0×105pa 0.136×1.0×105pa 则

22

355225552250.2721.0100.1361.010()()()()1.0101.0100.0190.7281.010()()1.010SO O SO P P p p K P p θθθθ????????===???9

3. (本题8分)在血液中,H 2CO 3-NaHCO 3缓冲对的功能之一是从细胞组织中迅速地除去运动产生的乳酸(HLac :a K θ

(HLac) = 8.4?10-4)。

(1) 已知1a K θ(H 2CO 3)= 4.3?10-7,求 HLac + HCO 3ˉ = H 2CO 3 + Lacˉ 的平衡常数K ;

(2) 在正常血液中,[H 2CO 3] = 1.4?10-3 mol ?dm -3,[HCO 3ˉ ] = 2.7?10-2mol ?dm -3, 求pH 值;

(3) 若1.0 dm 3血液中加入5.0?10-3 mol HLac 后,求pH 值

解:(1) 反应 HLac + HCO 3ˉ = H 2CO 3 + Lacˉ K θ

可以由 (1) HLac = H + + Lacˉ K 1θ=a K θ(HLac) = 8.4?10-4

(2) HCO 3ˉ + H + = H 2CO 3 K 2θ=1/1a K θ(H 2CO 3)= 1/(4.3?10-7)

相加得到,则 K θ= K 1θ K 2θ = 8.4?10-4/(4.3?10-7)=1.95?103 (2分)

(2) H 2CO 3-NaHCO 3缓冲对

3

723a1232

3(H CO )1?.410pH p (H CO )lg lg 4.310lg 7.65(HCO ) 2.710c K c ----?=-=-?-=? (2分) (3) HLac + HCO 3ˉ = H 2CO 3 + Lacˉ

初始 5.0?10-3 2.7?10-2 1.4?10-3

变化 -5.0?10-3 5.0?10-3 5.0?10-3

平衡 0 2.2?10-2 6.4?10-3 (1分) 则此时 [H 2CO 3] = 6.4?10-3 mol ?dm -3,[HCO 3ˉ ] = 2.2?10-2mol ?dm -3 (1分)

3

723a1232

3(H CO ) 6.410pH p (H CO )lg lg 4.310lg 6.91(HCO ) 2.210c K c ----?=-=-?-=? (2分)

4. (本题5分)已 知 sp K θ(Mg(OH)2) = 1.8×10-11,b K θ

(NH 3·H 2O) = 1.8×10-5 。计 算Mg(OH)2 在 0.10 mol·dm -3 NH 3·H 2O 中 的 溶 解 度。 解:NH 3·H 2O 中:

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--3-3() 1.3410mol?dm c OH ===? (2分) 112253232(())

1.810()1.010mol?dm [()](1.3410)

sp K Mg OH c Mg c OH θ-+----?===?? ( 2分) 即:S = 1.0×10-5 mol·dm -3 (1分)

5. (本题9分)

1) 标准氢电极 2H + +2e → H 2的标准电极电势E θ(H +/H 2)为0V ,若将电极中的标准酸换成pH=5.0的酸,求此时的电极电势E(H +/H 2)。

2) 60oC 时,水的离子积常数K θw =9.62?10-14,求在此温度下电极反应2H 2O + 2e → H 2 + 2OH ─的标准电极电势E θ。

答案:1) pH=5时,[H +] = 10-5 mol·L -1 (1分)

根据能斯特方程,此时

22

52[()/]2.303lg (()/)2.3038.3142981 0lg 296500(110)

0.296 p H p RT zF c H c V

θθθ??+-=-??=-??=- (2分) 2)由 2H + +2e →H 2 和 2H 2O+2e→H 2+2OH ─ 可组成原电池: 2H + + 2OH ─ == 2H 2O (1分) 则此时对于该原电池有

272221

19.2510[][]w

K H OH K +-===??

(2分) 由 ()F lg 2.303 2.303()()

27.966

2.3038.3143330.06696500

ox red ox red ox red n F

nE K RT RT

n n θθ

θθθθθ

??????-==--===??

和2H + +2e → H 2 ?A θ=0V (2分) 可求得 ?θred = -0.77 V

2H 2O+2e→ H 2 + 2OH ─的标准电极电势?A θ= -0.77V (1分)

第二种解法:

在水解离时,H +和OH ─均为非标准状态,此时: /2222

/0.0592[H ]lg 2/H H H H H p p θ

θ??+++=+

(1分) 2/H 222

/H 0.0591lg 2[/][OH ]OH OH H p p θθ??---=+

(1分) 由于水的解离为非氧化还原反应,则此时E=0,即 22

/H /0OH H H E ??-+=-= (1分)

/2/H 222220.05910.0592[H ]lg lg 2[/][OH ]2/H H OH H H p p p p

θ

θθθ??+-+-+=+ (1分) 则/H 222222214w 0.0592[H ]0.0591lg lg 2/2[/][OH ]0.0592 lg([H ][OH ])2

0.0592lg 0.0592lg9.62100.77OH H H p p p p K V

θθθ?-+-+--=-=?==?=-o (2分)

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