上的三个电子的量子数分别为 , ,和 。 答案:3, 0, 0,1(或?212 ) 4, 0, 0,1 (或?21212) 3, 1, 0,1;3, 1, 1,1 3, 1, -1,1 222(后面三个空中,ms也可同时为?)
17、波函数? 是描述_________________________数学函数式,它和____________是同义
词。?? ? 2的物理意义是____________,电子云是____________的形象化表示。 答案:核外电子运动状态 原子轨道 概率密度 概率密度
18、在真空管、质谱仪和加速器中运动的电子,可以用____________力学处理,因为_____________________________________________________________________________。
答案:经典, x >> h, 不确定关系不起作用。
?19、下列各物种的几何构型是: SO2IF5 。 3 ,
答案:三角锥 四方锥
20、按分子轨道理论,下列离子或分子中未配对的电子数分别是:
???O22 ,O2 ,O2 ,O2 ,
NO 。
答案:0 1 2 1 1 三、计算(5小题,共20分)
1、当一铜片暴露在室温空气下,为黑色CuO覆盖,在较高一些温度,黑色CuO转变成红色Cu2O,在更高温度下,氧化物覆盖层消失。根据热力学数据计算有关转变温度,分析上述反应过程。
298 K Cu(s) CuO(s) Cu2O(s) O2(g) ?/ kJ2mol-1 0.00 -130 -146 0 ?fGm?/ kJ2mol-1 0.00 -157 -169 0 ?fHm?
/ J2mol-12K-1 Sm
33.15 42.63 93.14 205.03
? = -130 kJ2mol-1 ?rGmCu(s) +1答案:298 K 2O2(g)
2Cu(s) +12O2(g)
= CuO(s)
2
= CuO(s)
? = -146 kJ2mol-1 ?rGm?m
Cu2O(s) +12O2(g)
= 2CuO(s) ?Gr= -114 kJ2mol-1
Cu无论氧化成Cu2O或CuO皆可发生,但室温Cu2O可转化成CuO。CuO不能转化成Cu2O,故Cu片暴露在室温空气下,生成黑色CuO。
试卷答案 第 16 页 (共 38 页)
2CuO(s)
= CuO(s) +12O(g)
2
2
?= -169 + 2 ??157 = 145 (kJ2mol-1) ?rHm?=?rSm20503. + 93.14 – 2 ??42.63 = 0.1104 (kJ2mol-12K-1) 2=
T转 =
??rHm??rSm145=1.31?103 (K) 01104.所以温度升至1.31 ??103 K,CuO转变成Cu2O。 Cu2O(s) 2Cu(s) +12O2(g)
?= 169 kJ2mol-1 ?rHm?1=2? 205.03 + 33.15 ? 2 – 93.14 = 0.07568 (kJ2mol-12K-1) ?rSm=
T转 = 169 / 0.07568 = 2.23 ? 103 (K) 温度升至2230 K,Cu2O转变成Cu。
2、(1) 0.055 mol2dm-3二氯乙酸pH为1.53,求二氯乙酸的Ka。 (2) 0.010 mol2dm-3 NaOC6H5 pH = 11.0,求HOC6H5的Ka。
(3) 一定量的未知一元弱酸用NaOH溶液滴定,加入12.6 cm3 NaOH溶液pH = 4.65,加入21.0cm3 NaOH溶液正好完全中和,求该未知酸的Ka。
(2.95?10?2)2?3.4?10-2 答案:
0.055?0.0295K(1.0?10?3)2(1) Kb== 1.1 ? 10-4 Ka=w= 9.1 ? 10-11
0.010?0.0010Kb(2)pH = pKa + lg12.6/(21.0-12.6) pKa = 4.47
Ka = 3.4 ? 10-5
3、已知电池Pt|H2 (p?) |H+ (1 mol2dm-3) |O2 (p?) |Pt 电动势在298.15 K时是
?1.229 V,计算该温度下水的?fGm是多少?
答案:该电池的两个半反应是:
+
正极4H(aq) + O2(g) + 4e?
= 2HO(l)
2
?
= 2H(aq) + 2e
电池反应:2H(g) + O(g) = 2HO(l)
负极H2(g)
+2
2
2
试卷答案 第 17 页 (共 38 页)
?= -zFE?= -4 ? 96.5 ? 1.229 = -474 (kJ2mol-1) ?rGm-1??1 (H2O,l) =1=? (-474) = -237 (kJ2mol) ?fGm?Grm22??
4、已知 PbSO4 + 2e? Pb + SO2 = -0.359 V ??4=
Pb2+ + 2e? Pb ??= -0.126 V
当[Pb2+] = 0.100mol2dm-3,[SO42-] = 1.00mol2dm-3时,由PbSO4 / Pb和Pb2+ / Pb两个半电池组成原电池。
(1) 写出该原电池的符号及电池反应方程式,并计算原电池的电动势; (2) 计算PbSO4的Ksp。
-32+-3-答案:(1) Pb(s),PbSO4(s)│SO24(1.0 mol2dm)‖Pb(0.100 mol2dm)│Pb(s) 2+-电池反应:Pb +SO24=
= PbSO
4
E =?(+) –?(-) = (-0.126 + (0.0591/2)2lg0.100 - (-0.359) = 0.203 (V) (2) lgK?= zE?/ 0.0591 = 2 ? [-0.126 - (-0.359)] / 0.0591 = 7.885
lgKsp = -lgK = -7.885
Ksp = 1.30 ? 10-8
5、金属铁(?)的晶格类型是体心立方,对称单元是铁原子,a = 286 pm。采用单晶(?)作合成氨催化剂,当截取不同晶面进行催化反应时,反应速率大不相同。如图a, b, c三晶面,其中一个晶面上反应速率要比其它晶面快430倍,该晶面具有特殊的使N2中化学键断裂的活性中心,该晶面通过的铁原子中心数目最小,而截过的铁原子数目最大。它是哪一个晶面?每平方厘米通过的铁原子中心数目是多少?
acb 答案:该晶面是c晶面
13(286?10-10)22a?2asin60?2四、问答题(8小题,共40分)
N?1/2?1= 7.06 ?? (cm?2)
1、指出下列各种碱的共轭酸 。
2+ ??C5H5N,HPO24,O,CH3COOH,[Co(CO)4]
??答案:C5H5NH+,H2PO4,OH?,CH3CO2H2,HCo(CO)4
2、指出下列各式中的Br?nsted酸及其共轭碱:
?(1)HSO?4+ OH
=SO2?4+ H2O
试卷答案 第 18 页 (共 38 页)
?(2)PO34+ H2O
=HPO2?4+ OH?
4 ?
(3) H2Fe(CO)4 + CH3OH 答案:酸/共轭碱:
= [FeH(CO)]
+ +CH3OH2
???
(1)HSO4/SO24,H2O / OH ?3?(2) H2O / OH?,HPO24/PO4
(3) H2Fe(CO)4 / [FeH(CO)4] ?,CH3OH?2/ CH3OH 3、指出下列各式中的酸、碱、共轭酸和共轭碱: (1) HNO3 + H2O
2?(2) CO3+ H2O
= HO +NO3
+
?3
=HCO??3+ OH
(3) NH3 +H2S
=NH++ HS? 4答案:酸/共轭碱:
?(1) HNO3 /NO3,H3O+ / H2O ??(2) H2O / OH?,HCO3/CO23 ?(3) H2S / HS?,NH4/ NH3
4、在酸性溶液中,锰元素的电势图为:
(1) 计算电对
MnO?4
/MnO2 的?;
?(2) 锰的哪几种氧化态在酸性溶液中是不稳定的,容易歧化?
(3) 在酸性介质中,用KMnO4氧化Fe2+ 时,当KMnO4过量时会发生什么现象?写出有关反应方程式。
1?0.56?2?2.26= 1.69 (V)
1?2-?(2) Mn3+易歧化为MnO2和Mn2+;MnO24易歧化为MnO4和MnO2;
答案:(1)??(MnO?4/ MnO2) =
2++2+3+(3)先发生下列反应:MnO?4+ 5Fe + 8H Mn + 5Fe + 4H2O
=
当 KMnO4过量时还发生下列反应:
2++2MnO?4+ 3Mn + 2H2O 5MnO2↓+ 4H
=
试卷答案 第 19 页 (共 38 页)
2+
所以MnO?4可氧化Mn成为MnO2沉淀。
5、化学反应的级数和反应分子数的区别是什么? 答案:反应级数是用于宏观化学反应的,它表明了反应速率与浓度的几次方成正比的关系,它既适用于基元反应,也适用于非基元反应,只要化学反应能纳入v = k (A)m (B)n?的形式,这里的m、n是由实验测定的;它们可以是零、整数或分数。而反应分子数是为描述基元反应的微观变化提出来的概念。反应分子数就是参加基元反应相碰撞的反应物的微粒数目,它只可能是一、二、三等正整数,不可能是更大的数目或零或分数。 6、用价层电子对互斥理论估计 COCl2分子的构型和键角。 答案:COCl2分子以C为中心
价层电子对数 = (4 + 0 + 1 ? 2) / 2 = 3
ClClCO分子构型为平面三角形,如图所示:
由于碳氧双键电子云密度较大,
使Cl—C—Cl键角略小于120°,而Cl—C—O键角略大于120°。 7、(1) 用VSEPR理论判断IF6+和IF7可能的结构; (2) 写出可能用于制备[IF6][SbF6]的反应方程式。 答案:(1) 八面体,五角双锥体
??[IF6][SbF6] (2) IF7 + SbF5?8、应用价层电子对互斥理论,画出下列化合物的空间构型(标出孤电子对的位置) (1) XeOF4 (2) ClO?2
FFXeFOI-(4)I3
?-(3) IO56 (4) I3 (5) PCl3
O答案:(1) XeOF4
F
Cl(2)ClO-2OO
-(3)IO56OOIOOO
II(三角双锥) (5) PCl3
PClClCl
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