大学无机化学综合测试题+答案(吉林大学、武汉大学、第二版) 试题(2)

2019-03-04 12:38

答案:7; 0, ±1, ±2, ±3 14、原子最外层电子排布式msmmpm的元素R,它的最高氧化态氧化物的分子式为_______, R位于______周期______族。 答案:CO2 二 ⅣA

15、根据电负性的概念,判断下列化合物: AlCl3、Al2O3、Al2S3、AlF3中,键的极性大小顺序是______________________________________。 答案:AlF3> Al2O3> AlCl3> Al2S3

16、冰融化要克服H2O分子间的___________________________________作用力。 S粉溶于CS2中要靠它们之间的________________________________作用力。 答案:取向力,诱导力,色散力,氢键 色散力 17、氢键一般具有_________性和_________性,分子间存在氢键使物质的熔沸点________,而具有内氢键的物质的熔沸点往往是_________________。 答案:方向 饱和 升高 较低

18、判断下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型: (1) SF6 ___________________________; (2)ICl-2 __________________________; (3) SnCl2 _________________________; (4)NH?4__________________________。

答案:(1)sp3d2 (2)sp3d (3)sp2 (4)sp3

19、按分子轨道理论,下列离子或分子中的键级分别是:

???O22 ,O2 ,O2 ,O2 ,

NO 。

答案:1 11 2 21 21 22220、CsCl晶胞中Cs+和Cl?离子个数分别为 , 。闪锌矿晶胞中Zn2+和S2?离子个数分别为 , 。 答案:1,1 4,4

三、计算(5小题,共20分)

16?1、已知:??(Zn2+/Zn) = -0.76 V,K稳(Zn(CN)24) = 7.7 ? 10

??求:Zn(CN)24+ 2e

= Zn + 4CN

?

的??= ?

??答案:??(Zn(CN)2(Zn2+/Zn) –4/Zn) =?0.0592?lg K稳(Zn(CN)24) 2

= -0.76 -

0.0592lg(7.7 ? 1016) 2试卷答案 第 6 页 (共 10 页)

= -1.26 (V) 2、由下列两个电极组成原电池:

(1) 氯化银电极[Cl?] = 1 mol·dm-3 ,(2) Pt, H2(p?)|HAc(0.056 mol·dm-3),

?已知:??(Ag+/Ag) = 0.799 V,??(H+/H2) = 0.00 V,KSP(AgCl) = 1.0 ? 10-10,

K?(HAc) = 1.8 ? 10-5

试回答:(1) 写出原电池符号和电极反应; (2) 计算原电池的电动势;

(3) 计算上述用来组成原电池的氧化还原反应在25℃时的平衡常数。 答案:(1) ① 氯化银电极反应:AgCl + e?

= Ag + Cl

?

?

??(AgCl/Ag) =??(Ag+/Ag) + 0.0592 lgKSP(AgCl)

= 0.799 + 0.592 lg(1.0 ? 10-10) = 0.207 (V)

② 电极反应:2HAc + 2e?

?= H + 2Ac

2

0.0592[H?]2lg ? (HAc/H2) =?(H/H2) +2pH2+

= 0.0592 lg[H+] [H+] =cKa= 1.0?10-3 (mol·dm-3)

= 0.0592 lg (1.0 ? 10-3) = -0.178 (V)

所以 (-) Pt|H2(p?)|HAc(0.056 mol·dm-3)‖Cl-(1.0 mol·dm-3)|AgCl|Ag (+) 电极反应:正极:AgCl + e? 负极:H2 + 2Ac?

= Ag + Cl

?

?

= 2HAc + 2e

= 2Ag + 2Cl + 2HAc

?

(2) E = ? (AgCl/Ag) - ? (HAc/H2) = 0.207 - (-0.178) = 0.385 (V) (3) 电池反应:2AgCl + H2 + 2Ac?

?zE?lgK= 已求得??(AgCl/Ag) = 0.207 V

0.05920.0592[H?]2+?lg ? (HAc/H2) =?(H/H2) +

2pH2 = 0.0592 lg[H+] [H+] =cK?(HAc) = 0.0592 lgcK?(HAc) = 0.0592 lg0.056?1.8?10?5

= -0.18 (V)

2?[0.21?(?0.18)]lgK?== 13.2

0.059213

K?= 2 ? 10

试卷答案 第 7 页 (共 10 页)

3、已知在967 K时,反应N2O??? N2 + 1/2 O2的速率常数k = 0.135 s-1;在1085 K时 k = 3.70 s-1,求此反应的活化能Ea。 答案:Ea?2.30R(T1T2k)lg2

T2?T1k1令 T1 = 967 K, k1 = 0.135 s-1

T2 = 1085 K, k2 = 3.70 s-1

967?1085370.-3lg即得Ea = 2.30 ? 8.31 ? 101085?9670135= 2.4 ? 102 (kJ·mol-1) .1 O2 270℃ 时t1/2为7.2 h,90℃ 时为0.72 h,根据以上数据,试求反应的活化能。

0.693答案:k70℃ == 0.0963 (h-1)

7.20.693k90℃ == 0.963 (h-1)

0.722?2??4、S2O8在水中加热时按一级反应分解:S2O8+ H2O?+??2HSO4lgk90?Ck70?C?EaT2?T1() 2.30RT2T1??B]0.000354?0 ???t9.82?0.00Ea = 1.2 ? 102 kJ·mol-1

5、N2O5的分解反应是2N2O5(g)???4NO2(g) + O2(g),由实验测得在67℃ 时N2O5的浓度随时间的变化如下:

t / min 0

1.00 (N2O5) / mol·dm-3

求:(1) 0 ~ 2 min内的平均反应速率 (2) 在第2分钟时的瞬时速率 答案:(1) v平均 =

1 0.71

2 0.50

3 0.35

4 0.25

5 0.17

?(0.50?100.)= 0.25 (mol·dm-3·min-1)

2(2) 从数据得知,每隔2 min浓度减半,即反应为一级,半衰期为2 min

0.6930.693= 0.347 (min-1) ?t1/22所以 k =

v瞬 = k (N2O5) = 0.347 ? 0.50 = 0.17 (mol·dm-3·min-1)

四、问答题(8小题,共40分)

1、(水合)离子的熵与分子熵有何不同?离子的电荷和离子的大小对溶解过程的熵效应有

试卷答案 第 8 页 (共 10 页)

何影响? 答案:(水合)离子的熵是以标准状态下水合氢离子的熵值为0而算出来的相对熵,其值可为0、为正、为负。分子的熵是以热力学第三定律为依据的绝对熵。在298K时,一定大于0。在溶解过程中,离子水化,在带电粒子的周围生成一层水化层,这种结构的形成使体系混乱度减小、熵变为负。水化层的形成又破坏了水的簇团结构,使水分子变得自由,结果使熵值增加。溶解过程的熵效应的大小取决于这两个方面的相对强弱。离子电荷高、半径小时,电荷密度大,第一种效应占优势,表现为水合熵有较大的负值。从而对溶解产生不利

?的影响。若相反,则?rSm增加,对溶解有利。

-2、Ag2SO4(s)2Ag+(aq) +SO24(aq)

反应达平衡时,Ag2SO4(s)的量将会发生什么变化? (1) 加入过量水 (2) 加入 AgNO3

(3) 加入NaNO3 (4) 加入 NaCl,有一些 AgCl 将沉淀 (5) 加入NH3·H2O,Ag+ + 2NH3Ag(NH3)?2生成银氨配离子

答案:(1) Ag2SO4(s)减少; (2) 增加; (3) 减小; (4) 减小; (5) 减小。

3、以反应方程式说明硼砂可作为标定酸(如盐酸)的基准物质和作为缓冲溶液的原理。

答案:标定酸的基准物质:Na2B4O7 + 5H2O +2HCl 作缓冲溶液:Na2B4O7 + 7H2O

3

3

= 4HBO + 2NaCl

3

3

+ ?4+ 2Na

= 2HBO + 2B(OH)4、在标准状况下:(1) 下列诸反应是在酸性条件下还是在碱性条件下进行的?(2) 指出它们的反应方向?

SnCl4(aq) ① Cl2(g) + SnCl2(aq)

② Zn(s) + 2OH(aq)

2+

③ Co(aq) + Ni(s)

-?ZnO22(aq) + H2(g)

Ni2+(aq) + Co(s)

?3Fe2+(aq) +NO3(aq) + 4H+(aq)

3+

④ 3Fe(aq) + NO(g) + 2H2O(l)

答案:(1) 反应 ①、③、④ 酸性溶液,② 碱性溶液。

(2) ①、② 向右,③、④ 向左。

5、在V2O5存在时,SO2(g) 与过量氧气反应生成SO3(g)

1V2O5? SO3(g) O2(g)???2此反应是合成硫酸的重要步骤,通过实验观察到如下事实:

若SO2浓度为 [SO2],SO3浓度为 [SO3] 时,反应速率为v; 当SO2浓度为3[SO2],SO3浓度为 [SO3] 时,反应速率为3v;

SO2(g) +

当SO2浓度为 [SO2],SO3 浓度为3[SO3] 时,反应速率为(1/3)v; 在O2过量时反应速率对O2的浓度变化不敏感。

(1) 写出此反应的速率定律及速率常数的单位(时间单位为s);

试卷答案 第 9 页 (共 10 页)

(2) 若SO2浓度为2[SO2],SO3浓度为4[SO3],且其它条件均保持不变,反应的速率会有怎样的变化? 答案:(1)

[SO2]d[SO3] = k,k的单位是mol1/2·dm-3/2·s-1 1/2dt[SO3](2) 速率不变。

6、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。 7、下列各层或轨道可以填充多少个电子?

(1) 主量子数为n的一个壳层?(2) 量子数为n和l的一个亚层?(3) 一个轨道? 答案:(1) 2n2;(2) 2 (2l + 1);(3) 2

8、什么是\镧系收缩\ \镧系收缩\对元素的性质产生哪些影响?

答案:\镧系收缩\是指镧系15种元素随着原子序数的增加,原子半径收缩的总效果(从La到Lu半径共减小11 pm )

\镧系收缩\使镧系以后的第三过渡元素和第二过渡元素同族之间半径相近而性质相似,例如Hf与Zr,Ta与Nb,W与Mo。由于15种镧系元素半径共收缩了11 pm, 故镧系元素之间原子半径相近,性质相似,分离困难。

试卷答案 第 10 页 (共 10 页)


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