天津大学无机化学考试试卷(上册)答案一、填表题(20分)1.原子序数价层电子构型区周期族33 4s24p3 p 四ⅤA23 3d34s2 d 四ⅤB2. 反应2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) (∆r H m<0),在密闭容器中达到平衡:固定条件改变条件k正k逆υ正Kθ平衡移动方向T、P 加催化剂增加增加增加不变不移动P、V 降低温度减小减小减小增加向右移动3.物质HgCl2 SiCl4 BBr3 PH3中心原子杂化类型sp sp3sp2不等性sp3分子空间构型直线型正四面体型正三角形三角锥型4.物质晶体类型晶格结点上粒子粒子间作用力熔点相对高低SiC 原子晶体Si原子、C原子共价键高NH3 氢键型分子晶体NH3分子分子间力、氢键低5. 在0.1mol·L-1NH3·H2O中加入下列物质,写出NH3·H2O的解离度α和pH值变化趋势加入物质NH4Cl (s) NaOH (s) H2O α减小减小增大pH值减小增大增大二、填空题(20分)1. 随着溶液的pH值增加,下列电对Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4-/MnO42-的E值将分别减小、不变、不变。
2. MgO晶体比金属Mg的延展性差;石墨晶体比金刚石晶体的导电性好;SiO2晶体比SiF4晶体的硬度大;I2晶体比NaI晶体在水中的溶解度小。
3. 健康人血液的pH值为7.35~7.45。
患某种疾病的人的血液pH可暂时降到5.90,此时血液中c(H+)为正常状态的28~35 倍。
4. 已知B2轨道的能级顺序为σ1sσ*1sσ2sσ*2sπ2pyπ2pzσ2pxπ*2pyπ*2pzσ*2px,则B2的分子轨道分布式为(σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(π2py )1(π2pz )1,成键数目及名称两个单电子π键,价键结构式为 。
5. 根据E θ(PbO 2/PbSO 4) >E θ(MnO 4-/Mn 2+) >E θ(Sn 4+/Sn 2+),可以判断在组成电对的六种物质中,氧化性最强的是 PbO 2 ,还原性最强的是 Sn 2+ 。
6. 表示θm r H ∆=θm f H ∆(AgBr, s)的反应式为 Ag(s) + 1/2 Br 2(l) → AgBr(s) 。
7. 用电对MnO 4-/Mn 2+,Cl 2/Cl -组成的原电池,其正极反应为 MnO 4- + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2O ,负极反 应为 2 Cl - -2 e → Cl 2 ,电池的电动势等于0.15V ,电池符号为(-)Pt,Cl 2(p θ)|Cl -‖MnO 4-,Mn 2+,H +|Pt(+)。
(E θ(MnO 4-/Mn 2+)=1.51V ;E θ(Cl 2/Cl -)=1.36V )8. 下列各溶液浓度均为0.1 mol ·L -1,按pH 值从小到大顺序排列NH 4NO 3, NH 4F, NH 4OAc, KCN, Na 2CO 3。
KCN, NH 4F, NH 4OAc, NH 4NO 3, Na 2CO 3。
(已知K θ(NH 3·H 2O)=1.8×10-5, K θ(HF)=6.6×10-4,K θ(HCN)=6.2×10-10, K θ(HOAc)=1.8×10-5, θ1K (H 2CO 3)=4.4×10-7, θ2K (H 2CO 3)=4.8×10-11)9. 已知V E A /θ:Cr 2O 72- +1.36 Cr 3+ -0.41 Cr 2+ -0.86 Cr ,则E θ(Cr 2O 72- / Cr 2+)= 0.917 V ,Cr 2+能否发生歧化反应 不能 。
10. 已知氨水溶液中,c(OH -)=2.4×10-3 mol ·L -1, 则此氨水的浓度为0.32 mol ·L -1。
(K θ(NH 3·H 2O)=1.8×10-5) 11. 因为SnCl 2强烈水解,在配制其溶液时应加入HCl ,水解反应式为 SnCl 2+H 2O Sn(OH)Cl+HCl 。
12. K θ、θi K 、Δχ分别用来衡量 反应限度的大小、 电解质强弱 、 键的极性 。
13. HF 的沸点比HI 高,主要是由于 HF 中存在氢键 。
14. 物质NaCl 、MgO 、Na 2O 、KCl 的熔点由低到高的顺序是KCl 、NaCl 、Na 2O 、MgO 。
15. 在元素周期表中,同一主族自上而下,元素第一电离能的变化趋势是逐渐 减小 ,因而其金属性依次 增强 ;在同一周期中自左向右,元素的第一电离能的变化趋势是逐渐 增大 ,元素的金属性逐渐 减弱 。
三、是非题(判断下列叙述是否正确,正确的在括号中画√,错误的画×) (10分)1. 乙烷裂解生成乙烯:C 2H 6 (g) C 2H 4 (g) + H 2 (g) 。
在实际生产中常在恒温恒压下采用加入过 量水蒸汽的方法来提高乙烯的产率,这是因为随着水蒸汽的加入,同时以相同倍数降低了p (C 2H 6)、 p (C 2H 4)、p (H 2),使平衡向右移动。
………………………………………………………………………( √ )2. 波函数ψ表明微观粒子运动的波动性,其数值可大于零,也可小于零,2ψ表示电子在原子核外空间出现的几率密度。
…………………………………………………………………………………….…..(√ )3. 因为I - 的极化率大于Cl -,所以θsp K (AgI) <θsp K (AgCl)。
……………………………………………( √ ) 4. 在298K 时,最稳定纯态单质的θθθmm f m f S G H ,,∆∆均为零。
…………………………………….. ( × ) 5. Δr G m 代数值越小,K θ就越大,反应进行得越完全。
……………………………………..…………….. ( × ) 6. 在相同温度下,纯水或0.1 mol ·L -1HCl 或0.1 mol ·L -1NaOH 溶液中,水的离子积都相同。
………. ( √ ) 7. 在氧化还原反应中,如果两个电对的电极电势相差越大,反应就进行得越快。
…………………. ( × ) 8. 当溶液中含有多种离子均可与沉淀剂发生沉淀反应时,溶度积小的对应离子一定先沉淀。
……. ( × ) 9. 溶度积规则适用于任何难溶电解质,质量作用定律只适用于基元反应。
………………………. ( √ ) 10. 偶极矩可衡量分子极性大小,极化率可衡量分子变形性大小,晶格能可衡量离子晶体的稳定性。
( √ )四、选择题(每题只有一个正确的答案,将你选择的答案填入题前的括号中)(20分) 1. ( B ) 下列电对中,E θ值最小的是:A: H +/H 2; B: H 2O/H 2; C: HOAc/H 2; D: HF/H 2 2. ( C ) 下列函数均为状态函数的是:A: H ,G ,W ; B: U ,S ,Q ; C: T ,P ,U ; D: G ,S ,W3. ( B ) 0.010 mol ·L -1的一元弱碱(8100.1-⨯=θb K )溶液与等体积水混合后,溶液的pH 值为:A: 8.7; B: 8.85; C: 9.0; D: 10.5 4. ( C ) E θ(Cu 2+/Cu +)=0.158V ,E θ(Cu +/Cu)=0.522V ,则反应 2 Cu + Cu 2+ + Cu 的K θ为:A: 6.93×10-7; B: 1.98×1012; C: 1.4×106; D: 4.8×10-135. ( A ) 下列卤化物中,离子键成分大小顺序正确的是:A: CsF>RbCl>KBr>NaI ; B: CsF>RbBr>KCl>NaF ; C: RbBr>CsI>NaF>KCl ; D: KCl>NaF>CsI>RbBr 6. ( B ) 已知某化学反应是吸热反应,欲使此化学反应的速率常数k 和标准平衡常数K θ都增加,则反应的条件是:A: 恒温下,增加反应物浓度;B: 升高温度;C: 恒温下,加催化剂;D: 恒温下,改变总压力 7. ( D ) 下列物质极化率最小的是:A: CO 2; B: CS 2; C: CO ; D: H 2 8. ( B ) 已知θsp K (Ag 3PO 4) = 1.4×10-16,其溶解度为: A: 1.1×10-4mol ·L -1; B: 4.8×10-5mol ·L -1; C: 1.2×10-8mol ·L -1; D: 8.3×10-5mol ·L -19. ( B ) 已知反应 FeO(s) + C(s) → CO(g) + Fe(s) 的θm r H ∆>0,θm r S ∆>0,(假设θm r H ∆,θm r S ∆不随温度变化而改变)下列说法正确的是:A: 低温下为自发过程,高温下为非自发过程;B: 高温下为自发过程,低温下为非自发过程;C: 任何温度下都为非自发过程; D: 任何温度下都为自发过程10. ( A ) 某元素的原子序数小于36,当该元素原子失去一个电子时,其副量子数等于2的轨道内电子数为全充满,则该元素为:A: Cu ; B: K ; C: Br ; D: Cr 11. ( A ) BiCl 3水解产物为:A: BiOCl ; B: Bi(OH)3; C: Bi 2O 3; D: Bi(OH)Cl 2 12. ( B ) 欲使Mg(OH)2溶解,可加入:A: NaCl ; B: NH 4Cl ; C: NH 3·H 2O ; D: NaOH 13. ( D ) 对于一个化学反应,下列说法正确的是:A: θm r S ∆越小,反应速率越快; B: θm r H ∆越小,反应速率越快;C: 活化能越大,反应速率越快; D: 活化能越小,反应速率越快 14. ( A ) 下列水溶液中(各相关物质浓度均为0.10 mol ·L -1),pH 值最小的是:A: HOAc-HCl 混合溶液; B: HOAc-NaOAc 混合溶液; C: NH 4Cl 水溶液; D: pH=1的水溶液 15. ( B ) 反应 H 2 (g)+Br 2 (g)2HBr(g) 在800K 时K θ=3.8×105,1000K 时K θ=1.8×103,则此反应是:A: 吸热反应; B: 放热反应; C: 无热效应的反应; D: 无法确定是吸热反应还是放热反应 16. ( D ) 下列物质中熔点最高的是:A: NaCl ; B: N 2; C: NH 3; D: Si 17. ( D ) 下列物质中沸点高低顺序正确的是:A :H 2Te>H 2Se>H 2S>H 2O ;B :H 2Se>H 2S>H 2O>H 2Te ;C :H 2O>H 2S>H 2Se>H 2Te ;D :H 2O>H 2Te>H 2Se>H 2S18. ( A ) 既能衡量元素金属性强弱,又能衡量其非金属性强弱的物理量是:A: 电负性; B: 电离能; C: 电子亲核能; D:偶极矩 19. ( B ) Pb 2+、Bi 3+离子均属何种电子构型:A: 18; B: 18 + 2; C: 8; D: 9-17不规则20. ( D ) 已知下列反应的平衡常数:H 2 (g)+S (s) H 2S(g): θ1K ; O 2 (g)+S (s) SO 2 (g): θ2K ;则反应:H 2 (g)+ SO 2 (g) O 2 (g) + H 2S(g) 的平衡常数为:A: θ1K -θ2K ; B: θ1K ·θ2K ; C: θ2K /θ1K ; D: θ1K /θ2K 五、配平反应式(要求写出配平过程)(6分)1. 用氧化数法配平:Ni(OH)2 + Br 2 + NaOH → NiO(OH) + NaBr+1×2-12 Ni(OH)2 + Br 2 + 2NaOH → 2NiO(OH) + 2NaBr + 2 H 2O -(1×2) ×12. 用离子-电子法配平:Cr 2O 72- + H 2O 2 + H + → Cr 3+ + O 2 + H 2O 1 Cr 2O 72- + 14H + + 6e → 2Cr 3+ + 7H 2O 3 H 2O 2 - 2e → O 2 + 2H +Cr 2O 72- + 3H 2O 2 + 8H + → 2Cr 3+ + 3O 2 + 7H 2O 六、计算题 (24分)1. 溶液中Fe 3+和Mg 2+的浓度均为0.01 mol ·L -1,欲通过生成氢氧化物使二者分离,问溶液的pH 值应控制在什么范围?(θsp K [Fe(OH)3]=2.79×10-39,θsp K [Mg(OH)2]=5.61×10-12) 解: 开始生成Fe(OH)3沉淀时所需OH -浓度: 113339333sp 1L m ol 1053.601.01079.2)Fe ())OH (Fe ()OH (---+θ-⋅⨯=⨯=>c K c开始生成Mg(OH)2沉淀时所需OH -浓度:152122sp 2L mol 1037.201.01061.5)Mg ())OH (Mg ()OH (---+θ-⋅⨯=⨯=>c K c c 1(OH -)< c 2(OH -) 所以Fe(OH)3先沉淀要使Fe 3+完全沉淀,c (Fe 3+)≤10-5, 所以112353sp 3L mol 1053.610))OH (Fe ()OH (---θ-⋅⨯=≥K c则要分离Mg 2+和Fe 3+,6.53×10-12 ≤ c (OH -) ≤ 2.37×10-5 所以pH 值的范围是:2.81≤ pH ≤ 9.372. PbSO 4的θsp K 可用如下方法测得,选择Cu 2+/Cu ,Pb 2+/Pb 两电对组成一个原电池,在Cu 2+/Cu 半电池中使c (Cu 2+)=1.0 mol ·L -1,在Pb 2+/Pb 半电池中加入SO 42-,产生PbSO 4沉淀,并调至c (SO 42-)=1.0 mol ·L -1,实验测得:电动势E =0.62V(已知铜为正极),计算PbSO 4的θsp K 。