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无机化学
要求:
独立完成,下面已将五组题目列出,请任选一组题目作答,满分100分;
二、答题步骤:
使用A4纸打印学院指定答题纸(答题纸请详见附件);
在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答;答题纸上全部信息要求手写,包括中心、学号、姓名、科目、答题组数等基本信息和答题内容,请写明题型、题号;
三、提交方式:请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word
文档中上传(只粘贴部分内容的图片不给分),图片请保持正向、清晰;
上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”
文件容量大小:不得超过10MB。
提示:未按要求作答题目的作业及雷同作业,成绩以0分记!
题目如下:
第一组:
一.填表题(本题30分)
1.
物质
晶体类型
晶格结点上的粒子
粒子间作用力
AlN
Cu
2.根据价键理论填写下表(原子序数:Pt:78;Fe:26;Co:27):
化学式
未成对电子
杂化类型
空间构型
[PtCl4]2-
0
Fe(CO)5
0
[CoF6]3-
4
3.
离子
中心原子杂化轨道类型
几何构型
CH3+
BH4-
H3O+
4.
配合物
名 称
配位数
形成体氧化数
[Cu(NH3)4][PtCl4]
六氟合硅(Ⅳ)酸铜
硝酸一羟基·三水合锌(Ⅱ)
[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl
二.配平反应式(要求写出配平过程)(本题10分)
1.用氧化数法配平:
FeO.Cr2O3 + Na2CO3 + O2 → Fe2O3 + Na2CrO4 + CO2↑
2.用离子-电子法配平:
IBr + BrO3- + H2O → IO3- + Br- + H+
三.计算题:(本题共60分)
1. 向浓度为0.10mol·L-1的MnCl2溶液中慢慢滴加Na2S溶液,通过计算判断先生成MnS沉淀还是先生成Mn(OH)2沉淀?( (MnS) = 2.5×10-10, (Mn(OH)2)=1.9×10-13, H2S的解离常数为(H2S)=1.1×10-7;(H2S)=1.3×10-13。)
2. 将NO和O2注入一保持在673K的固定容器中,在反应发生前,它们的分压分别为P(NO)=101 kPa, P(O2)=286 kPa。当反应:2NO +O22NO2(g)达平衡时,P(NO2)=79.2 kPa。
(1) 计算该反应的,。
(2) 判断该反应达到平衡后降低温度,平衡如何移动,对NO的转化率有何影响。(已知在该温度下,100kPa下,NO的=210.76 J·mol-1·K-1, O2 的=205.14 J·mol-1·K-1,NO2的=240.06 J·mol-1·K-1。)
3.通过计算判断反应Cu2+ (aq) + Cu (s) +2Cl- / 2CuCl (s) 在298.15K、标准状态下能否自发进行,并计算反应的平衡常数K和标准自由能变化。已知E?(Cu2+/Cu)=0.34V, E?(Cu2+/Cu+)=0.16V,(CuCl)=2.0×10-6。
4. 10 mL 0.10 mol·L-1 CuSO4溶液与10 mL 6.0mol·L-1 的NH3·H2O混合并达到平衡,计算溶液中Cu2+, NH3·H2O以及[Cu(NH3)4]2+的浓度各是多少?若向此混合溶液中加入0.010 mol NaOH固体,问是否有Cu(OH)2沉淀生成? (已知:(Cu(OH)2)=2.2(10-20, ([Cu(NH3)4]2+)=2.09(1013)
第二组:
一、填空题(14分)
1. Ag+、Pb2+、Ba2+ 混合溶液中,各离子浓度均为0.10 mol·L(1,往溶液中滴加K2CrO4试剂,各离子开始沉淀的顺序为________________________。
(Ksp( (PbCrO4) = 1.77 ( 10(14,Ksp ( (BaCrO4) = 1.17 ( 10(10 ,Ksp( (Ag2CrO4) = 9.0 ( 10(12)
2.已知,E(Co3+/Co2+) = 1.84 V,E[Co(CN)63-/ Co(CN)64-] = -0.84 V ,则[Co(CN)6]3- 和[Co(CN)6]4-的稳定常数较大的是 。
3. 2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ (( 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O + 5Na+中,若用该反应设计组成原电池,原电池符号为 。
4.O2+的分子轨道表示式为 , 其价键结构式为 ,其成键数目及名称为 。
5. 配合物[Co(NH3)5(ONO)]SO4的中文名称 。
二、配平题(必须写出配平步骤,10分)
1.用离子-电子法配平
MnO4- + H2O2 Mn2+ + O2 (酸性介质中)
2. 用氧化数法配平
KClO4 + FeSO4 + H2SO4 / KCl + Fe2(SO4)3
三、填表 (16分)
1.
物质
晶体类型
晶格结点上粒子
粒子间作用力
SiC
2.
原子序数
价层电子构型
周期
族
区
82
6s26p2
3.
物质
SiCl4
H2S
中心原子杂化类型
分子的空间构型
4.Fe、Zn原子序数分别为26、30
配合物
中心离子杂化类型
几何构型
理论磁矩μ理/B.M.
键型
[Zn(NH3)4]2+
外轨
[Fe(C2O4)3]3-
5.92
四、计算题(60分)
1. 已知E? (Cu2+/ Cu) = 0.340V , 求:在100 ml含0.10 mol·L-1硫酸铜和0.10 mol·L-1 H+ 的溶液中,通入H2S至饱和,求此时溶液中的E(Cu2+/Cu) = ?
(已知H 2 S的/ = 1.1 × 10-7 , / = 1.3 × 10-1 3, H2S饱和溶液浓度为0.10 mol·L-1 , (CuS) = 6.3×10-36) 。
2. 碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命,其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应,即
当生成的W12(g)扩散到灯丝附近的高温区时,又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。已知298.15K时:
W(s)
WI2 (g)
I2 (g)
0
-8.37
62.438
33.5
251
260.69
(1)若灯管壁温度为623K,计算上式反应的/(623K)
(2)求WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。
3. 在pH = 1.0,1L含0.01 mol·L-1的硫酸锌溶液中通入氨气,通入多少摩尔氨气的时候全部的Zn2+生成Zn(OH)2沉淀,继续通入多少mol氨气可Zn(OH)2沉淀使全部生成[Zn(NH3)4]2+? (K/( Zn(OH)2 ) = 3.0 ( 10-17,/([Zn(NH3)4]2+) = 2.88 ( 109 , (NH3) = 1.76 ( 10-5)
4. 已知锰的元素电势图:
/ (1) 求EA(/MnO2)和EA(MnO2/Mn3+)值; (2) 指出图中哪些物质能发生歧化反应? (3) 指出金属Mn溶于稀HCl或H2SO4中的产物是Mn2+还是Mn3+,为什么?
第三组:
一、填空题(本题共20分)
1. 原子序数Z = 80的元素原子的电子排布式为(书写时使用原子实)_________________ ____,价层电子构型 ,位于______________周期_________族,属于_______________区。
2. E(ClO3-/Cl2) = 1.47V, E(Sn4+/Sn2+) = 0.15V, 则用该两电对组成的原电池。其正极反应为 ;负极反应为 。电池符号 。
3. 已知:AgCl、Ag2CrO4、Mg(OH)2的分别为1.77×10-10、1.12×10-12、5.61×10-12,则三者溶解度由大至小的顺序为(不考虑水解等副反应) 。
4. 一弱酸HA的的K/= 1.0×10-5,求298.15K,E(HA/H2) = V。
5. 某溶液含有0.01mol·L-1KBr, 0.01mol·L-1KCl和0.01 mol·L-1K2CrO4,把0.01 mol·L-1AgNO3溶液逐滴加入时,最先产生沉淀的是 , 最后产生沉淀的是 。( (AgBr) = 5.0( 10-13 , (AgCl) = 1.8( 10-10 , (Ag2CrO4) = 2.0( 10-12 )。
6. B2的分子轨道分布式为 ;价键结构式为 ;其键级为 。
7. 浓度为0.010 mol·L-1的氨水和0.010 mol·L-1氯化铵(= 1.7 ×10-5 )溶液,此溶液与水等体积混合后,pH = 。
8. 对于 N2 (g) + 3H2(g) 2 NH3(g),在298K时, Δr
??
m
?
=92.22 kJ·mol-1,Δr
??
m
?
=198.53 J·mol-1·K-1,则该反应的= , ________________ kJ·mol-1。标准状态下,NH3(g)自发分解的温度是______________K。
9. 已知 K/ (H2S)=1.1×10-7,K/ (H2S)=1.3×10-13,0.1mol·L-1Na2S溶液的pH值为 。
二、填表题(本题28分)
1.
名称
化学式
配体
配位原子
配位数
四(异硫氰酸根)·二氨合钴(Ⅲ)酸锌
[CoCl(SCN)(en)2]Cl
2.
物质
晶体类型
晶格结点上的粒子
粒子间作用力
SiC
草酸
铝
3. Mn、Fe的原子序数分别为25、26,
配合物
中心离子杂化类型
几何构型
理论磁矩μ理/(B)M.
配键类型
[MnBr4]2-
5.9
[Fe(CN)6]3-
内轨配键
4.
AsH3
CH3Br
CS2
中心原子杂化轨道
(注明等性或不等性)
分子几何构型
四面体
三、配平反应式(要求写出配平过程) (本题10分)
1.用氧化数法配平:KClO4+FeSO4+H2SO4/ KCl+Fe3(SO4)2
2.用离子-电子法配平(要求写出两个半反应式):
Cr2O72- + H2SCr3+ + S
四、计算题:(本题共42分)
1. 在pH=1的1L溶液中,内含有0.01mol·L-1Fe2+和0.01mol·L-1Mg2+,向该溶液中通入NH3 (g),(1)要使这两种离子实现完全分离, 试计算所通入NH3(g)最少多少mol?最多多少mol?(通入NH3气前后的溶液体积变化可忽略。)(2) 通入多少mol NH3可将Fe2+和Mg2+完全沉淀,最终溶液pH值为多少?(K (NH3·H2O) = 1.8(10-5, (Fe(OH)2) = 4.9(10-17, (Mg(OH)2) = 5.6(10-12)
2. 已知298.15K时,E([Ag(NH3)2]+/Ag) = 0.372V ,E(AgCl/Ag) = 0.207V,
E (Ag+/Ag) = 0.799V 。
求/([Ag(NH3)2]+) = ? ;
(AgCl) = ? ;
(3) 将0.1mol·L-1 AgNO3 与0.1 mol·L-1 KCl 溶液以等体积混合, 加入浓氨水(浓氨水加入体积变化忽略)使AgCl 沉淀恰好溶解。问混合溶液中游离的氨浓度是多少?
3. 根据下列热力学数据,计算分解的最低温度。
△fH// () -1130.68 -414.2 -393.51
S// () 134.98 75.04 213.74
第四组:
一、填空题(本题共10分)
47号元素的原子价层电子排布式为__ ___。该元素属于_ __区元素。
若将氧化还原反应Co3++ [Co(NH3)6]2+ Co2++设计成原电池,其正极反应为 ; 负极反应为 ,原电池符号为 。
3.反应A (g) / B (g) + 2 C (g) 在1L的容器中进行,温度T时,反应前体系压力20.26 kPa,反应完毕,体系总压力为40.52 kPa,A的转化率为_ _____。
4. 在0.30mol·L-1HCl与饱和H2S的混合溶液中,c(S2-) = ________mol·L-1。(已知饱和H2S的混合溶液中c(H2S) = 0.10mol·L-1,H2S的解离常数为(H2S) = 1.1×10-7;(H2S) = 1.3×10-13)
5. 某元素的原子最外层只有1个电子, 其+3价离子的最高能级有3个电子,它们的 n = 3、l = 2。该元素的符号是 。
6. 已知:AgCl、Ag2CrO4、Ca(OH)2的分别为1.76×10-10、1.13×10-12、5.61×10-12, 则三者溶解度由小至大的顺序为(不考虑水解等副反应) 。
7. 电对Ag+/ Ag、BrO3? /Br?、O2 /H2O、Fe(OH)3 /Fe(OH)2 的E 值随溶液pH 值减小而增大的是 。
二、填表题(本题26分)
1.
名称
化学式
配位原子
配位数
四氯·二氨合铂(Ⅳ)
K[Co(NCS)4(NH3)2]
2. Fe、Ni 原子序数26、28
配合物
中心离子杂化类型
几何构型
理论磁矩μ理/B.M.
键型
[Ni(CN)4]2-
0
内轨
[Fe(H2O)6]3+
5.98
3.
物质
晶体类型
晶格结点上的粒子
粒子间作用力
硼酸
铜
4.
物质
H2S
H3O+
BF3
中心原子杂化类型
分子(离子)的空间构型
是否为极性分子
三、配平反应式(要求写出配平过程) (本题10分)
1.用氧化数法配平:
Cu2S + HNO3→ Cu(NO3)2 +H2SO4 +NO
2.用离子-电子法配平(要求写出两个半反应式):
MnO4 2- +H2O → MnO4 -+ MnO2+ OH-
四、计算题:(本题共54分,1题14分,2题15分,3题25分)
1.水的离子积是水的解离反应:H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)的标准平衡常数。试根据下表给出的298K下的热力学数据,分别计算298K和318K时的。
H2O(l)
H+(aq)
OH-(aq)
/(kJ·mol-1)
-286
0
-230
/(J·mol-1·K-1)
70
0
-11
/(kJ·mol-1)
-237
0
-157
2. 在0.8L溶液中,Ba2+的浓度为2.5×10-3 mol·L-1和Pb2+的浓度均为5.0×10-3 mol·L-1,将浓度为2.6×10-2 mol·L-1的H2C2O4溶液0.20L加到该溶液中充分混合。
已知草酸的=5.36×10-2,=5.35×10-5;BaC2O4的=1.6×10-7;PbC2O4的=4.8×10-10。
1) 通过计算判断是否会生成沉淀,哪种离子先沉淀?
2) 通过计算判断两种溶液充分混合后,Ba2+和Pb2+能否分离。
3) 两种溶液充分混合后,溶液的pH是多少。
3. 求下列情况下在298.15K时有关电对的电极电势: (1) 金属铜放在0.50mol·L-1的Cu2+溶液中,E(Cu2+/Cu)=?
(2) 在上述(1)的溶液中加入固体Na2S,使溶液中的c(S2-)=1.0mol·L-1,求: E(Cu2+/Cu)=? (3) 100kPa氢气通入0.10mol·L-1HCl溶液中,E(H+/H2)=?
(4) 在1.0L上述(3)的溶液中加入0.10mol固体NaOH, E(H+/H2)=? (5) 在1.0L上述(3)的溶液中加入0.10mol固体NaOAc,E(H+/H2)=?
( (4)、(5)忽略加入固体时引起的溶液体积变化。)
第五组:
一、填空题(本题共38分)
1. 原子序数Z = 42的元素原子的电子排布式为______________________,价电子构型为___________,位于______________周期_________族,属于_______________区。
2. NaBr、MgF2、CaCl2、MgO四种晶体,熔点由低到高顺序依次为 。
3. 具有ns2np1~6电子构型的是 区元素,具有(n-1)d7ns2电子构型的是 族元素。
4. 某元素的原子最外层只有1个电子; 其+3价离子的最高能级有3个电子,它们的n = 3、l = 2。该元素的符号是______,在周期表中位于第______周期,第______族,属______区元素。
5. B2的分子轨道式为 ___________________________________________________,成键名称及数目_____________________________,价键结构式为____________________________。
6. 利用分子轨道理论确定、的未成对电子数目分别为 、 。
7. N2 + 3H2 2NH3 ?rH/ = -46 kJ·mol-1,反应达平衡后,改变下列条件,N2生成NH3的转化率将会发生什么变化?
(1) 压缩混合气体:____________________ ;
(2) 升温:_________________ ;
(3) 引入H2:_______________ ;
(4) 恒压下引入稀有气体:______________ ;
(5) 恒容下引入稀有气体:____________________ 。
8. 任何地方都可以划着的火柴头中含有三硫化四磷。当P4S3在过量的氧气中燃烧时生成P4O10(s)和SO2(g);在25℃、标准态下,1.0mol P4S3燃烧放出3677.0kJ的热。则其热化学方程式为:_________________________________________。
若?fH/(P4O10,s) =-2940.0kJ·mol-1;?fH/(SO2,g)=-296.8kJ·mol-1,
则?fH/(P4S3, s)=_________________kJ·mol-1。
9. 由Ag2C2O4转化为AgBr反应的平衡常数K?与(Ag2C2O4)和(AgBr)的关系式为___________。
10. 已知E(MnO4-/MnO2) ( E(BrO3-/ Br-), 四种电对物质中________的氧化能力最强,________的还原能力最强。
11. 随着溶液的pH增加,下列电对 Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4-/MnO42-的E值将分别_______、_______、_______。
12. 在298K,100kPa条件下,在酸性溶液中,E(H+/H2) =_____________V;在碱性溶液中,E(H2O/H2)=_________________V。
13. 已知E(Pb2+/Pb)=-0.1266V,(PbCl2) = 1.7(10-5,则E(PbCl2/Pb) = _______________
14. E(ClO3-/Cl2) = 1.47V, E(Sn4+/Sn2+) = 0.15V, 则用该两电对组成的原电池的正极反应为 ;负极反应为 ;原电池符号为 。
15. 用价键理论解释,SF6能稳定存在;而OF6不能稳定存在是因为 。
16. 等体积的0.1 mol·L-1氨水和0.1 mol·L-1盐酸相混合,溶液的pH为 ; 200mL 0.1 mol·L-1氨水和100mL 0.1 mol·L-1盐酸混合,溶液的pH为 。[已知 K(NH3 H2O)=1.8(10-5]
二、填表题(本题28分)
1.
名称
化学式
配体
配位原子
配位数
[PtCl4(NH3)2 ]
四(异硫氰酸根)·二氨合钴(Ⅲ)酸钾
2. Fe、Co、Ni 原子序数26、27、28
配合物
中心离子杂化类型
几何构型
理论磁矩μ理/B.M.
键型
[Ni(CN)4]2-
0
[Fe(H2O)6]3+
5.98
[Co(CN)6]3-
//////////////////
内轨
3.
物质
BeCl2
NH4+
PH3
中心原子杂化类型
分子(离子)的空间构型
4.
物质
晶体类型
晶格结点上粒子
粒子间作用力
SiC
冰
三、配平反应式(要求写出配平过程) (本题10分)
1. 用氧化数法配平:
Cu + HNO3(稀) ─→ Cu(NO3)2 + NO
2. 用离子-电子法配平:
I- + H2O2 + H+ ─→ I2 + H2O
四、计算题:(本题共24分)
1. 已知气相反应N2O4(g)/2NO2(g),在45(C时向1.00 L真空容器中引入6.00(10-3mol N2O4,当达平衡后,压力为25.9 kPa。
(1) 计算45(C时N2O4的解离度( 和平衡常数K(;
(2) 已知该反应= 72.8 kJ·mol(1,求该反应的;
(3) 计算100(C时的K(和。
2. 某工厂废液中含有Pb2+和Cr3+, 经测定c(Pb2+) = 3.0(10-2mol·L-1, c(Cr3+) = 2.0(10-2 mol·L-1, 若向其中逐渐加入NaOH(忽略体积变化)将其分离,试计算说明:
(1) 哪种离子先被沉淀?
(2) 若分离这两种离子,溶液的pH值应控制在什么范围?
(已知:K/(Pb(OH)2)=1.4(10-15, K/(Cr(OH)3)=6.3(10-31)
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