同济大学环境科学与工程学院 普通化学2006—2007年期末考试试题
一、 是非题(对的在题前括号内填“+”,错的填“-”。每小题1分,共10分)
( )1.273K ,101.325kPa 凝结为冰,其过程的△S
( )2.一个反应如果是放热反应,当温度升高时,表示补充了能量,因而有助于提高该反应进行的
程度。
( )3.在原子晶体中,分子内是共价键,分子间也是共价键。 ( )4.从物质结构知识可以判断,FeCl 3的熔点高于FeCl 2 。
( )5.3个P 轨道的能量、形状和大小都相同,不同的是在空间的取向。 ( )6.同一元素的离子半径小于其原子半径。
( )7.将适量的Na 2CO 3和NaHCO 3溶液相混合后形成的溶液具有缓冲作用。 ( )8.已知 Fe +e=Fe ,φ =0.77V。则对电极反应:3Fe +3e=3Fe,其 φӨ =3×0.77V =2.31V.
( )9.根据质量守恒定律, 反应物浓度增大, 则反应速率加快,所以反应速率常数增大。
( )10.现在H 2CO 3、H 2SO 4、NaOH 、、NH 4AC 四种溶液,浓度均为0.1mo l ·dm -3,同温度下在这四
种溶液中,C (H )与C (OH )之乘积均相等。
二、 单项选择题(每小题2分,共20分)
1.石墨属于„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. 原子型晶体 B. 分子型晶体 C. 离子型晶体 D. 过渡型晶体 2.下列下列说法中,不正确的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. 焓只有在某种特定条件下,才与系统反应热相等; B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量; C. 焓是状态函数;
D. 焓是系统能与环境进行热交换的能量。
3.下列下列说法中正确的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. 固体I 2分子间作用力大于液体Br 2分子作用力
B. 分子间氢键和分子内氢键都可以使物质熔点、沸点升高; C.HCl 是直线型的,故Cl 原子采用SP 杂化轨道,与H 原子成键; D. BCl3分子的极性小于 BeCl 2分子的极性 4. 已知某弱酸HA 的
另一弱酸HB 的
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+
-
3+
-2+
Ө3+
-2+
,则反应HB+NaAHA+ NaB的标
准平衡常数为„„„„„„„„„„„„„„„„( )
A .1×10 B .1×10 C .1×10 D .1×10
5.某一原子具有下列量子数的4个电子:①Ψ3,2,1,1/2 ,②Ψ3,1,-1,1/2 ,③Ψ2,1,-1,-1/2,④Ψ2,0,0,1/2,其能量按由大到小的顺序排列为„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. ④③②① B.①②③④ C. ③②①④ D .②①④③
6.相同质量摩尔浓度的下列物质的水溶液,凝固点最低的是„„„„„„„„„ ( ) A .葡萄糖 B .HA C C .NaCl D .CaCl 2
7.下列元素中电负性最大的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( )
A .Na B .Ca C .S D .Cl
8.H 2分子之间的作用力有 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( )
A .氢键 B .取向力 C .诱导力 D .色散力
9.已知Na(s)+1/2Cl2(g)= NaCl(s)的△r G m =-411.2kJ ·mol -1则该反应„„„„„( )
A .在任何温度下都可以自发进行 B .在任何温度下都不能自发进行
C .在高温下能自发进行, 在低温下不能自发进行 D .在高温下不能自发进行, 在低温下能自发进行
10.某电池的电池符号为(—)Pt 丨A 3+,A 2+ B 4+ ,B 3+丨Pt (+) „„„„„( ) A .A 3+ ,B 4+ B .A 3+,B 3+ C .A 2+, B 4+ D .A 2+, B 3+ 三、 填空题(每空1分,共30分)
1已知反应H 2O(l)=2H2(g)+O2(g)的△r H m (298K)=571.6(kJ·mol ) ,则△f H m (H2O ,l ,298K) 为 (kJ·mol )
-1
Ө
-1
Ө
-10
-5
-15
5
2.在浓度均为0.10mol ·d m 的[Cu(CN)2] 、[Ag(CN)2]、[Au(CN)2]三种溶液中c (CN )最小的溶液
是 。{已知:K θ(稳,[Cu(CN)2]-)=1.0×1024, Kθ(稳,[Ag(CN)2]-)=1.26×1021 ), K
θ
-3---
-
(稳,[Au(CN)2]-)=2.0×1038)}。
3. ns 和np 轨道杂化时,其杂化轨道的类型有 、 和 三种。
4.某一化学反应的反应速率方程为v=KCA C B ,若将反应物A 的浓度增加到原来的4倍,则反应速率是原
来的 倍,若将反应的总体积增加至原来的4倍,则反应速率为原来的 倍。
5.价键理论认为形成配位化合物时,中心离子(或原子)要有 可接受由配位体的配位原子提供
的 ,而形成 键。
6.某浓度为1mol ·d m -3的二元弱酸H 2A 的K a1=1.3×10-7,K a2=7.1×10-15,则该弱酸在达到平衡时,
C(H+)= ,c (A 2-)= .
7.某温度时,若在0.1d m -3浓度为0.10mol ·d m -3的HAc 溶液中加入少量固体NaAc ,则HAc 的解离常
数 ,而解离度 。(填增大、减小或不变)
8.若φӨ (Ag+/Ag )>φӨ (Fe3+/Fe2+)>φӨ (Cu2+/Cu )> φӨ (Pb2+/ Pb),则上述物质中最强的氧化剂是,最
强的还原剂是 。
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1/2
2
9. H 2O 2中氧的氧化数为 ,所以既具有 性,又具有 性。 10.配合物(NH4) 2 [FeF5 (H2O)]的系统命名为。
11. 钾和氧气可生成氧化物、过氧化物和超氧化物,它们的化学式依次为 、 . 和 。
12.价电子构型为的元素位于第 周期 区 族。 13.在描述下列4个电子的量子数组合填入尚缺的量子数。
电子 四、 简答题:(每小题3分,共6分) 比较下列各组化合物的酸性, 并指出你所依据的规律
1、HClO 4、H 2SO 4、H 3PO 4 2、H 2CrO 4、H 3CrO 34、Cr(OH)2
五、 完成并配平下列反应方程式(每小题2分,共10分) 1. Au + HNO 3 + HCl = 2. Si + NaOH + H 2O = 3. BiCl 3 + H 2O =
4. Cr 2O 7+ NO 2 + H = 5. MnO 4- + + SO 32-+ H 2O = 六、 计算题(每小题8分,共24分)
1. 1. 已知反应 C 2H 6(g )=C2H 4(g )+H2(g ),及298.15K 时的△f G m Ө:C 2H 6(g )为 -23.47k J ·mol -1 ;C 2H 4(g )68.11k J ·mol -1 ;H 2(g )0 。 ⑴试计算反应在298.15K 时的标准平衡常数K θ;
⑵当p ( C2H 6)=80kPa,p ( C2H 4)=30kPa,p ( H2)=3kPa,温度为298.15K 时,通过计算说明上述反应自发进行
的方向?
2、试求碘化铅(K s =8.49×10-9)在0.10mol ·d m -3的Pb(NO3) 2和0.010mol ·d m -3的NaI 中的溶解度。 3. 已知 J 电极反应的H 3AsO 3 + H2O - 2e- = H 3AsO 4 + 2H+ ,φӨ = 0.599V , I 3- + 2e- = 3I - φӨ =0.533V 。 ⑴计算下列电池反应的平衡常数H 3AsO 3 + I3 + H2O = H3AsO 4 +3I + 2H ⑵若溶液的pH=7,则反应方向如何?
⑶若溶液中的c (H +)= 6 mol·dm -3 ,反应方向如何?
(⑵和⑶中除H +及OH -外,其它物质均处于标准条件下)。
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--+
2-
-+
n l m m s
答案
一、
二、
三、
1.-285.8 2.[Au(CN)2]- 3.SP 、SP 2、SP 3 4.2 ;1/32 5.空价轨道;孤对电子;σ-配位键 6.;7.不变;减小 8.Ag Pb 9.-1 ; 氧化 ; 还原 10.五氟·一水合铁酸铵 11.K 2O ;K 2O 2 ;KO 2 12.4 ;d ; VB 13.(a) ≥3的正整数;(b)1 (C)+1/2或-1/2 (d)0
四、1.酸性强弱: HClO4>H2SO 4>H3PO 4 依据同周期各族元素最高价氧化物的水合物, 从左到右酸性增强。 2、H 2CrO 4>H3CrO 3>Cr(OH)2 依据同一元素的不同价态氧化物的水合物, 一般高价态的酸性比低价态的强. 五、
1. Au + HNO 3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO↑ + 2 H2O 2. Si + 2NaOH + H 2O = Na2 SiO3 + 2 H2↑ 3. BiCl 3 + H 2O =BiOCl↓ + 2 HCl
4. Cr 2O 72- + 3NO 2- + 8H + = 2Cr3+ + 3NO3- + 4H 2O 5. MnO 4 + SO 3+ H 2O =MnO2↓ + 3SO4 + 2OH 六、
1.解: ⑴ C 2H 6(g ) = C 2H 4(g ) + H 2(g ) △f G m Ө (kJ ·mol -1) -23.47 68.11 0 △r G m 68.11— (-23.47) = 91.58 (kJ ·mol ) △r G m Ө = —RTlnK Ө ∴
则 K Ө = 8.7×10-17
⑵当p ( C2H 6)=80kPa,p ( C2H 4)=30kPa,p ( H2)=3kPa,温度为298.15K 时,通过计算说明上述反应自发进行
的方向?
依据△r G m (298.15K)= △r G m (298.15K)+ RTlnQ
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Ө
Ө
-1
+
-2-2--
= —RTlnK Ө + RTlnQ ∴反应正向不能自发进行
2、解: ⑴ 设PbI 2在0.10mol ·d m -3的Pb(NO3) 2溶液中溶解度为S 1 mol·d m -3
PbI 2 Pb + 2I
平衡时(mol·d m -3) S 1 +0.1 2S 1 ∴K s =c(Pb) ·{c (I)} = (S1 +0.1)·(2S1) = 8.49×10 ∵S 1
则 0.1× (2S1) 2=8.49×10-9 S 1 =1.46×10 (mol ·d m )
⑵设PbI 2在0.010mol ·d m 的NaI 溶液中溶解度为S 2 mol·d m
PbI 2 Pb 2+ + 2I -
平衡时(mol·d m -3) S 2 2S 2 +0.1 ∴K s =c(Pb) ·{c (I)} = S2·(2S2+0.1) = 8.49×10 ∵2S 2
3. 解: ⑴ 依据 H 3AsO 3 + I3- + H2O = H3AsO 4 +3I -+ 2H+ 电对H 3AsO 4/ H3AsO 3 作负极,I 3- / I – 作正极
E Ө =(I 3- / I –)—φӨ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)=0.533V—0.599V=0.024V
K Ө =0.154
⑵当pH=7 c(H+)=10-7 mol·dm -3 有
φ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)=φӨ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)+
所以 反应将向 H 3AsO 3 + I3 + H2O = H3AsO 4 +3I + 2H ⑶当c (H +)= 6 mol·dm -3 时
φ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)
所以反应按上述反应逆向进行。
--+
-5
-3-3
-3
-4
-3
2+ -
2+ -22
-9
2+ -22
-9
正方向进行
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同济大学环境科学与工程学院 普通化学2006—2007年期末考试试题
一、 是非题(对的在题前括号内填“+”,错的填“-”。每小题1分,共10分)
( )1.273K ,101.325kPa 凝结为冰,其过程的△S
( )2.一个反应如果是放热反应,当温度升高时,表示补充了能量,因而有助于提高该反应进行的
程度。
( )3.在原子晶体中,分子内是共价键,分子间也是共价键。 ( )4.从物质结构知识可以判断,FeCl 3的熔点高于FeCl 2 。
( )5.3个P 轨道的能量、形状和大小都相同,不同的是在空间的取向。 ( )6.同一元素的离子半径小于其原子半径。
( )7.将适量的Na 2CO 3和NaHCO 3溶液相混合后形成的溶液具有缓冲作用。 ( )8.已知 Fe +e=Fe ,φ =0.77V。则对电极反应:3Fe +3e=3Fe,其 φӨ =3×0.77V =2.31V.
( )9.根据质量守恒定律, 反应物浓度增大, 则反应速率加快,所以反应速率常数增大。
( )10.现在H 2CO 3、H 2SO 4、NaOH 、、NH 4AC 四种溶液,浓度均为0.1mo l ·dm -3,同温度下在这四
种溶液中,C (H )与C (OH )之乘积均相等。
二、 单项选择题(每小题2分,共20分)
1.石墨属于„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. 原子型晶体 B. 分子型晶体 C. 离子型晶体 D. 过渡型晶体 2.下列下列说法中,不正确的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. 焓只有在某种特定条件下,才与系统反应热相等; B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量; C. 焓是状态函数;
D. 焓是系统能与环境进行热交换的能量。
3.下列下列说法中正确的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. 固体I 2分子间作用力大于液体Br 2分子作用力
B. 分子间氢键和分子内氢键都可以使物质熔点、沸点升高; C.HCl 是直线型的,故Cl 原子采用SP 杂化轨道,与H 原子成键; D. BCl3分子的极性小于 BeCl 2分子的极性 4. 已知某弱酸HA 的
另一弱酸HB 的
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Ө3+
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,则反应HB+NaAHA+ NaB的标
准平衡常数为„„„„„„„„„„„„„„„„( )
A .1×10 B .1×10 C .1×10 D .1×10
5.某一原子具有下列量子数的4个电子:①Ψ3,2,1,1/2 ,②Ψ3,1,-1,1/2 ,③Ψ2,1,-1,-1/2,④Ψ2,0,0,1/2,其能量按由大到小的顺序排列为„„„„„„„„„„„„„„„„( ) A. ④③②① B.①②③④ C. ③②①④ D .②①④③
6.相同质量摩尔浓度的下列物质的水溶液,凝固点最低的是„„„„„„„„„ ( ) A .葡萄糖 B .HA C C .NaCl D .CaCl 2
7.下列元素中电负性最大的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( )
A .Na B .Ca C .S D .Cl
8.H 2分子之间的作用力有 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( )
A .氢键 B .取向力 C .诱导力 D .色散力
9.已知Na(s)+1/2Cl2(g)= NaCl(s)的△r G m =-411.2kJ ·mol -1则该反应„„„„„( )
A .在任何温度下都可以自发进行 B .在任何温度下都不能自发进行
C .在高温下能自发进行, 在低温下不能自发进行 D .在高温下不能自发进行, 在低温下能自发进行
10.某电池的电池符号为(—)Pt 丨A 3+,A 2+ B 4+ ,B 3+丨Pt (+) „„„„„( ) A .A 3+ ,B 4+ B .A 3+,B 3+ C .A 2+, B 4+ D .A 2+, B 3+ 三、 填空题(每空1分,共30分)
1已知反应H 2O(l)=2H2(g)+O2(g)的△r H m (298K)=571.6(kJ·mol ) ,则△f H m (H2O ,l ,298K) 为 (kJ·mol )
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2.在浓度均为0.10mol ·d m 的[Cu(CN)2] 、[Ag(CN)2]、[Au(CN)2]三种溶液中c (CN )最小的溶液
是 。{已知:K θ(稳,[Cu(CN)2]-)=1.0×1024, Kθ(稳,[Ag(CN)2]-)=1.26×1021 ), K
θ
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(稳,[Au(CN)2]-)=2.0×1038)}。
3. ns 和np 轨道杂化时,其杂化轨道的类型有 、 和 三种。
4.某一化学反应的反应速率方程为v=KCA C B ,若将反应物A 的浓度增加到原来的4倍,则反应速率是原
来的 倍,若将反应的总体积增加至原来的4倍,则反应速率为原来的 倍。
5.价键理论认为形成配位化合物时,中心离子(或原子)要有 可接受由配位体的配位原子提供
的 ,而形成 键。
6.某浓度为1mol ·d m -3的二元弱酸H 2A 的K a1=1.3×10-7,K a2=7.1×10-15,则该弱酸在达到平衡时,
C(H+)= ,c (A 2-)= .
7.某温度时,若在0.1d m -3浓度为0.10mol ·d m -3的HAc 溶液中加入少量固体NaAc ,则HAc 的解离常
数 ,而解离度 。(填增大、减小或不变)
8.若φӨ (Ag+/Ag )>φӨ (Fe3+/Fe2+)>φӨ (Cu2+/Cu )> φӨ (Pb2+/ Pb),则上述物质中最强的氧化剂是,最
强的还原剂是 。
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9. H 2O 2中氧的氧化数为 ,所以既具有 性,又具有 性。 10.配合物(NH4) 2 [FeF5 (H2O)]的系统命名为。
11. 钾和氧气可生成氧化物、过氧化物和超氧化物,它们的化学式依次为 、 . 和 。
12.价电子构型为的元素位于第 周期 区 族。 13.在描述下列4个电子的量子数组合填入尚缺的量子数。
电子 四、 简答题:(每小题3分,共6分) 比较下列各组化合物的酸性, 并指出你所依据的规律
1、HClO 4、H 2SO 4、H 3PO 4 2、H 2CrO 4、H 3CrO 34、Cr(OH)2
五、 完成并配平下列反应方程式(每小题2分,共10分) 1. Au + HNO 3 + HCl = 2. Si + NaOH + H 2O = 3. BiCl 3 + H 2O =
4. Cr 2O 7+ NO 2 + H = 5. MnO 4- + + SO 32-+ H 2O = 六、 计算题(每小题8分,共24分)
1. 1. 已知反应 C 2H 6(g )=C2H 4(g )+H2(g ),及298.15K 时的△f G m Ө:C 2H 6(g )为 -23.47k J ·mol -1 ;C 2H 4(g )68.11k J ·mol -1 ;H 2(g )0 。 ⑴试计算反应在298.15K 时的标准平衡常数K θ;
⑵当p ( C2H 6)=80kPa,p ( C2H 4)=30kPa,p ( H2)=3kPa,温度为298.15K 时,通过计算说明上述反应自发进行
的方向?
2、试求碘化铅(K s =8.49×10-9)在0.10mol ·d m -3的Pb(NO3) 2和0.010mol ·d m -3的NaI 中的溶解度。 3. 已知 J 电极反应的H 3AsO 3 + H2O - 2e- = H 3AsO 4 + 2H+ ,φӨ = 0.599V , I 3- + 2e- = 3I - φӨ =0.533V 。 ⑴计算下列电池反应的平衡常数H 3AsO 3 + I3 + H2O = H3AsO 4 +3I + 2H ⑵若溶液的pH=7,则反应方向如何?
⑶若溶液中的c (H +)= 6 mol·dm -3 ,反应方向如何?
(⑵和⑶中除H +及OH -外,其它物质均处于标准条件下)。
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答案
一、
二、
三、
1.-285.8 2.[Au(CN)2]- 3.SP 、SP 2、SP 3 4.2 ;1/32 5.空价轨道;孤对电子;σ-配位键 6.;7.不变;减小 8.Ag Pb 9.-1 ; 氧化 ; 还原 10.五氟·一水合铁酸铵 11.K 2O ;K 2O 2 ;KO 2 12.4 ;d ; VB 13.(a) ≥3的正整数;(b)1 (C)+1/2或-1/2 (d)0
四、1.酸性强弱: HClO4>H2SO 4>H3PO 4 依据同周期各族元素最高价氧化物的水合物, 从左到右酸性增强。 2、H 2CrO 4>H3CrO 3>Cr(OH)2 依据同一元素的不同价态氧化物的水合物, 一般高价态的酸性比低价态的强. 五、
1. Au + HNO 3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO↑ + 2 H2O 2. Si + 2NaOH + H 2O = Na2 SiO3 + 2 H2↑ 3. BiCl 3 + H 2O =BiOCl↓ + 2 HCl
4. Cr 2O 72- + 3NO 2- + 8H + = 2Cr3+ + 3NO3- + 4H 2O 5. MnO 4 + SO 3+ H 2O =MnO2↓ + 3SO4 + 2OH 六、
1.解: ⑴ C 2H 6(g ) = C 2H 4(g ) + H 2(g ) △f G m Ө (kJ ·mol -1) -23.47 68.11 0 △r G m 68.11— (-23.47) = 91.58 (kJ ·mol ) △r G m Ө = —RTlnK Ө ∴
则 K Ө = 8.7×10-17
⑵当p ( C2H 6)=80kPa,p ( C2H 4)=30kPa,p ( H2)=3kPa,温度为298.15K 时,通过计算说明上述反应自发进行
的方向?
依据△r G m (298.15K)= △r G m (298.15K)+ RTlnQ
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Ө
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= —RTlnK Ө + RTlnQ ∴反应正向不能自发进行
2、解: ⑴ 设PbI 2在0.10mol ·d m -3的Pb(NO3) 2溶液中溶解度为S 1 mol·d m -3
PbI 2 Pb + 2I
平衡时(mol·d m -3) S 1 +0.1 2S 1 ∴K s =c(Pb) ·{c (I)} = (S1 +0.1)·(2S1) = 8.49×10 ∵S 1
则 0.1× (2S1) 2=8.49×10-9 S 1 =1.46×10 (mol ·d m )
⑵设PbI 2在0.010mol ·d m 的NaI 溶液中溶解度为S 2 mol·d m
PbI 2 Pb 2+ + 2I -
平衡时(mol·d m -3) S 2 2S 2 +0.1 ∴K s =c(Pb) ·{c (I)} = S2·(2S2+0.1) = 8.49×10 ∵2S 2
3. 解: ⑴ 依据 H 3AsO 3 + I3- + H2O = H3AsO 4 +3I -+ 2H+ 电对H 3AsO 4/ H3AsO 3 作负极,I 3- / I – 作正极
E Ө =(I 3- / I –)—φӨ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)=0.533V—0.599V=0.024V
K Ө =0.154
⑵当pH=7 c(H+)=10-7 mol·dm -3 有
φ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)=φӨ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)+
所以 反应将向 H 3AsO 3 + I3 + H2O = H3AsO 4 +3I + 2H ⑶当c (H +)= 6 mol·dm -3 时
φ(H 3AsO 4/ H3AsO 3)
所以反应按上述反应逆向进行。
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2+ -22
-9
2+ -22
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正方向进行
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