大学化学试题(二)
考生姓名: 得分: 【提示】请将全部答案写在答题纸上 一. 选择题(15×2=30分)
1. 德布罗依(Louis de Brogelie)关于粒子波动性假设,得到以下哪种证据的支持………答 ( ) A. 电子衍射实验 B. 光电效应 C. α粒子散射实验 D. 等离子体放电 2. 地质队在高原野外做饭,常做成“夹生饭”,可用以下原理合理解释的是…… ……… 答 ( ) A. T bp 上升原理 B. T fp 下降原理 C. 渗透压原理 D. 蒸气压下降原理
3. 关于锌锰干电池,正确的说法是…………………………………………… …………… 答 ( ) A. 属二次电池 B. 正极材料是Zn C. 负极材料是碳棒 D. 电池电动势为1.5V 4. 原子核外电子运动用可波函数ψ表示,下列表述正确的是…………………………… 答 ( ) A. ψ 1,1,0 B. ψ n,l,m C. ψ 2,1,2 D . ψ n,l,ms
5. AgCl在浓度为0.01mol ⋅dm -3的下列溶液中,溶解度最小的是 ………... …………………答 ( ) A. NH3 B. NaCl C. NaNO 3 D. Na2S 2O 3
6. 已知某元素+2价离子电子分布式为1s 22s 22p 63s 23p 6,该元素在周期表中的分区为……答 ( ) A. s区 B. p区 C. d区 D. f区
7. 下列情况属于封闭体系的是 ….... …………………….... ……………….... ……………… 答 ( ) A. 试管中的反应 B. 水浴加热反应 C. 密闭容器中的反应 D. 绝热保温瓶中的反应 8. 化学反应平衡常数K
的影响因素有 .. ……………. …. ….. …………. ………………… …答 ( )
A. 物质的分压(气体) B. 反应温度 C. 物质的浓度 D. 催化剂 9. 浓度均为0.01mol·kg -1的蔗糖、HAc 、NaCl 、Na 2SO 4水溶液,其蒸气压最大的是… …答 ( ) A. 蔗糖 B. HAc C. NaCl D. Na2SO 4
10. 对某一化学反应,下列哪种情况下该反应的反应速率更快?…………………………. 答 ( ) A. △r G 越小 B. △r H 越小 C. △r S 越小 D. E a 越小
11. 封闭系统中的等温等压条件下的反应或过程,其Δr G m =10 kJ⋅mol -1,则该反应… 答 ( )
A. 一定自发 B. 一定不自发 C. 能否自发需作具体分析 D. 达平衡 12. 已知反应NO(g)+CO(g)=
12
N 2(g)+ CO2(g) 的Δr H m =-373.2 kJ⋅mol -1,欲使NO 和CO 的转化率大,可采取的措施是 ……………………………………………………… … …… 答 ( ) A. 低温低压 B. 高温高压 C. 低温高压 D. 高温低压
13. 某反应在某条件下的转化率为38%,当有催化剂时,反应条件与前相同,则反应的转化率为:A. 大于38% B. 小于38% C. 等于38% D. 无法判断 … 答 ( ) 14. 下列化合物中既存在离子键又存在共价键的是 ……………………………………… …答 ( ) A. Ba(OH)2
B. H2S C. Na2S D. Na2SO 4
15. 关于对氢原子光谱在可见光区(即Balmer 系)的描述正确的是 ………… …… …… 答 ( ) A . 有6条谱线 B. 有5条谱线 C. 属于(n) 2-1跃迁 D. 属于(n) 3-1跃迁
二. 填空题(22分,每空0.5分)
1. 在铜银原电池中,电极是正极,盐桥中电解质正
1
离子向 电极的方向迁移。
2. n=3,l =1的原子轨道称为条, 容纳 电子。
3. 原子核外电子排布要遵从核外电子排布三原则,具体包括原理、 原理 以及 规则。
4. 由稳定态单质生成单位物质的量的纯物质时,反应的焓变称为该物质的,符号为 5. 已知大气污染物NO 的氧化反应:2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) 为基元反应,则其速率方程式为 v
6. 根据反应 Zn+Fe2+(aq) =Fe+Zn2+(aq) 可组成一原电池,其电池图式为 7. 冬季建筑施工,常在水泥中加入无机盐,目的是 8. 根据Bronsted 酸碱质子理论,(NH 4)2SO 4属于 ,其共轭碱是 ,NaAc 属于 , 其共轭酸是 ,Na 2CO 3是 ,共轭酸是 。 9. 以下有关(水合)离子或化合物的颜色分别是:
PbCrO 4Cu(OH)2MnO 4-。 10.
三. 简要回答下列问题(12分)
1. (6分)将下列各物质按标准熵值由大到小的顺序排列,并简述原因。
A . Cl2(g) B . Br2(l) C . KCl(s) D . K(s) E . Na(s)
2. (6分)以NaCl 晶体的形成为例,说明什么是离子化合物,离子键及其特点。
四. 计算题(36分)
(相关数据:298.15K 时,K s (PbCO3)=1.8×10-8;F=96485C·mol -1;NH 3.H 2O 溶液的K b =1.8×10-5) 1. (12分) 已知在298.15K 和标准压力下,ϕ(Cu2+/Cu)=0.3419V、ϕ(Fe2+/ Fe)=-0.4470V 。若把
Cu 2+/Cu电极和Fe 2+/ Fe电极组成原电池,则:
(1)写出电极反应,电池反应和电池图式; (2)计算原电池标准电动势E ;
(3)计算反应的标准摩尔吉布斯函数变∆r G m ; (4)计算298.15K 时电池反应的平衡常数K 。
2. (6分) 把20.00cm 3 0.20mol.cm-3 HCl 溶液和20.00 cm3 0.20mol. cm-3 NH 3.H 2O 溶液混合,求该混 合溶液的pH 值。
3. (6分) 试计算PbCO 3在0.010 mol.dm-3 Pb(NO 3)2溶液中的溶解度。
4. (12)工业上合成氨的反应为:N 2(g) +3H2(g) == 2NH3(g) ,试利用下表有关热力学数据通过计算说明:
(1) 298K 时反应的∆r G m (298K ),说明常温常压条件下合成氨反应的可行性;
(2) 估算在标准条件下自发进行的最低温度; (3) 400K 时合成氨反应的标准平衡常数K
热力学数据 N 2(g ) H 2(g ) NH 3(g ) mol -1 ∆f G m (298.15K) / kJ·
0 0 -16.43
2
mol -1 ∆f H m (298.15K) / kJ·
0 0 -46.43S m (298.15K)J ⋅mol ⋅K -1
191.5 130.6 192.3大学化学试题(二)参考答案
一. 选择题(15×2=30分)
1.(A) ;2.(A) ;3.(D) ;4.(B) ;5.(B) ;6.(A) ;7.(C) ;8. (B) ;9. (A) ;10. (D) ;11. (C) ;
12. (C) ;13. (c) ;14. (D) ;15. (B) ;
二. 填空题(22分)
1.Cu 电极;Cu ;Ag 电极;Ag 电极。 2. 3p 、3、3、6。
3. 泡利不相容原理、能量最低原理和宏特规则。
4. 标准摩尔生成焓; ∆f H m
。
5. k {c (NO)}2·c (O2) ;三。
6. (-) Zn∣Zn 2+(aq) ‖Fe 2+ (aq)∣Fe(+) 。 7. 降低凝固点防冻;反渗透 。
8. 弱酸;NH 3;弱碱;HAc ;多元碱 ;NaHCO 3。 9. 黑色、黄色、蓝色、紫红色、白色。
10.
三. 简要回答下列问题(26分)
1. 答:A ;B ;C ;D ;E ;
A 为气态,混乱度最大,其熵值亦最大; B 为液态,其熵值较亦A 小;
C 、D 、E 均为固态,依其复杂混乱程度依次减小。 2.答:
(1) 离子的形成: 电负性较小的气态活泼金属Na 与电负性较大的气态活泼非金属Cl 原子相互靠近时,前者失去电子形成气态正离子,后者得到电子形成气态负离子,分别取得惰性气体的稳定价电子构型:
Na(g) = Na+(g) + e 2s22p 6 ······[Ne]
-26
····[Ar] 17Cl(g)+e = Cl(g) 3s3p ·
11
(2) NaCl的形成: Na+ Cl = NaCl ·····NaCl(离了型化合物)
正、负离子借静电引力相互靠近,离子的电子云相互排斥,达一平衡距离,能量达最低值,形成离了
3
+-
型化合物,各离子在一定平衡位置上振动。
这种正、负离子通过静电引力形成的化学键称离子键, 由离子键形成的化合物称离子 型化合物 。如 晶体NaCl 、MgSO 4、K 2CO 3 ····· (3) 离子键的特征:无饱和性、无方向性。
四. 计算题(36分)
1. 解:已知ϕ(Cu2+/Cu)=0.3419V、ϕ(Fe2+/Fe)=-0.4470 V
(1) 电极反应: “-”极发生氧化反应 Fe (s)= Fe2+
(aq)+2e
“+”极发生还原反应 Cu2+ (aq)+2e =
Cu(s)
电池反应: Fe(s) + Cu 2+ (aq) = Fe2+(aq)+Cu(s) 电池图式: (-) Fe∣Fe 2+(aq) ‖Cu 2+ (aq)∣Cu(+)
(2) 原电池标准电动势:
E =ϕ(Cu2+/Cu)-ϕ(Fe2+/Fe)= 0.3419-(-0.447)=0.7889 V
(3) 反应的标准摩尔吉布斯函数变:
∆r G m =-nF E =-2×96485C·
mol -1×0.7889 V =-152.23 kJ· mol -1
(4) 298.15K时电池反应的平衡常数K :
ln K =-∆-152.23⨯1000
r G m (298.15K) / RT=-
8.314⨯298.15
=61.41 K =4.6×10
26
2.(6分)
解: 有关反应:HCl (aq )+ NH3(aq ) = NH4Cl (aq )
混合后形成0.10 mol.dm-3 NH 4Cl 溶液,为一元弱酸。 c eq (H+
.5×10-6 mol.dm -3
即 pH=5.13 3.(6分)
解: 设在0.010mol.L -1 Pb(NO3) 2溶液中PbCO 3的溶解度为x mol.dm-3
有关反应: PbCO (s )= Pb 2+(aq )+ CO2-33(aq )
x + 0.010 x
因为 K +2-s (PbCO3) = c eq (Pb2) ×c eq (CO3) =(x +0.010)x ≈0.010 x =1.8×10-8
所以 x =1.8×10- 6 mol.dm-3
即PbCO 3在0.010mol. dm-3 Pb(NO3) 2溶液中的溶解度为1.8×10 - 8 mol.dm-3 mol.dm-3。
4. (12分)解(1)∆r G m (298K) =∑v B ∆f G m (298K)= -32.86 kJ·mol -1
所以常温常压条件下合成氨反应可能自发进行。
(2)∆(298K) = ∑v r H m B ∆f H m (298K)= -92.86 kJ·mol -1
4
∆r S m (298K) = ∑v B S m (298K)
= (2×192.3-191.5-3× 130.6 ) J·mol -1·K -1 =-198.7 J·mol -1·K -1
所以标准条件下自发进行的最低温度:
T ∆(298K)
92.86⨯103J ⋅mol -1c ≤
r H m ∆=
--1
=467.3K
r S m (298K)
-198.7J ⋅mol -1
⋅K
(3)∆G r m (400K) ≈∆r H m (298K) – T ∆r S m (298K)
= [-92.86-400×(-0.1987)] kJ·mol -1
=-13.38 kJ·mol -1
ln K -∆-1(400K ) =
r G m (400K)
--13.38⨯103)J ⋅mol RT
=
(8.314J ⋅mol -1⋅K -1⋅400K
=4.023所以K (400K)=55.88
5
大学化学试题(二)
考生姓名: 得分: 【提示】请将全部答案写在答题纸上 一. 选择题(15×2=30分)
1. 德布罗依(Louis de Brogelie)关于粒子波动性假设,得到以下哪种证据的支持………答 ( ) A. 电子衍射实验 B. 光电效应 C. α粒子散射实验 D. 等离子体放电 2. 地质队在高原野外做饭,常做成“夹生饭”,可用以下原理合理解释的是…… ……… 答 ( ) A. T bp 上升原理 B. T fp 下降原理 C. 渗透压原理 D. 蒸气压下降原理
3. 关于锌锰干电池,正确的说法是…………………………………………… …………… 答 ( ) A. 属二次电池 B. 正极材料是Zn C. 负极材料是碳棒 D. 电池电动势为1.5V 4. 原子核外电子运动用可波函数ψ表示,下列表述正确的是…………………………… 答 ( ) A. ψ 1,1,0 B. ψ n,l,m C. ψ 2,1,2 D . ψ n,l,ms
5. AgCl在浓度为0.01mol ⋅dm -3的下列溶液中,溶解度最小的是 ………... …………………答 ( ) A. NH3 B. NaCl C. NaNO 3 D. Na2S 2O 3
6. 已知某元素+2价离子电子分布式为1s 22s 22p 63s 23p 6,该元素在周期表中的分区为……答 ( ) A. s区 B. p区 C. d区 D. f区
7. 下列情况属于封闭体系的是 ….... …………………….... ……………….... ……………… 答 ( ) A. 试管中的反应 B. 水浴加热反应 C. 密闭容器中的反应 D. 绝热保温瓶中的反应 8. 化学反应平衡常数K
的影响因素有 .. ……………. …. ….. …………. ………………… …答 ( )
A. 物质的分压(气体) B. 反应温度 C. 物质的浓度 D. 催化剂 9. 浓度均为0.01mol·kg -1的蔗糖、HAc 、NaCl 、Na 2SO 4水溶液,其蒸气压最大的是… …答 ( ) A. 蔗糖 B. HAc C. NaCl D. Na2SO 4
10. 对某一化学反应,下列哪种情况下该反应的反应速率更快?…………………………. 答 ( ) A. △r G 越小 B. △r H 越小 C. △r S 越小 D. E a 越小
11. 封闭系统中的等温等压条件下的反应或过程,其Δr G m =10 kJ⋅mol -1,则该反应… 答 ( )
A. 一定自发 B. 一定不自发 C. 能否自发需作具体分析 D. 达平衡 12. 已知反应NO(g)+CO(g)=
12
N 2(g)+ CO2(g) 的Δr H m =-373.2 kJ⋅mol -1,欲使NO 和CO 的转化率大,可采取的措施是 ……………………………………………………… … …… 答 ( ) A. 低温低压 B. 高温高压 C. 低温高压 D. 高温低压
13. 某反应在某条件下的转化率为38%,当有催化剂时,反应条件与前相同,则反应的转化率为:A. 大于38% B. 小于38% C. 等于38% D. 无法判断 … 答 ( ) 14. 下列化合物中既存在离子键又存在共价键的是 ……………………………………… …答 ( ) A. Ba(OH)2
B. H2S C. Na2S D. Na2SO 4
15. 关于对氢原子光谱在可见光区(即Balmer 系)的描述正确的是 ………… …… …… 答 ( ) A . 有6条谱线 B. 有5条谱线 C. 属于(n) 2-1跃迁 D. 属于(n) 3-1跃迁
二. 填空题(22分,每空0.5分)
1. 在铜银原电池中,电极是正极,盐桥中电解质正
1
离子向 电极的方向迁移。
2. n=3,l =1的原子轨道称为条, 容纳 电子。
3. 原子核外电子排布要遵从核外电子排布三原则,具体包括原理、 原理 以及 规则。
4. 由稳定态单质生成单位物质的量的纯物质时,反应的焓变称为该物质的,符号为 5. 已知大气污染物NO 的氧化反应:2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) 为基元反应,则其速率方程式为 v
6. 根据反应 Zn+Fe2+(aq) =Fe+Zn2+(aq) 可组成一原电池,其电池图式为 7. 冬季建筑施工,常在水泥中加入无机盐,目的是 8. 根据Bronsted 酸碱质子理论,(NH 4)2SO 4属于 ,其共轭碱是 ,NaAc 属于 , 其共轭酸是 ,Na 2CO 3是 ,共轭酸是 。 9. 以下有关(水合)离子或化合物的颜色分别是:
PbCrO 4Cu(OH)2MnO 4-。 10.
三. 简要回答下列问题(12分)
1. (6分)将下列各物质按标准熵值由大到小的顺序排列,并简述原因。
A . Cl2(g) B . Br2(l) C . KCl(s) D . K(s) E . Na(s)
2. (6分)以NaCl 晶体的形成为例,说明什么是离子化合物,离子键及其特点。
四. 计算题(36分)
(相关数据:298.15K 时,K s (PbCO3)=1.8×10-8;F=96485C·mol -1;NH 3.H 2O 溶液的K b =1.8×10-5) 1. (12分) 已知在298.15K 和标准压力下,ϕ(Cu2+/Cu)=0.3419V、ϕ(Fe2+/ Fe)=-0.4470V 。若把
Cu 2+/Cu电极和Fe 2+/ Fe电极组成原电池,则:
(1)写出电极反应,电池反应和电池图式; (2)计算原电池标准电动势E ;
(3)计算反应的标准摩尔吉布斯函数变∆r G m ; (4)计算298.15K 时电池反应的平衡常数K 。
2. (6分) 把20.00cm 3 0.20mol.cm-3 HCl 溶液和20.00 cm3 0.20mol. cm-3 NH 3.H 2O 溶液混合,求该混 合溶液的pH 值。
3. (6分) 试计算PbCO 3在0.010 mol.dm-3 Pb(NO 3)2溶液中的溶解度。
4. (12)工业上合成氨的反应为:N 2(g) +3H2(g) == 2NH3(g) ,试利用下表有关热力学数据通过计算说明:
(1) 298K 时反应的∆r G m (298K ),说明常温常压条件下合成氨反应的可行性;
(2) 估算在标准条件下自发进行的最低温度; (3) 400K 时合成氨反应的标准平衡常数K
热力学数据 N 2(g ) H 2(g ) NH 3(g ) mol -1 ∆f G m (298.15K) / kJ·
0 0 -16.43
2
mol -1 ∆f H m (298.15K) / kJ·
0 0 -46.43S m (298.15K)J ⋅mol ⋅K -1
191.5 130.6 192.3大学化学试题(二)参考答案
一. 选择题(15×2=30分)
1.(A) ;2.(A) ;3.(D) ;4.(B) ;5.(B) ;6.(A) ;7.(C) ;8. (B) ;9. (A) ;10. (D) ;11. (C) ;
12. (C) ;13. (c) ;14. (D) ;15. (B) ;
二. 填空题(22分)
1.Cu 电极;Cu ;Ag 电极;Ag 电极。 2. 3p 、3、3、6。
3. 泡利不相容原理、能量最低原理和宏特规则。
4. 标准摩尔生成焓; ∆f H m
。
5. k {c (NO)}2·c (O2) ;三。
6. (-) Zn∣Zn 2+(aq) ‖Fe 2+ (aq)∣Fe(+) 。 7. 降低凝固点防冻;反渗透 。
8. 弱酸;NH 3;弱碱;HAc ;多元碱 ;NaHCO 3。 9. 黑色、黄色、蓝色、紫红色、白色。
10.
三. 简要回答下列问题(26分)
1. 答:A ;B ;C ;D ;E ;
A 为气态,混乱度最大,其熵值亦最大; B 为液态,其熵值较亦A 小;
C 、D 、E 均为固态,依其复杂混乱程度依次减小。 2.答:
(1) 离子的形成: 电负性较小的气态活泼金属Na 与电负性较大的气态活泼非金属Cl 原子相互靠近时,前者失去电子形成气态正离子,后者得到电子形成气态负离子,分别取得惰性气体的稳定价电子构型:
Na(g) = Na+(g) + e 2s22p 6 ······[Ne]
-26
····[Ar] 17Cl(g)+e = Cl(g) 3s3p ·
11
(2) NaCl的形成: Na+ Cl = NaCl ·····NaCl(离了型化合物)
正、负离子借静电引力相互靠近,离子的电子云相互排斥,达一平衡距离,能量达最低值,形成离了
3
+-
型化合物,各离子在一定平衡位置上振动。
这种正、负离子通过静电引力形成的化学键称离子键, 由离子键形成的化合物称离子 型化合物 。如 晶体NaCl 、MgSO 4、K 2CO 3 ····· (3) 离子键的特征:无饱和性、无方向性。
四. 计算题(36分)
1. 解:已知ϕ(Cu2+/Cu)=0.3419V、ϕ(Fe2+/Fe)=-0.4470 V
(1) 电极反应: “-”极发生氧化反应 Fe (s)= Fe2+
(aq)+2e
“+”极发生还原反应 Cu2+ (aq)+2e =
Cu(s)
电池反应: Fe(s) + Cu 2+ (aq) = Fe2+(aq)+Cu(s) 电池图式: (-) Fe∣Fe 2+(aq) ‖Cu 2+ (aq)∣Cu(+)
(2) 原电池标准电动势:
E =ϕ(Cu2+/Cu)-ϕ(Fe2+/Fe)= 0.3419-(-0.447)=0.7889 V
(3) 反应的标准摩尔吉布斯函数变:
∆r G m =-nF E =-2×96485C·
mol -1×0.7889 V =-152.23 kJ· mol -1
(4) 298.15K时电池反应的平衡常数K :
ln K =-∆-152.23⨯1000
r G m (298.15K) / RT=-
8.314⨯298.15
=61.41 K =4.6×10
26
2.(6分)
解: 有关反应:HCl (aq )+ NH3(aq ) = NH4Cl (aq )
混合后形成0.10 mol.dm-3 NH 4Cl 溶液,为一元弱酸。 c eq (H+
.5×10-6 mol.dm -3
即 pH=5.13 3.(6分)
解: 设在0.010mol.L -1 Pb(NO3) 2溶液中PbCO 3的溶解度为x mol.dm-3
有关反应: PbCO (s )= Pb 2+(aq )+ CO2-33(aq )
x + 0.010 x
因为 K +2-s (PbCO3) = c eq (Pb2) ×c eq (CO3) =(x +0.010)x ≈0.010 x =1.8×10-8
所以 x =1.8×10- 6 mol.dm-3
即PbCO 3在0.010mol. dm-3 Pb(NO3) 2溶液中的溶解度为1.8×10 - 8 mol.dm-3 mol.dm-3。
4. (12分)解(1)∆r G m (298K) =∑v B ∆f G m (298K)= -32.86 kJ·mol -1
所以常温常压条件下合成氨反应可能自发进行。
(2)∆(298K) = ∑v r H m B ∆f H m (298K)= -92.86 kJ·mol -1
4
∆r S m (298K) = ∑v B S m (298K)
= (2×192.3-191.5-3× 130.6 ) J·mol -1·K -1 =-198.7 J·mol -1·K -1
所以标准条件下自发进行的最低温度:
T ∆(298K)
92.86⨯103J ⋅mol -1c ≤
r H m ∆=
--1
=467.3K
r S m (298K)
-198.7J ⋅mol -1
⋅K
(3)∆G r m (400K) ≈∆r H m (298K) – T ∆r S m (298K)
= [-92.86-400×(-0.1987)] kJ·mol -1
=-13.38 kJ·mol -1
ln K -∆-1(400K ) =
r G m (400K)
--13.38⨯103)J ⋅mol RT
=
(8.314J ⋅mol -1⋅K -1⋅400K
=4.023所以K (400K)=55.88
5