上海师范大学标准试卷化学(4)

1上海师范大学标准试卷(B)2010-2011学年第一学期考试日期2011年1月28日科目无机化学(120分钟)化学类专业__2010年级班级姓名学号试题一二三四总分得分我认真遵守《上海师范大学考场规则》，诚信考试。签名：一、单项选择题(每小题2分，共30分)题号123456789101112131415答案CDDDCBDDBAADDCC1.决定多电子原子的电子能量E的量子数是……………………………（C）（A）主量子数n（B）角量子数l（C）主量子数n和角量子数l（D）角量子数l和磁量子数m2.下列热力学函数中，其函数值不为零的是……………………………(D)（A）△fHm（Fe，g）（B）△fGm（Br2，l）（C）△fGm（Hg，l）（D）Sm（Cl2，g）3．将0.2mol·L-1的NH3·H2O溶液和0.1mol·L-1的HCl溶液等体积混和后，溶液的pH值为（KӨb，NH3·H2O=1.8×10-5）…………………………（D）(A)7.00（B）4.74（C）10.98（D）9.264.在一定温度下，反应CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）处于平衡状态，若将CaO的量加倍，下述陈述正确的是………………………………（D）（A）反应商J加倍（B）反应商J减半（C）CaCO3的数量增加（D）CO2的分压不变5.下列关于基态铜原子(原子序数29)最外层电子的四个量子数（n，l，m，ms）表述中，其中正确的是…………………………………………………（C）（A）4，1，0，+1/2（B）4，1，+1，+1/2（C）4，0，0，+1/2（D）4，1，-1，+1/226.在地球的电离层中存在着多种阳离子，如果下列四种离子均存在的话，其中最稳定的一种是………………………………………………………(B)（A）N2+（B）NO+（C）O2+（D）Be2+7.在定压下，某气体膨胀吸收了1.55kJ的热，如果其热力学能增加了1.32kJ,则该系统所做的功为…………………………………………………（D）（A）1.55kJ(B)1.32kJ(C)0.23kJ(D)-0.23kJ8.已知下列反应的标准平衡常数：H2(g)+S(s)H2S(g)，KӨ1；S(s)+O2(g)SO2(g)，KӨ2；则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的标准平衡常数为…………(D)（A）KӨ1-KӨ2（B）KӨ1×KӨ2（C）KӨ2/KӨ1（D）KӨ1/KӨ29.下列分子或离子中，偶极矩为零的是…………………………………(B)（A）PCl3（B）CS2（C）SO2（D）H2O10．在下列液体介质中，AgCl固体溶解度最大的介质是………………（A）（A）0.01mol·L-1硝酸钠溶液（B）0.01mol·L-1氯化钠溶液（C）纯水（D）0.01mol·L-1硝酸银溶液11．若CH4(g)、CO2(g)、H2O(l)的mfG分别为-50.8、-394.4和-237.2kJ·mol-1，则298K时，CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)的mrG(kJ·mol-1)为…………………………………………………………………………（A）（A）-818（B）818（C）-580.8（D）580.812.某温度时，下列反应已达平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，mrH=-41.2kJ·mol-1，为提高CO转化率可采用…………………(D)(A)压缩容器体积，增加总压力(B)扩大容器体积，减少总压力(C)升高温度(D)降低温度13．增加反应物浓度，可以使化学反应速率加快的原因是………………（D）（A）分子总数增加（B）活化分子百分数增加（C）反应级数增大（D）单位体积内活化分子总数增加14．下列各组物质中,固体状态时属于同一晶体类型的是………………(C)（A）Na2ONaClHCl(B)金刚石SiO2CO2（C）I2H2OCCl4(D)H2SO4HNO3NH4Cl15.下列元素中，第一电离能最大的是……………………………………(C)（A）B（B）Be（C）N（D）P3二、填充题(共32分)1.热力学中，研究体系可分为敞开、封闭和隔离体系；把确定体系状态的宏观性质称为状态函数，当体系状态发生变化时，状态函数改变值只与体系的始、终态有关，而与体系的变化途径无关。2．0.1mol·L-1的Na2CO3溶液的pH值为11.63（H2CO3的1aK=4.3×10-7，2aK=5.6×10-11）。Na2HPO4溶液显碱性，NaH2PO4溶液显酸性。3．将压力为33.3kPa的H2气3.0dm3和26.0kPa的He气1.0dm3在2.0dm3的容器中混合均匀,假定温度不变,则2Hp=50kPa,Hep=13kPa,p(总)=63kPa,2HV=1.6dm3,HeV=0.41dm3。4．某元素的原子序数为24，该元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，外围电子构型为3d54s1，它处于第四周期，ⅥB族，其元素名称为铬，元素符号为Cr，它属于d区。5.固体石墨为层状晶体，每一层中每个碳原子采用sp2杂化方式以共价键（键）相结合，未参加杂化的且相互平行的p轨道之间形成大Π键，层与层之间的作用力是分子间力。6.根据酸碱质子理论，硫酸在水中的酸性比它在醋酸中的酸性__强____；氢氟酸在液态醋酸中的酸性比它在液氨中的酸性_____弱______；氨在水中的碱性比它在氢氟酸中的碱性__弱____；相同浓度的高氯酸和硝酸在水中的酸性强弱难以比较，这是因为溶剂水具有_______拉平________效应。7.下列属于极性分子的是NO2NCl3CHCl3，属于非极性分子的是CF4ArBF3。CF4NO2NCl3ArBF3CHCl38．(2分)试按照要求填下表：分子CS2BCl3NF3H2Se杂化轨道类型spsp2sp3sp3分子的空间构型直线型平面三角型三角锥型折线型4三、简述题（共16分）1.Na的第一电离能小于Mg的第一电离能，而Na的第二电离能远远大于Mg的第二电离能。解：Na、Mg的第一电离能都是失去一个3s电子所需要的能量,由于rNa＞rMg,且Na的有效核电荷比较小,所以I(Na)＜I(Mg).。第二电离能Mg仍是失去3s电子所需要的能量,而Na失去的内层(全充满)的电子,所以I(Na)＞I(Mg)。2.下列两组化合物从左到右颜色依次加深，在水中的溶解度逐渐减小。（1）AgFAgClAgBrAgI（2）ZnI2CdI2HgI2解：（1）阳离子相同，阴离子电荷相同，而半径依次增大，阴离子的变形性依次增大，离子之间极化作用依次增强，因此，化学键从离子键逐步过渡为共价键，化合物颜色依次加深，溶解度依次减小。（2）阴离子相同，阳离子电荷数相同，电子层结构相同，但阳离子半径依次增大，阳离子变形性增大，离子极化依次作用增强，化合物颜色依次加深，溶解度依次减小。3．试结合化学热力学（化学平衡）和化学动力学（反应速率）的有关知识，论述合成氨生产中工艺条件。（N2（g）+3H2（g）2NH3（g）,△rHm＝－92.22kJ.mol-1，反应温度为773K,压力为3.04×102kPa,用Fe作催化剂。）解：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）,△rHm＝－92.22kJ·mol-1依据化学动力学，高温、高压、加入催化剂，有利于加快化学反应速率；依据化学热力学，低温、高压，有利于平衡向右移动，增大氨的平衡产率；两者有所矛盾，所以综合考虑，可以选择适当温度（中温773K），此时也有利于提高催化剂的催化活性；选择适当压力（中压），压力太大，对容器的材料要求高。4.在298.15K时，CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)反应非自发,而在1200K时，反应能自发进行。（已知：△rGӨ298=+130kJ·mol-1，△rHӨ298=+178kJ·mol-1，△rSӨ298=+161J·mol-1·K-1）解：298K时，△rGӨ298=+130kJ·mol-1＞0，反应非自发。1200K时，△rGӨ1200=△rHӨ298—T△rSӨ298=178-1200×161×10-3=-15.2kJ·mol-1△rGӨ1200小于零，反应能自发向右。5四、计算题（共22分）1．(6分)已知有关氧化汞分解的热力学数据：2HgO(s)2Hg(l)+O2(g)HgO(s)Hg(l)O2(g)1fm(298.15K)/kJmolG-58.5001fm(298.15K)/kJmolH-90.800(1)计算该反应的rm(298.15K)G,并判断在298.15K、标准态下自发进行的方向。(2)计算该反应的rm(298.15K)S。(3)计算该反应的rm(900K)G，并判断反应的自发方向（设rmS、rmH均不随T而变）。解：(1)rmΔ(298.15K)G=117kJ·mol-1，反应逆向进行（rm(298.15K)H=181.6kJ·mol1）(2)rm(298.15K)G=rm(298.15K)H-Trm(298.15K)S298.15rm(K)S=217J·mol-1·K-1(3)rm(900K)G=rm(298.15K)H-Trm(298.15K)Srm(900K)G=-13.7kJ·mol-1，反应正向进行2．（4分）某一化学反应，当反应温度由300K升到310K时，其反应速率加快10倍，试运用阿仑尼乌斯公式求此反应的活化能Ea。解：由阿仑尼乌斯公式k=Ae-Ea/RT得ARTEaklnln1300（1）ARTEaklnln2310（2）由（1）－（2）式得：)11(ln12310300TTREakk即)30013101(314.8101lnEa则Ea=101lg310300300310314.8303.2=178kJ·mol-163．（8分）N2O4和NO2平衡混合物在25℃、101.325kPa时密度为3.18g•L-1（已知N原子量为14，O原子量为16）。求：（1）混合气体平均相对分子质量；（2）在该条件下N2O4的离解度；（3）N2O4和NO2的分压；（4）反应N2O4（g）2NO2(g)的平衡常数K。解：1、pv=nRT=MmRT,pM=RT，M=RTp=77.8=78g/mol2、242NO2NO，设最初42ON为nmol，平衡时42ON的离解率为α最初n0平衡n-nα2nα总：n=n-nα+2nα=n（1+α）平衡时，M=92×1(1)nn（）＋46×2(1)nn=78，α=17.9%3、N2O4p=101.325×1(1)（）=70.56kPa,NO2p=101.325×2(1)=30.77kPa4、230.77()0.094681000.13470.560.7056100K4．（4分）一溶液中含有Fe3+和Zn2+，它们的浓度都是0.05mol·L-1，如果要求Fe(OH)3沉淀完全，而Zn2+不生成Zn(OH)2沉淀，需控制pH范围为多少？(已知Fe(OH)3的KӨsp=2.79×10-39，Zn(OH)2的KӨsp=3.00×10-17)解：Zn(OH)2开始沉淀:17sp282(Zn(OH))310[OH]2.4510[Zn]0.05K-＞mol·L-1Fe(OH)3沉淀完全时所需的OH-最低浓度为39sp312333-5(Fe(OH))2.7910[OH]6.5310[Fe]10K-＞mol·L-1不析出Zn(OH)2沉淀所允许的OH-最高浓度则为：-8[OH]2.4510-≤mol·L-1因此，应控制：126.5310mol·L-1＜[OH-]＜82.4510mol·L-1或应控制：74.0810mol·L-1＜[H+]＜31.5310mol·L-1即2.82＜pH＜6.39