11大学化学试题(A)-答案

模拟试卷答案课号：课名：大学化学考试形式：一、选择题(共10题每题2分,共20分)1C；2B；3B；4C；5D；6B；7C；8D；9A；10A二、判断题（每题1分，共10分）1错；2错；3对；4错；5错；6错；7对；8对；9对；10错三、填空题(共10题,每题2分,共20分)1.k[c(NO)]2·p(Cl2)，32.正，还原，负，氧化3.O2,Cu4.(NH4)2SO4溶液NaCl溶液HAc溶液蔗糖溶液5.HCO3，NH4；CO32，NH3；HCO3，Ac；H2CO3，HAc6．取向力、诱导力、色散力7．Na+；O2-8．3.76，增加NaAc的浓度9．Pb2+，Ag+，Ba2+10．ΘmS（Br(g)）ΘmS（Br(l)）ΘmS（Si(s)）四、问答题(共4题每题5分共20分)1.多电子原子核外电子分布基本上遵循哪个三个规律？写出以下离子或原子的电子排布式：(1)F-离子；(2)Cu原子，已知F元素、Cu元素的质子数分别为9、29。答：多电子原子核外电子分布基本上遵循以下三个规律：学号姓名装订线（1）泡利不相容原理：一个原子中不可能有两个或两个以上四个量子数完全相同的电子；或者一个原子中每个原子轨道最多只能分布两个自旋方向相反的电子。（1分）（2）能量最低原理：在满足泡利不相容原理的条件下，电子总是尽先占据能量最低的原子轨道，然后再按照能量从高到低的顺序依序占据能量较高的原子轨道。（1分）（3）洪特规则：在n、l相同的等价原子轨道中，电子总是尽量占据不同磁量子数的等价轨道，且电子自旋方向相同。（1分）依照原子核外电子分布的上述规律，写出F-离子、Cu原子的电子排布式如下：[F-]：1s22s22p6；（1分）[Cu]：1s22s22p63s23p63d104s1（1分）2．在稀醋酸溶液中加入少量盐酸，醋酸的电离度有什么变化?在稀醋酸溶液中加入少量固体醋酸铵，醋酸的电离度有什么变化?加入水时电离度有何变化?试说明之。答：作为弱电解质的稀醋酸溶液存在解离平衡：HAc+H2OH3O+(aq)+Ac-(aq)HAc的电离度受到同离子效应、浓度、温度的影响。（2分）当向醋酸溶液加入少量盐酸时，HCl所解离出较高浓度的H+，因同离子效应抑制了HAc解离，即上述解离平衡向左移动，因而HAc的电离度有所减小。（1分）当向醋酸溶液加入少量NH4Ac时，溶液中的Ac-离子浓度明显增大，因同离子效应导致HAc的电离度减小。（1分）当加水稀释醋酸溶液时，依据弱电解质的稀释定律，判断HAc的电离度会有所增大。（1分）3．常见的金属电化学腐蚀可以分为哪两类，以铁的腐蚀为例，写出各自的电极反应，并例举至少两种防腐方法。答：常见的金属电化学腐蚀可以分为两种类型：析氢腐蚀和吸氧腐蚀。（2分）以钢铁构件的腐蚀为例，析氢腐蚀时电极反应分别为：阳极:Fe(s)=Fe2+(aq)+2e阴极:2H+(aq)+2e=H2(g)（1分）吸氧腐蚀时电极反应分别为：阳极:Fe(s)=Fe2+(aq)+2e阴极:1/2O2+H2O+2e=2OH-（1分）为了有效防护钢铁构件发生电化学腐蚀，采用以下腐蚀防护方法：（1）外加电源保护法；（2）牺牲阳极保护法；（3）采用不锈钢等合金材料；（4）采用适当覆盖层防护方法。（1分）4.若要比较一些难溶电解质溶解度的大小，是否可以根据各难溶电解质的溶度积大小直接进行比较？试述AB、AB2、AB3型难溶物的溶解度s和溶度积Ks的关系。答：若要比较相同化学式类型的难溶电解质，可以直接依据各难溶电解质的溶度积进行比较，对于不同化学式类型的难溶电解质，则不可以采用溶度积直接进行比较，而须通过具体计算才能比较之。（2分）对于AB、AB2、AB3型难溶物电解质而言，其溶解度S和溶度积Ksp的关系表达如下：AB型：2sKS或()sSK（1分）AB2型：34sKS或3(/4)sSK（1分）AB3型：427sKS或4(/27)sSK（1分）五.计算题(共3题,30分)1.(本题7分)通过CaCO3热分解制备CaO的化学反应为：CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)，利用下列物质的热力学数据，分别计算此反应在298K和1273K时的标准摩尔自由能变ΔrGθm，借以判断在上述两个温度条件下CaCO3分解反应能否自发进行？热力学数据：CO2(g)CaCO3(s)CaO(s)ΔfGθm(kJ/mol)-394.4-1128.8-604.0ΔfHθm(kJ/mol)-393.5-1206.9-635.1Sθm(J/mol.K)213.792.939.8解：CaCO3(s)→CO2(g)+CaO(s)ΔrGθm(298K)=ΔfGθm(CaO)+ΔfGθm(CO2)-ΔfGθm(CaCO3)=(-604.03)+(-394.359)-(-1128.79)=130.4kJ/mol(2分)因ΔrGθm(298K)0，故298K时该反应不能自发进行。(1分)ΔrHθm(298K)=ΔfHθm(CaO)+ΔfHθm(CO2)-ΔfHθm(CaCO3)=（-635.1）+（-393.5）-（-1206.9）=178.3kJ/mol(1分)ΔrSθm(298K)=Sθm(CaO)+Sθm(CO2)-Sθm(CaCO3)=39.8+213.7-92.9=160.6J/mol.K(1分)ΔrGθm(1273K)=ΔrHθm(298K)-TΔrSθm(298K)=178.3-1273×160.6×10-3=-26.14kJ/mol因ΔrGθm(1273K)0，故1273K时该反应能够自发进行。(1分)2.（本题9分）将Pb(NO3)2溶液与NaCl溶液混合，设混合液中的Pb(NO3)2浓度为0.20mol/L，已知难溶物PbCl2的溶度积常数Kθsp(PbCl2)=1.6×10-5，试通过相关计算解答以下问题：(1)当混合溶液中Cl-的浓度为5.0×10-4mol/l时，是否会有沉淀生成？(2)当混合溶液中Cl-的浓度为多大时，方才开始生成沉淀？(3)当混合溶液中Cl-的浓度为6.0×10-2mol/l时，残留于溶液中的Pb2+浓度为多少？解：(1)溶液中Cl-的浓度为5.0×10-4mol/L时，此溶液体系的离子浓度为J(PbCl2)=[Pb2+]·[Cl-]2=0.2×(5.0×10-4)2=5×10-8（2分）可见J(PbCl2)Kθsp(PbCl2)，故此时不会生成PbCl2沉淀。(1分)(2)欲使溶液体系生成PbCl2沉淀，须使J(PbCl2)=[Pb2+]·[Cl-]2≥Kθsp(PbCl2)，此时Cl-的浓度应为[Cl-]≥(Kθsp(PbCl2)/[Pb2+])1/2=(1.6×10-5/0.20)1/2=8.9×10-3mol/l当溶液中Cl-浓度达到8.9×10-3mol/l时，方才开始生成PbCl2沉淀。(3分)(3)当溶液处于溶解沉淀平衡状态时，离子浓度存在以下关系J(PbCl2)=[Pb2+]·[Cl-]2=Kθsp(PbCl2)当溶液中Cl-的浓度为6.0×10-2mol/l时，残留于溶液中Pb2+浓度为[Pb2+]=Kθsp(PbCl2)/[Cl-]2=1.6×10-5/(6.0×10-2)2=4.4×10-3mol/l(3分)3.(14分)已知以下两个电对的标准电极电势:φθ(MnO4-/Mn2+)=1.507V；φθ(Cl2/Cl-)=1.358V，在298.15K温度条件下，其可能发生的氧化还原反应如下：2MnO4-(aq)+16H+(aq)+10Cl-(aq)2Mn2+(aq)+5Cl2(g)+8H2O(l)(1)基于上述氧化还原反应设计适当原电池，写出所设计原电池的符号、电极反应，计算此原电池的标准电动势Eθ，相应的原电池反应的标准自由能变△rGθm以及标准平衡常数Kθ。（2）若MnO4-、Mn2+、Cl-的浓度均为1mol/l，Cl2的分压为p(Cl2)=100kPa，相关溶液的pH=1，应用能斯特方程式计算电对MnO4-/Mn2+和Cl2/Cl-的电极电势，并计算在此条件下该原电池的电动势E，判断原电池反应自发进行的方向。（3）若其它条件不变，当Cl-浓度为0.1mol/l、pH=5时，计算电对MnO4-/Mn2+和Cl2/Cl-的电极电势，判断此时原电池反应自发进行的方向。（已知F=96485C·mol-1)解：(1)基于上述氧化还原反应所设计原电池的符号、电极反应如下，电池符号：(-)Pt∣Cl2∣Cl-‖MnO4-,H+,Mn2+∣Pt(+)(1分)负极反应(-)：2Cl--2e-=Cl2(0.5分)正极反应(+)：MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O(0.5分)在298.15K、标准状况下，此原电池的标准电动势Eθ、标准自由能变△rGθm以及标准平衡常数Kθ计算如下：Eθ=φθ(MnO4-/Mn2+)-φθ(Cl2/Cl-)=1.507–1.358=0.149V(1分)118.143149.09648510)15.298(molkJmolJzFEKGmr(1分)25108.1059.0149.010059.0zlgKEK(1分)(2)依据能斯特方程式，计算出电对MnO4-/Mn2+和Cl2/Cl-的电极电势如下：V41.1)1()8(5059.0507.1})({)()(lg5059.0)/()/(8422424cHccMnOccMncMnMnOMnMnO(1.5分)V36.1100100)11(lg2059.0358.1)(})({lg2059.0)/()/(22222pClpcClcClClClCl(1.5分)在此条件下该原电池的电动势E如下：E=φ(MnO4-/Mn2+)-φ(Cl2/Cl-)=1.41–1.36=0.05V(1分))/()/(224ClClMnMnO，即MnO4-氧化Cl-，反应正向自发进行。(1分)（3）其它条件不变，当Cl-的浓度为0.1mol/L，pH=5时，电对MnO4-/Mn2+和Cl2/Cl-的电极电势计算如下：V035.1)5()8(5059.0507.1})({)()(lg5059.0)/()/(8422424cHccMnOccMncMnMnOMnMnO(1分)V417.1.10lg2059.0358.1)(})({lg2059.0)/()/(22222pClpcClcClClClCl(1分))/()/(224ClClMnMnO，故Cl2可以氧化Mn2+，即反应逆向自发进行。(2分)。