天大2021年春学期考试《无机化学》离线作业考核试题【标准答案】

无机化学

要求：

独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定的做题组数作答，每人只答一组题目，多答无效，100分；

平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；

例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题；

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，包括学号、姓名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；

完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;

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文件容量大小：不得超过20MB。

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、填空题（本题共28分）

1．50号元素的电子排布式为                                     ，该元素属       周期，           族，              区元素。

2．在乙醇的水溶液中，分子间存在的分子间力的种类有           、

、          和          。

3．KCN, NH4F, NH4OAc, NH4NO3, Na2CO3，各溶液浓度均为0.1 mol·L-1，按pH值从小到大顺序排列                                   。(已知Kθ(NH3·H2O) =1.8×10-5, Kθ(HF)=6.6×10-4,  Kθ(HCN)=6.2×10-10,  Kθ(HOAc)=1.8×10-5,  (H2CO3)=4.4×10-7,  (H2CO3)=4.8×10-11)

4．用电对MnO4-/Mn2+，Cl2/Cl-设计成原电池，其正极反应为                  ，负极反应为                             ，电池的标准电动势等于                ，电池符号为                                。

（Eθ(MnO4-/Mn2+)=1.51V；Eθ(Cl2/Cl-)=1.36V）

5．可逆反应 2A(g) + B(g) 2C(g)  < 0，反应达到平衡时，容器体积不变，增加B的分压，则C的分压 __________ ，A的分压 ___________ ；减小容器的体积，B的分压 ___________ ，Kp____________ ；升高温度，则Kp______________ 。

6． 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 298K时, △rHmθ = 92.22 kJ•mol-1, △rSmθ = 198.53 J•mol-1•K-1, 则标准状态下，NH3(g)自发分解的温度是_________________。

7．根据反应速率的“过渡状态理论”，反应的恒压反应热与正、逆反应活化能的关系是__________________________________。

8．0.10 mol•L-1醋酸溶液100 mL与0.10 mol•L-1氢氧化钠溶液50 mL混合后，溶液的pH=_____________。（Ka=1.8×10-5）

9．根据分子轨道理论，写出O2+分子轨道式________________________________

______________________________和价键结构式______________________，指出所含键的名称 _______________，_____________，________________，判断是否具有顺磁性__________。

10．写出四(异硫氰酸根) •二氨合铬(Ⅲ)酸钾的化学式________      _______。

二、填表题(本题14分)

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物质        PCl5        SiCl4        NH3        [Ni(NH3)4]2+

中心原子(离子)杂化类型

分子(配离子)的空间结构

2

物质        晶体类型        晶格结点上的粒子        粒子间作用力

CsBr

硼酸

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：

As2S3 + HNO3 +  H2O → H3AsO4 + H2SO4 + NO

2．用离子-电子法配平：

Cr2O72- + H2O2 + H+ → Cr3+ + Fe3+ + H2O

四、计算题：(本题共48分)

1．已知 (NO) = 90 kJ•mol-1,  (NOF) = -66.5 kJ•mol-1,  (NO) = 211 J•mol-1•K-1,   (NOF) = 248 J•mol-1•K-1， (F2) = 203 J•mol-1•K-1。试求：

(1)下列反应2NO(g) + F2(g)   2NOF(g) 在298K时的平衡常数K ө ;

(2)上反应在500K时的 和K ө。

2．在514K时，PCl5分解反应：PCl5(g)   PCl3(g)+Cl2(g)的 =1.78; 若将一定量的PCl5放入一密闭的真空容器中，反应达到平衡时，总压为200.0kPa，计算PCl5分解得百分数为多少？

3．含有FeCl2和CuCl2的溶液，两者的浓度均为0.10 mol•L-1，通H2S至饱和（饱和H2S溶液的浓度为0.1 mol•L-1），通过计算说明是否会生成FeS沉淀？

( (FeS) = 3.710-19， (CuS) = 6.010-36，H2S： = 5.710-8， = 1.210-15)

4．已知下列原电池：(-) Zn  Zn2+ ( 1.00 mol•L-1 )  Cu2+ ( 1.00 mol•L-1 )  Cu (+)

在Cu电极中通入氨气至c(NH3•H2O) = 1.00 mol•L-1，在Zn电极中加入Na2S，使c(S2-) = 1.00 mol•L-1。此时测得原电池的电动势为1.4127 V，试计算[Cu(NH3)4]2+的标准稳定常数 ([Cu(NH3)4]2+)。(已知：E (Cu2+/Cu) = 0.340 V， E (Zn2+/Zn) = -0.7627 V,  (ZnS) = 1.6010-24)

第二组：

一、填空题(本题共10分)

1. 用电对MnO4-/Mn2+，Cl2/Cl-设计成原电池，其负极反应为             ，正极反应为                    ，电池符号为                   。

（ (MnO4-/Mn2+)=1.51V； (Cl2/Cl-)=1.36V）

2. 下列氧化剂：KClO3、Br2、FeCl3、KMnO4，当其溶液中H+浓度增大时，氧化能力增强的是                           。

3. KCN，NH4F，NH4OAc，NH4NO3，Na2CO3，各溶液浓度均为0.1 mol·L-1，按pH值从小到大顺序排列                                   。

(已知： (NH3·H2O) =1.8×10-5,  (HF)=6.6×10-4,   (HCN)=6.2×10-10,

(HOAc)=1.8×10-5,  (H2CO3)=4.4×10-7,  (H2CO3)=4.8×10-11)

4. 2NH3(g)   N2(g) + 3H2(g)，已知298 K时， = 92.22 kJ•mol-1，  = 198.53 J•mol-1•K-1，则标准状态下，NH3(g)自发分解的温度是____   ___K。

5. 在元素周期表中，同一主族自上而下，元素第一电离能的变化趋势是逐渐     ；在同一周期中自左向右，元素的第一电离能的变化趋势是逐渐      。

6. 一种混合溶液中含有3.0×10-2 molL-1的Pb2+和2.0×10-2 molL-1Cr3+，若向其中逐滴加入浓NaOH溶液（忽略溶液体积的变化），Pb2+与Cr3+均有可能形成氢氧化物沉淀。若要分离这两种离子，溶液的pH最小为          pH最大为      。( (Pb(OH)2）= 1.43 × 10-15， (Cr(OH)3）= 6.3 × 10-31)

二、填表题(本题28分)

1. 已知原子序数：Fe为26，Ni为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(内、外轨)

[Ni(CN)4]2-                                内轨型

[FeF6]3-                        5.9        —–

2.

名称        化学式        配位原子        配位数

四氯二氨合铂(IV)

K[Cr(NCS)4(NH3)2]        —–

3.

物质        CO2        H3O+        PH3

中心原子杂化类型

分子的空间结构

4.

物质        晶体类型        晶格结点上的粒子        粒子间作用力

冰

二氧化硅

5.

原子序数        电子分布式        族        区

27

53

三、配平反应式(要求写出配平过程) (本题10分)

1．用离子-电子法配平 (要求写出两个半反应式)

Mn2+ + S2O82- →  MnO4- + SO42-

2．用氧化数法配平 (要求写出线桥式)

P + CuSO4 → Cu3P + H3PO4 + H2SO4

四、计算题：(本题共52分)

1．已知气相反应N2O4(g) 2NO2(g)，在330K时向1.00L真空容器中加入6.00× 10-3mol N2O4，当达平衡后，压力为25.9 kPa。

计算330K时N2O4的解离度和平衡常数 。

已知该反应的 = 72.8 kJ•mol-1，求该反应的 ；

计算373K时的 和 。

2.已知 ([Ag(NH3)2]＋) = 1.6 × 107， (AgCl) = 1.8 × 10-10， (AgBr) = 5.4 × 10-13。将0.10 mol•L-1AgNO3与0.10 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。试问：

（1）混合溶液中游离的氨浓度是多少？

（2）向混合溶液（1）中加入固体KBr，并使溶液中Br-浓度为0.02 mol•L-1，有无AgBr沉淀产生？

（3）欲防止AgBr沉淀析出，氨水的浓度至少为多少?

3.某原电池正极为铜片，浸泡在0.10 mol•L-1的CuSO4溶液中，不断通入H2S气体至饱和；其负极为Zn片，浸泡在0.10 mol•L-1的ZnSO4溶液中，通入氨气，最终使c(NH3•H2O) = 0.10 mol•L-1，用盐桥连通两个半电池，测得该原电池电动势为0.86 V，求 (CuS) = ?

(已知:  (Zn2+/Zn) = -0.76 V， (Cu2+/Cu) = 0.34 V，Kf ([Zn(NH3)4]2+) = 2.9 × 109， (H2S)= 1.1 × 10-7,  (H2S) = 1.3 × 10-13)

4. 在1.0L 0.1 mol•L-1氨水溶液中，应加入多少克 固体才能使溶液的pH等于9.00（忽略溶液体积的变化）。

第三组：

一．填表题（本题30分）

1.

物质        CO2        SO_4^(2-)        H2S        PH3

中心原子杂化类型

分子的几何构型

2.

原子序数        价层电子构型        电子分布式        周期        族        区        金属还是非金属

53        5s25p5

3.

物质        晶体类型        晶格结点上的粒子        粒子间作用力

KF

冰醋酸

二氧化碳

4.Fe, Cu原子序数为26, 29

配离子        中心离子杂化类型        空间构型        配键类型        磁矩/B.M.

[CuCl3]2-

[Fe(CO)5]

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：

SnS  +  NO3－ +  H+  →  Sn4+  +  S  +  NO  (酸性介质中)

2．用离子-电子法配平：

MnO4－+ H2O2  Mn2+ + O2  (酸性介质中)

三．计算题：(本题共60分)

1. 已知EӨ (Ag+/ Ag) = 0.800V , 电极 EӨ (Ag2 S / Ag) = 0 .120V，求：在 pH= 3.00 的硝酸银溶液中通入H2S至饱和，求此时溶液中的E(Ag+/Ag) = ？

(已知H2S的K_a1^Ө =1.1×10-7 , K_a2^Ө  =1.3×10-1 3，H2S饱和溶液中H2S浓度为0.10 mol•L -1 ) 。

2. 已知：

化合物        △fH_m^Ө/(kJ•mol-1)        S_m^Ө/(J•mol-1•K-1)

MgCO3        -1110        65.7

CO2        -393.51        213.7

MgO        – 601.7        26.9

如果△fH_m^Ө和△S_m^Ө随温度变化值较小，可以不计。

（1) 计算MgCO3分解为CO2和MgO的最低分解温度（K)。

（2) 在700K温度下，MgCO3分解的分解压强是多少?

3. 已知298.15K时，E (O2/OH-)=0.401V, E (Au+/Au)=1.70V, [Au(CN)2]-的 = 2.0×1038，试计算：

(1) 4Au + 8CN- (aq) + 2H2O(l) + O2(g)       4[Au(CN)2]-( aq) + 4OH-(aq)反应的标准平衡常数。

(2) 在中性条件下，溶液中CN-浓度为4.93×10-4mol•L-1，[Au(CN)2]-浓度为0.10 mol•L-1，若氧气的压强为100kPa，计算上述反应的ΔrGm。

4. 某溶液中含有0.10 Ba2+和0.10 Ag+，在滴加Na2SO4溶液时(忽略体积的变化），哪种离子首先沉淀出来？当第二种离子沉淀析出时，第一种被沉淀离子是否沉淀完全？两种离子有无可能用沉淀分离法分离？

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39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KӨ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23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。（11分）

(1) 计算45C时N2O4的解离度a 和平衡常数Ky；

(2) 已知该反应 = 72.8 kJ•mol-1，求该反应的 ；

(3) 计算100C时的Ky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)        （12分