大學(xué)化學(xué)(無機(jī)類)無機(jī)化學(xué)試卷分析(授課講解)

1、試卷分析2011-11-231. 寫出下列元素符號(hào)對應(yīng)的英文單詞和外層價(jià)電子排布式 ( 10分)碳，鋁，硅，氯，鈣，釩，鎳，鋅，溴，鍶。Carbon 2S22P2 Aluminum 3S23P1 Silicon 3S23P2 Chlorine 3S23P5 Calcium 4S2 Vanadium 2S22P2 Nickel 3d84S2 Zinc 3d104S2 Bromine 4S24P5 Strontium 5S1 1下列各種含氫化合物中不含有氫鍵的是 ( A )A. CH4； B. H2O； C. H3BO3 ； D. HF2下列物質(zhì)中， 不等于零的是 f Hm ( D )AFe（s）

2、； BC（石墨）； CNe（g） ； D Cl2（l）3. 關(guān)于下列對四個(gè)量子數(shù)的說法，正確的是 ( D )A電子的自旋量子數(shù)是1/2，在某一個(gè)軌道中有兩個(gè)電子,所以總自旋量子數(shù)是1或0B磁量子數(shù)m=0的軌道都是球形的軌道 C角量子數(shù)（l）的可能取值是從0到n的正整數(shù)D多電子原子中電子的能量決定于主量子數(shù)（n）和角量子數(shù)（l）二選擇題（10分）3.下列各組元素的第一電離能按遞增的順序正確的是 ( B )ANa Mg Al BB C N CSi P As DHe Ne Ar5. 下列分子或離子中，構(gòu)型不為直線型的是 ( A )AI3+ B. I3- C. CS2 D BeCl26. 中心采取sp

3、2雜化的分子是 ( B )A. NH3 B. BCl3 C. PCl3 D. H2O 7下列過程中，G=0的是 ( A )A氨在水中解離達(dá)平衡 B理想氣體向真空膨脹 C乙醇溶于水 D炸藥爆炸 8處于室溫一密閉容器內(nèi)有水及與水相平衡的水蒸氣?，F(xiàn)充入不溶于水也不與水反應(yīng)的氣體，則水蒸汽的壓力 ( C )A增加 B 減少C不變D不能確定9下列化合物中，按沸點(diǎn)有高到低順序排列正確的是 ( C )（1） （2） （3） A（3）（2）（1）； B （2）（3）（1）；C（1）（2）（3）； D （3）（1）（2）10第四周期元素原子中未成對電子數(shù)最多可達(dá) ( C )A 4個(gè)； B 5個(gè)； C6個(gè)； D

4、7個(gè)四問答題（40分）1. 試解釋下列各組化合物熔點(diǎn)的高低關(guān)系。CaOKCl (2) MgOAl2O3Z+、Z 分別為正、負(fù)離子的電荷數(shù)；r 為正、負(fù)離子半徑之和 (pm)CaO的正、負(fù)離子電荷數(shù)值均為2，而KCl的均為1，故CaO的鍵能比KCl的大，所以熔點(diǎn)CaOKCl。Al3+的電荷相當(dāng)高，半徑小，極化作用很強(qiáng)，因而使Al2O3具有較多的共價(jià)成分，離子鍵的鍵能有所減小，所以熔點(diǎn)MgOAl2O3。2試舉例說明在說明情況下r Hm，f Hm，c Hm的數(shù)值相等。答：一個(gè)反應(yīng)同時(shí)滿足以上三個(gè)熱力學(xué)函數(shù)的條件時(shí)，則r Hm=f Hm=c Hm。如1mol H2完全燃燒反應(yīng)： H2（g）+ O2（g

5、）= H2O（l）該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于H2（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱，也等于H2O（l）的標(biāo)準(zhǔn)默而生成熱，即 c Hm， H2（g）=f Hm, H2O（l）=r Hm如1mol石墨完全燃燒反應(yīng)的r Hm，f Hm，c Hm的數(shù)值相等。 C（石墨）+ O2（g）= CO2（g）該反應(yīng)的c Hm,（石墨）=f Hm, CO2（g）=r Hm3已知M2+離子的3d軌道中有5個(gè)電子，試推出（1）M原子的核外電子排布；（2）M元素的名稱和元素符號(hào)；（3）M元素在周期表中的位置。 解：（1）M原子的核外電子排布：Ar3d54s2 (2) M是25號(hào)元素，元素名稱是錳，元素符號(hào)為Mn（3）M元素在第四周期，B族

6、。d區(qū)。4. 已知NaF中鍵的離子型比CsF小，但NaF的晶格能卻比CsF的大。試解釋原因。答：Na和F的電負(fù)性差為3.05，Cs與F的電負(fù)性差為3.19，可見NaF中鍵的極性比CsF鍵的極性小。晶格能體現(xiàn)的是正負(fù)離子間的引力的大小，這種靜電引力不僅和離子鍵的極性大小有關(guān)，還與正負(fù)離子的半徑有關(guān)，半徑越小，正負(fù)離子間的引力越大，晶格能越大。由于Cs+的半徑（169pm）比Na+得半徑（95pm）大得多，因而Cs+與F-間的靜電引力比Na+與F-的小，使NaF的晶格能卻比CsF的大。5. 為什么由不同種元素的原子生成的PCl5分子為非極性分子，而由同種元素的原子形成的O3分子卻是極性分子。答：P

7、Cl5分子：三角雙錐構(gòu)型，鍵的偶極矩互相抵消，使分子的正電重心和負(fù)電重心重合，分子的偶極矩為零。因此，PCl5分子為非極性分子。O3分子：O3分子為V形構(gòu)型，分子中有34離域鍵，三個(gè)O原子上的孤對電子數(shù)不同，中心原子與端原子的電子密度不同。由于分子的非對稱性和中心原子與端原子的電子密度不同使O3分子的偶極矩不為零，分子有微弱的極性6.試用價(jià)層電子對互斥理論判斷下列分子或離子的幾何構(gòu)型，指出中心原子的雜化類型。（1）ClF3 (2) ClO2 (3) SO2Cl2解：分子或離子 分子或離子的空間構(gòu)型 中心原子雜化類型ClF3 T 形 sp3d ClO2 V形 sp3SO2Cl2 四面體 sp37

8、. 試寫出NO分子的分子軌道式，指出它的鍵級和磁性，并比較NO+、NO和NO-的穩(wěn)定性。解：N 2s22p3 O 2s22p4NO (1s)2 (1s)2 (2s)2(2s)2 (2py)2(2pz)2(2px)2(2py)1穩(wěn)定性：NO+NONO-8. 比較下列物質(zhì)在水中溶解度的大小，并說明理由。 HgCl2, HgBr2, HgI2。解：Hg2+ 的半徑大 、變形性大，同時(shí)又具有較強(qiáng)的極化能力；陰離子半徑Cl-Br-I-，變形性Cl-Br- HgBr2 HgI2。 已知A(g) + B(s) = C(g) + D(s) rHm= -52.99 kJmol -1,在1.013105Pa，29

9、8 K、100 kP下發(fā)生反應(yīng)，體系做了最大功，并放熱1.49 kJ 。求Q、W、rUm、rSm和rGm。四 計(jì)算題（ 40分）解：由已知可直接得出 Q=-1.49 kJmol -1。 對于反應(yīng)：A(g) + B(s)= C(g) + D(s)在恒溫恒壓下，以做了最大功的可逆方式進(jìn)行。反應(yīng)前后V=0，故無體積功，所以體系的功W是非體積功。rSm= Qv/T = 1.491000Jmol -1/298K = 5.0 Jmol -1K-1rHm =rUm（pV）= rUmpV故 rHm=rUm=52.99 kJmol -1由第一定律 rUm=QW所以 W=QrUm=1.49 kJmol -1（52

10、.99 ）kJmol -1 =51.5 kJmol -1 rGm =W rGm =51.5 kJmol -13. 在一定的溫度下Ag2O(s) 和AgNO3 (s) 受熱均能分解。反應(yīng)為Ag2O(s) 2Ag(s)+1/2O2 (g ) (1)2AgNO3 (s) Ag2O(g) +2NO2 (g )+1/2O2(g) (2)已知反應(yīng)的rH、rS 下列數(shù)據(jù)，并假定反應(yīng)的rH、rS不隨溫度的變化而改變，估算Ag2O 和AgNO3按上述反應(yīng)方程式進(jìn)行分解時(shí)的最低溫度，并確定AgNO3分解的最終產(chǎn)物。298.15KAg2O(g) Ag(s)AgNO3 (s) NO2 (g)O2(g) fHmkJmo

11、l-131.05-124.3933.18fSm Jmol-1K-1121.342.55140.92240.06205.138Ag2O(s) 2Ag(s)+1/2O2 (g )rHm = (fHm)產(chǎn)(fHm)反 = -31.05 kJmol-1rSm = (Sm)產(chǎn)(Sm)反 = 205.138/2+242.55 121.3 = 66.369 Jmol-1K-1= 31.0510-3/70.3 = 467.8 K3Cu形成+1價(jià)離子時(shí)失去的是4s電子還是3d電子？試用Slater規(guī)則的計(jì)算結(jié)果加以說明。解：Cu原子的電子結(jié)構(gòu)式是 1s22s22p63s23p63d104s1 4s電子的4s=

12、（0.8518）（1.0010）= 25.3 E4s= 13.6(2925.3)2/42eV=11.64eV 3d電子的3d= （0.359）（1.0018）= 21.15 E3d= 13.6(2921.15)2/32eV=93.12eV計(jì)算結(jié)果是E4s E3d，說明Cu原子失去4s軌道中的電子。表 3-2 原子軌道中一個(gè)電子對于屏蔽常數(shù)的貢獻(xiàn)被屏蔽電子屏蔽電子1s2s，2p3s，3p3d4s，4p4d4f5s，5p1s0.302s，2p0.850.353s，3p1.000.850.353d1.001.001.000.354s，4p1.001.000.850.850.354d1.001.001.001.001.000.354f1.001.001.001.001.001.000.355s，5p1.001.001.001.000.850.850.850.354根據(jù)已知的下列數(shù)據(jù)，由Born-Haber循環(huán)計(jì)算氯化鋇的f Hm。氯分子的解離能： 242kJmol-1鋇的升華熱： 193 kJmol-1 鋇的第一電離能： 503 kJmol-1鋇的第二電離能： 965 kJmol-1氯的電子親和能： 349 kJmol-1氯化鋇的晶格能： 2027 kJmol-1答：反應(yīng)的Born-Haber循環(huán)如下圖所示。B