11大学化学试题A答案docWord文件下载.docx
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3对;
4错;
5错;
6错;
7对;
8对;
9对;
10错
订
三、填空题(共10题,每题2分,共20分)
1.A:
[c(NO)]2*p(Cl2),3
2.正,还原,负,氧化
3.C)2,Cu
4.
(NH4)2SO4溶液<NaCl溶液<HAc溶液<蔗糖溶液
HCO'
NHj;
COl,NH3;
HCO;
,Ac'
;
取向力、诱导力、色散力
Na+;
O2"
3.76,增加NaAc的浓度
Pb2+,Ag+,Ba2+
K(Br(g))>5®
(Br(l))>5:
(Si(s))
问答题供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:
⑴r离子;
(2)Cu原子,已知F元素、Cu元素的质子数分别为9、29。
答:
多电子似子核外电子分布基本上遵循以下三个规汴:
(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景子数完全相冋的电子;
或者一个原子屮每个原子轨道最多只能分布两个自旋方A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电了总是尽先占据能量
谅低的原子轨道,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。
(3)洪特规则:
在n、1相同的等价原子轨道中,电子总是尽量占据不同磁暈子数的等价轨道,且电子內旋方向相同。
依照原子核外电子分布的上述规律,写出r离子、Cu原了的电了•排布式如下:
[F]:
ls22s22p6;
(1分)
[Cu]:
ls22s22p63s23p63d104sl(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
作为弱电解质的稀醋酸溶液存迮解离平衡:
HAc+H2OH3O+(aq)+\c\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,HC1所解离出较高浓度的H+,闪同离子效应抑制了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。
当向醋酸溶液加入少量NKiAc时,溶液屮的Ac•离子浓度明显增大,因同离子效放导致HAc的电离度减小。
当加水稀释醋酸溶液时,依据弱电解质的稀释定律,判断HAc的电离度会冇所增大。
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。
常见的金属电化学腐蚀可以分为两种类型:
析氢腐蚀和吸氣腐蚀。
(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:
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)采川不诱钢等合金材料;
(4)采川适当覆盖层防护方法。
4.若要比较一些难溶电解质溶解度的人小,是否可以根据各难溶电解质的溶度积人小直接进行比较?
试述AB、AB2、人83型难溶物的溶解度s和溶度积Ks的关系。
若要比较相同化学式类型的难溶电解质,叮以直接依据各难溶电解质的溶度积进行比较,对于不同化卞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。
对于AB、AB2、人83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••K、.
=52
或
ab2型:
K
=453
(S=^KJ4)
ab3型:
=27S4
0=狀/27)
五.计算题(共3题,30分)
1.(本题7分)通过CaCO3热分解制备CaO的化予反应为:
CaCO3(s)一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时的标准摩尔自巾能变AX;
%,借以判断在上述两个溫度条件TCaCO3分解反应能否&
发进行?
热力#数据:
CO2(g)
CaCO3(s)
CaO(s)
W/kJ/mol)
-394.4
-1128.8
-604.0
Af/y°
nl(kJ/mol)
-393.5
-1206.9
-635.1
九(J/mol.K)
213.7
92.9
39.8
解:
CaCO3(s)->
CO2(g)
+CaO(s)
ArG°
m(298K)=A^m(CaO)+△,以m(CO2)-
△t<
?
em(CaCO3)
=(-604.03)+(-394.359)-
(-1128.79)=130.4kJ/mol
因〉0,故298K时该反应不能自发进行。
△尤(298K)=Ar/7°
m(CaO)+△r//m(CO2)-Af/y°
m(CaCO3)
=(-635.1)+(-393.5)-(-1206.9)=178.3kJ/mol(1分)
AA(298K)=力CaO)+S°
m(CO2)-S°
=39.8+213.7-92.9=160.6J/mol.K(1分)
△rG°
m(1273K)=Ar/7°
m(298K)-7,Ar5x,m(298K)
=178.3-1273x160.6x10*3=-26.14kJ/mol
因故1273K时该反应能够自发进行。
2.(本题9分)将Pb(NO3)2溶液与NaCl溶液浞合,设浞合液屮的Pb(NO3)2浓度为0.20mol/L,
已知难溶物PbCl2的溶度积常数^sp(PbCl2)=1.6x10'
试通过相关计算解答以卜问题:
(1)当混合溶液巾cr的浓度为s.oxio'
noi/i吋,是否会有沉淀生成?
(2)当浞合溶液中cr的浓度为多大时,方才开始生成沉淀?
(3)当浞合溶液中cr的浓度为6.0Xl(r2mol/l时,残廚于溶液中的Pb2+浓度为多少?
解:
(1)溶液中cr的浓度为5.0X10'
4mol/L吋,此溶液体系的离子浓度为J(PbCl2)=[Pb2+]-[cr]2=0.2X(5.0XIO-4)2=5X10'
8(2分)
可见J(PbCl2)<
A°
sp(PbCl2),故此吋不会生成PbCl2沉淀。
(2)欲使溶液体系生成PbCl2沉淀,须使J(PbCl2)=[Pb2+]•[Cf]2>
A^spCPbCh),此时cr的浓度应为
[Cl]>
(X°
sp(PbCl2)/[Pb2+])1/2=(1.6xl0-5/0.20)1Z2=8.9xl(r3mol/l当溶液中cr浓度达到8.9xl(r3mol/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吋,离了浓度存在以下关系J(PbCl2)=[Pb2+]•[Cl]2=^sp(PbCl2)
当溶液屮Cl_的浓度为6.0X102mol/l时,残留于溶液屮Pb2+浓度为[Pb2+]=X°
Sp(PbCl2)/[CP]2=1.6xIO-5/(6.0X10.2)2=4.4xW3mol/1(3分)
3.(14分)己知以卜*两个电对的标准电极电势:
Z(MnO47Mn2+)=1.507V;
^(Cl2/Cr)=1.358V,在298.15K温度条件下,其可能发生的氧化还原反渔如下:
2MnO4-(叫)+16H+⑽+1OCP(aq)2Mn2+(叫)+5C12(g)+8H2O(Z)
(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
算此原电池的鉍准电动势相应的原电池反应的标准自由能变以及标准平衡常数妒。
(2)若MnOAMn2+、CT的浓度均为lmol/1,Cl2的分压为p(Cl2)=100kPa,相关溶液的pH=l,应用能斯特方程式计算电对MnO47Mn2+和C12/C1_的电极电势,并计算在此条件卜*该原电池的电动势五,判断原电池反应自发进行的方h'
J。
(3)若其它条件不变,当cr浓度为0.1mol/l、pH=5时,计算电对MnO47Mn2_和Cb/CF的电极电势,判断此时原电池反应自发进行的方向。
(己知尸=96485Cmor1)
(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:
(-)PtICl2ICPIIMnO4;
H+,Mn2+IPt(+)(1分)
负极反应(-)••2CP-2e-=Cl2(0.5分)
正极反应(+):
MnO/+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#、标准向由能变以及标准平衡常数计算如卜:
拉、=^°
(MnO47Mn2+)-炉0(Cl2/Cr)=1.507-1.358=0.149V(1分)
ArG^(298.15K)=-zFE°
=-10x96485x0.1497•mol~}=-143.8V."
w/.1(1分)
zE°
10x0.149
lgA==(1分、
0.0590.059ujr)
K°
=1.8x1025
(2)依据能斯特方程式,计算出电对MnO47Mn24和Cl2/Cr的电极电势如下:
c(J//72+)
(p{Mn()~/J/"
2+)=(pl\Mn()~/J/z?
2+)-
0.059,——
lg
(1.5分)
5
=1-507-x(_8)X(-1)=1.41V
{c{cr)2
nnc:
Qt~o
(p{Cl2/67_)=(p\CL,/Cl~)-U-UOylg———-2p(CJ2)
"
7^
1.358-
1.36V
0.059
2
1g
100
在此条件下该原电池的电动势E如下:
E=^(MnO47Mn2+)-识(C12/CT)=1.41-1.36=0.05V(1分)
(p{MnO;
/仙?
2+)〉(p{ci2/cry即咖o4-氧化cr,反应正向自发进行。
(3)其它条件不变,当CT的浓度为0.1mol/L,pH=5时,电对MnO47Mn2^C12/CT的电极电势计算如下:
(p(JfnO;
/Mn2+、=(p°
{MnO~/Mn2+)-
c(Mn2+)
0.059qc°
5c(MnOO+
=1.507-x(_8)x(-5)(1分)
=1.035V
(p{ci2/cr)=(p\ci,/ci~)
0.059n
lg
2p{Cl2)
1.358-^lgO.I2
1.417V
/Jfo2+)<(p{Cl2/Cl-),故(:
12可以氧化Mn2+,即反应逆向B发进行。
(2分)。
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