所以 K稳 = 10 2E?/ 0.059
= 102 ? 0.46/ 0.059 = 3.9 ? 1015
?MnO412、标准电极电势表的电极反应+ 8H+ + 5e?
= Mn
2+
+ 4H2O,实际是指该电极与氢
电极组成的原电池的电池反应,该反应写完整了应当
是 。 答案:MnO4 + 3H+ +2H2
?5= Mn
2+
+ 4H2O
13、若反应2ICl(g) + H2(g)???2HCl(g) + I2(g) 的速率方程为v = k c(ICl) c(H2), 其反应历程为 (1) ICl + H2???HI + HCl,(2) ICl + HI??? HCl + I2。 则此历程中的慢反应为_________________________。 答案:(1) 14、已知2A
=
B + C为一基元反应,则用A的浓度变化所表示的速率方程
是 ,用B的浓度变化所表示的速率方程是 。
d[A]d[B]= kA [A]2 v == kB [A]2 dtdt15、质量数为56, 中子数为30的原子基态电子构型是______________________________。 质量数为209中子数126的原子基态电子构型是____________________________________。
答案:1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d10 16、下列离子基态的电子构型分别是:
答案:v = -Ge4+ ,S2? ,Ag+ ,Pd2+ , Mn3+ 。
答案:[Ar]3d10 [Ar]或[Ne]3s23p6 [Kr]4d10 [Kr]4d8 [Ar]3d4 17、按从大到小的顺序排列以下各组物质:
A、按离子极化大小排列 MnCl2,ZnCl2,NaCl,CaCl2____________________________; B、按键的极性大小排列NaCl,HCl,Cl2,HI__________________________________。 答案:
(1) ZnCl2 > MnCl2 > CaCl2 > NaCl (2) NaCl > HCl > HI > Cl2
18、在液态时,每个HF分子可形成____个氢键,每个H2O分子可形成_____个氢键。 答案:2 4
19、填写下面表格: 分子 CH2F2
杂化轨道类型 分子的形状 是否为极性分子 试卷答案 第 5 页 (共 9 页)
BCl3
答案: 分子 CH2F2 BCl3 否 杂化轨道类型 sp3 sp2 分子的形状 四面体形 平面三角形 是否为极性分子 极性分子 否 20、中心原子若以sp3d杂化轨道形成分子或离子时,则分子或离子可能的空间构型有五种,它们是 , , , , 。
答案:直线型 近似T型 变形四面体 三角双锥 四方锥 三、计算(5小题,共20分) 1、
已知
??fHm/ kJ·mol-1 ?Sm/ J·mol-1·K-1 ??fGm/ kJ·mol-1
H2O2(l)
109.5
H2O(l) -286 69.96 -237.19
O2(g) 205.03
?= -195.96 kJ·mol-1 实验测得: 2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g) ?fHm??试计算H2O2(l) 的?fHm和?fGm。
=
答案:2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g)
????rHm= 2?fHm(H2O) – 2?fHm(H2O2)
119596.???所以?fHm(H2O2) = -?rHm+?fHm(H2O) = - 286 = -188 (kJ·mol-1)
22?????rSm =Sm(O2)+ 2Sm(H2O) – 2Sm(H2O2)
= 205.03 + 2 ? 69.96 - 2 ? 109.5 = 126.0 (J·mol-1·K-1)
????rGm=?rHm-T?rSm= -188 -298 ? 126 ? 10-3 = -226 (kJ·mol-1) ????rGm= 2?fGm(H2O) – 2?fGm(H2O2)
=
??2?fGm(H2O)??rGm226= -237.19 += -124 (kJ·mol-1)
222、已知N2(g) + O2(g)2NO(g) 是吸热反应,它在2000K时,Kc = 2.3 ? 10-4,如果氧气和氮气的原始浓度都是1.0mol·dm-3,试求平衡混合物中NO的浓度;从计算结果说明单质直接生产NO是否可取?
答案:设平衡时有x mol·dm-3的N2和O2发生反应 N2 + O2 2NO
-3
起始浓度/mol·dm 1.0 1.0 0 平衡浓度/mol·dm-3 1.0-x 1.0-x 2
(2x)2-4
K == 2.3 ? 10 2(1.0?x)?所以?fGm(H2O2) =
试卷答案 第 6 页 (共 9 页)
x = 7.5 ? 10-3 所以平衡时NO浓度为1.5 ? 10-2 mol·dm-3
NO的生成是吸热反应,在2000 K转化率还很低,所以由N2和O2直接生成NO的方法不可取。
3、298 K密闭容器中液态氯的蒸气压为704 kPa,计算反应Cl2(l)Cl2(g)的K?和
?(Cl2, l)。 ?rGm答案:Kp =K?=
704= 7.04 100??(Cl2(l) ?rGm = 0 - ?fGm?(Cl2, l) = 2.30RTlgK?= 2.30 ? 0.00831 ? 298 lg 7.04 = 4.83 (kJ·mol-1) ?rGm??4、已知:O2(g) + 2H2O(l) + 4e = 4 OH = 0.40 V
??
Zn2+ + 2e? Zn ??= -0.76 V
计算2Zn(s) + O2(g) + 4H
+
=
1.0 ? 10-3 mol·dm-3时,电池的电动势。 答案:酸性条件下,O2 + 4H+ + 4e? 2H2O
0.0591??= 0.40 +lg = 1.23 (V)
4(1.0?10?14)4+2+
所以 2 Zn(s) + O2(g) + 4H 2 Zn+ 2H2O
= 2Zn
2+
+ 2H2O,当 pO2 = 20 kPa,[H+]= 0.20 mol·dm-3,[Zn2+]=
=
=
[Zn2?]20.0590.059(1.0?10?3)2E =E-lg= 1.23 + 0.76 -lg= 2.03 (V) ??4444(pO2/p)?[H]0.20?0.20?5、从金矿中提取金,传统的方法是氰化法。
=
O + 2HO + 4e = 4OH [Zn(CN)]+ 2e = Zn + 4CN
2
2
?
?
42-
?
-
+
已知:Au+ e? Au ??= 1.69 V
??= 0.40 V ??= -1.26 V
K稳([Au(CN)2]-) = 2.0 ? 1038
(1) 写出氰化法提取Au的全部化学反应式,简单说明反应为何能进行? (2) 计算氧气存在下,Au在NaCN溶液中溶解反应的平衡常数。 答案:(1) ① 4Au + 8CN? + O2 + 2H2O 4[Au(CN)2] ? + 4OH?
② Zn + 2[Au(CN)2]?
=
= [Zn(CN)]
4
2-
+ 2Au
???(Au(CN)?(Au+/Au) + 0.0591 lg(1/K稳) 2/Au) =?= 1.69 + 0.0591 lg[1/(2.0 ? 1038)]
= -0.57 (V)
?E1=??(O2/OH?) -??(Au(CN)?2/Au) = 0.40 - (-0.57) = 0.97 (V) > 0
???E2=??(Au(CN)?(Zn(CN)22/Au) -?4/Zn) = -0.57 - (-1.26) = 0.69 (V) > 0
所以反应①,②均能进行.
?zE14?0.97(2) lgK1 == 65.65 ?0.05910.0591
试卷答案 第 7 页 (共 9 页)
K1 = 4.5 ? 1066
四、问答题(8小题,共40分)
1、反应 I2(g)2I(g) 气体混合处于平衡时: (1) 升温时,平衡常数加大还是减小? 为什么? (2) 压缩气体时,I2(g)的解离度是增大还是减小?
(3) 恒容时充入N2气时,I2(g)的解离度是增大还是减小? (4) 恒压时充入N2气时,I2(g)的解离度是增大还是减小? 答案: (1) 平衡常数加大,因I2解离是吸热反应。 (2) 减少,因总体积减小,平衡左移。 (3) 不变,因I2和I的物质的量都不变。 (4) 加大,因体系的体积加大,平衡右移。 2、指出下列反应中的Lewis酸和碱: (1) BrF3 + F????[BrF4] ? (2) (CH3)2CO + I2???(CH3)2CO-I2 (3) KH + H2O???KOH + H2
答案:(1) 酸BrF3,碱F?;
(2) 丙酮是碱而I2是酸,前者将O上的一对孤对电子投入I2分子的空反键轨道中; (3) 离子型氢化物(KH)提供碱(H?)与水中的酸(H+)结合形成H2和KOH。H2O是酸,H?是碱。
?3、分别用?rGm与电动势E?判断一个氧化还原反应能否进行,所得到的结果是否一致?
为什么?
答案:是一致的。
?因为?rGm= -zFE?,所以会有以下结果: ??rGm< 0 E?> 0 正反应自发 ??rGm= 0 E?= 0 可逆(平衡态)
??rGm> 0 E?< 0 逆反应自发(或正反应不能进行)
即两种判断是一致的。
4、已知:铟的电势图(酸性溶液)为
请回答下列问题并分别写出有关反应的方程式: (1) 在水溶液中In+ 能否发生歧化反应?
(2) 当金属In与H+(aq) 发生反应时,得到哪种离子?
(3) 已知??(Cl2/Cl?) = 1.36 V,当金属In与氯气发生反应时,得到产物是什么? 答案:(1) In+可发生歧化反应. 3In+ In3+ + 2In
=
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(2) 2In + 6H+ 2In3+ + 3H2 (3) InCl3 2In + 3Cl2 2InCl3
5、氢的压力为100 kPa,温度为25℃时H2/H+ 电对的还原电势与pH之间有什么关系? 答案:还原半反应为:2H+(aq) + 2e????H2(g)
?0.059pH2/plg该电对的Nernst方程为:? =?- +22[H]当pH2= 100 kPa时:
?=
=
? (H+/H2) = - 59 mV ? pH
即:pH每增加1,还原电位减小59 mV。
6、写出下列物种各自在供氧充足的酸性水溶液中可能发生的反应(包括歧化反应)的化学方程式并平衡(若不反应,请注明)。
(1) Fe2+;(2)HClO2;(3) Br2(l)
(已知:??(Fe3+/Fe2+) = 0.771 V,??(Fe2+/Fe) = -0.447 V,??(O2/H2O) = 1.229 V,
-?(HOBr/Br2) = 1.59 V,(BrO3/Br2) = 1.51 V,ClO3答案:(1) 4Fe2+ + O2 + 4H+???4Fe3+ + 2H2O
?(2) 2HClO2 ?+ HClO + H+ ??ClO3?同时发生2HClO2 + O2?+ 2H+ ??2ClO3????1.21V?________HClO2________HOCl )
1.64V?(3) 不反应。
7、在标准状况下:(1) 下列诸反应是在酸性条件下还是在碱性条件下进行的?(2) 指出它们的反应方向?
SnCl4(aq) ① Cl2(g) + SnCl2(aq)
② Zn(s) + 2OH(aq)
2+
③ Co(aq) + Ni(s)
-?ZnO22(aq) + H2(g)
Ni2+(aq) + Co(s)
?3Fe2+(aq) +NO3(aq) + 4H+(aq)
3+
④ 3Fe(aq) + NO(g) + 2H2O(l)
答案:(1) 反应 ①、③、④ 酸性溶液,② 碱性溶液。
(2) ①、② 向右,③、④ 向左。
?2-8、离子H-、H? 2、H2、H2中有哪些可以存在? 哪些不能存在?试从结构的观点加以解释。
答案:H原子核外有一个电子,该原子的1s轨道处于半满状态,
H-: H 原子 1s轨道还可以容纳一个电子形成H-,故H-可以存在。
H2 的分子轨道式为 H2: [(? 1s)2] 则:
H2+: [(? 1s)1] 键级为0.5,可以存在。 H2-: [(? 1s)2 (? *1s)1] 键级为0.5,可以存在。 H22-: [(? 1s)2 (? *1s)2] 键级为0,不可以存在。
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