天大《无机化学》2017年6月考试期末大作业

无机化学 要求： 一、 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，满分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”； 二、答题步骤： 1. 使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）； 2. 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； 1. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc” 2. 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．填表题（本题30分） 1. 物质 晶体类型 晶格结点上的粒子 粒子间作用力 AlN       Cu               2.根据价键理论填写下表(原子序数：Pt：78；Fe：26；Co：27)： 化学式 未成对电子 杂化类型 空间构型 [PtCl4]2- 0     Fe(CO)5 0     [CoF6]3- 4             3. 离子 中心原子杂化轨道类型 几何构型 CH3+     BH4-     H3O+           4. 配合物 名称 配位数 形成体氧化数 [Cu(NH3)4][PtCl4]         六氟合硅（Ⅳ）酸铜       硝酸一羟基·三水合锌（Ⅱ）     [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl               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： FeO.Cr2O3 +  Na2CO3 +  O2  →  Fe2O3 +  Na2CrO4 +  CO2↑ 2．用离子-电子法配平： IBr + BrO3- + H2O → IO3- + Br- + H+ 三．计算题：(本题共60分) 1. 向浓度为0.10mol·L-1的MnCl2溶液中慢慢滴加Na2S溶液，通过计算判断先生成MnS沉淀还是先生成Mn(OH)2沉淀？（ (MnS) = 2.5×10-10, (Mn(OH)2)=1.9×10-13, H2S的解离常数为 (H2S)=1.1×10-7； (H2S)=1.3×10-13。） 2. 将NO和O2注入一保持在673K的固定容器中，在反应发生前，它们的分压分别为P(NO)=101 kPa, P(O2)=286 kPa。当反应：2NO +O2 2NO2(g)达平衡时，P(NO2)=79.2 kPa。 (1) 计算该反应的 ， 。 (2) 判断该反应达到平衡后降低温度，平衡如何移动，对NO的转化率有何影响。(已知在该温度下，100kPa下，NO的 =210.76 J·mol-1·K-1,  O2的 =205.14 J·mol-1·K-1，NO2的 =240.06 J·mol-1·K-1。) 3．通过计算判断反应Cu2+ (aq) + Cu (s) +2Cl- 2CuCl (s) 在298.15K、标准状态下能否自发进行，并计算反应的平衡常数K 和标准自由能变化 。已知E?(Cu2+/Cu)=0.34V， E?(Cu2+/Cu+)＝0.16V， (CuCl)＝2.0×10－6。 4. 10 mL 0.10 mol·L-1 CuSO4溶液与10 mL 6.0mol·L-1的NH3·H2O混合并达到平衡，计算溶液中Cu2+, NH3·H2O以及[Cu(NH3)4]2+的浓度各是多少？若向此混合溶液中加入0.010 molNaOH固体，问是否有Cu(OH)2沉淀生成？ (已知： (Cu(OH)2)=2.210-20, ([Cu(NH3)4]2+)=2.091013) 第二组： 一、填空题(14分) 1. Ag+、Pb2+、Ba2+混合溶液中，各离子浓度均为0.10 mol·L1，往溶液中滴加K2CrO4试剂，各离子开始沉淀的顺序为________________________。 （Ksp(PbCrO4)= 1.77 1014，Ksp (BaCrO4)= 1.17 1010，Ksp(Ag2CrO4)= 9.0 1012） 2.已知，E (Co3+/Co2+) = 1.84V，E [Co(CN)63-/ Co(CN)64-]= -0.84 V ，则[Co(CN)6]3- 和[Co(CN)6]4-的稳定常数较大的是。 3. 2Mn2+ + 5NaBiO3 +14H+ 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O +5Na+中，若用该反应设计组成原电池，原电池符号为。 4．O2+的分子轨道表示式为, 其价键结构式为，其成键数目及名称为。 5. 配合物[Co(NH3)5(ONO)]SO4的中文名称。 二、配平题(必须写出配平步骤,10分) 1.用离子-电子法配平 MnO4-+ H2O2 Mn2++ O2 (酸性介质中) 2.用氧化数法配平 KClO4+FeSO4+H2SO4 KCl+Fe2(SO4)3 三、填表（16分） 1. 物质 晶体类型 晶格结点上粒子 粒子间作用力 SiC               2. 原子序数 价层电子构型 周期 族 区 82 6s26p2                 3. 物质 SiCl4 H2S 中心原子杂化类型     分子的空间构型           4.Fe、Zn原子序数分别为26、30 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 [Zn(NH3)4]2+       外轨 [Fe(C2O4)3]3-     5.92             四、计算题(60分) 1. 已知E? (Cu2+/ Cu) = 0.340V , 求：在100ml含0.10 mol·L-1硫酸铜和0.10 mol·L-1 H+ 的溶液中，通入H2S至饱和，求此时溶液中的E(Cu2+/Cu) = ？ (已知H 2 S的 =1.1×10-7 , =1.3×10-1 3，H2S饱和溶液浓度为0.10 mol·L-1 , (CuS)=6.3×10-36) 。 2.碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命，其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应，即 当生成的W12(g)扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。已知298.15K时：   W(s) WI2 (g) I2 (g) 0 -8.37 62.438 33.5 251 260.69         (1)若灯管壁温度为623K，计算上式反应的 (623K) (2)求WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。 3.在pH=1.0，1L含0.01 mol·L-1的硫酸锌溶液中通入氨气，通入多少摩尔氨气的时候全部的Zn2+生成Zn(OH)2沉淀，继续通入多少mol氨气可Zn(OH)2沉淀使全部生成[Zn(NH3)4]2+? (K ( Zn(OH)2 ) = 3.010-17， ([Zn(NH3)4]2+)=2.88109 , (NH3)=1.76 10-5) 4.已知锰的元素电势图： (1) 求EA ( /MnO2)和EA (MnO2/Mn3+)值； (2) 指出图中哪些物质能发生歧化反应? (3) 指出金属Mn溶于稀HCl或H2SO4中的产物是Mn2+还是Mn3+，为什么? 第三组： 一、填空题(本题共20分) 1. 原子序数Z = 80的元素原子的电子排布式为(书写时使用原子实)_____________________，价层电子构型，位于______________周期_________族，属于_______________区。 2. E (ClO3-/Cl2) = 1.47V，E (Sn4+/Sn2+) = 0.15V, 则用该两电对组成的原电池。其正极反应为；负极反应为。电池符号。 3. 已知：AgCl、Ag2CrO4、Mg(OH)2的 分别为1.77×10-10、1.12×10-12、5.61×10-12，则三者溶解度由大至小的顺序为(不考虑水解等副反应)。 4. 一弱酸HA的的K = 1.0×10-5，求298.15K，E (HA/H2)=V。 5. 某溶液含有0.01mol·L-1KBr, 0.01mol·L-1KCl和0.01 mol·L-1K2CrO4，把0.01mol·L-1AgNO3溶液逐滴加入时，最先产生沉淀的是, 最后产生沉淀的是。( (AgBr) = 5.0 10-13 , (AgCl) = 1.8 10-10 , (Ag2CrO4) = 2.0 10-12 )。 6. B2的分子轨道分布式为；价键结构式为；其键级为。 7.浓度为0.010 mol·L-1的氨水和0.010 mol·L-1氯化铵( = 1.7 ×10-5 )溶液，此溶液与水等体积混合后，pH = 。 8.对于 N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g)，在298K时，Δr =92.22 kJ·mol-1，Δr =198.53 J·mol-1·K-1，则该反应的 =, ________________kJ·mol-1。标准状态下，NH3(g)自发分解的温度是______________K。 9.已知 K (H2S)＝1.1×10-7，K (H2S)=1.3×10-13，0.1mol·L-1Na2S溶液的pH值为。 二、填表题(本题28分) 1. 名称 化学式 配体 配位原子 配位数 四(异硫氰酸根)·二氨合钴(Ⅲ)酸锌           [CoCl(SCN)(en)2]Cl                 2. 物质 晶体类型 晶格结点上的粒子 粒子间作用力 SiC       草酸       铝               3. Mn、Fe的原子序数分别为25、26， 配合物 中心离子杂化类型 几何构型 理论磁矩μ理/(B)M. 配键类型 [MnBr4]2-     5.9   [Fe(CN)6]3-       内轨配键           4.   AsH3 CH3Br CS2 中心原子杂化轨道 (注明等性或不等性)       分子几何构型   四面体           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：KClO4+FeSO4+H2SO4 KCl+Fe3(SO4)2 2．用离子-电子法配平(要求写出两个半反应式)： Cr2O72-  + H2S Cr3+  +  S 四、计算题：(本题共42分) 1.在pH=1的1L溶液中，内含有0.01mol·L-1Fe2+和0.01mol·L-1Mg2+，向该溶液中通入NH3(g)，（1）要使这两种离子实现完全分离, 试计算所通入NH3(g)最少多少mol？最多多少mol？（通入NH3气前后的溶液体积变化可忽略。）(2) 通入多少molNH3可将Fe2+和Mg2+完全沉淀，最终溶液pH值为多少？(K (NH3·H2O)= 1.810-5, (Fe(OH)2)= 4.910-17, (Mg(OH)2) =5.610-12) 2.已知298.15K时，E ([Ag(NH3)2]＋/Ag)= 0.372V，E (AgCl/Ag) = 0.207V, E (Ag+/Ag) = 0.799V。 (1) 求 ([Ag(NH3)2]＋)= ?； (2) (AgCl) = ? ； (3) 将0.1mol·L-1 AgNO3与0.1 mol·L-1KCl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。问混合溶液中游离的氨浓度是多少？ 3. 根据下列热力学数据，计算 分解的最低温度。 △fH / ( )  -1130.68      -414.2    -393.51 S / ( )  134.98        75.04    213.74 第四组： 一、填空题(本题共10分) 1. 47号元素的原子价层电子排布式为_____。该元素属于___区元素。 2. 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38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，1.0molP4S3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K?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) = 1.710-5，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; 200mL0.1 mol·L-1氨水和100mL0.1 mol·L-1盐酸混合，溶液的pH为。[已知 K (NH3 H2O)=1.810-5] 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24分) 1. 已知气相反应N2O4(g) 2NO2(g)，在45C时向1.00 L真空容器中引入6.0010-3mol N2O4，当达平衡后，压力为25.9 kPa。 (1) 计算45C时N2O4的解离度和平衡常数K； (2) 已知该反应 = 72.8 kJ·mol1，求该反应的 ； (3) 计算100C时的K和 。 2.某工厂废液中含有Pb2+和Cr3+, 经测定c(Pb2+) = 3.010-2mol·L-1, c(Cr3+) = 2.010-2mol·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)=1.410-15, K (Cr(OH)3)=6.310-31)