无机化学考研必做题石家庄铁道学院.docx

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无机化学考研必做题石家庄铁道学院

第一章气体

习题

1.在573K和2×105Pa压力下，33.3L气体CF4中含有多少摩尔的CF4？

（2.15mol）

2.在300K、3.03975×1O6Pa时，一气筒含有480g的氧气，若此筒被加热到373K，然后启开阀门（温度保持不变）一直到气体压力降低到1.01325×lO5Pa时，问共放出多少克的氧气？

（467g）

3.求氧气在273K，5.06625×1O5Pa下的密度。

（7.15g·L）

4.有人在实验室中收集了天然气，在298K时在一只0.25L烧瓶中收集气压为7.33×104Pa的气体，称得此气体的净质量是0.l18g（278K），从这些数据求此气体的分子量。

（16）

5.在298K和l.01325×l05Pa压力下，测得某气体的密度1.340g·L。

在另一实验中测得这个气体的组成是C，79.8%和H，20.2%。

（1）求这个化合物的最简式；

（2）求这个化合物的分子量；

（3）求这个化合物的分子式。

（32.8，C2H6）

6.在293K和9.33×104Pa条件下，在烧瓶中称量某物质的蒸气得到下列数据：

烧瓶容积为0.293L，烧瓶和空气的质量为48.369g，烧瓶与该物质蒸气质量为48.537g，且已知空气的平均分子量为29。

计算此物质的分子量。

（44）

7.氧气在1.01325×105Pa、300K，体积为2L，氮气在2.0265×105Pa、300K时体积为1L。

现将这两种气体在1L的容器中混合，如温度仍为300K，问混合气体的总压力是否等于3.03975×105Pa，为什么？

8.在实验室中用排水集气法收集制取氢气。

在23℃，100.5Kpa压力下，收集了370.0mL的气体（23℃时，水的饱和蒸汽压2.800Kpa）。

试求

23℃时该气体中氢气得分压；

氢气的物质的量；

若在收集氢气之前，集气瓶中已充有氮气20.0mL，其温度也是23℃，压力为100.5Kpa；收集氢气之后，气体的总体积为390.0ml。

计算此时收集的氢气分压，与

相比，氢气的物质的量是否发生变化？

（97.7Kpa，0.0147mol，97.7Kpa，不发生变化）

9.合成氨的原料气中氢气和氮气的体积比是3∶1，除这两种气体外，原料气中还含有其他杂质气体4%（体积百分数）原料气总压力为1.52×107Pa，求氮、氢的分压。

（3.65×103Kpa，1.09×104Kpa）

10.将一定量的氯酸钾加热后，其质量失去了0.480g，生成的氧气在水面上用排水集气法收集起来。

在温度为294K压力为9.96×104Pa时，测得其体积为0.377L。

试计算氧气的分子量。

294K时水的饱和蒸气压为2.48×103Pa。

（32.07）

11.由NH4NO2分解制氮气，在296K，9.56×105Pa气压下，用排水集气法收集到0.0575L氮气，计算：

氮气的分压；

干燥后氮气的体积。

（已知水在296K时的饱和蒸气压为2.81×103Pa）

（9.27×105Pa，0.0558L）

12.将氨和氯化氢气体分别从一根I.2Om长的玻璃管两断向管内自由扩散。

试问两气体在玻璃管的什么位置相遇而生成NH4Cl的白烟？

（71.3cm）

*13.有25.0℃,1.000L,0.5000molN2。

（1）按理想气体状态方程式计算N2的压力；

（2）根据vanderWaals方程式计算N2的压力；（3）比较两者的相对偏差。

*14.不查表，确定下列气体：

H2,N2,CH4,C2H6,C3H8中，其vanderWaals常量b最大的是哪一种气体？

*15.比较H2，CO2，N2，CH4的vanderWaals常量a，预测分子间力最大的是哪一种气体。

第二章化学热力学

习题

1．某系统由A状态变至B状态共经历了三步：

（1）吸热300kJ，对外做功100kJ；

（2）放热50kJ，体积不变；（3）环境对系统做功500kJ，无热量变化。

试计算该系统热力学能的变化量ΔU。

2．比较下列各组物质中，何者有较大的焓值：

（1）298K的lmolH2O

（1）和348K的lmolH2O

（1）

（2）1molCH3OH

（1）和lmolCH3OH（g）

（3）1mol的C（石墨）、lmol的O2（g）和lmol的CO2（g）

（4）1molN2（g）、3molH2（g）的混合物和2mol的NH3（g）

3．利用标准摩尔生成焓ΔfHΘm数据，计算下列反应的标准摩尔反应焓：

（1）2CH4（g）=C2H4（g）+H2（g）

（2）Fe2O3（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO2（g）

（3）CO2（g）+2H2O（g）=CH4（g）+2O2（g）

（4）2NaHCO3（s）=Na2CO3（s）+CO2（g）+H2O

（1）

4．已知C6H6

（1）在标准态下完全燃烧为CO2（g）和H2O

（1）时的标准摩尔反应焓ΔrHΘm=−3267.5kJ·mol−1，试利用附录中有关数据计算液苯的ΔfHΘm，并与附录中的液苯的标准摩尔生成焓相比较。

5．碳化硅（俗称金刚砂）是一种重要的工业材料。

已知反应SiO2（s）+3C（石墨）=SiC（s）+2CO（g），标准摩尔反应焓ΔrHΘm=+624kJ·mol−1，试用附录中的有关数据计算SiC（s）的标准摩尔生成焓。

6．煤的气化技术是由下列热化学反应组成，由碳与水反应生成甲烷。

已知：

C（石墨）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），ΔrHΘm=+131.4kJ·mol−1

CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g），ΔrHΘm=−41.4kJ·mol−1

CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g），ΔrHΘm=−206.2kJ·mol−1

试计算反应：

2C（石墨）+2H2O（g）=CH4（g）+CO2（g）的标准摩尔反应焓变，并与用标准摩尔生成焓公式法计算结果相比较。

7．如果仅从单位质量的放热量来作比较，试问C2H2（g）、B2H6（g）、SiH4（g）和N2H4（l）中何者是最佳的高能燃料?

8．乙醇C2H5OH

（1）和乙醛CH3CHO

（1）完全燃烧时，分别放出热量为−1366.8kJ·mol−1和−1166.4kJ·mol−1。

（1）写出该两化合物燃烧反应的热化学议程式；

（2）计算乙醇氧化为乙醛反应的标准摩尔反应焓

（已知ΔfHΘm（CH3CHO,，1）=−196kJ·mol−1）。

9．据附录中标准摩尔熵的数据，计算下列反应的标准摩尔反应熵变：

（1）C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）

（2）NH3（g）+HCI（g）=NH4Cl（s）

（3）Mg（s）+H2O

（1）=MgO（s）+H2（g）

（4）Fe3O4（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO2（g）

10．查附录，计算下列反应的标准摩尔生成Gibbs函数变，并判断它们在298K时，能否自发?

（1）SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O

（1）

（2）4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O

（1）

（3）CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）

（4）Ca（HCO3）2（s）=CaCO3（s）+CO2（g）+H2O

（1）

11．利用一氧化碳和氢合成甲醇是一重要的工业反应：

CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l），试用ΔfGΘm直接计算和用ΔrHΘm、ΔrSΘm的等温方程式两种方法计算该反应的Gibbs函数变ΔrGΘm,,并判断该反应在298K时能否自发进行?

12．已知H2（g）+1／2O2（g）=H2O（l）ΔrGΘml=−236.87kJ·mol−1

H2O

（1）→H2O（g）ΔrGΘm=−8.59kJ·mol−1

H2O（g）+Cl2（g）=2HCI（g）+1／2O2（g）,ΔrGΘm=38.1kJ·mol−1

试计算HCI（g）的标准摩尔生成Gibbs函数变ΔfGΘm。

13．已知SF4（g）和SiCl4（g）的标准摩尔生成Gibbs函数变ΔfGΘm分别为−1506kJ·mol−1和−569.8kJ·mol−1，试用计算表明为什么HF（g）可以腐蚀SiO2（s），而HCI（g）则不能?

14．从Ellingham图中直接比较下列化合物在1000K时稳定性的大小：

MgOFe2O3Na2OCr2O3NiO

15．用BaCO3热分解制取BaO，反应温度要在1640K左右。

如将BaCO3与炭黑或碎炭混合，按下式反应：

BaCO3（s）+C（s）=BaO（s）+CO（g），则所需的反应温度可显著降低。

试用热力学计算说明这一过程（已知ΔfGΘm（BaO，s）=−525.1kJ·mol−1）。

16．水煤气制造的反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），试计算：

（1）该反应在298K、100kPa下能否自发进行?

（2）该反应在1000K、100kPa时，又能否自发进行?

17．用甲醇分解来制备甲烷：

CH3OH

（1）→CH4（g）+1/2O2（g）在298K，100kPa下不能自发进行，试计算该反应自发进行的温度条件（假定反应中各物质均处于标准态）。

18．

（1）计算碳酸镁MgCO3（s）的热分解生成MgO（s）和CO2（g）的反应，在298K、100kPa时的反应标准摩尔生成Gibbs函数变ΔrGΘm；

（2）计算该反应自发进行的温度条件。

第三章化学平衡和化学反应速率

习题

1．

（1）已知298K时，反应ICl（g）⇌

I2（g）+

Cl2（g）的KΘ1=2.2×10−3。

试计算：

①2IC1（g）⇌I2（g）+Cl2（g）的KΘ2，②I2（g）+C12（g）⇌2ICl（g）的KΘ3。

（2）已知某温度时反应H2（g）+S（g）⇌H2S（g）的KΘ1=1.0×10−3；反应S（g）+O2（g）⇌SO2（g）的KΘ2=5.0×l0−6，试计算：

H2（g）+SO2（g）⇌H2S（g）+O2（g）的KΘ3。

2．某温度时，反应Fe3O4（s）+4H2（g）⇌3Fe（s）十4H2O（g），开始时用氢1.6g和过量的，Fe3O4在密闭容器中作用，达至平衡后，有铁16.76g生成，求此反应的标准平衡常数KΘ。

3．碳酸氢钠的热分解反应2NaHCO3（s）⇌Na2CO3（s）+CO2（g）+H2O（g）。

在125℃时，KΘ=0.253，求此温度下，CO2（g）和H2O（g）的平衡分压。

4．利用附录中的热力学数据，计算反应SO2（g）+

O2（g）⇌ SO3（g），在298K时的ΔrGΘm和KΘ。

5．将纯氨气装入密闭容器中，在400℃、1MPa下达至平衡，测得有98％（体积）的氨分解。

试计算氨分解反应在该温度下的标准Gibbs函数变ΔrGΘm。

6．某温度下，反应H2（g）十I2（g）⇌2HI（g）达到平衡时，测得系统中C（H2）=0.5mol·L−I，C（I2）=0.5mol·L−1，C（HI）=1.23mol·L−1。

如果此时从容器中迅速抽出HI（g）0.6mol·L−1。

平衡将向何方向移动?

求再次平衡时各物质的浓度。

7．反应PCl3（g）十Cl2（g）⇌PCl5（g）达到平衡时，改变下列条件，对平衡有何影响：

（1）加入Cl2（g）；

（2）除去PCl3（g）；（3）加入PCl5（g）；（4）加压减小容器体积。

8．反应2C12（g）+2H2O（g）⇌4HCl（g）+O2（g），ΔrHΘm=113kJ·mol−1，在400℃时达到平衡，试估计下列变化将如何影响Cl2的量；

（1）温度升至500℃；

（2）加入氧气；（3）除去容器中的水气；（4）增大容器的体积。

9．25℃时在溶液中进行的反应：

S2O82−+2I−→2SO42−+I2，现将有关数据列表如下：

实验序号

1

1.0×10−4

1.0×10−2

0.65×10−6

2

2.0×10−4

1.0×10−2

1.30×10−6

3

2.0×10−4

0.5×10−2

0.65×10−6

（1）写出上述反应的速率方程式；

（2）该反应为几级反应，是否为基元反应?

（3）计算速率常数k。

10．某反应A→B，当C（A）=0.200mol·L−1，其反应速率为0.005mol·L−1·s−1。

试计算在下列情况下，反应速率常数各为多少?

（1）反应对A是零级

（2）反应对A是一级

11．零级反应A→B+C，如A物质的起始浓度为0.36mol·L−1，在1h内完全分解，试求该反应以s−1为单位表示的速率常数。

12．一级反应A→B+C，已知A的起始浓度为0.50mol·L−1，速率常数k=5.3×10−3s−1，试求：

（1）反应3min后，A为浓度；

（2）该反应的半衰期。

13．某反应在700K时，其速率常数k1=0.0105L·（mol·s）−1，若活化能为188kJ·mol−1，求该反应在800K时的速率常数是k2。

14．乙醛的分解反应CH3CHO→CH4+CO，在538℃时，k1=0.79L·（mol·s）−1，592℃k2=4.95L·mol−1·s−1，计算反应的活化能。

15．氨的分解反应：

2NH3（g）→N2（g）+3H2（g），无催化剂时活化能为330kJ·mol−1，如在钨表面分解，其活化能降低为163kJ·mol−1，试用计算表明有无催化剂时分解反应速率提高的倍数。

16．低温下反应CO（g）+NO2（g）→CO2（g）+NO（g）的速率方程是：

υ=k·C2（NO2），试问下列哪个反应机理与该方程式一致：

（1）基元反应：

CO+NO2→CO2+NO

（2）2NO2→N2O4（快）；N2O4+2CO→2CO2+2NO（慢）

（3）2NO2→2NO+O2（慢）；2CO+O2→CO2（快）

17．已知反应O2（g）⇌2O（g），在298K时，ΔrGΘm=460kJ·mol−1，试计算该反应的标准平衡常数KΘ。

18．O3的分解反应为一级反应：

O3（g）→O2（g）+O（g），298K时的反应速率常数k=3×10−26s−1，计算O3分解的半衰期。

19．已知反应2NO（g）+O2（g）→2NO2（g）的ΔrHΘm=−114.1kJ·mol−1，试问下列情况下，NO2在平衡时的产率和反应速率将如何变化：

（1）增加总压；

（2）提高反应温度；

（3）加入催化剂；

（4）增加NO2的浓度。

第四章原子结构

习题

1．钠原子电离需要能量为495.9kJ·mol−1，计算使钠原子电离的光辐射最低频率和相应波长。

2．根据deBrolie关系式，计算：

（1）与速度为光速

的电子相联系的波长；

（2）deBrolie波长为1nm的电子流，其运动速度为多少？

3．对下列各组原子轨道，填充合适的量子数。

（1）n=（）l=3m=2ms=+

（2）n=2l=（）m=1ms=−

（3）n=4l=0m=（）ms=+

（4）n=1l=0m=0ms=（）

4．填充下列各题。

（1）Zr（Z=40）[Kr]4d（）5s2

（2）[Kr]4d（）5s（）5p2

（3）Bi（Z=83）[Xe]4f（）5d（）6s（）6p（）

写出

（2）的元素符号，并指出其所在的周期、族和分区。

5．若元素最外层仅有一个电子，该电子的量子数为：

n=4,l=0,m=0,ms=+

问：

（1）符合上述条件的元素可以有几个？

原子序数各为多少？

（2）写出相应元素原子的电子排布式，并指出在周期表中的位置（周期、族、分区）。

6．原子外围电子构型满足下列条件之一的元素是哪一类或哪一个元素？

（1）具有4个p电子；

（2）有两个量子数为n=4和l=0的电子，6个量子数为n=3和l=2的电子；

（3）3d为全满、4s只有一个电子的元素；

7．有A、B、C、D4种元素，其价电子数依次为1、2、6、7，其电子层数依次减少。

已知D−的电子构型与Ar原子相同，A、B、C次外层电子数为8、8、18，试推断这四种元素，并回答下列问题：

（1）原子半径由小到大的顺序；

（2）电负性由小到大的顺序；

（3）金属性由弱到强的顺序

（4）分别写出各元素原子最外层l=0的电子的量子数。

8．已知甲元素是第三周期p区元素，其最低氧化值为−1，乙元素是第四周期d区元素，其最高氧化值为+4，试填表：

元素

价电子构型

族

金属或非金属

电负性的相对高低

甲

乙

9．已知Ψ1s=

（氢原子基态），计算：

（1）r=52.9pm时的Ψ值；

（2）r=2×52.9pm时的Ψ值；

（3）

（1）和

（2）的Ψ2值；

（4）

（1）和

（2）的4πr2Ψ2的值；

（5）当r=0和r=∞时，4πr2 Ψ2分别等于多少？

10．试用Slater规则：

（1）计算说明原子序数为13、17、27各元素中，4s和3d哪一个能级的能量高；

（2）分别计算作用于Fe的3s、3p、3d和4s电子的有效核电荷数，这些电子所在各轨道的能量及铁原子系统能量。

11．指出下列叙述是否正确。

（1）价电子层排布为ns1的元素是碱金属元素；

（2）第八族元素的价电子层排布为（n−1）d6ns2；

（3）第三周期的过渡元素的原子填充电子时是先填3d然后再填4s，所以失去电子时，也是按这个顺序；

（4）因为镧系收缩，第六周期元素的原子半径全比第五周期同族元素半径小；

（5）O（g）+e−→O−（g），O−（g）+e−→O2−（g）都是放热过程；

（6）氟是最活泼的非金属元素，故其电子亲和能也最大。

12．相同不同的电子云穿透作用大小的次序是什么？

13．根据钾、钙的电离能数据，从电子层结构说明在化学反应过程中，钾表现+1价，钙表现+2价的原因？

14．在氢原子中4s和3d轨道哪一个能量高？

19号元素和20号元素的4s和3d轨道哪一个能量高？

说明理由。

15．说明下列事实的原因：

（1）元素最外层电子数不超过8个；

（2）元素次外层电子数不超过18个；

（3）各周期所包含的元素数分别为2、8、8、18、18、32个。

16．

（1）主、副族元素的电子层结构各有什么特点？

（2）周期表中s区、p区、d区和ds区元素的电子层结构各有什么特点？

（3）具有下列电子层结构的元素位于周期表中哪一个区？

它们是金属还是非金属元素？

ns2；ns2np5；（n−1）d5ns2；（n−1）d10ns2

第五章化学键与分子结构

习题

1.ClF的解离能为246kJ·mol-1，ClF的生成热为-56kJ·mol-1，Cl2的解离能为238kJ·mol-1，试计算F2（g）的解离能。

2.BF3分子是平面三角形的几何构型，但NF3却是三角锥形几何构型，试用杂化轨道理论加以说明。

3.举例说明不等性杂化的两类情况。

4.试用激发和杂化轨道理论说明下列分子的成键过程：

（1）BeCl2分子为直线形，键角为180º

（2）SiCl4分子为正四面体形，键角为109．5º

（3）PCI3分子为三角锥形，键角略小于109．5º

（4）OF2分子为V形，键角小于109．5º

5.试用杂化轨道理论说明下列分子的中心原子可能采取的杂化类型，并预测其分子的几何构型：

BBr3CO2CF4PH3SO2

6.简单说明σ键和π键的主要特征是什么？

7.试对下列诸题各举出一种物质的化学式和结构式并予以说明：

（3）O原子形成一个σ键和一个π键；

（2）O原于以不等性Sp3杂化轨道形成2个σ键；（3）B原子用sp2杂化轨道形成3个σ键；

（4）N原子给出1对电子形成配位键；

（5）N原子以不等性sp3杂化轨道形成3个σ键

8.用分子轨道表示式写出下列分子、分子离子、并指出它们的键级。

（1）H2

（2）He2-（3）O2-（4）N2（5）F2

9.O2-的键长为12.1pm，O2+的键长为11.2pm；N2的键长为10.9pm，N2+的键长为11.2pm（用分子轨道理论）解释为何O2+键长比O2-短，而N2+比N2却较长。

10.试用价键法和分子轨道法说明O2和F2分子的结构。

这两种方法有何区别？

11.今有下列双原子分子或离子

Li2，Be2，B2，HF，F2，CO+

（1）写出它们的分子轨道式。

（2）计算它们的键级，判断其中哪个最稳定？

哪个最不稳定？

12.举例说明金属导体、半导体和绝缘体的能带结构有何区别？

第六章固体结构

习题

1.填充下表：

物质

晶体中质点间作用力

晶体类型

熔点/ºC

KI

880

Si

1423

BN（立方）

3300

BBr3

-46

2.下列物质中，何者熔点最低？

（1）NaCl

（2）KBr（3）KCl（4）MgO

3.列出下列两组物质熔点由高到低的次序。

（1）NaF,NaCl,NaBr,NaI

（2）BaO,SrO,CaO,MgO

4.写出下列各离子电子排布式，并根据它们的外层电子排布，指出其分别属于何种类型？

K+Pb2+Zn2+Co2+Cl-S2-

5．

（1）试比较下列各离子极化力的相对大小：

Fe2+Sn2+Sn4+Sr2+

6．已知AlF3为离子型，AlCl3和AlBr3为过渡型，AlI3为共价型，说明键型差别的原因。

7.试用离子极化解释下列各题：

（1）FeCl2熔点为670℃，FeCl3熔点为306℃

（2）CdCl2无色，CdS黄色；CuCl白色，Cu2S黑色。

8.写出下列物质的离子极化作用由大到小的顺序。

（1）MgCl2

（2）NaCl（3）AlCl3（4）SiCl4

9．试判断下列各组的两种分子间存在哪些分子间作用力：

（1）Cl2和CCl4

（2）CO2和H20

（3）H2S和H20（4）NH3和H20

10.指出下列各固态物质中分子间作用力的类型。

（1）Xe

（2）P4（3）H2O（4）NO（5）BF3（6）C2H6（7）H2S

11.指出下列物质何者不含有氢键。

（1）B（OH3）

（2）HI（3）CH3OH（4）H2NCH2CH2NH2

12.对下列各物质的沸点的差异给出合理的解释。

（1）HF（200C）与HCl（-850C）;

（2）NaCl（14650C）与CsCl（12900C）

（3）TiCl4（1360C）与LiCl（13600C）

（4）CH3OCH3（-250C）与CH3CH2OH（790C）

13.对下列物质的熔点规律给以解释

化学式NaClMgCl2AlCl3SiCl4PCl3SCl2Cl2

熔点/ºC801708190–70–91–78-101

化学式NaFMgF2AlF3SiF4PF5SF6F2

熔点/ºC99113961040-90-94-56-220

14．试解释：

（1）HBr的沸点高于HCI的，但低于HF的；

（2）CS2的熔点比CO2的高，但比SO2的低得多；

（3）BeO的熔点比NaF的高；

（4）SbCl3的熔点比SbCl5的高；

（5）同属碳单质，石墨比金刚石要软得多。

第七章酸碱反应

习题

1、计算下列溶液的c（H+）、c（OH−）及pH值。

⑴0.010mo1•L−1NaOH

⑵0.050mo1•L−1HAc。