中科院無機化學試題及答案

中科院無機化學試題及答案

中科院無機化學試題及答案一、選擇題（30分）：1、下列溶劑中最能溶解離子型溶質(zhì)的是（）A、CCl4；B、CH3OH；C、C5H12；D、(C2H5)2O。2、下列物質(zhì)中堿性最強的是（）A、R4NOH；B、R3NHOH；C、R2NH2OH；D、NH3(aq)。3、硼酸晶體中質(zhì)點間的作用力是（）A、氫鍵、范德華力；B、共價鍵；C、離子鍵；D、離子鍵、共價鍵。4、對于常見分子篩的成分中，硅鋁比越大，下列說法正確的是（）A、耐酸性強，熱穩(wěn)定性差；B、耐酸性差，熱穩(wěn)定性差；C、耐酸強，熱穩(wěn)定性強；D、耐酸懷差，熱穩(wěn)定強。5、下列金屬中，熔沸點相差最大的是（）A、Li；B、Al；C、Ga；D、In。6、NCl3的水解產(chǎn)物是（）A、NH3+HOCl；B、NH3+HCl；C、HNO2+HCl；D、NH2OH+HCl。7、已知某反應(yīng)的活化能為114kJ/mol，采用一種催化劑可使其活化能降低一半，該反應(yīng)速率將加快倍數(shù)約是（）A、1×102；B、1×1010；C、1×106；D、1×108。8、有兩個平行反應(yīng)：A→B和A→C，如果要提高B的產(chǎn)率，降低C的產(chǎn)率，最好的辦法是（）A、增加A的濃度；B、增加C的濃度；C、控制反應(yīng)溫度；D、選擇某種催化劑。9.在水中溶解度最小的物質(zhì)是LiF。10.最易水解的離子是Fe3+。11.估計最強的氟化劑是SbF5。12.BF3的路易斯共振結(jié)構(gòu)式數(shù)目是3。13.正確的敘述是單質(zhì)硅能溶于氫氟酸和硝酸組成的混酸中。14.熱穩(wěn)定性最高的化合物是Pb(N3)2。15.制備NO2時最好采用的熱分解物質(zhì)是Pb(NO3)2。16.NH4SCN的水溶液易變成黃色。17.易吸收HCl氣體的晶體是Na2S。18.配合物18Ni(CN)4^2-的實際幾何構(gòu)型是什么？答案：B四面體。19.在八面體弱場中，某金屬離子形成配合物時，磁矩為4.98B.M；而在八面體強場中，磁矩為零。該金屬離子可能是哪一個？答案：CMn3+。20.M為配合物的中心原子，a，b，c為單齒配體，下列哪個配合物中有順反異構(gòu)體？答案：AMa2bc(平面四方)。21.在以下化合物中，中心離子配位數(shù)為8的是哪一個？答案：B(1)(4)。22.下列金屬中，不能與汞生成汞齊合金的是哪一個？答案：DFe。23.分離溶液中的Cr3+和Al3+的方法可以采用哪一個？答案：A加入過量NaOH溶液并煮沸。24.鋅與NH4VO3的稀硫酸溶液作用，溶液的最終顏色是什么？答案：黃色。3是一種重要的工業(yè)原料。2.化合物CuSO4·5H2O中，CuSO4的化學式為________。3.已知化合物的組成為C6H6O，其中含有一個苯環(huán)和一個醛基，該化合物的名稱為________。4.在化學式FeCl3中，鐵的化合價為________。5.化合物NaClO3中，氧的化合價為________。三簡答題（30分）：1.簡述離子鍵和共價鍵的區(qū)別。2.簡述化學平衡的概念和化學平衡常數(shù)的計算方法。3.簡述化學反應(yīng)速率的影響因素。四計算題（30分）：已知某酸的pKa為3.8，該酸與NaOH反應(yīng)生成的鹽的pH為9.2，請計算該酸的摩爾濃度。3的晶體屬于六方緊密堆積結(jié)構(gòu)，氧離子按六方緊密堆積，6個氧離子圍成一個空隙，若整個晶體有N個這種空隙的話，那么其中有4N/3空隙為鋁離子所占據(jù)。由于這種緊密結(jié)構(gòu)，加上鋁離子與氧離子之間吸引力強，晶格能大，所以α-Al2O3的熔點和硬度都很高，它不溶于水，也難溶于酸性溶液中。2KMnO4粉末與濃H2SO4作用，可生成深紫色的液體，該物質(zhì)的化學式為Mn2O7，它在0℃以下才是穩(wěn)定的，室溫下立即爆炸，分解為MnO2和O2。γ-Fe4[Fe(CN)6]3經(jīng)結(jié)構(gòu)研究證明，滕氏藍與普魯士藍具有同樣的組成和結(jié)構(gòu)，其化學式可以表示為KFe[Fe(CN)6]2。在該結(jié)構(gòu)中，氰根離子位于立方體的頂點，鐵離子位于立方體的中心，其中一半鐵離子的氧化態(tài)為+2，另一半鐵離子的氧化態(tài)為+3，它們分別占據(jù)立方體的面心和體心，K+則占據(jù)空隙。460Co廣泛用于治療癌癥，其半衰期為5.26年，它的衰變常數(shù)為0.00132年^-1，某醫(yī)院購得該同位素20mg，十年后還剩5.73mg。反應(yīng)方程式：1.2F^-+2NaOH+NaBrO3→2NaF+BrO3^-+H2O2.Si+2NaOH+2H2O→Na2SiO3+3H2↑3.H2S+(NH4)2MoO4→MoS2↓+2NH3↑+2H2O4.Hg2++2OH^-→Hg(OH)2↓5.Pt(NH3)4^2++2C2O4^2-→Pt(C2O4)+4NH3↑在焊接金屬時，可用ZnCl2溶液清除金屬表面上的氧化物(如FeO)，因為ZnCl2可以與金屬氧化物反應(yīng)生成易揮發(fā)的ZnO，從而清除金屬表面氧化物。在用生成藍色Co(SCN)4^2-的方法測定Co2+的存在及其濃度時，為了增強反應(yīng)的靈敏度和選擇性，要用濃NH4SCN溶液并加入一定量的丙酮。濃NH4SCN可以提供足夠的SCN^-離子，丙酮可以使生成的藍色配合物更加穩(wěn)定，從而提高測定的準確性。在用稀H2SO4清洗被Co(OH)3和MnO(OH)2污染的玻璃器皿時，加些H2O2可以加速氧化反應(yīng)的進行，從而更好地清除玻璃器皿上的污垢。AgNO3溶液中滴加KCN溶液時，先生成白色沉淀AgCN，而后溶解，再加入NaCl溶液時，并無沉淀生成，但加入少許Na2S溶液時，則立即析出黑色沉淀Ag2S。這是因為AgCN是可溶性鹽，NaCl不能與其反應(yīng)生成沉淀；而加入Na2S后，S2-離子與Ag+離子反應(yīng)生成Ag2S沉淀。3-+2F-+H2O2Hg2++2Cl-==Hg2Cl2↓4Fe2++MnO4-+6H+==4Fe3++Mn2++3H2O52NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑化合物A是一種堿性物質(zhì)，可用作火箭燃料。當用硫酸酸化A溶液時，會產(chǎn)生白色沉淀物B。在濃度為NaOH的介質(zhì)中，將A溶液作為氧化劑，會釋放出堿性氣體C。將氣體C的水溶液加入Cu2+溶液中，會使其變成深藍色溶液D。但是，氣體C的水溶液卻不能溶解純凈的Zn(OH)2。但是，如果加入適量的NH4Cl固體，Zn(OH)2就會溶解，并形成含E的溶液。將氣體C通過紅熱的CuO粉末，可得到一種固體單質(zhì)F和氣體G。此外，A溶液也具有很強的還原能力，它可以還原Ag+并本身被氧化成氣體單質(zhì)G。因此，A→G分別代表什么物質(zhì)，可以通過以下化學方程式得到：A+H2SO4→B+H2O+SO2↑A+NaOH→C+H2OC+Cu2+→D+Cu↓C+Zn(OH)2+NH4Cl→E+NH3↑+H2OC+CuO→F+G根據(jù)給定數(shù)據(jù)，金屬M與二元弱酸H2A可以形成化合物MA，其在水中的溶解度可以通過以下方程式計算：MA(s)?M2+(aq)+A2-(aq)Ksp=[M2+][A2-]=4×10^-28其中，H2A的離解常數(shù)為：H2A?H++HA-Ka1=[H+][HA-]/[H2A]=1×10^-7HA-的離解常數(shù)為：HA-?H++A2-Ka2=[H+][A2-]/[HA-]=1×10^-14此外，水的離子積常數(shù)為：H2O?H++OH-Kw=[H+][OH-]=1×10^-14已知PbO2的標準電極電位為1.455V，Pb2+的標準電極電位為-0.126V，PbSO4的溶解度積為1.0×10^-8。在H2SO4作為二元強酸的介質(zhì)下，設(shè)計電動勢為2.05V的鉛蓄電池。在充電時，陽極上會發(fā)生以下反應(yīng)：PbO2+SO4^2-+4H++2e-→PbSO4↓+2H2O因此，鉛蓄電池的電極反應(yīng)式為：Anode:PbO2+SO4^2-+4H++2e-→PbSO4↓+2H2OCathode:Pb2++2e-→Pb↓Overall:PbO2+2H2SO4+2Pb→2PbSO4+2H2O1K2[OH-]2)+Kw/(K2[OH-]+1)}=[A2-]{10-28/(K1K2)+10-7/(K2)+1}由于K1K2>>1，故可近似認為K1K2=1.2×10-10，K2=1×10-4，代入得S=[A2-]{10-28/(1.2×10-10)+10-7/(1×10-4)+1}=[A2-]×7.8×10-18當S=5×10-8mol.dm-3時，有5×10-8=[A2-]×7.8×10-18∴[A2-]=6.41×10-11mol.dm-32解：根據(jù)題意，有2Fe+3H2O==Fe2O3+3H2↑2Fe+H2O2==Fe2O3+2H2O所以，2molFe需要消耗3molH2O、2molH2O2和1molO2，即1molFe需要消耗1.5molH2O、1molH2O2和0.5molO2。由于H2O2的摩爾質(zhì)量為34g/mol，故1L含有1000/34≈29.4molH2O2，所以1L含有29.4/1.5≈19.6molFe。而FeSO4·7H2O的相對分子質(zhì)量為278，所以1L含有1000/278≈3.6molFeSO4·7H2O，故需要19.6/3.6≈5.44L2.5mol/L的FeSO4·7H2O溶液。3解：根據(jù)題意，有Cu2++2e==CuE0=0.34VMnO42-+8H++5e==Mn2++4H2OE0=1.51V所以，H2O2可以還原Co(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)，即Co3++e==Co2+E0=1.82VMnO42-+4H++3e==MnO2+2H2OE0=1.69V由于E0(Co3+/Co2+)>E0(MnO42-/MnO2)，故H2O2更易還原Co(Ⅲ)。由于Co(Ⅲ)的摩爾質(zhì)量為58.93g/mol，所以需要1000/58.93≈16.98molH2O2，即需要16.98×34≈577.32gH2O2。4解：根據(jù)題意，有2Ag(CN)2-+S2-==Ag2S↓+4CN-所以，1molS2-需要2molAg(CN)2-，即需要2/3molAg+。由于Ag的相對原子質(zhì)量為107.87，故需要2/3×107.87≈71.91gAg。五推斷題：1.化合物AB為N2H4.H2SO4，CDEF為NH3、Cu(NH3)42+和Zn(NH3)42+，G為Cu和Zn離子。根據(jù)化學方程式，可得AB+2NH3==A[NH3]2++B(NH3)2+H2SO4A[NH3]2++Cu2+==Cu(NH3)42++A2-B(NH3)2+Zn2+==Zn(NH3)42++B2-∴B2-為SO42-，A2-為NO3-。2.化合物Cu(NH3)42+和Zn(NH3)42+為配合物，NH3為配體。Cu和Zn離子為中心離子。3.化合物N2H4.H2SO4為尿素硫酸，Cu(NH3)42+和H2SO4反應(yīng)生成N2↑和CuSO4。Zn(NH3)42+和H2SO4反應(yīng)生成ZnSO4和(NH4)2SO4。4.化合物AB為N2H4.H2SO4，CDEF為NH3、Cu(NH3)42+和Zn(NH3)42+，G為Cu和Zn離子。根據(jù)化學方程式，可得AB+2NH3==A[NH3]2++B(NH3)2+H2SO4A[NH3]2++Cu2+==Cu(NH3)42++A2-B(NH3)2+Zn2+==Zn(NH3)42++B2-∴B2-為SO42-，A2-為NO3-。由于Cu2+可以被NH3配體取代形成配合物，故Cu2+在Cu(NH3)42+中為配合物離子。Zn2+沒有配體可以取代，故Zn2+在Zn(NH3)42+中為中心離子。文章中存在的格式錯誤已經(jīng)被剔除，明顯有問題的段落已經(jīng)被刪除。以下是改寫后的文章：題目：求PbO2/Pb電極在H2SO4介質(zhì)中的標準電極電勢解：(1)根據(jù)題意，電極反應(yīng)為PbSO4+2e-→Pb+SO42-，可以得到PbSO4/Pb的電勢公式為φ(PbSO4/Pb)=φ(Pb2+/Pb)+(0.059/2)lg[Pb2+]。(2)根據(jù)PbO2+SO42-+4H++2e-→PbSO4+2H2O，可以得到PbO2/PbSO4的電勢公式為φ(PbO2/PbSO4)=φ(PbO2/Pb2+)+(0.059/2)lg[H+]4/[Pb2+]。因此，電池的電勢公式為E=φ(PbO2/PbSO4)-φ(PbSO4/Pb)=φ(PbO2/Pb2+)-