2012年能源专业秋季考试试卷答案(R1)

华中科技大学能源学院华中科技大学能源学院 工科基础化学工科基础化学 考试考试 A 卷 闭卷 卷 闭卷 2012 2013 学年度第一学期学年度第一学期 成绩成绩 学号学号 专业专业 班级班级 姓名姓名 可能用到的基本物理常数 可能用到的基本物理常数 R 8 314J mol 1 K 1 F 96485C mol 1 一 一 填空 每空填空 每空 0 5 分 计分 计 29 分 分 1 水的凝固点下降常数 kf 1 80K kg mol 将 160g 某种蛋白质溶于 1000g 水中 所形成的溶液的凝固点为 0 0060 则该未知蛋白质的分子量为 48000 2 将 Ni 2Ag 2Ag Ni2 氧化还原反应设计为一个原电池 则电池的负极 为镍电极 正极为银电极 原电池符号为 Ni s Ni2 c1 Ag c2 Ag s 已知 Ni2 Ni 0 25V Ag Ag 0 80V 则原电池的电动势 为 1 05 V 为 203 kJ mol 1 E mrG 3 已知反应 2H2O g 2H2 g O2 g rH 483 6kJ mol 1 则 fH H2O g 241 8kJ mol 1 4 某元素的原子序数为 26 其外层电子构型是 3d64s2 位于周期表 d 区 B 族 5 某化学反应在 10 时需 12h 完成 在 20 时需 6h 完成 则 40 时 反应 需 1 5 h 完成 6 经实验测定 某化学反应 aA bB cC 为一级反应 则此反应速率常数的 单位为 s 1 7 写出符合下列条件下的原子序数 次外层有 8 个电子 最外层电子构型为 4s2 20 在 3p 轨道上有 3 个电子 15 8 自然界中固体物质多数以晶体形式存在 NaCl 晶体属于 离子 晶体 金刚砂属于 原子 晶体 干冰属于 分子 晶体 而金属属于金属晶体 9 已知 Ksp Pb OH 2 4 10 15 则难溶电解质 Pb OH 2的溶解度为 1 10 5 mol L 10 已知反应 Ag2S s H2 g 2Ag s H2S g 在 740K 时的 K 0 36 若 在该温度下 密闭容器中存在过量 Ag2S 向该密闭容器中通入 H2 使得最 终产生 1 0mol 的 Ag 则需要通入的 H2量为 1 88 mol 11 KCl SiC HI BaO 的熔点从高到低排列顺序为 SiC BaO KCl HI 12 一元弱酸 HCN 的稀溶液 加水稀释 HCN 的解离度将 增加 溶液的 c H 将 减小 HCN 的解离常数将 不变 13 Ag2CrO4的 Ksp 9 0 10 12 AgCl 的 Ksp 1 56 10 10 在含有 0 01mol L 的 Na2CrO4和 0 10mol LNaCl 的混合溶液中 逐滴加入 AgNO3溶液 则首先 生成 AgCl 沉淀 14 用两个铂电极电解 NaOH 溶液时 开始时阳极反应是 4OH 2e 2H2O O2 阴极反应是 2 H2O 2e H2 2OH 或 2H 2e H2 15 若某反应的速率常数单位为 mol dm3 s 则该反应的级数为 0 若 某反应的速率常数单位为 dm2 mol2 s 则该反应的级数为 3 16 用 qv 反应 Cl2 g 2HI g 2HCl g I2 s 的 S 表示 NaF PH3 24 1L 溶液中含 5 0g 马的血红素 在 298 15K 时测得溶液的渗透压为 1 80 102Pa 则马的血红素的摩尔质量为 68856 mol 1 25 在某温度下 0 10mol L 1 氢氰酸 HCN 溶液的解离度为 0 0070 则在该 温度下 HCN 的解离常数为 4 9 10 10 26 25 17 1g 蔗糖溶于 100g 水中 形成的溶液的蒸气压为 2317 16Pa 蔗 糖分子量为 342 3 25 时水的饱和蒸汽压为 2338Pa 27 已知 298 15K 时 浓度为 0 01mol L 1的某一元弱酸的 pH 4 0 则该酸的离 解常数为 10 6 当把该酸溶液稀释后 其 pH 将 变大 填入 变 大 变小 或 不变 解离度 将 变大 其离解常数将 不变 28 有两种溶液 一为 1 50 g 尿素 分子量为 60 溶于 200g 水中 另一为 42 88 未知物 非电解质 溶于 1000g 水中 这两种溶液在同一温度下结冰 则未知 物的分子量为 343 或 343 04 29 已知 Br2 Br 1 07 V Fe3 Fe2 0 77V 反应 Br2 2Fe2 2Fe3 2Br 在各物质均处于标准状态下 则 25 时反应标准平衡常数 lg K 10 1 30 11 在反应活化能测定实验中 对某一反应通过实验测得有关数据 按 lgk 与 1 T 作图 所得直线斜率为 3655 9 该反应的活化能 Ea 为 70kJ mol 1 31 已知下列反应的平衡常数 PbSO4 S Pb2 SO42 K1 PbS S Pb2 S2 K2 反应 PbSO4 S2 PbS SO4 的 K 为 K1 K2 二 选择题二 选择题 每题每题 1 分分 共共 25 分 每题有一个正确答案 将所选择项前面的字分 每题有一个正确答案 将所选择项前面的字 母填入括号内 母填入括号内 1 A 下列各对溶液混合后 能配成缓冲溶液的是 A 过量的 HAc 和 NaOH B 少量 HCl 和 NH4Cl C NaOH 和 HCl D NaOH 和 NaCl 2 A 下述说法中不正确的是 A 焓变一定与系统与环境之间交换的热量相等 B 焓是状态函数 C 焓具有能量量纲 但不遵守能量守恒定律 D 焓的绝对值无法确 定 3 C 在下列溶液中 AgCl 溶解度最小的是 A 纯水 B 0 1molL 1 NaCl C 0 2mol L 1NaCl D 0 1mol L 1 AgNO3 4 D 下列情况中 使达到平衡所需的时间最少的情况是 A 平衡常数很小 B 平衡常数很大 C 平衡常数等于 1 D 前三种情况均无法判断 5 C 已知 2 CuCu 0 3419V 23 FeFe 0 771V 24 SnSn 0 151V 2 II 0 5355V 其还原态还原性由强到弱的顺序为 A Cu I Fe2 Sn2 B I Fe2 Sn2 Cu C Sn2 Cu I Fe2 D Fe2 Sn2 I Cu 6 C 某难挥发非电解质稀溶液的 Kbp 0 6K kg mol 1 Kfp 2K kg mol 1 沸 点升高了 0 3 则其凝固点下降了 A 1 B 0 C 1 D 0 09 7 C 某一反应在高温下不能自动进行 但在低温下能自动进行 则该反应 的和为 mrS mrH 2SO 2SO 322 ggOg A 0 B 0 0 mrH mrS mrH mrS C 0 0 0 mrH mrS mrH mrS 8 D 下列化合物晶体中 既存在离子键又存在共价键的是 A H2O B NaBr C CH3OH D Na2O2 9 C 下列反应中 放出热量最多的是 A CH4 l 2O2 g CO2 g 2H2O g B CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g C CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l D CH4 g 3 2O2 g CO g 2H2O l 10 D 已知某元素核外电子排布式为 1s22s22p2 该元素在周期表中所属的 分区为 A s 区 B d 区 C f 区 D p 区 11 D 用 0 1mol LSn2 和 0 01mol L Sn4 组成的电极 其电极电势是 A 0 0592 2 B 0 0592 C 0 0592 D 0 0592 2 12 C 反应 在 298K 时标准平衡常数 若在此温度时 该反应式中的各物质 均处于标准状态 则反应进行的方向是 A 处于平衡状态 B 逆向进行 C 正向进行 D 无法判断 13 B 某反应 A B 反应物消耗 3 4 所需要的时间是其半衰期的 2 倍 此反应为 A 零级反应 B 一级反应 C 二级反应 D 无法确定 14 C 下列电池中 哪个电池的电动势与 Cl 离子的浓度无关 A Zn s ZnCl2 aq Cl2 g Pt s B Zn s ZnCl2 aq KCl aq AgCl s Ag s C Ag s AgCl s KCl aq Cl2 g Pt s D Hg l Hg2Cl2 s KCl aq AgNO3 aq Ag s 15 B 暴露在一般大气中的钢铁材料的腐蚀 主要是 A 化学腐蚀 B 吸氧腐蚀 C 析氢腐蚀 D 吸氧与析氢腐蚀 16 C 下列元素中电负性最大的是 A C B Si C O D S 17 C 在某个多电子原子中 分别可用下列各组量子数表示相关电子的 24 103 6 K 运动状态 其中能量最高的电子是 A 2 0 0 B 2 1 0 C 3 2 0 D 3 1 0 2 1 2 1 2 1 2 1 18 D 以下各物质的分子间只存在色散力的是 A CH3COOH B NH3 C H2O D CH4 19 B 某温度时反应 H2 g Cl2 g 2HCl g 的 K1 4 10 2 则反应 HCl g 1 2H2 g 1 2 Cl2 g 的 K2 为 A 25 B 5 C 4 10 2 D 2 10 1 20 D 反应 C s O2 g CO2 g 的 0 欲增加正反应速率 下列措施 rm H 肯定无用的是 A 增加 O2的分压 B 升温 C 加催化剂 D 减少 CO2的 分压 21 D 在 pH 4 的 HAc 溶液中加入等体积的水 其 pH 为 A 8 B 4 lg2 C 4 D 4 lg22 22 B 在 0 10 mol L 1HCN 溶液中 若 HCN 的解离度为 0 01 则其解离 常数 Ka近似为 A 1 0 10 10 B 1 0 10 9 C 1 0 10 7 D 1 0 10 6 23 C 原子序数为 25 的元素 其 2 价离子的外层电子分布为 A 3d34s2 B 3d5 C 3s23p63d5 D 3s23p63d34s2 24 C 若某反应在一定条件时 反应商 Q 1 则此时下列等式成立的是 A rG 0 B rG 0 C K 0 D rG rG 25 A 对于反应 N2 g 3H2 g 2NH3来说 rHm和 rUm的关系为 A rUm rHm 2RT B rUm rHm 2RT C rHm rUm RT D rHm rUm 2RT 四 简答题 每题四 简答题 每题 4 分 共分 共 20 分 分 1 当铜锌原电池 Zn Zn2 1mol L Cu2 1mol L Cu 工作一段时间后 原 电池的电动势是否发生变化 为什么 答 原电池的电动势会发生变化 铜锌原电池工作一段时间后 电解质溶液中 的铜离子浓度降低 锌离子浓度增大 根据能斯特公式可知 随着铜离子浓度 降低 锌离子浓度增大 原电池电动势变小 2 根据原子核外电子排布原则 写出 Cu29 Cu 与 Cr24 Cr3 的核外电子排布 式 并说明 Cu29 和 Cr24在元素周期表中所处的周期与族 5 分 答 Cu29 1s22s22p63s23p63d104s1 Cu 1s22s22p63s23p63d10 Cr24 1s22s22p63s23p63d54s1 Cr3 1s22s22p63s23p63d3 Cu29 第四周期 IB 族 Cr24 第四周期 VIB 族 3 合成氨的反应 N2 g 3H2 2NH3 rHm 0 工业上合成氨是在催化剂存 在条件下 高温 450 550 高压 2 104 7 104KPa 下进行 试从化学平 衡和反应速率两方面说明上条件的有利和不利影响 答 1 从动力学角度 加入催化剂 降低了反应的活化能 有效地加快了正 逆两方向的反应 速率 缩短了反应达到平衡的时间 反应采用高温 增大了反应速率 缩短了达到平衡的时间 高压 增大各组分分压 使反应速率增大 平衡时间缩短 因此 从动力学角度看 各种条件都有利于提高反应速率 有利于提高经 济效益 2 从热力学角度 催化剂的加入 不改变反应的热力学性质 因而对平衡状态不产生影响 高温 由于反应为放热反应 提高温度 平衡常数减小 平衡朝有利于 氨分解的方向移动 不利于氨的合成 反应物转化率减小 高压 反应的气体分子数减小 增大反应压力 平衡朝合成氨的方向移 动 4 已知 显然 Ksp OH 7 68 10 5 mol L 1 H 9 885 六 六 已知下列热力学数据 T 298K Ag2CO3 s Ag2O s CO2 g fHm kJ mol 1 505 8 30 1 393 5 fGm kJ mol 1 436 8 11 2 394 4 计算说明 要使 Ag2CO3 s Ag2O s CO2 g 分解反应在大气环境下 大气中 CO2分压为 30Pa 能自发进行 温度必须高于多少 9 分 解 Ag2CO3 s Ag2O s CO2 g rHm 298 15K f Hm 298 15K 生成物 f Hm 298 15K 反应物 30 1 393 5 505 8 82 2 kJ mol 1 rGm 298 15K f Gm 298 15K 生成物 f Gm 298 15K 反应物 11 2 394 4 436 8 31 2 kJ mol 1 rGm 298 15K rHm 298 15K 298 15 rSm 298 15K rSm 298 15K 82 2 31 2 298 15 0 171 kJ mol 1 K 1 Q pCO2 p 30 100000 3 0 10 4 rGm TC rGm TC RTClnQ rHm 298 15K TC rSm 298 15K RTClnQ 0 TC rHm 298 15K rSm 298 15K RlnQ 82200 171 8 314 ln 3 0 10 4 344 7K 七 已知七 已知 Cu2 Cu 0 3419V Ag Ag 0 7990 V Ksp AgCl 1 77 10 10 298 15K 时时 将铜片插入 将铜片插入 0 1mol L 1CuSO4溶液中 与标准溶液中 与标准 AgCl Ag 电极组成原电池 试计算该原电池反应的电极组成原电池 试计算该原电池反应的的的电动势电动势 E rGm以及以及 E rGm 和标准平衡常数和标准平衡常数 K 并写出电极反应式 电池反应式及电池符号 并写出电极反应式 电池反应式及电池符号 10 分 分 解 对于 Cu2 Cu 电极 Cu2 Cu Cu2 Cu 0 05917