大一第一学期无机化学期末复习

盐的水解,一般不用玻璃容器盛NH4F溶液(K(NH3H2O)=610-8，K(HF)=1.810-5)的原因是解：因K(HF)K(NH3H2O)，所以NH4F显酸性，有少量HF存在，溶解SiO2。,酸碱质子理论,根据酸碱质子理论，H2PO4的共轭酸的化学式为：AHPO42BH3PO4CPO43DH2PO4已知Ac+H2O=HAc+OH为吸热反应，抑制它正方向进行的是：A升温B降温C加酸D加碱E加水稀释根据酸碱质子理论，写出下列分子或离子的共轭碱的化学式。NH4+;H2PO4;HCO3答：NH3;HPO42;CO32,量子数,a，b，c三个电子具有的量子数（n,l,m）为a:3,2,0；b:3,1,0；c:3,1,-1。三者的能量大小为：A.abcB.acbC.ab=cD.cab,原子结构,下列化合物中，不具有孤对电子对的是：AHFBH2OCCH4DNH3下述化合物中，偶极矩不为零的是：A.CS2B.H2SC.CCl4D.SF6,氧化数,分别填写下列化合物中氮的氧化数：N2H4()，NH2OH()，NCl3()，N2O4()已知HBrO1.61/2Br21.07Br，下述正确的说法是：AHBrO具有强氧化性；BBr离子具有强还原性；CBr2可被歧化为HBrO和Br；DBr2的氧化性大于HBrO的氧化性。,标准电极电势,下列两反应：(1)Zn+Cu2+(1molL-1)=Zn2+(1molL-1)+Cu(2)2Zn+2Cu2+(1molL-1)=2Zn2+(1molL-1)+2Cu则两个反应的下述各项的关系是E相同；E相同。rGm1=_1/2_rGm2。K1和K2相同。,标准电极电势,下列各电极的E大小的顺序是：(1)E(Ag+/Ag)(2)E(AgBr/Ag)(3)E(AgI/Ag)(4)E(AgCl/Ag)比较下列各电极的E大小：E(CuCl/Cu)E(Cu/Cu)E(CuCl/Cu)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.10molL-1)E(Cu/Cu)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.10molL-1)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.20molL-1)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.10molL-1),考试复习：计算题,携带计算器!不要把问题复杂化!与化学方程式对应化学计量数正负号数字计算,化学热力学：知识点,焓变、等压热效应和等容热效应的定义和相互关系fHm和rHm、Sm和rSm以及fGm和rGm之间的关系盖斯定律G=HTS,化学热力学计算,计算下列反应在298.15K，标准大气压下的焓变、等压热效应和等容热效应CH4(g)+4CuO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Cu(s)已知fHm(CH4,g)=-74.85kJmol-1,fHm(CuO,s)=-157kJmol-1,fHm(CO2,g)=-393.5kJmol-1,fHm(H2O,l)=-285.8kJmol-1,解答,1.盖斯定律rHm=ifHm(生成物)ifHm(反应物)2.rHm=Qp3.Qp=Qv+pV=Qv+nRTn只计算气体,化学热力学计算,计算反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在773K时的rGm及Kp。（设273K773K范围内的rHm和rSm保持不变。）解:rHm=(393.51)+0(110.52)+(241.82)=41.17(kJmol-1)rSm=(213.6+130.58)(197.56+188.72)=42.1(JK-1mol-1),rGm=rHmTrSm=41.171000773(42.1)=8626.7(Jmol-1)Kp=3.83,单位换算,化学热力学计算,试求反应MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)的下列物理量：在298K，100kPa下的rHm(298K),rSm(298K),rGm(298K);在1200K时的rGm(1200K)和K(1200K)；在100kPa压力下（即PCO2=100kPa）进行分解的最低温度。,解答,盖斯定律rHm=ifHm(生成物)ifHm(反应物)rGm(T)=rHm(298K)TrSm(298K)rGm(T)2.303RTlgK(T),化学热力学计算,298K时，反应SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)和SiO2(s)4HCl(g)SiCl4(g)2H2O(g)fGm(SiO2,s)-856.7KJmol-1，fGm(HF,g)-273.0KJmol-1，fGm(SiF4,g)-1512.7KJmol-1，fGm(H2O,g)-228.6KJmol-1，fGm(HCl,g)-95.3KJmol-1，fGm(SiCl4,g)-621.7KJmol-1。计算上述两反应在298K时的rGm并判断在标准状态时反应进行的方向,rGm=ifGm(生成物)ifGm(反应物),化学热力学计算,已知HCl(g)、NH3(g)和NH4Cl(s)的fHm分别为-92.3、-46.1和-314.4KJmol-1，以及：HCl(g)HCl(aq)rHm-73.2kJmol-1NH3(g)NH3(aq)rHm-35.2kJmol-1NH3(aq)HCl(aq)NH4Cl(aq)rHm-60.2KJmol-1试计算：(1)2.0molHCl(g)与2.0molNH3(g)反应生成NH4Cl(s)放出的热量；(2)1.0molHCl(g)与1.0molNH3(g)同时溶解在水中的热效应；(3)fHm(NH4Cl,aq)；(4)1.0mol的NH4Cl(s)溶解在水中生成NH4Cl(aq)放出的热量，NH4Cl(s)的溶解是吸热过程还是放热过程？,G=HTS,25，101.3KPa下，CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)已知rHm=402kJmol-1,rSm=198.6kJmol-1.问：(1)上述反应能否自发进行?(2)对上述反应，是升高温度有利，还是降低温度有利？(3)计算使上述反应逆向进行所需的最低温度。,反应速率常数计算,已知在660K时，测得反应2NO+O22NO2实验数据如下：试求：（1）反应速率方程式和反应级数；（2）此温度下的反应速率常数；（3）当c(NO)=0.015molL-1；c(O2)=0.025molL-1时的反应速率。,解：(1)设反应速率方程式为：v=kcx(NO)cy(O2)则：代入c(NO)=0.010的两组数据，可得y=1；代入c(O2)=0.020的两组数据，可得x=2；故反应速率方程式为v=kc2(NO)c(O2)，反应级数为2+1=3。(2)k=v/c2(NO)c(O2)=2.510-3/(0.01020.010)=2.5103(L2mol-2s-1)(3)v=kc2(NO)c(O2)=2.510-30.01520.025=0.014(molL-1s-1),标准平衡常数：知识点,理想气体状态方程摩尔分数的定义和计算分体积的定义和计算转化率的计算转化率和标准平衡常数K标准平衡常数表达式,标准平衡常数,9.20克N2O4于27C时，在1.00105Pa下发生反应：N2O4(g)=2NO2(g)。达到平衡时混和气体的体积为2.9210-3m3。求N2O4的转化率和反应的标准平衡常数K。解：在1.00105Pa下发生反应：等压反应先计算平衡时刻的总的物质的量n：由理想气体状态方程pV=nRT注意单位：p-Pa，V-m3计算得n=0.117mol初始时刻N2O4的物质的量为,n(N2O4)=9.20/92.00=0.10mol假设平衡时刻反应掉的N2O4的物质的量为xmol，N2O4(g)=2NO2(g)平衡时：0.1-x2xn=0.1-x+2x=0.1+x=0.117，则x=0.017N2O4的转化率=0.017/0.1100%=17%,标准平衡常数,在600K、100.0KPa下，将0.080mol空气（其中氧气的体积分数为20，其他均为N2）与0.020molHCl混合发生反应：2HCl(g)1/2O2(g)=Cl2(g)H2O(g)平衡时Cl2的体积分数为4.0，计算反应时的标准平衡常数K以及氮的分压。解：反应为等压反应空气中氧气的物质的量为0.08020=0.016mol氮气的物质的量为0.080-0.016=0.064mol假设反应掉的氧气的物质的量为xmol，2HCl(g)1/2O2(g)=Cl2(g)H2O(g)初始：0.0200.016平衡：0.020-4x0.016-x2x2x,则平衡时刻体系总的物质的量为：n总=n(HCl)n(O2)+n(Cl2)+n(H2O)+n(N2)=0.020-4x+0.016-x+2x+2x+0.064=0.1-xCl2的体积分数=2x/(0.1-x)100%=4.0解得x=0.002mol每种气体的分压为：p(HCl)=100.00.012/0.098=12.24kPap(O2)=100.00.014/0.098=14.29kPap(Cl2)=100.00.004/0.098=4.08kPap(H2O)=100.00.004/0.098=4.08kPap(N2)=100.00.064/0.098=65.31kPa,则反应的标准平衡常数K,弱酸碱和缓冲溶液：知识点,弱酸、碱的pH值计算缓冲溶液的pH计算（两个公式）,弱酸碱,已知苯甲酸（C6H5CO2H）的Ka=6.410-5，25C时其饱和溶液的pH值为2.80，计算此时苯甲酸的溶解度（molL-1和g100mL-1)。知识点：溶解度和Ka的关系：平衡常数表达式近似计算（稀释定律，使用条件）溶解度的表示方法molL-1和g100mL-1的换算：需要知道分子量,解：pH=2.80，则H+=1.5810-3molL-1假设苯甲酸的溶解度为xmolL-1HB=H+B-初始x00平衡x-1.5810-31.5810-31.5810-3解得x=0.04molL-1苯甲酸的分子质量为122gmol-1，则苯甲酸的溶解度=0.040.1122=0.488g100mL-1,缓冲溶液pH计算,用弱酸HA(pKa5.30)和它的盐NaA配制成pH为5.00的缓冲溶液，在这个溶液100ml中，加入10mmolHCl后，若pH值改变了0.30单位，HA与NaA原来的浓度必须是多少?,解：A/HA=0.5（1）加后pH降低值为4.70，则：（2）联立(1)、(2)两方程，解得：HA=0.50molL-1，A=0.25molL-1,缓冲溶液,已知Ka(HAc)=1.7510-5，计算0.20molL-1HCl与0.80molL-1NaAc等体积混合后溶液的pH值。如果在100mL该混合溶液中加入10mL的0.010molL-1NaOH溶液，则溶液的pH值为多少？,缓冲溶液,已知Ka(HF)=6.610-4。将50.0ml的0.10molL-1HCl与50.0ml的0.20molL-1NaF混合。试计算该混合溶液的pH值。若在上述混合溶液中加入10.0ml的0.10molL-1NaOH溶液，其pH值改变多少？如果改加10.0ml的0.10molL-1HCl，pH值又如何改变？,盐的水解,已知Kb(NH3H2O)=1.810-5。计算在0.20L水中，溶解多少克NH4Cl，才能得到pH=4.75的NH4Cl溶液？其中c(NH3H2O)是多少？（相对原子质量N:14，H:1，O:16，Cl:35.5）。解：pH=4.75时H+=1.7810-5molL-1假设NH4Cl的浓度为xmolL-1，则NH4+H2O=NH3H2O+H+初始x00平衡x-1.7810-51.7810-51.7810-5,解得x=0.57molL-1则NH4Cl质量=0.570.253.5=6.1g,难溶沉淀：知识点,溶解度和溶度积的相互换算同离子效应,溶解度,已知Ag2CrO4在纯水中的溶解度为6.510-5molL-1。求(1)在0.0010molL-1AgNO3溶液中的溶解度。(2)在1.0molL-1K2CrO4溶液中的溶解度。解：Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42(aq)纯水26.510-56.510-5Ks(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(26.510-5)26.510-5=1.110-12(1)设在0.0010molL-1AgNO3溶液中的溶解度为s，Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42(aq)平衡(molL-1)2s+0.001s,Ks(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(2s+0.001)2s=1.110-12根据同离子效应可知2s+0.0010.001则s1.110-6molL-1(2)设在1.0molL-1K2CrO4溶液中的溶解度为s，Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42(aq)平衡(molL-1)2s1.0+sKs(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(2s)2(1.0+s)=1.110-12根据同离子效应可知2s+1.01.0则s5.210-7molL-1,分步沉淀,已知Ks(CaSO4)=9.110-6,Ks(BaSO4)=1.110-10,在含有CaCl2和BaCl2的混合溶液中，Ca2+和Ba2+的浓度均为0.10molL-1，逐滴加入Na2SO4溶液。通过计算说明哪一种硫酸盐先沉淀析出；当第二种沉淀开始析出时，第一种沉淀的离子浓度是多少？,难溶沉淀计算,在0.10molL-1的FeCl2溶液中，通入H2S气体，制成饱和溶液，欲使Fe2+不生成FeS沉淀，溶液中的pH值最大为多少？解：查表得Ksp(FeS)=1.5910-19H2S的Ka1=5.110-8,Ka2=1.210-15要使Fe2+不形成沉淀，S2-需用小于：,而H2S饱和溶液的浓度为H2S=0.10molL-1代入数据得：解得H+=1.9610-3(molL-1)pH=2.71即溶液中最大pH值应为2.71,配合物稳定常数和沉淀溶解平衡,等体积混合0.10molL-1AgNO3和6.0molL-1氨水，然后加入NaAc固体（忽略体积变化）。通过计算说明是否会生成AgAc沉淀。（已知Kf(Ag(NH3)2+)=1.1107,Ks(AgAc)=4.410-3)知识点：配合物稳定常数的定义和表达式盐的水解溶度积规则溶度积计算,解：混合后的溶液中，反应前：c(Ag+)=0.050molL-1c(NH3)=3.0molL-1Ag+2NH3=Ag(NH3)2+平衡(molL-1)x3.02(0.050x)0.050x(0.050x)/x(2.9+2x)=1.1107Kf很大，则0.050x0.050，2.9+2x2.9，近似求解得x=5.410-10c(Ag+)=5.410-10molL-1若有AgAc沉淀，需c(Ag+)/cc(Ac-)/cKs(AgAc)可求得c(Ac-)8.1106molL-1NaAc不可能有如此大的浓度，则不会有AgAc沉淀。,电化学：知识点,氧化值氧化还原方程式配平原电池符号能斯特方程电动势计算,电极电势,已知E(Hg2Cl2/Hg)=0.268V。测得