2025暨南大学821材料综合(基础化学)考研真题答案

2025暨南大学821材料综合(基础化学)考研练习题答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于原子轨道的叙述，正确的是A.2p轨道能量一定高于2s轨道B.3d轨道能量一定高于4s轨道C.同一主层中，s轨道最多容纳2个电子D.角量子数l=3时，磁量子数m可取7个值答案：C2.已知298K时，反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)的ΔH°=−92.2kJ·mol⁻¹，下列措施中既能提高NH₃平衡产率又能加快反应速率的是A.升高温度B.增大体系压强C.加入负催化剂D.移走NH₃答案：B3.下列分子中，中心原子采用sp²杂化且分子呈平面三角形的是A.BF₃B.NH₃C.PCl₃D.SO₃²⁻答案：A4.用0.100mol·L⁻¹NaOH滴定20.00mL0.100mol·L⁻¹H₃PO₄，当加入NaOH体积为30.00mL时，溶液中主要存在的磷物种是A.H₃PO₄B.H₂PO₄⁻C.HPO₄²⁻D.PO₄³⁻答案：C5.下列配合物中，具有顺磁性的是A.[Fe(CN)₆]³⁻B.[Co(NH₃)₆]³⁺C.[Ni(CO)₄]D.[Zn(NH₃)₄]²⁺答案：A6.某金属M的立方晶胞参数a=0.405nm，密度ρ=2.70g·cm⁻³，每个晶胞含4个M原子，则M的相对原子质量为A.26.0B.27.0C.28.0D.29.0答案：B7.下列各组离子在0.30mol·L⁻¹HCl溶液中能大量共存的是A.Fe³⁺、Sn²⁺、Cl⁻B.Cr₂O₇²⁻、I⁻、K⁺C.Ag⁺、NO₃⁻、Na⁺D.Al³⁺、NH₄⁺、SO₄²⁻答案：D8.已知φ°(Cl₂/Cl⁻)=1.36V，φ°(MnO₄⁻/Mn²⁺)=1.51V，在标准状态下，下列反应自发进行的方向是A.MnO₄⁻氧化Cl⁻B.Cl₂氧化Mn²⁺C.平衡状态D.无法判断答案：A9.某反应速率常数k的单位为L²·mol⁻²·s⁻¹，则该反应的总级数为A.1B.2C.3D.4答案：C10.下列高分子材料中，分子链间能形成氢键的是A.聚乙烯B.聚氯乙烯C.聚酰胺6D.聚苯乙烯答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列实验操作会导致所配溶液浓度偏低的是A.用洗净但未干燥的容量瓶配制NaOH标准溶液B.称量NaOH时，砝码有少量锈蚀C.滴定管尖嘴气泡未排除即开始滴定D.移液管未用待取液润洗答案：A、C、D12.下列关于胶体的叙述正确的是A.胶粒直径1–100nmB.丁达尔效应是胶粒对光的散射C.加入电解质可破坏胶体稳定性D.胶体粒子不能通过滤纸答案：A、B、C13.下列化合物中，既能发生亲电取代又能发生亲核取代的是A.苯酚B.氯苯C.苯甲醛D.苯乙烯答案：A、B14.下列配离子中，属于高自旋且晶体场稳定化能CFSE为零的是A.[Fe(H₂O)₆]²⁺B.[Mn(H₂O)₆]²⁺C.[CoF₆]³⁻D.[Ni(NH₃)₆]²⁺答案：B15.下列关于化学吸附的描述正确的是A.吸附热较大，通常>40kJ·mol⁻¹B.具有选择性C.可形成单分子层D.吸附速率快，易达平衡答案：A、B、C三、填空题（每空1分，共20分）16.已知某元素基态原子最外层电子排布为4s²4p³，该元素位于周期表第______周期、第______族，元素符号为______。答案：4，VA，As17.用Na₂CO₃标定HCl时，若Na₂CO₃吸水，则测得HCl浓度将______（填“偏高”“偏低”或“不变”）。答案：偏高18.298K下，水的离子积常数Kw=1.0×10⁻¹⁴，则纯水中[H⁺]=______mol·L⁻¹，pOH=______。答案：1.0×10⁻⁷，719.1mol理想气体在27°C下恒温可逆膨胀，体积由10L增至20L，对外做功W=______kJ（R=8.314J·mol⁻¹·K⁻¹）。答案：−1.7320.某反应活化能Ea=50kJ·mol⁻¹，温度由300K升高到310K，速率常数增大的倍数约为______（保留两位有效数字）。答案：2.021.在酸性介质中，KMnO₄与Na₂C₂O₄反应的还原产物为______，每消耗1molKMnO₄转移电子数为______mol。答案：Mn²⁺，522.已知PbI₂的Ksp=7.1×10⁻⁹，其饱和溶液中[Pb²⁺]=______mol·L⁻¹。答案：1.2×10⁻³23.配合物[Cr(NH₃)₄Cl₂]Cl的系统命名是______，中心离子配位数为______。答案：氯化二氯·四氨合铬(III)，624.晶体类型分为金属晶体、离子晶体、分子晶体和______晶体；其中熔点通常最高的是______晶体。答案：共价（原子），共价（原子）25.聚乙烯单体结构简式为______，聚合反应类型属于______聚合。答案：CH₂=CH₂，加成（链式）四、简答题（每题8分，共40分）26.实验室常用K₂Cr₂O₇法测定铁含量，简述实验原理，并写出滴定反应方程式（酸性介质）。指出指示剂及终点颜色变化。答案：原理：在酸性条件下，K₂Cr₂O₇将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，自身被还原为Cr³⁺，通过消耗的K₂Cr₂O₇量计算铁含量。反应：Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O指示剂：二苯胺磺酸钠；终点：绿色突变为紫蓝色。27.说明为什么H₂O的沸点（100°C）远高于H₂S（−60°C），并结合分子间作用力解释。答案：H₂O分子间存在强烈的氢键，而H₂S分子间仅存在弱的范德华力（色散力）。氢键键能远大于范德华力，导致H₂O需要更多能量才能汽化，故沸点显著升高。28.简述晶体场理论对[Ti(H₂O)₆]³⁺颜色的解释。答案：Ti³⁺为d¹组态，在八面体场中d轨道分裂为t₂g和eg两组。电子吸收可见光能量后发生dd跃迁（t₂g→eg），吸收波长约为500nm（绿光），透射或反射其补光（紫红），故溶液呈紫红色。29.比较NaCl与CsCl晶体结构的异同，并说明配位数差异的原因。答案：同：均为离子晶体，立方晶系。异：NaCl为面心立方，配位数6；CsCl为体心立方，配位数8。原因：Cs⁺半径大，与Cl⁻半径比r⁺/r⁻≈0.93，大于0.732，适合8配位；Na⁺半径小，半径比≈0.52，适合6配位。30.说明如何利用标准电极电势判断氧化还原反应方向，并举例说明。答案：若E°=φ°(氧化剂电对)−φ°(还原剂电对)>0，则反应自发正向进行。例：φ°(Fe³⁺/Fe²⁺)=0.77V，φ°(I₂/I⁻)=0.54V，E°=0.77−0.54=0.23V>0，故2Fe³⁺+2I⁻→2Fe²⁺+I₂自发进行。五、计算题（共55分）31.（10分）将2.50gNa₂CO₃·10H₂O溶于水配成250.0mL溶液，取25.00mL用HCl滴定，消耗24.45mL。求HCl浓度。若称样时晶体部分风化，结果如何变化？答案：n(Na₂CO₃·10H₂O)=2.50/286.1=8.74×10⁻³molc(Na₂CO₃)=8.74×10⁻³/0.250=0.03496mol·L⁻¹25.00mL中含Na₂CO₃8.74×10⁻⁴molNa₂CO₃+2HCl→2NaCl+CO₂+H₂On(HCl)=2×8.74×10⁻⁴=1.748×10⁻³molc(HCl)=1.748×10⁻³/0.02445=0.0715mol·L⁻¹风化后Na₂CO₃含量升高，相同质量下n(Na₂CO₃)增大，滴定体积增大，计算c(HCl)偏低。32.（12分）已知反应CO(g)+Cl₂(g)⇌COCl₂(g)在600K时Kp=0.20。若起始p(CO)=0.50atm，p(Cl₂)=0.40atm，p(COCl₂)=0，求平衡分压及CO转化率。答案：设Cl₂消耗xatmCO(g)+Cl₂(g)⇌COCl₂(g)初：0.500.400平：0.50−x0.40−xxKp=x/[(0.50−x)(0.40−x)]=0.20解得x=0.065atm平衡：p(CO)=0.435atm，p(Cl₂)=0.335atm，p(COCl₂)=0.065atmCO转化率α=0.065/0.50=13%33.（11分）298K下，电池Pt|H₂(1bar)|HCl(0.10mol·L⁻¹)|AgCl(s)|Ag的电动势E=0.353V。（1）写出电极反应与电池总反应；（2）求AgCl的Ksp（已知φ°(Ag⁺/Ag)=0.80V，R=8.314J·mol⁻¹·K⁻¹，F=96485C·mol⁻¹）。答案：（1）负：½H₂→H⁺+e⁻；正：AgCl+e⁻→Ag+Cl⁻；总：½H₂+AgCl→Ag+H⁺+Cl⁻（2）E=E°−(RT/F)ln([H⁺][Cl⁻])E°=φ°(AgCl/Ag)=φ°(Ag⁺/Ag)+(RT/F)lnKsp0.353=0.80+(0.0257)lnKsp−0.0257ln(0.10×0.10)解得Ksp=1.8×10⁻¹⁰34.（10分）某二级反应2A→B，初始[A]₀=0.80mol·L⁻¹，600s时[A]=0.20mol·L⁻¹。求：（1）速率常数k；（2）半衰期t₁/₂；（3）反应掉75%所需时间。答案：（1)1/[A]−1/[A]₀=kt→1/0.20−1/0.80=k×600→k=6.25×10⁻³L·mol⁻¹·s⁻¹（2)t₁/₂=1/(k[A]₀)=1/(6.25×10⁻³×0.80)=200s（3)反应掉75%即剩25%，1/(0.25×0.80)−1/0.80=kt→t=600s35.（12分）将0.020mol·L⁻¹MgCl₂与0.020mol·L⁻¹Na₂CO₃等体积混合，判断是否生成MgCO₃沉淀；若将Na₂CO₃换成0.020mol·L⁻¹(NH₄)₂C₂O₄，是否生成MgC₂O₄沉淀？已知Ksp(MgCO₃)=6.8×10⁻⁶，Ksp(MgC₂O₄)=8.6×⁵。答案：混合后[Mg²⁺]=0.010mol·L⁻¹，[CO₃²⁻]=0.010mol·L⁻¹，Q=[Mg²⁺][CO₃²⁻]=1.0×10⁻⁴>Ksp，生成MgCO₃沉淀；[C₂O₄²⁻]=0.010mol·L⁻¹，Q=1.0×10⁻⁴<Ksp(MgC₂O₄)，不生成MgC₂O₄沉淀。六、综合应用题（共40分）36.（20分）某研究需制备高纯纳米TiO₂并表征。（1）列出两种实验室制备纳米TiO₂的化学方法，并写出反应方程式；（2）说明如何利用X射线衍射（XRD）判断产物晶型（锐钛矿/金红石）；（3）设计一种光催化降解甲基橙实验，写出实验装置简图要点、主要操作步骤及结果评价指标；（4）若测得降解率η=85%，如何计算表观一级速率常数k？答案：（1）方法A：钛酸四丁酯溶胶凝胶法Ti(OC₄H₉)₄+4H₂O→Ti(OH)₄+4C₄H₉OHTi(OH)₄→TiO₂+2H₂O（400°C焙烧）方法B：TiCl₄水解沉淀法TiCl₄+4NH₃·H₂O→Ti(OH)₄↓+4NH₄ClTi(OH)₄→TiO₂+2H₂O（焙烧）（2）XRD：锐钛矿主峰2θ≈25.3°（101），金红石主峰2θ≈27.4°（110）；通过比对标准PDF卡片，根据峰位及相对强度判断晶型，可计算晶粒尺寸D=Kλ/(βcosθ)。（3）装置：250mL石英光反应器，内置磁力搅拌，300W氙灯（λ>320nm），通冷却水恒温。步骤：①称取0.050gTiO₂分散于100mL10mg·L⁻¹甲基橙；②暗吸附30min达平衡；③开启光源，每10min取样3mL，离心后测吸光度Aₜ（λ=464nm）；④计算η=(A₀−Aₜ)/A₀×100%。指标：η、k、总有机碳TOC去除率。（4）ln(C₀/Cₜ)=kt，以ln(C₀/Cₜ)对t作图，斜率即k，单位min⁻¹。37.（20分）阅读情景并回答：某工厂废水含Cu²⁺、Ni²⁺、Cr₂O₇²⁻，pH=2.0，需回收铜并达标排