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无机及分析化学习题集计算题答案 (1)

无机及分析化学习题集计算题答案 (1)
无机及分析化学习题集计算题答案 (1)

二、选择题

1、海水难以结冰是由于海水的()

A沸点上升B蒸汽压下降C冰点下降D海水太深

2、冰水中加少许食盐,则溶液的凝固点()

A.不变

B.改变

C.上升

D.下降

3.在含有112gN2,96gO2及44CO2的混合物中,N2的摩尔分数为:

(A)0.50 (B)0.38 (C)0.13 (D)0.29

4.同温同体积下,在A和B的混合气体中,若组分A的摩尔分数为0.200,混合气体的总

压力为101.325KPa,则组分B的分压力为:

(A)20.3KPa (B)101.3KPa (C)81.1KPa (D)16.2KPa

5.指出下列过程发生后,体系ΔS小于0的是:

(A)水结冰(B)干冰蒸发

(C)固体燃料燃烧(D)Na2CO3+HCl==NaCl+H2O+CO2

6.下列反应中,增熵最显著的反应是

(A)CO(g) +2H2(g) = CH3OH(g) (B)C(s) +O2(g) = CO2(g)

(C)2C(s) +O2(g) = 2CO(g) (D)2HgO(s) =2Hg(l) + O2(g)

7. 下列能引起速率常数改变的是()

(A)压力改变(B)温度改变 (C)反应容器体积改变 (D)反应物浓度改变

8.对一个化学反应来说,下列叙述正确的是:

(A)△r H ?越负,反应速率越快 (B)?r G?越小,反应速率越快

(C)活化能越大,反应速率越快(D)活化能越小,反应速率越快

9.溶液中同时含有NH3和NH4Cl, 已知NH3的K b=1.77×10-5mol.dm-3

且C(NH3)=0.20mol.dm-3 C(NH4Cl)=0.20mol.dm-3,该溶液的pH为:

(A)2.12 (B)9.25 (C)12.00 (D)5.38

10.难溶强电解质BaCO3在下列溶液中溶解最多的是:

(A)HAc (B)纯水 (C)BaCl2 (D)Na2CO3

11、将4克氢氧化钠溶于水中成为1升溶液,其溶液pH值为()

A. 13

B.1

C.7

D.10

12、0.1mol/LHAc溶液中H+浓度为(K a,HAc=1.75×10-5)

A.0.1mol/L B.0.01mol/L C. 1.33×10-3mol/L D.7.4×10-5mol/L

13、将pH=5.0的盐酸溶液与pH=9.0的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH值为( )

A. 7

B. 8

C. 6

D. 7.5

14、使某一沉淀溶解的必要条件是( )

A. Q i > Ksp

B. Q i

C. Q i =Ksp

D. AB都对

15、下列四种溶液中酸性最强的是( )

A. pH=5

B. pH =6

C.[H+]=10-4mol/L

D. [OH-]=10-10mol/L

16、决定溶液酸碱度强弱的是()

A.H+的浓度

B.OH-的浓度

C.H+与OH-浓度之乘积

D.H+与OH-浓度的相对大小比

17 原电池中盐桥的作用是()

A传递电子B传递电流C保持两个半电池的电中性D加速反应

18、铜锌电池的电池符号为( ):

A.(-)Zn│ZnSO4(C1)║CuSO4(C2)│Cu (+)

B.(+)Zn│ZnSO4(C1)║CuSO4(C2)│Cu (-)

C.(-)Zn│ZnSO4(C1)│CuSO4(C2)│Cu (+)

D.(-)Zn│CuSO (C1)║ZnSO44(C2)│Cu (+)

19、所谓标准电极电势是指组成电极的物质.( )

A.测定温度为298.15K

B.气体的分压为101325Pa

C.有关离子浓度均为1mol/L

D. B、C必须同时符合

20、由E0I2/I-=0.54V和E0Fe3+/Fe2+=0.77V,可知: ()

A.Fe2+与I2能反应

B.Fe2+比I-还原能力强

C. Fe3+与I-不能反应

D.Fe3+与I-能反应

21、消除或减小随机误差常用的方法是()

A.空白实验

B.对照实验

C.标准实验

D.多次平行测定

22、佛尔哈德法是用铁氨矾作指示剂,根据Fe3+的特性,此滴定要求溶液必须是:()

A.酸性

B.中性

C.弱减性

D.碱性

24、高锰酸钾滴定法中酸化溶液时用的酸是()

A.HNO3

B.HCl

C.H2SO4

D.HAC

25、酸碱指示剂的变色范围为pH= ( )

A.Ka±1

B.PKa±1

C.LgKa±1

D. PKa±10

26、当弱酸的()方可准确滴定。

A.C·Ka≤10-8

B.C/Ka≥105

C. C·Ka≥10-7

D.C·Ka≥10-8

27、莫尔法的测定对象是()

A.Cl-,Br-

B.Cl-,Br- ,I-,SCN-

C.Ag+

D.I-,SCN-

28、直接碘量法终点出现()。

A.棕色

B. 血红色

C.蓝色消失

D.蓝色

29、佛尔哈特法用()调节酸度

A.HCl

B.H2SO4

C. HNO3

D.HAC

30、碘量法所用的指示剂为( )

A.淀粉

B.二苯胺磺酸钠

C.高锰酸钾

D.铬黑T

三、计算题:

(原子量,Na=23, C=12, Cr =53, Ag=108, O=16)

1、制取半导体材料硅可用反应SiO2(s,石英)+2C(s,石墨)=Si(s)+2CO(g)制取,试用化学热力学数据计算回答:

(1)反应的?r Hmθ(298.15k)和?r Smθ(298.15k)是多少?

(2)反应的?r Gmθ(298.15k)=?在标准状态298.15K下,反应可否自发进行?(3)计算上述反应的?r Gmθ(1000k)=?在标准状态1000K下,反应可否自发?(4)利用此反应制取硅时,该反应自发进行的温度条件是什么?

已知298.15k时 SiO2 (s) C(s,石墨) Si(s) CO(g)

?f Hmθ/(KJ.mol-1) -910.9 0 0 -110.5 Smθ/(J.mol-1.K-1) 41.84 5.74 18.8 197.7

?f Gmθ/(KJ.mol-1) -856.6 0 0 -137.2

解:

(1)反应的

?r Hmθ(298.15k)=?f Hmθ(si)+ 2?f Hmθ(CO)-?f Hmθ(siO2)-2?f Hmθ(C)

=[0+2×(-110.5)-(-910.9)-0] KJ.mol-1

=689.9 KJ.mol -1 (1分)

?r Sm θ(298.15k)= S m θ(si )+ 2S m θ(CO )-S m θ(siO 2)-2S m θ(C )

=[18.8+2×197.7-41.84-2×5.74] (J.mol -1.K -1)

=360.9×10-3(KJ.mol -1.K -1) (1分)

(2) ?r Gm θ(298.15k)= ?f Gm θ(si )+ 2?f Gm θ(CO )-?f Gm θ(siO 2)-2?f Gm θ(C )

=[0+2×(-137.2)-(-856.6)-0] KJ.mol -1

=582.2 KJ.mol -1>0 (1分)

∴在标准态298.15K 时,反应不能自发 (1分)

(3)1000K 时,由吉-赫公式得:

?r Gm θ(1000k)= ?r Hm θ(298.15k)- 1000K ?r Sm θ(298.15k)

=689.9 KJ.mol -1 - 1000K ×360.9×10-3(KJ.mol -1.K -1)

=329.0 KJ.mol -1 >0 (2分)

∴在标准态1000K 时,反应仍不能自发 (1分)

(4)要正反应自发进行,则应有?r Gm θ(T)<0

即?r Hm θ(298.15k)-T ?r Sm θ(298.15k)<0

T >K K

mol KJ mol KJ 1912..109.360.9.6891131

=?---- (2分)

∴要正反应自发进行,T 必须大于1912K (1分)

2、利用下表数据,通过计算说明白云石与透辉石的下列转变反应,在298.15 K 和标准条件下,自发进行的方向以及下列反应的标准平衡常数K 。(10分) CaMg(CO 3)2(白云石,s ) + 2SiO 2(石英,s ) = CaMg(SiO 3)2(透辉石,s) + 2CO 2(g)

CaMg(CO 3)2

(白云石,s) SiO 2 (石英,s)

CaMg(SiO 3)2 (透辉石s) CO 2(g) S (298.15 K) /

J.mol-1.K-1

155.19 41.46 143.09 213.68 ⊿f H (298.15 K) /

kJ.mol -1

-2324.48 -910.70 -3210.76 -393.51

解: ?r H (298.15k)= ?f H (CaMg(SiO 3)2)+ 2?f H (CO 2)-

?f H (CaMg(CO 3)2)-2?f H (SiO 2)

=[-3210.76+2×(-393.51)-(-2324.48)- 2×(-910.70)]

KJ.mol -1

= 148.1 kJ.mol -1 2分

同理可得:?r S (298.15K) = (143.09+2×213.68-155.19-2×41.46) KJ.mol -1

=332.34 J.mol -1.K -1 , 2分 ?r G (298.15K) = ?r H (298.15K) - T ?r S (298.15K) 1分 =(148.1-298.15×10-3×332.34) KJ.mol

-1 =49.01kJ.mol -1>0 1分

所以反应逆向自发 1分

(2) ln K (298.15K) = -?r G /(RT ) 1分

=-49.01/8.315×10-3×298.15=19.77 1分

K (298.15 K) = 2.59 × 10-9 1分

3.N 2O 5在气相中的分解反应为2N 2O 5(g)→ 4 NO 2 + O 2(g),已知338K 时k 1θ=4.87 × 10-3S -1,318K 时k 2θ=4.98 × 10-4S -1

求该反应的活化能Ea 和298K 时的速率常数k 3θ.

解:已知T 1=338K 时k 1θ=4.87 × 10-3S -1,T 2=318K 时k 2θ=4.98 × 10-4S -1

据 )11(ln 211

2T T R Ea k k -=θθ 代入数据得 2分 1

111314.KJ 102)31813381(..315.81087.41098.4ln -------=-=??mol Ea K

K K mol J Ea s s 2分 当T 3=298k 时,)11(ln 311

3T T R Ea k k -=θθ 1分

153111331074.3)29813381(..315.81087,4ln ------?=-=?s k K K K mol J Ea s k θ

θ

4、已知:在H 2S 2O 3浓度相同的情况下,测得H 2S 2O 3= H 2SO 3 +S(s)有硫析出并达到同等程度浑浊时所需时间为:T 1=293k ,t 1=110s ;T 2=303k ,t 2=45.0s 求(1)反应的Ea=?

(2)T 3=313k 有硫析出并达到同等程度浑浊时所需时间为t 3=?(10分) 解:因为反应物浓度相同,所以反应速率V 与k 成正比,而V 与完成反应所需时

间t 成反比;所以k 与t 成反比,即

K 1/k 2=45.0s/110s

Ea=2.303R{T1×T2/(T2 - T1)}lg K1/k2

=2.303×8.315J. K -1. mol -1×lg45.0s/110s ×{293K ×303K/(293K-303K)} =6.60×104 J. mol -1

6.60×104 J . mol -1 =2.303×8.315 J.K -1.mol -1×

{313K ×303K/(313K-303K)} lgts/45.0s

解得:t=19.5s

答:

5、将10mol/LMgCl 2溶液与10mol0.01mol/L 氨水混合,是否有Mg (OH )2沉淀生成?(K NH3·H2O =1.76×10-5,Ksp.Mg (OH )2=1.2×10-11)

解:∵氨水是弱碱,又C/ K NH3·H2O >380 (1分) ∴22815132.108.8.1076.1.2

01.0.)(------?=??==l mol l mol l mol K C OH c NH (2分) 等体积混合,浓度为原来的一半,∴c(Mg 2+)=5mol/L (1分)

∴Q= c(Mg 2+). c(OH -)2 =5mol/L ×8.8×10-8 (mol/L)2 =4.4 ×10-7 mol 3.dm -9>Ksp.Mg (OH )2=1.2

×10-11 mol 3.dm -9 (2分)

∴有Mg (OH )2沉淀生成

6、测定某铜合金中铜的含量,五次平行测定结果是:27.22% 27.20% 27.24% 27.25% 27.15% (1)、求平均值、平均偏差、相对平均偏差。(2)、若已知铜的标准含量为27.20% 求平均结果的绝对误差和相对误差。 解

分)(真实值绝对误差平均结果的相对误分)(真实值平均值平均结果的绝对误差分)(平均值平均偏差相对平均偏差分)(平均偏差分平均值2%04.0%

20.27%01.02%01.0%20.27%21.27)2(2%11.0%100%21.27%03.0%1002%03.05

%15.27%21.27%25.27%21.27%24.27%21.27%20.27%21.27%22.27)(2 27.21%5%15.27%25.27%24.27%20.27%27.22)1(====-=-==?=?=

=-

+-+-+-+-==++++=

7.计算320K 时反应HI(g,40.5KPa )==== 1/2 H 2(g,1.01KPa) + 1/2I 2(g,1.01KPa)的平衡常数,并判断反应进行的方向.

已知?f H m θ(I 2,g,298K )=62.438kJ.mol

-1 Sm θ(I 2,g,298K)= 260.6J.mol -1.K -1 ?f H m θ(HI ,g,298K )=26.5kJ.mol -1 Sm θ(HI ,g,298K)= 206.48J.mol -1.K -1

Sm θ(H 2,g,298K)= 130.59J.mol -1.K -1

解:要计算平衡常数K θm(320K),必须先确定该温度下的?r G θ

反应的

?r Hm θ(298.15k)= 21?f Hm θ(H 2,g )+ 2

1?f Hm θ(I 2,g ,,)-?f Hm θ(HI ,g ) =[21×0+2

1×(62.438)-26.5] KJ.mol -1 =4.7 KJ.mol -1 (2分)

?r Sm θ(298.15k)= 21S m θ(H 2,g )+ 2

1S m θ(I 2,g ,,)-S m θ(HI ,g ) =[21×130.59+2

1×(260.6)-206.48] (J. mol -1.K -1) =-10.9×10-3(KJ.mol -1.K -1) (2分)

由吉布斯-赫姆霍兹方程

?r G m θ(320K )= ?r H m θ(298K )-T ?r S m θ(298K ) (2分) = [4.7-320×(-10.9) ×10-3] KJ.mol -1 =8.2 KJ.mol -1 (2分)

2

3203320320106.434.1320

315.8303.2102.8303.2lg -?=-=???-=?-=K K r K K RT G K θθθ (3分) 判断反应方向应根据是否?r G <0来进行

.6.1325

.1015

.40)325.10101.1()325.10101.1(lg 10320315.8303.22.8lg 303.212/12/13320320∠-=???+=+?=?--mol KJ Q

RT G G K r K r θ (3分)

∴反应向正方向自发进行 (1分) 8.(1)求18℃时0.10mol.dm -3H 2S 水溶液中[H +]和[S 2-]。(已知,H 2S (aq )的K a 1θ=9.1×10-8, K a 2θ=1.1×10-12)

(2)计算0.10 mol.dm -3 NaAc 溶液的pH 。已知HAc 的K a θ=1.75×10-5

解:(1) ∵K a 1θ >> K a 2θ

∴忽略二级解离,只考虑一级解离又∵C/ K a 1

θ >380 (2分) ∴用最简公式[H +]=15181.105.9.101.91.0.----?=???=

L mol L mol K C a θ (1分) ∵K a 1θ >> K a 2θ

∴忽略二级解离,只考虑一级解离 (1分)

∴[S 2-]= K a 2θ = 1.1×10-12 mol.L -1 (1分)

(2)解: NaAc 为强电解质,在水溶液中全部解离,其中Na +不参与水溶液酸碱平衡,决定溶液酸度的是Ac - (1分) 按酸碱质子理论, Ac -是碱,其10514)(106.51075.1100.1---?=??==

HAc a w b K K K θθθ (1分) 又∵C/ K b θ >380

∴用最简公式[OH -]=16110.105.7.106.51.0.----?=???=L mol L mol K C b θ (2分) pH=14.00-pOH=14.00-(-lg7.5×10-6)=8.88 (1分)

9已知E (ClO 4-/ClO 3-)=1.19 V ,试求电极反应2H ++ClO 4- + 2e -= ClO 3- + H 2O ,

在25℃,c (ClO 4-) = c (ClO 3-)=1.0 mol.dm -3 和 pH=14 时的电极电势。

解:2H ++ClO 4-+2e -= ClO 3-+H 2O (2分)

E (ClO 4-/ClO 3-)=E +005922

.V lg{{c (ClO 4-)/c }.{c (H +)/c }2/{c (ClO 3-)/c }} (2分)

当pH=14时, 上式=1.19 V+005922

.V lg(10-14)2 (2分) =0.36 V (1分)

10.用NaOH (0.1000mol/L)标准溶液滴定HAc (0.1000mol/L, 20.00mL )溶液,指出其滴定突跃范围,已知HAc 的K

a =1.8×10-5

解:滴定终点前1滴时,已加入NaOH 溶液为19.98mL ,此时体系为HAc - NaAc 缓冲体系,其pH 值按下式计算:)()(lg

弱酸共轭碱c c pK pH a += (1分) 当滴入NaOH 溶液19.98mL 时:

C(弱酸)=151.1000.598.1900.2098.1900.20.1000.0---?=+-?L mol mL

mL mL mL L mol (1分) 121.1000.598.1900.2098.19.100.0)(---?=+?=L mol mL mL mL L mol C 共轭碱 (1分)

代入上式后得:pH=7.74 (1分) 计量点后,溶液的组成为NaAc 和过量的NaOH,前者的碱性比后者弱,因此溶液pH 由过量的NaOH 决定,当加入NaOH 溶液的体积20.02mL 时:

[OH -]=151.1000.500.2002.2000.2002.20.1000.0---?=+-?

L mol mL mL mL mL L mol (2分) 110514

.1000.21000.51000.1][][-----+?=??==L mol OH K H W

pH=9.70 (2分) 所以滴定突跃范围为7.74~9.70

五.简答题

1、简述有效数字的修约规则“四舍六入五成双”的主要内容,并各举一例说明 之。

答:若有效数字后面的数字≤4时舍弃; (1分)

若≥6时进位; (1分)

若尾数=5时,若5后面的数字为0,则5前面为偶数者舍弃;为奇数者进(1分);若5后面的数字是不为0的任何数,则5均进位。(1分)

例如,将下列测量值修约为2位有效数字,其结果为:(2分,错一个或少一个

扣0.5分)

0.261修约为 0.26 0.257修约为 0.26

0.255修约为 0.26 0.245修约为 0.24

0.4054修约为 0.41

(注:答案不唯一 )

2、简述滴定分析法中四大滴定的滴定曲线的异同。

答:滴定分析法按滴定反应的不同,分为酸碱滴定法,氧化还原滴定法,配位滴定法和沉淀滴定法(2分)。这四大滴定的滴定曲线都是以滴定剂的体积为横坐标,但纵坐标互不相同,酸碱滴定是以为pH 值纵坐标,氧化还原滴定是以电极电势值为纵坐标,配位滴定和沉淀滴定法是以被滴定的离子pM 值为纵坐标(2分)。

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