内容发布更新时间 : 2024/12/28 12:56:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

θ36．已知φθ(Ni2+/Ni) = -0.2363 V，φθ(Hg2Cl2/Hg) = 0.268 V。Ksp(Hg2Cl2)?1.4?10?18，求 （1）将反应Hg2Cl2 +Ni = NiCl2 + Hg设计成原电池，以电池符号表示，写出正负电极反应； （2）计算该反应在298.15K时的标准摩尔Gibbs自由能变?rGm和标准平衡常数Kθ； （3）实验测得饱和甘汞电极的电极电势为0.2415V，计算饱和KCl溶液的浓度； （4）计算φθ(Hg2/Hg)。 2?θ 6

…………装订线 ……………… 装订线内不要答题，不要填写信息………………装订线 …………

武汉理工大学考试试题答案（A卷）

2012 ~2013 学年 1 学期 普通化学 课程

一．选择题（每题2分，共20分）

1~5 CBDAA 6~10 BABCA

二．填空题(每空1分，共20分) 11. -187.83 kJ·mol-1 ； 12. 减少 ， 有利于 ；

13. v =k·c2(NO)·c(O2) , 3 ； 14. -0.0263V ； 15. 1.33 ×10-4, 7.1 ×10-19 ; 16. 5.12 17. Co3+, N , 氯化六氨合钴（Ⅲ）；

18. [Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2 ，四 ，ds； 19. 面心立方， 体心立方 ，六方； 20. 2 ， 5f 。

三．是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号，每小题2分, 共10分)

21~25 × × × × √ 26~30 √ × √ √ √

四、简答题（每题5分，共10分)

31. 石墨中每一个碳原子以sp2杂化形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原

子形成3个sp2-sp2重叠的σ键，键角为120°，构成不断延伸的六元环的蜂窝式平面结构层。同一层中每个碳原子还有一个2p轨道垂直于sp2杂化轨道，其中各有剩余的1个电子了。这种相互平行的轨道可以相互重叠，形成遍及整个平面层的离域的大?键。由于大?键的离域性，电子能沿着每一平面层方向移动，使石墨具有良好的导电性，导热性。由于平面结构层与层的结合靠范德华力，因而层间作用力远小于层内碳原子间的共价键，使得层与层之间易于滑移，表现出滑腻感。

32. 半反应1：Ag2S(s)?H2O(l)?2e??2Ag(s)?HS?(aq)?OH?(aq) （2分）

半反应2：Cr(OH)CrO2?3(s)?5OH??3e??4(aq)?4H2O （2分）

总的反应式：

3AgS(s)?2Cr(OH)aq)?2CrO2?23(s)?7OH??6Ag(s)?3HS?(4(aq)?5H2O

Ag2S是氧化剂， Cr(OH)3是还原剂 （1分）

7

五、计算题(每题10分，共40分)

9.2g33. (1) 反应前N2O4的摩尔数 n = m??0.1mol ?1M92g?molPV100KPa?3dm3 反应后总的摩尔数n???0.12mol

RT8.314J?mol?1?K?1?300K 设反应中N2O4分解了x mol

N2O4(g)

则 0.1-x + 2x = 0.12

解得 x = 0.02（mol） N2O4的转化率 α=0.02?100%?20% （3分）

0.12NO2(g)

平衡时物质的量( mol ) 0.1-x 2x

（2）各物质的分压：P(N2O4)=0.1?0.02?100KPa?2?100KPa

1.23 P(NO2)=2?0.02?100KPa?1?100KPa

1.231(?100/100)2 K??[P(NO2)/P]?3?0.167 （3分） 02P(N2O4)/P?100/100302(3) △rHm? = 2△fHm? (NO2,g) - △fHm? (N2O4,g) = 2×33.18-9.16 = 57.2 ( kJ.mol-1 ) △rSm? = 2 Sm? (NO2,g) - Sm?( N2O4,g) = 2×240.06-304.29 =175.83 (J.mol-1.K-1 ) △rGm?(298.15K) ≈ △rHm? -T △rSm? = 57.2 kJ.mol-1 – 298.15K×175.83×10-3 kJ.mol-1.K-1 =4.77 kJ.mol-1 由△rGm?= -RTlnK?，得 lnK? = ??rGm??4.767?10??1.923

RT8.314?298.15 则 K? = 0.146 （4分） 34. (1) 两溶液混合后发生中和反应后，形成了HAc-NaOH缓冲溶液，其中

?1?1c0(HAc) = 500mL?0.50mol?L?500mL?0.20mol?L =0.15 mol·L-1

?3500mL?500mL?1c0(Ac-) = 500mL?0.20mol?L= 0.10 mol·L-1 （2分）

500mL?500mL 设平衡时H+浓度为x mol·L-1

HAc（aq）

H+ (aq) + Ac- (aq)

平衡时物质的浓度（x mol·L-1） 0.15-x x 0.1+ x

x?(0.1?x) ? 则 Ka??1.8?10?5

0.15?x

8

解得 x = 2.7×10-5（mol·L-1 ） （3分） pH = -lg( 2.7×10-5) = 4.57 （1分） (2) 向混合溶液中加入0.02mol的NaOH，则混合液中 c0(HAc) = 0.15 - 0.02 = 0.13mol·L-1

c0(Ac-) = 0.1 + 0.02 = 0.12 （2分）

pH = p Ka? -lg[c(HAc )/ c(Ac-)] =4.74- lg（0.13/0.12）= 4.71 （2分） 35. (1) 设 Mg(OH)2在水溶液中的溶解度为s1 mol·L-1 ,则 Mg(OH)2

Mg2+ +2OH-

平衡时的浓度 (mol·L-1 ) s1 2s1

则 Ksp? (Mg(OH)2)=[ c（Mg2+）][ c（OH-）]2 = s(2 s)2=4s3= 5.1×10-12 求得 s = 1.08 ×10-4 (mol·L-1 )

Mg(OH)2在水溶液中的溶解度为 1.08 ×10-4 mol·L-1 。

pOH = - lg[c(OH-)] = - lg(2 × 1.08 ×10-4 ) =3.67

pH = 14 – pOH =14-3.67 = 10.33 （3分）

（2） 设Mg(OH)2在0.01mol·L-1MgCl2溶液中的溶解度为s2 ，则 Mg(OH)2

Mg2+ +2OH-

平衡时的浓度 (mol·L-1 ) 0.01+s1 2s1

则 Ksp? (Mg(OH)2)=[ c（Mg2+）][ c（OH-）]2 = （0.01+s）·(2 s)2 =0.04s2= 5.1×10-12 解得 s = 1.13 ×10-5 (mol·L-1 ) （3分） （3）溶液混合后，则

c0(NH3·H2O) =20mL?0.15mol?L=0.10 mol·L-1

10mL?20mL?1?1c0(Mg2+) =10mL?0.30mol?L=0.10 mol·L-1

10mL?20mLNH3·H2O

NH4+ + OH-

平衡时的浓度 (mol·L-1 ) 0.10-x x x

x2Kb (NH3·H2O) = =1.8×10-5

0.10?x?

x=1.34×10-3

c（OH-）= 1.34×10-3 mol·L-1 J=[ c（Mg2+）][ c（OH-）]2

= 0.10×(1.34×10-3 )2

= 1.8 ×10-7 > Ksp? = 5.1×10-12

故有Mg(OH)2沉淀生成。 （4分）

9

36.（1）电池反应： （+） Hg2Cl2 (s) + 2e- （-） Ni(s) - 2e-

构成反应的电池符号为：

(?) Ni? Ni2+(aq,c1 ) | | Cl- (aq,c1 ) ? Hg2Cl2 (s ) ?Hg(l) (+) （2分） (2) E? = φθ(Hg2Cl2/Hg)-φθ(Ni2+/Ni)=0.268 – (-0.2363) = 0.504 V △rGm? = -zEF = -2 ×96485C·mol× 0.504V ×10-3 = -97.314 kJ.mol-1

lg K? = n E/0.05917 V = 2×0.504/0.05917 V =17.04

θ

2Hg(l) +2Cl- (aq) Ni2+ (aq)

解得： K?=1.12 ×1017 （2分） （3）饱和甘汞电极的电极电势：

φ (Hg2Cl2/Hg) = φθ(Hg2Cl2/Hg)? (0.05917 V/z)lg{c(Cl-)}2 则 0.2415 = 0.2680 –(0.05917V/2)×lg{c(Cl-)}2

解得 c(Cl-) = 0.28 (mol·L-1) （3分）

（4）对于 Hg2Cl2 (s)

?-Hg22(aq) + 2Cl(aq)

-θ2? KspL-1 (Hg2Cl2)?c(Hg2)?c(Cl?)?1.4?10?18, c(Cl)=1 mol·

2?c(Hg2)=1.4×10-18

?2?2?θ

φθ(Hg2Cl2/Hg) = φ(Hg22/Hg) =φ(Hg2/Hg) – (0.05917V/z)lg[1/c(Hg2)] ?2?-18θ 0.268 = φθ(Hg2/Hg) –(0.05917V/2)×lg(1/1.4×10 ) =φ(Hg22/Hg) -0.528 ? 解得 φθ(Hg22/Hg) =0.796V （3分）

?解法二：将电极φθ(Hg2Cl2/Hg)和φθ(Hg22/Hg)设计成原电池，则电池反应为

（+） Hg2Cl2 (s) + 2e- （-） 2Hg(l) -2e-总反应为： Hg2Cl2 (s)

2Hg(l) +2Cl- (aq)

?-Hg22(aq)+2Cl (aq)

? Hg22(aq)

?该反应的电动势 E? = φθ(Hg2Cl2/Hg)- φθ(Hg22/Hg)

θ该反应的标准平衡常数 K? =Ksp(Hg2Cl2)?1.4?10?18, 又由E?=(0.05917V/z )lg K? ,

??故φθ(Hg2Cl2/Hg)- φθ(Hg210-18 =- 0.528 2/Hg) = (0.05917V/z )lg K =（0.05917V/2）lg1.4×?θ则φθ(Hg22/Hg) =φ(Hg2Cl2/Hg)-（- 0.528）=0.268+0.528=0.796V （3分）

10