中南大学 无机化学1996考研试题

1996年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目：无机化学

专    业：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学

研究方向：以上各专业所有方向

一、选择题（请将正确的选择填在括号内）：（共10分）

1、  任意温度下都是“非自发过程”的是

A.     △H<0, △S<0;

B.     △H>0, △S<0;

C.     △H>0, △S>0;

D.     △H<0, △S>0;

2、  元素的第一电子亲合能大小正确的顺序是

A.     CB.     C>N>O>F;

C.     C>ND.     C>NF;

3、  偶极矩不为零的分子是

A.     PCl5(g);

B.     NF3;

C.     SF6;

D.     BeCl2(g);

4、  按“MO”法，键级最大的是

A.     O2;

B.     O2+;

C.     O2-;

D.     CO

5、  不存在分子间或分子内氢键的分子是

A.     NH3;

B.     对羟基苯甲酸;

C.     CF3H；

D.     HNO3

6、  路易斯酸性强弱正确的顺序是

A.     BF3B.     BF3>BCl3>BBr3;

C.     BF3BBr3;

D.     BF3>BCl37、  晶体熔点高低正确的顺序是

A.     NaCl>SiO2>HCl>HF;

B.     SiO2>NaCl>HCl>HF;

C.     NaCl>SiO2>HF>HCl;

D.     SiO2>NaCl>HF>HCl

8、  路易斯碱性强弱正确的顺序是

A.     NH3B.     NH3>N2H4C.     NH3NH2OH;

D.     NH3>N2H4>NH2OH;

9、  不属于二元质子酸的是

A.     H3PO3;

B.     H2SO4;

C.     H3PO2;

D.     NaH2PO4

10、氧化性强弱正确的顺序是

A.  HClO4B.      H2SO4H2TeO4;

C.      HClO4D.      HNO3二、填空题：（每空1分，共16分）

1、  H2(g)+I2(g)=2HI(g),Kθ=50.3(713k).某状态下，P氢气=P碘=5.379×105Pa,P碘化氢=62.59×105Pa.则自发进行的方向是______________,原因是________________。

2、  2NH3(g)=N2(g)+3H2(g).298k,△rHmθ=+92.22kJ·mol-1,△rSmθ=+198.53J·mol-1·K-1,则标准状态下，NH3(g)自发分解的温度是_________________。

3、  根据反应速率的“过度状态理论”，“反应的活化能”是指__________________，反应的恒压热效应与正、逆反应活化能的关系是_______________________。

4、  0.10mol·dm-3醋酸溶液100mL与0.10mol·dm-3氢氧化钠溶液50ml混合后，溶液的pH=_____________。（K3=1.8×10-5）

5、  第四周期某元素M的气态自由离子M2+的自旋磁矩约为5.9B.M.，该元素位于元素周期表的_________族，描述基态M2+(g)最高占有轨道上电子运动状态的一组合理的量子数的值可以是______________________。

6、  键角大小比较：NH3___NF3,原因是____________________。

7、  金属镍晶胞是面心立方晶胞，每个晶胞含镍原子树木计算如下：_________________________。

8、  [CoCl(NH3)5]Cl2称为___________；四异硫氰酸根·二氨合铬（Ⅲ）的化学式__________________。

9、  以cm-1为能量单位，[Fe(CN)6]4-,[Os(CN)6]4-,[Ru(CN)6]4-和[Co(CN)]4-的大小顺序为_______________________。

10、比较一氧化氮的红外伸缩振动频率大小：NO(ClO4)___________自由NO(g)，这是因为____________________。

三、完成下列反应的化学方程式：（每小题2分，共30分）

1、  Co2O3(s)溶于盐酸中；

2、  由金红石制取 四氯化钛；

3、  工业上自海水制备溴；

4、  用重铬酸钾溶液鉴别过氧化氢;

5、  碱性介质中Bi(Ⅲ)与氯气反应；

6、  亚汞溶液与过量KI溶液反应；

7、  以硫化硫酸钠溶液滴定碘；

8、  高锰酸钾在碱性介质(KOH)中与NaNO2反应；

9、  室温下，碘与NaOH溶液反应；

10、碱性介质中，用氯水处理含氰(CN-)废水；

11、NCl3水解；

12、酸性介质中，NaBiO3(s)与Mn2+反应；

13、泡沫灭火剂由Al2(SO4)和NaHCO3浓溶液组成，二者混合后反应；

14、Na2O2在潜水舱中与水的反应；

15、Cu2SO4(s)溶于水中；

四、问答题（每小题6分，共30分）

1、  某棕色固体A，受热时放出无色无臭气体B及残余物C，C是黄色固体。A与浓盐酸作用，产生一种气体D，D可使湿润石蕊试纸褪色；A与浓盐酸作用的另一产物E的溶液与KI溶液反应，生成黄色沉淀F，问A、B、C、D、E、F各是什么物质，并写出有关反应式。

2、  请画出下列物种的结构式，并指出中心原子的杂化轨道类型：XeO3,(HBO3)3,(BN)3,P2O74-,四硼酸钠的阴离子，[Cu(NH3)4]SO4的配阳离子。

3、  蛋白质由多肽链组成，多肽链的基本单元如图所示。已知其中的C-N键长为132pm，C-O而键长为124pm.

通常键长:C—N 148pm,

C=N 127pm,

C—N 143pm,

C=O 120pm

根据“杂化轨道理论”，讨论多肽链基本单元中中心的C和N原子的杂化成键过程，解释肽键6个原子基本共平面以及室温下蛋白质可以维持稳定构象的原因。

4、  为什么PF3可以与过渡金属形成许多配合物，而NF3几乎不具有这样的性质？

5、  实验测出反应2NO+O→2NO的速率方程为V=k[NO]2[O2]，有人提出以下反应机理：

机理一：2NOk1<=>k2N2O2（快步骤）

N2O2+O2k3→2NO2（慢步骤）

机理二：NO+O2k1<=>k2NO3（快步骤）

NO3+NOk3→2NO2（慢步骤）

试分析、评价。

五、计算题：(每小题7分，共14分)

1、通过计算，说明Ag可否从饱和H2S溶液中置换出氢。实际上把Ag片投入到饱和H2S溶液中，可观察到什么现象？（已知：H2S(aq)的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15,Ag2S的Ksp=2.0×10-49，ΦθAg+/Ag=0.7996v）

2、在酸性介质中，Co3+(aq)氧化性很强；而在过量氨水中，土黄色的[Co(NH3)6]2+却被空气中的氧气逐步氧化为淡红棕色的[Co(NH3)6]3+,使Co3+稳定化：

4[Co(NH3)6]2++O2+2H2O=4[Co(NH3)6]3++4OH-      试求该反应在298K的平衡常数。

（已知:ΦθCo3+/Co2+=1.82v,ΦθO2/OH-=0.401v,K稳Co(NH3)62+=1.28×105,K稳Co(NH3)63+=1.60×1035）

1996年攻读硕士学位研究生入学考试试题答案

一、选择题：

1-B,2-C,3-B,4-D,5-C,6-A,7-D,8-C,9-A,10-D

二、填空题：

1、逆反应；Qr((135.4)>Kθ(50.3)或△rGm>0

2、>4.5K(由△rGmθ=△rHmθ-T△rSmθ<0算出)

3、活化配合物分子的平均能量-反应物分子的平均能量； △H=Ea(正)-Ea(逆)

4、4.74(由[H+]=KaCHAc/CNaAc算出)

5、VⅡ2222B;n=3,l=2,m=0,ms=+1/2(或-1/2)

6、>(键角NH3107°,NF3102°);电负性N>H,而NNF3

7、8×1/8+6×1/2=4

8、二氯化一氯·五氨合钴（Ⅲ）;NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]

9、[Co(CN)6]4-<[Fe(CN)6]4-<[Ru(CN)6]4-<[Os(CN)6]4-

10、>;NO(ClO4)中,NO+的键级为3，而自由NO键级为2.5，根据虎克定律V=1/2π×(k/μ)可得。

三、完成下列反应的方程式：（每小题2分，共30分）

1、Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2+3H2O

2、TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4+2CO(g)

3、2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

   3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑

    5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O

4、Cr2O72-+4H2O2+2H+乙醚2CrO5（蓝色）+5H2O

    4CrO5+12H+=4Cr3++7O2↑+6H2O

5、Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3↓+2NaCl+3H2O

6、Hg22++2I-=Hg2I2↓

    Hg2I2+2I-=[HgI4]2-+Hg(l)

7、2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6（连四硫酸钠）

8、2KMnO4+NaNO2+2KOH=2K2MnO4+NaNO3+H2O

9、3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O

10、Cl2+CN-+2OH-=CNO-+2Cl-+H2O

11、NCl3+3H2O=3HOCl+NH3（亲电水解，单向）

12、5NaBiO3(s)+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O

13、Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑

14、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

15、2Cu+(aq)=Cu2+(aq)+Cu↓

四、问答题：（每小题6分，共30分）

1、A.PbO2,B.O2,C.PbO,D.Cl2,E.PbCl3-,F.PbI2

    PbO2△ PbO+O2

    PbO2+5HCl(浓)=PbCl3-+Cl2↑+H++2H2O

    PbCl3-+2I-=PbI2↓+3Cl-

2、           

3、肽键中心C作sp2杂化，中心N作sp2杂化，O-C-N组成∏34，故C-N具有部分双键性质，不可自由旋转，且六个原子基本上共平面。

4、（1）电负性PN。两因素均使PF3的P的孤对电子比NF3中N的孤对电子更易配出；

    （2）更重要的是，P 为第三周期的元素，其空的3d轨道可接受过渡金属M反馈的电子，形成d-d反馈π键，且σ成键与反馈π成键协同：

5、由机理一：v=k3[N2O2][O2],K=[N2O2]/[NO]2→

      [N2O2]=K[NO]2→

      v=k3K[NO]2[O2]=k[NO]2[O2]

      式中，k=k3K

由机理二：v=k3[NO3][NO],K=[NO3]/[NO][O2]→

      [NO3]=K[NO][O2]→

      v=k3K[NO]2[O2]=k[NO]2[O2]

      式中，k=k3K

    两机理均可推出同一速率方程。但机理二中，NO+O2=NO3为“快步骤”，显然不合理，因为（1）氮的最高氧化态为+5，而+6氧化态是不可能存在的；（2）NO3结构不合理。所以，机理一正确，机理二不正确。

五、计算题：（每小题7分，共14分）

1、解： （1）2Ag(s)+2H+=2Ag++H2(g),K1

εθ=ΦθH+/H2－ΦθAg+/Ag=-0.7996V

㏒K1=nεθ/0.059=2×(-0.7996)/0.059=-27.11

K1=7.8×10-28

（2）2Ag++S2-=AgS(s),K2=1/Ksp=5.0×1048 

（3）H2S(aq)=HS-(aq)+H+(aq),Ka1=1.3×10-7

（4）HS-(aq)=H+(aq)+S2-(aq),Ka2=7.1×10-15

方程（1）+（2）+（3）+（4），得总反应：

2Ag(s)+H2S(aq)=Ag2S(s)+H2(g),  K

K=K1K2Ka1Ka2=3.6属典型可逆反应范畴。理论上可见少量气泡，实际上Ag2S↓覆盖于银片得表面，反应很快停止。

2、解： ΦθCo(NH3)63+/Co(NH3)62+=ΦθCo3+/Co2++0.059㏒[Co3+]/[Co2+]   

=ΦθCo3+/Co2++0.059㏒K稳Co(NH3)62+/K稳Co(NH3)63+

=1.82+(-1.78)

=+0.04V

εθ=ΦθO2/OH--ΦθCo(NH3)63+/Co(NH3)62+

=0.401-0.04

=0.361V

㏒K=nεθ/0.059=4×0.361/0.059=24.47

K=3.0×1024