生物 无机化学题目
一、 选择题（每小题 2 分，共 30 分）
原子序数为 19 的元素的价电子的四个量子数为：( )
(A) $n=2, l=0, m=0, m_s=+1/2$
(B) $n=2, l=1, m=0, m_s=+1/2$
(C) $n=4, l=2, m=1, m_s=-1/2$
(D) $n=4, l=0, m=0, m_s=-1/2$
下列元素第一电离能大小顺序正确的是：( )
(A) $B < C < N < O$
(B) $N < O < B < C$
(C) $B < C < O < N$
(D) $C < B < O < N$
试判断下列说法，正确的是：( )
(A) IA, IIA, IIIA 族金属阳离子 $M^{3+}$ 阳离子的价电子层都是 8 电子构型
(B) ds 区元素形成 $M^+$ 和 $M^{2+}$ 阳离子的价电子是 18+2 电子构型
(C) IVA 族元素形成的 $M^{2+}$ 阳离子是 18 电子构型
(D) d 区过渡金属低价阳离子 (+1, +2) 是 9~17 电子构型
以下分子中属于非极性分子的是：( )
(A) $CH_2F_2$
(B) $Cl_3SiOSiCl_3$
(C) $Cl_3SiSiCl_3$
(D) $N(CH_3)_3$
将 $50.0 \text{ mL } 0.100 \text{ mol/L } (NH_4)_2SO_4$ 溶液，加入到 $50.0 \text{ mL } 0.200 \text{ mol/L } NH_3 \cdot H_2O$ ($K_b^\theta(NH_3 \cdot H_2O) = 1.8 \times 10^{-5}$) 溶液中，得到的缓冲溶液 pH 值是：( )
(A) 8.70
(B) 9.56
(C) 9.26
(D) 9.00
$p(H_2) = 1.0 \times 10^5 \text{ Pa}$ 时，在下列各溶液中，$E(H^+/H_2)$ 最小的是：( )
(A) $1.0 \text{ mol/L } HCl$
(B) $1.5 \text{ mol/L } HCl$
(C) $0.50 \text{ mol/L } NaOH$
(D) $1.0 \text{ mol/L } NaOH$
已知 $E^\theta(Pb^{2+}/Pb) = -0.126 \text{ V}$, $K_{sp}^\theta(PbI_2) = 7.1 \times 10^{-9}$，则由反应 $Pb(s) + 2HI (1.0 \text{ mol/L}) \rightleftharpoons PbI_2(s) + H_2(p^\theta)$ 构成的原电池的标准电动势 $E^\theta =$ ( )
(A) $-0.37 \text{ V}$
(B) $-0.61 \text{ V}$
(C) $+0.37 \text{ V}$
(D) $+0.61 \text{ V}$
反应 $A(g) + B(g) \to C(g) + D(g)$ 的速率方程式是 $v = k[c(A)]^2 c(B)$，若使反应容器的体积增加一倍，则反应速率为原来的：( )
(A) 1/6
(B) 1/8
(C) 8 倍
(D) 1/4 倍
$CaF_2$ 的 $K_{sp} = 3.9 \times 10^{-11}$，在 $F^-$ 离子浓度为 $3.0 \text{ mol/L}$ 的溶液中，$Ca^{2+}$ 离子可能的最高浓度为：( )
(A) $1.3 \times 10^{-11} \text{ mol/L}$
(B) $4.3 \times 10^{-12} \text{ mol/L}$
(C) $2.0 \times 10^{-6} \text{ mol/L}$
(D) $6.2 \times 10^{-6} \text{ mol/L}$
在 $pH=3.00$ 的 $HAc$ ($K_a^\theta = 1.75 \times 10^{-5}$) 溶液中，$HAc$ 的起始浓度为：( )
(A) $5.7 \times 10^{-2} \text{ mol/L}$
(B) $1.0 \times 10^{-4} \text{ mol/L}$
(C) $1.3 \times 10^{-3} \text{ mol/L}$
(D) $3.3 \times 10^{-5} \text{ mol/L}$
在 $298 \text{ K}$，下列反应中 $\Delta_r H_m^\theta$ 与 $\Delta_r G_m^\theta$ 最接近的是：( )
(A) $CCl_4(g) + 2H_2O(g) = CO_2(g) + 4HCl(g)$
(B) $CaO(s) + CO_2(g) = CaCO_3(s)$
(C) $Cu^{2+}(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn^{2+}(aq)$
(D) $Na(s) + H^+(aq) + H_2O(l) = Na^+(aq) + \frac{1}{2}H_2(g) + OH^-(aq)$
$298 \text{ K}$ 反应 $2C_6H_6(l) + 15O_2(g) = 12CO_2(g) + 6H_2O(l)$ 的 $\Delta_r U_m^\theta - \Delta_r H_m^\theta$ 接近的值是：( )
(A) $-7.4 \text{ kJ/mol}$
(B) $2.4 \text{ kJ/mol}$
(C) $-2.4 \text{ kJ/mol}$
(D) $7.4 \text{ kJ/mol}$
下列各组分子和离子中，几何结构全部为直线形的一组是：( )
(A) $I_3^-$, $XeF_2$, $NO_2^+$
(B) $CO_2$, $NO_2$, $SO_2$
(C) $N_2O$, $NO_2^-$, $HOCl$
(D) $HCN$, $HN_3$, $NH_2$
在 $27^\circ \text{C}$ 左右，粗略的说，温度升高 $10 \text{ K}$，反应速率增加 1 倍，则此时活化能 $E_a$ 约为：( )
(A) $53 \text{ kJ/mol}$
(B) $570 \text{ kJ/mol}$
(C) $23 \text{ kJ/mol}$
(D) $230 \text{ kJ/mol}$
正极为饱和甘汞电极，负极为玻璃电极，分别插入以下各种溶液，组成四种电池，使电池电动势最大的溶液是：( )
(A) $0.10 \text{ mol/L } HAc$
(B) $0.10 \text{ mol/L } HCOOH$
(C) $0.10 \text{ mol/L } NaAc$
(D) $0.10 \text{ mol/L } HCl$
二、 填空题（每题 2 分，共 20 分）
反应 $Cr_2O_7^{2-} + Br^- + H^+ \rightleftharpoons Cr^{3+} + Br_2 + H_2O$，原电池的负极为 _______，正极 _______。
把 $100^\circ \text{C}$, $101.3 \text{ kPa}$ 下的 1 mol 水向真空完全蒸发为同温、同压下的水蒸气，已知水的汽化热为 $41 \text{ kJ/mol}$，则：$\Delta G^\theta =$ _______，$\Delta S^\theta =$ _______。
$A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ 为放热反应，达平衡后：
(1) 能使 A 和 B 的转化率均增大的措施是 _______；
(2) 从逆反应角度看，C 转化率增大，而 A 和 B 浓度降低的措施是 _______。
符号 “$5d$” 表示电子的主量子数 $n$ 等于 _______，角量子数 $l$ 等于 _______，该电子亚层最多可以有 _______ 种空间取向，该电子亚层最多可容纳 _______ 个电子。
已知 $E^\theta(Tl^+/Tl) = -0.34 \text{ V}$, $E^\theta(Tl^{3+}/Tl) = 0.72 \text{ V}$，则 $E^\theta(Tl^{3+}/Tl^+) = $ _______。
将下列物质熔点从高到低排列 _______。
$MgF_2$, $SiCl_4$, $Al_2O_3$, $CsI$, $KBr$。
下列分子或离子 $Fe^{3+}$, $Cl^-$, $H^+$, $SO_3$, $BF_3$, $Ac^-$ 中，可以作路易斯酸的是 _______，可以作路易斯碱的是 _______。
已知反应：$CO(g) + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_3OH(g)$，其 $523 \text{ K}$ 时 $K^\theta = 2.33 \times 10^{-3}$；$548 \text{ K}$ 时 $K^\theta = 5.42 \times 10^{-4}$。该反应是 _______ 热反应，当温度升高时，平衡向 _______ 方向移动。系统加压，平衡向 _______ 方向移动；加入催化剂，平衡 _______。
$CN^-$ 离子的分子轨道式是 _______；键级是 _______；磁性是 _______；$CN^-$ 离子的等电子体有 _______ 等。
在 $25^\circ \text{C}$, $101 \text{ kPa}$ 压力下，某丁烷气中含有 $1.00\%$ (质量分数) 的 $H_2S$ ($S$ 的相对原子质量为 32.1)，则 $p(H_2S) = $ _______ $\text{kPa}$, $p(C_4H_{10}) = $ _______ $\text{kPa}$。
三、 计算题（每题 10 分，共 30 分）
计算下列溶液的 pH：
(1) $100.0 \text{ cm}^3 0.030 \text{ mol/dm}^3 NaH_2PO_4$ 溶液和 $50.0 \text{ cm}^3 0.020 \text{ mol/dm}^3 Na_3PO_4$ 溶液混合；
(2) 往(1)的混合液中加 $0.10 \text{ mmol } NaOH$ (设加入 $NaOH$ 前后溶液体积不变) 后，溶液的 pH 又为多少？此混合液是否具有缓冲作用？
已知：$H_3PO_4$ $K_{a1}^\theta = 7.5 \times 10^{-3}$, $K_{a2}^\theta = 6.2 \times 10^{-8}$, $K_{a3}^\theta = 2.2 \times 10^{-13}$。
沉淀溶解平衡计算：
往 $500 \text{ cm}^3 1.00 \text{ mol/dm}^3 (NH_4)_2SO_4$ 中性溶液中，加入 $100 \text{ cm}^3 0.108 \text{ mol/dm}^3$ 的 $[Zn^{2+}]$ 溶液，问至少加入多少克氢氧化钠，恰好产生 $Zn(OH)_2$ 沉淀？
(忽略 $NaOH$ 加入后的体积变化，$K_{sp}^\theta(Zn(OH)_2) = 1.8 \times 10^{-14}$, $K_b^\theta(NH_3 \cdot H_2O) = 1.8 \times 10^{-5}$, 相对原子质量：$Na 23, O 16, H 1$)。
电化学综合计算：
已知 $298 \text{ K}$ 和 $p^\theta$ 压力下，
$Ag_2SO_4(s) + H_2(p^\theta) = 2Ag(s) + H_2SO_4(0.100 \text{ mol/dm}^3)$
$E^\theta[Ag_2SO_4(s)/Ag] = 0.627 \text{ V}$, $E^\theta(Ag^+/Ag) = 0.799 \text{ V}$
(1) 为该化学反应设计一可逆电池，并写出其两极反应和电池反应；
(2) 计算该电池的电动势 $E_{cell}$；
(3) 计算 $Ag_2SO_4$ 的 $K_{sp}^\theta$。
四、 简答题（共 20 分）
根据价层电子对互斥理论指出或画出下列各分子(离子)的空间结构，并写出中心原子的杂化轨道类型。
(1) $COCl_2$
(2) $ICl_4^-$
(3) $NO_3^-$
(4) $SO_2$
(5) $SF_4$
参考下面几种氮的氧化物在 $298 \text{ K}$ 的 $\Delta_f H_m^\theta$ 和 $\Delta_f G_m^\theta$ 数据，推断其中能在高温下由元素单质合成哪种氮氧化合物？
(1) $N_2O(g)$: $\Delta_f H_m^\theta = +82.00$, $\Delta_f G_m^\theta = +104.20$ (kJ/mol)
(2) $NO(g)$: $\Delta_f H_m^\theta = +90.25$, $\Delta_f G_m^\theta = +86.57$ (kJ/mol)
(3) $N_2O_3(g)$: $\Delta_f H_m^\theta = +82.72$, $\Delta_f G_m^\theta = +139.41$ (kJ/mol)
(4) $NO_2(g)$: $\Delta_f H_m^\theta = +33.18$, $\Delta_f G_m^\theta = +51.36$ (kJ/mol)
根据分子轨道理论判断，在下述离子化过程中键级和键长可能发生什么样的变化？
(1) $O_2 \longrightarrow O_2^+ + e^-$
(2) $N_2 \longrightarrow N_2^+ + e^-$
(3) $NO \longrightarrow NO^+ + e^-$
在碱性介质中 $ClO^-$ 氧化 $I^-$ 的反应为：$ClO^- + I^- \xrightarrow{OH^-} IO^- + Cl^-$，实验测得其速率方程是 $v = k \frac{[I^-][ClO^-]}{[OH^-]}$，该反应可能的反应机理为：
$ClO^- + H_2O \underset{k_{-1}}{\overset{k_1}{\rightleftharpoons}} HClO + OH^-$ （快平衡）
$I^- + HClO \xrightarrow{k_2} HIO + Cl^-$ （慢反应）
$HIO + OH^- \xrightarrow{k_3} IO^- + H_2O$ （快反应）
上述反应机理与速率方程是否一致？
