化学期中考试试题

中国农业大学（普通化学A）期中考试试题

环境11级、设施11级、水产11级

班级姓名学号成绩

一、判断题（正确的说法打“√”，错误的说法打“×”）（10分）

1. 催化剂可以改变化学反应的平衡状态。（N）

2. 稀溶液就是溶质含量很低的溶液。（N）

3. 对于特定化学反应，其在一定条件下达到化学平衡状态时反应的Δr G m =0，反应为宏观静止状态；从动力学角度分析，则该状态为正向反应速率和逆向反应速率相等的状态。（Y）

4. 化学反应等温式体现了温度对化学平衡的影响。（N）

5. 利用吉布斯-亥姆霍兹方程可以近似求算某些化学反应的转变温度。（Y）

6. 物质B的标准摩尔熵的SI单位J·K-1·mol-1, 是指在指定温度T下由参考状态元素生成物质B时的标准摩尔熵变。（N）

7．酸碱缓冲溶液具有抵抗大量外加酸、碱和稀释作用而保持pH基本不变的能力，高浓度的酸碱也具有缓冲作用。（N）

8．理想气体是理想化的模型，在实际中不存在。（Y）

9．标准状态下，化学反应的定压热在数值上等于该反应的标准摩尔焓变。（N）10．水的离子积又称为水的质子自递常数，在298.15K时，该常数约为10-14。（Y）二、选择题（20分）

1．非电解质稀溶液的依数性是其重要性质，该性质与直接相关。( A )

A. 溶剂本身的性质

B. 溶质本身的性质

C. 溶质和溶剂的性质

D. 温度和压力

2. 在c(KMnO4 )=0.02 mol·L-1的高锰酸钾溶液中，c [(1/5) KMnO4] 为：( B )

A.0.02 mol·L-1

B. 0.10 mol·L-1

C. 0.50 mol·L-1

D. 2.0 mol·L-1

3. 标准状态下，298.15K时，下列反应的Δr Hθm与生成物的Δf Hθm相等的是：（C）

A. H2(g) + I2 (s) = 2HI (g)

B. HCl (g) + NH3(g) = NH4Cl (s)

C. H2 + (1/2)O2 = H2O (g)

D. C (金刚石) + O2 (g) = CO2 (g)

4.在不做非体积功时，如果某一封闭系统经过一系列变化后又回到起始状态，则下列关系均能成立的是：( C )

A. Q= 0, W=0; ΔU=0, ΔH=0

B. Q≠0, W≠0; ΔU=0, ΔH=Q

C. Q= -W; ΔU= Q +W; ΔH=0

D. Q=W; ΔU= Q +W; ΔH=0

5. 有关温度对标准平衡常数的影响，下列叙述正确的是：（A）

A. 对于Δr Hθm>0的反应，升高温度，Kθ增大

B. 对于Δr Hθm>0的反应，升高温度，Kθ减小

C. 对于Δr Sθm>0的反应，升高温度，Kθ增大

D. 对于Δr Sθm<0的反应，升高温度，Kθ减小

6. 工业制硝酸的反应为：3NO2 (g)+ H2O(l) = 2 HNO3 (l) + NO (g), Δr Hθm (298K) = -71.82 kJ·mol-1, 下列哪项措施会提高NO2的转化率：（B）

A. 适当升高温度

B. 增加反应体系的压力

C. 保持体系的总压力不变，向体系中充入惰性气体

D. 保持体系的体积不变，向体系内充入惰性气体使体系的总压升高

7. 对于多重平衡体系，哪一论述是不正确的：（D）

A. 多重平衡体系是指同时存在多个相关化学平衡的体系

B.多重平衡体系中所存在的化学平衡的平衡常数之间确定的关系

C. 多重平衡体系中某一平衡的移动会引起其它平衡的相应移动

D. 多重平衡体系的平衡状态只与温度有关，改变某一组分的浓度和分压不会引起平衡的移动

8. 下列那种物质的Δf Hθm(298K )为零：( D)

A. 金刚石

B. 红磷

C. O3（g）

D. 白锡

9. 磷酸为一种中强酸，其在298K时，p Kθa1 = 2.12，p Kθa2 = 7.21，p Kθa3 = 12.66，当介质pH为3.0时，磷酸水溶液中的主要型体为：（ A ）

A. H3PO4和H2PO4-

B. H2PO4-

C. H2PO4-和HPO42-

D. HPO42-和PO43-

10. 有关共轭酸碱对的说法，不正确的是：（C ）

A. 共轭酸碱对可以存在于一个酸碱半反应中

B. 一定温度下，共轭酸碱对的离解常数的乘积为该温度下水的离子积

C. 共轭酸碱对中的酸只能给出质子，碱只能接受质子

D. 共轭酸碱对可以组成缓冲体系

三、填空题（25分）

1. 稀溶液的依数性主要体现为：蒸气压下降、沸点升高和凝固点降低、渗透压现象。

2. 热力学状态函数的变化只与过程有关，而与路径无关。

3. 在等温、定压和不做非体积功的条件下，可以根据反应的摩尔吉布斯自由能变数值的大小来判断化学反应自发性的趋势，若反应在标准状态下进行，则该热力学函数的变化可表示为：Δr Gθm =Δr Hθm - TΔr Sθm。

4. 已知水在标准状态下，298K时的水的摩尔气化焓为44.0 kJ·mol-1，则标准状态下的反应：H2O (l) = H2O (g) 的标准摩尔熵变约为117.9 J·mol-1·K-1。

5. 对于特定化学反应，当其在一定条件下达到平衡，则反应商Q等于该反应的标准平衡常数，反应的Δr G m = 0。

6．对化学反应：2Cu2+(aq) + 4 I-(aq) = I2(s) + 2 Cu I(s) ,其标准平衡常数Kθ= 1/{[Cu2+]2·[I-]4}。

7. 反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3 (g), 在一定温度下达到平衡状态，此时系统内n(N2) =4mol, n (H2) = n (NH3) = 1 mol。保持系统温度及压力不变，向系统内加入1 mol N2(g)，平衡将逆向移动。（填“正向移动”、“逆向移动”、“不移动”）

8. 范特霍夫方程的表达式为ln Kθ= -(Δr Hθm)/RT +Δr Sθm/R。

9. 一定温度下, 煤气发生炉中存在下列多重平衡体系:

2C(s) + O2(g) = 2CO (g) (1) 其标准平衡常数为Kθ（1）

C(s) + O2 (g) = CO2 (g) (2) 其标准平衡常数为Kθ（2）

则在此温度下，反应（3）CO (g) + (1/2)O2 (g) = CO2 (g) 标准平衡常数Kθ（3）= Kθ（2）/ （Kθ（1））1/2。

10. 根据范特霍夫规则，温度每上升10℃，反应速率增大到原来的2~4倍。

11. 在酸碱质子理论中，两性物质是指既能给出质子，又能接受质子的物质。14. 对于由弱酸HB和其共轭碱B-所构成的酸碱缓冲溶液，若酸的解离常数以

K aθ来表示，则该缓冲溶液的pH值为p K aθ- lg{c(HB)/c(B-)}。

15. 在一定温度下，将弱酸HB的水溶液稀释为原来的n倍，则该弱酸的解离度变大，pH值变大，解离常数不。（填“大”、“小”或“不变”）

16. 已知298K时, Kθa1(H2CO3) = 4.30×10-7, Kθa1(H2CO3) = 5.61×10-11, 0.1 mol·L-1的NaHCO3水溶液中的氢离子浓度约为：4.91×10-9 mol·L-1。

17. 由NH3和NH4Cl配制而成的缓冲溶液的pH> 7。(填“大于”、“小于”或“等于”)

18. 同离子效应是指共轭酸碱对之间对离解反应的相互抑制作用。

四、简答题（15分）

1. 使用赤铁矿炼铁时的炉温在1500K左右，所涉及的两个主要反应为：

Fe2O3 (s) + 3C (s) = 2 Fe(s) + 3CO(g) （1）

Δr Hθm (298.15K) = 492.64 kJ·mol-1, Δr Sθm (298.15K)= 542.66 J·K-1·mol-1; Fe2O3 (s) + （3/2）C (s) = 2Fe(s) +（3/2）CO2 (g) （2）

Δr Hθm (298.15K) = 233.93 kJ·mol-1, Δr Sθm (298.15K)= 278.99 J·K-1·mol-1

试从温度对反应自发性的角度利用上述热力学数据解释为何高炉煤气中CO的含量要远远高于CO2? （5分）

答：对于反应（1），在高温时其反应的Δr Gθm（1）(1500 K) =Δr Hθm（1）(298.15K) – 1500×Δr Sθm（1）(298.15K) = -321.35 kJ·mol-1;

对于反应（2），Δr Gθm（2）(1500 K) =Δr Hθm（2）(298.15K) – 1500×Δr Sθm（2）(298.15K) = -184.55 kJ·mol-1

Δr Gθm（1）<Δr Gθm（2）, 因此反应（1）的自发性趋势要大于反应（2）。

2. 制备高纯镍的方法是将粗镍在323K时与CO反应，生成Ni(CO)4, 经提纯后在473K时分解得到纯镍，其反应式为：

Ni (s) + 4CO (g) = Ni(CO)4

（1）判断上述反应在298K时，Δr Hθm和Δr Sθm的正负号。

（2）试从温度对化学平衡影响的角度解释该方法提纯镍的原理。（5分）

答：

（1）该反应的Δr Hθm<0, Δr Sθm< 0;

（2）由范特霍夫方程，lnKθ= -Δr Hθm/ (RT) +Δr Sθm/R, 由于该反应Δr Hθm<0, 所

以，低温对正向反应有利，高温对逆向反应有利，因此可用此法提纯金属镍。

3．试分四种情况绘制Δr G θm ~T 的关系曲线，并说明各种情况下反应在标准状态时的自发性与温度的关系：（5分）

(1) Δr H θm >0, Δr S θm >0 ;

(2) Δr H θm <0, Δr S θm

<0

Δr G θm 0T

Δr G θm 0

T

(3) Δr H θm >0, Δr S θm <0;

(4) Δr H θm <0, Δr S θm

>0. Δr G θm 0

T

Δr G θm

T

五、计算题（30分）

1. 市售浓硫酸的质量分数为98%，密度为1.84 g ·mL -1：

（1） 求算H 2SO 4的摩尔浓度是多少？(以mol ·L -1表示)

（2） 欲配制200 mL c [(1/2)H 2SO 4] = 2.00 mol ·L -1的稀硫酸溶液，应量取上

述浓硫酸多少mL?

(M H2SO4= 98.0 g ·mol -1) （10分）

解：

（1）设取用浓硫酸1kg,

c (H 2SO 4) = n (H 2SO 4)/V = (m /M )/ (m/ρ) = [0.98×103 g /(98.0 g ·mol -1)]/[1.0×103g/(1.84×103g ·L -1)] = 18.4 mol ·L -1

（2）（2.0×0.2）/（18.4×2）= 0.01087 (L), 合10. 87 mL 。

2. 298K时，生物合成天冬酰胺的Δr Gθm = - 19.25 kJ·mol-1,

总反应为：天冬氨酸+ NH4+ + ATP = 天冬酰胺+ AMP + PPi（无机焦磷酸盐）已知该反应分四步完成：

（1）天冬氨酸+ ATP = β-天冬酰胺腺苷酸+ PPi;

（2）β-天冬酰胺腺苷酸+ NH4+ =天冬酰胺+ AMP;

（3）β-天冬酰胺腺苷酸+ H2O =天冬氨酸+ AMP;

（4）ATP + H2O = AMP + PPi

反应（3）和（4）的Δr Gθm分别为- 41.84 kJ·mol-1和- 33.47 kJ·mol-1，计算反应（2）的Δr Gθm。（10分）

解：对于上述反应：

∵（1）+ （2）= 总反应

（4）- （3）= （1）

∴（4）- （3）+ （2）= 总反应

+ Δr Gθm（2）= - 19.25 kJ·mol-1

Δr Gθm（2）=（- 19.25 kJ·mol-1）-（-33.47 kJ·mol-1）+（- 41.84 kJ·mol-1）Δr Gθm（2）= -27.62 kJ·mol-1

3．欲配制250mL pH = 5.00 的缓冲溶液，需在125 mL 浓度为1.0 mol·L-1的NaAc溶液中加入浓度为6.0 mol·L-1的HAc和水各多少毫升？（10分）

（Kθa = 1.8×10-5）

解：

缓冲溶液的pH = p Kθa– lg [c(HAc)/c(Ac-)]

将上述已知条件代入：

lg [c(HAc)/c(Ac-)] =-0.26

c(HAc)/c(Ac-) = 0.55

即：n(HAc)/n(Ac-) = 0.55

将NaAc的浓度和体积，HAc的浓度代入得V(HAc) =11.46mL ，V (H2O)= 113.54mL。