1 为什么BF3分子是平面三角形的几何构型,NF3分子是三角锥形的几何构型?(用杂化轨道理论理论说明)
B和N的价电子结构不同。B为2s22p1,N为2s22p3。在成键时,B采取sp2杂化,N采取sp3杂化。在BF3分子中,B与F原子形成sp22p?键,分子为平面三角形结构;在NF3分子中,N与F原子形成sp32p?键,因氮原子上有一对孤电子,它
对成键电子对的排斥,使NF3分子为三角锥形结构。(6分)
2 何为钻穿效应?利用钻穿效应解释n相同的各轨道能量次序为ns﹤np﹤nd﹤nf。 外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象,称为钻穿作用。(1分)由于电子的钻穿作用的不同而使它的能量发生变化的现象,常称为钻穿效应。(2分) 由于钻穿效应依ns﹥np﹥nd﹥nf顺序减小,导致n相同的各轨道能量次序为ns﹤np﹤nd﹤nf。(3分) 3 什么是理想气体?实际气体在什么条件下可以当成理想气体来处理?写出实际气体的范德华方程式。
理想气体的分子只有位置而不占有体积,是一个具有质量的几何点,分子间没有相互吸引力,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。 (2分) 实际气体只有在高温和低压下才可以当成理想气体来处理。 (1分) ?p?(a)(V?n)b?V?4 名词解释 a、Hess定律
化学反应不管是一步完成或分几步完成,其总反应所放出的热或吸收的热总是相同的。 b 热力学第二定律
在孤立体系内,任何变化都不可能使熵的总值减少。也称熵增加原理(principle ofentropy increase)。其数学表达式为:△S孤立≥0
在任何自发过程中,系统和环境的熵变化的总和是增加的。 c、热力学第三定律
纯物质完整有序晶体在0K时的熵值为零。 d、基元反应
由反应物只经一步生成产物的反应,没有可用宏观实验方法检测到的
5 请用杂化轨道理论解释:为什么H2O分子的键角既不是90°也不是109°28′,而是104.5°?
因中心原子“O”不是单纯的2p,2p与H原子轨道成键,所以键角不是90度。(2分)中心原子“O”在成键的同时进行了SP3不等性杂化。(2分)用其中含未成对电子的杂化轨道与H原子1S轨道成键。两个含孤对电子的杂化轨道对成键电子对排斥的结果使键角不是109度28分而是104.5度。(2分)
??n2?? T (2分) nR6 运用反应速率的碰撞理论来说明温度和浓度对化学反应速率的影响。
温度对反应速率的影响:温度升高,分子的平均动能增大,分子的运动速率增大,高能量的分子在体系中所占的分数增大,活化分子的数目增多,有效碰撞的次数增多,反应速率加快;(3分)浓度对反应速率的影响:浓度增大,单位体积中活化分子的数目增多,有效碰撞的次数增多,反应速率加快。(3分)
7 写出原子序数为24的元素名称、符号及其基态原子的电子结构式。
原子序数:24;元素名称:铬;元素符号:Cr; (2分) 基态原子电子结构式:[Ar]3d54s1; 价电子:3d54s1 (2分) 六个价电子的运动状态分别为:(n l m ms) (2分) 3 2 0 1 1/2;3 2 1 1/2;3 2 -1 1/2;3 2 2 1/2;3 2 -2 1/2;4 0 0 1/2.
8 请分别回答基态原子的核外电子排布三原则以及原子轨道线性组合三原则。
基态原子的核外电子排布三原则:能量最低;保里不相容;洪特规则。(3分) 原子轨道线性组合三原则:能量相近;对称性匹配;轨道最大重叠。(3分) 9 写出下列反应的标准平衡常数表达式。 (1)CH4 (g)+2O2 (g) (2)Cu (s)+Cl2 (g)
CO2 (g)+2H2O(l) Cu2+(aq)+2Cl- (aq)
(1)K?=(PCO2/P?)/ (PCH4/P?)×(PO2/P?)2(2分) (2)K? = (CCu2+/C?) (CCl-/C?) 2 / (PCl2/P?) (2分) 10 名词解释 1) 镧系收缩
镧系元素从镧到镥原子半径依次更缓慢减小的事实称为镧系收缩。 2) 同离子效应
在弱酸或弱碱中,加入与这种酸或碱含有相同离子的易溶强电解质,使弱酸或弱碱的解离度降低,这种作用叫同离子效应。 3) 催化剂
存在少量就能显著加速反应速率而本身质量和组成不变的物质。 4) 不确定原理
对运动中的微观粒子来说,不能同时准确确定它的位置和动量。 5) 可逆反应
在同一条件下,既可以正向进行,又能逆向进行的反应。 11 什么叫缓冲溶液?缓冲溶液作用原理?
能对抗外来酸碱(少量)或稍加稀释,而使其pH值不易发生改变的作用称缓冲作用。具有
缓冲作用的溶液称缓冲溶液。缓冲原理为:当加入少量强酸或强碱时,溶液中的A- 或HA会与其进行相应的中和,使得溶液中c(A-) 或c (HA)仅稍有变化,而c(A-) / c (HA)改变很小故pH基本保持不变。
12 试用价层电子对互斥理论推断下列分子的几何构型,并画出它们的结构式,并指出中心原子采取的杂化类型。
?A SiCl4 B NF3 C NO2
微粒 价层电理想几何子对数 构型 4 微粒的几何构型 中心原子的杂化类型 结构式 ClSiCl4 NF3 ? NO2正四面体 正四面体 sp3 ClSiClCl 4 3 2-正四面体 三角锥形 sp3不等性杂化 平面三角形 +NFNOFF -O“V”型 sp2 13 写出
O2,O2,O2,O2-
分子或离子的分子轨道式,并比较他们的稳定性。
O22-、O2、O2+、O2- 分子或离子的分子轨道式如下: O22- (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)2(π2pz*)2 键级为1 O2 (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)1(π2pz*)1 键级为2 O2+ (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)1 键级为2.5 O2- (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)2(π2pz*)1 键级为1.5 稳定性:O2+﹥O2﹥O2-﹥O22-
14 请用杂化轨道理论解释:为什么H2O分子的键角既不是90°也不是109°28′,而是104.5°?
因中心原子“O”不是单纯的2p,2p与H原子轨道成键,所以键角不是90度。 中心原子“O”在成键的同时进行了SP3不等性杂化。 用其中含未成对电子的杂化轨道与H原子1S轨道成键。两个含孤对电子的杂化轨道对成键电子对排斥的结果使键角不是109度28分而是104.5度。 15 请回答玻尔理论的基本要点。
玻尔理论的基本要点: (1) 原子中的电子在某些特定的、以原子核中心的、半径和能量都确定的圆形轨道(定态轨道)上运动。(2)一定轨道中的电子具有一定的能量,处于定态轨道中运动的电子,既不吸收能量又不发射能量。(能级、基态、激发态)
(3) 电子可以从一个定态轨道跳到另一个定态轨道,在这过程中放出或吸收能量,其
频率υ和两个轨道定态之间能量差的关系为:υ=△E/h=(E终-E始)/ h
16 区别Al(OH)3、Mg(OH)2 、Cr(OH)3三种物质。
Al(OH)3、Mg(OH)2和Cr(OH)3都是具有难溶于水的氢氧化物。Cr(OH)(灰蓝色),Al(OH)33和Zn(OH)2都是白色,所以先利用它们的颜色把区别出来。再取Al(OH)3和Mg(OH)2固体少量于试管中,加过量氢氧化钠溶液,固体溶解的是Al(OH)3,不溶解的是Mg(OH)2。 17 运用碰撞理论说明对气体参与的化学反应,(1)温度对化学反应速率的影响。(2)分压
对化学反应速率的影响。
对气体参加的反应可以用有效碰撞理论来说明外界条件的改变对化学反应速率的影响。浓度增大,单位体积内反应物分子的数目增加,活化分子的数目增加,有效碰撞的次数增多,反应速率加快;温度升高,气体分子的运动速率增大,单位体积内活化分子占总分子数的比例增大,有效碰撞的次数增多,反应速率加快。 18 简述化学反应反应商判据和Gibbs函数变判据的内容。
反应商判据:J?K,反应正向进行;J?K,反应处于平衡状态;J?K,反应逆向进行。Gibbs函数变判据:?rGm?0反应正向进行 ?rGm?0反应处于平衡状态
000?rGm?0反应逆向进行。
19 何谓缓冲溶液?试列举3个缓冲对物质。
能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的的pH值基本不变的溶液,叫做缓冲溶液。一般是由弱酸和弱酸盐组成或由弱碱和弱碱盐组成。如:NH4Cl?NH3?H2O;
HAc?NaAc;NaHCO3?H2CO3。
21 已知,BF3分子是平面三角形,NF3分子是三角锥形,试用杂化轨道理论加以说明。
BF3分子是平面三角形,则BF3分子中B原子采取sp2杂化,形成3个s;(2分)NF3分子是三角锥形,则N原子采取sp3不等性杂化,其中含有一个孤对电子,由于孤对电子与成键电子对间的排斥力大于成键电子对间的排斥力,所以分子为变形的四面体,即为三角锥形。(2分)
22 为什么Na的第一电离能小于Mg的第一电离能,而Na的第二电离能却远大于Mg的第二电离能?
根据Na和Mg的价电子排布:Na 3s,Mg3s,可知,Na失去3s上的1个电子较容易,而Mg失去3s上的一个电子需要克服电子成对能,故I1Na<I1Mg 。(2分)
但当Na失去1个电子形成Na+时,其价电子结构变为2s22p6,该结构是稳定的8电子结构,要再失去1个电子必须克服很大的能量;而Mg+要再失去1个电子,是3s1上的电子,故所需要的能量小,所以I2Na>>I2Mg。(2分)
23 运用元素电势图说明将氯气通入消石灰中可得漂白粉,而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生氯气的原因。
1
2
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??A?1.63V?1.36VHClO????Cl2????Cl???BClO????Cl2????Cl??0.40V?1.36V?
因为?0(HClO/Cl2)??0(Cl2/Cl?),在漂白粉溶液中加入盐酸可产生氯气;(2分)又?0(Cl2/Cl?)??0(ClO?/Cl2),所以将氯气通入消石灰中可得到漂白粉。 (2分)
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