全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師執(zhí)業(yè)資格考試公共基礎(chǔ)考試普通化學(xué)考試內(nèi)容培訓(xùn)1.氣體和溶液理想氣體狀態(tài)方程為pV=nRT，其中p是壓強(qiáng)，V是體積，n是物質(zhì)的量，R是氣體常數(shù)，T是熱力學(xué)溫度。在標(biāo)準(zhǔn)狀況（T=273.15K，p=101.325kPa）下，1mol任何理想氣體的體積約為22.4L。道爾頓分壓定律指出，混合氣體的總壓等于各組分氣體分壓之和，即p總=p1+p2+…+pi。分壓與物質(zhì)的量的關(guān)系為pi=xip總，xi是組分i的摩爾分?jǐn)?shù)。溶液的濃度表示方法有物質(zhì)的量濃度cB=nB/V，質(zhì)量摩爾濃度bB=nB/mA（mA是溶劑質(zhì)量）等。稀溶液的依數(shù)性包括蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓。蒸氣壓下降Δp=pAxB（pA是純?nèi)軇┱魵鈮?，xB是溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)）；沸點(diǎn)升高ΔTb=KbbB，Kb是沸點(diǎn)升高常數(shù)；凝固點(diǎn)降低ΔTf=KfbB，Kf是凝固點(diǎn)降低常數(shù)；滲透壓Π=cRT。試題：1.某理想氣體在27℃、101kPa下，體積為2L，其物質(zhì)的量為多少？根據(jù)pV=nRT，T=27+273=300K，R=8.314J/(mol·K)，p=101×103Pa，V=2×10?3m3，n=pV/RT=(101×103×2×10?3)/(8.314×300)≈0.081mol。2.由N?和O?組成的混合氣體，N?的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.4，總壓為100kPa，N?的分壓是多少？根據(jù)pi=xip總，N?的分壓p(N?)=0.4×100=40kPa。3.將5.85gNaCl溶于500g水中，求溶液的質(zhì)量摩爾濃度。NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g/mol，n(NaCl)=5.85/58.5=0.1mol，mA=500g=0.5kg，b(NaCl)=n(NaCl)/mA=0.1/0.5=0.2mol/kg。4.已知水的Kb=0.512K·kg/mol，某稀溶液的質(zhì)量摩爾濃度為0.1mol/kg，該溶液的沸點(diǎn)升高多少？根據(jù)ΔTb=KbbB，ΔTb=0.512×0.1=0.0512K。2.化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W，ΔU是系統(tǒng)內(nèi)能的變化，Q是系統(tǒng)吸收的熱量，W是環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做的功。恒容過(guò)程W=0，ΔU=QV；恒壓過(guò)程Qp=ΔH（焓變）。熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系，反應(yīng)熱的計(jì)算可根據(jù)蓋斯定律，即化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與途徑無(wú)關(guān)。例如，反應(yīng)C(s)+O?(g)=CO?(g)的ΔrHm°可通過(guò)相關(guān)反應(yīng)的組合計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓ΔfHm°是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物的焓變。反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?chǔ)Hm°=∑νBΔfHm°(B)，νB是化學(xué)計(jì)量數(shù)。熵是系統(tǒng)混亂度的量度，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵Sm°是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol物質(zhì)的熵值。反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變?chǔ)Sm°=∑νBSm°(B)。吉布斯自由能G=H-TS，恒溫恒壓下ΔG=ΔH-TΔS。當(dāng)ΔG<0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；ΔG=0，反應(yīng)達(dá)到平衡；ΔG>0，反應(yīng)非自發(fā)。試題：5.某系統(tǒng)吸收了500J熱量，同時(shí)對(duì)環(huán)境做了300J功，系統(tǒng)的內(nèi)能變化是多少？根據(jù)ΔU=Q+W，Q=500J，W=-300J，ΔU=500-300=200J。6.已知反應(yīng)H?(g)+1/2O?(g)=H?O(l)的ΔfHm°(H?O,l)=-285.8kJ/mol，求該反應(yīng)的ΔrHm°。反應(yīng)的ΔrHm°=ΔfHm°(H?O,l)-[ΔfHm°(H?,g)+1/2ΔfHm°(O?,g)]，最穩(wěn)定單質(zhì)H?(g)和O?(g)的ΔfHm°為0，所以ΔrHm°=-285.8kJ/mol。7.已知反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)=2SO?(g)中，Sm°(SO?,g)=248.2J/(mol·K)，Sm°(O?,g)=205.2J/(mol·K)，Sm°(SO?,g)=256.8J/(mol·K)，求該反應(yīng)的ΔrSm°。ΔrSm°=2Sm°(SO?,g)-[2Sm°(SO?,g)+Sm°(O?,g)]=2×256.8-(2×248.2+205.2)=-188J/(mol·K)。8.某反應(yīng)的ΔrHm°=-100kJ/mol，ΔrSm°=-200J/(mol·K)，在298K時(shí)，該反應(yīng)的ΔrGm°是多少，反應(yīng)是否自發(fā)？根據(jù)ΔrGm°=ΔrHm°-TΔrSm°，ΔrGm°=-100×103-298×(-200)=-40400J/mol=-40.4kJ/mol<0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。3.化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率v=±(1/νB)(dcB/dt)，νB是化學(xué)計(jì)量數(shù)。影響反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、催化劑等。質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)，對(duì)于基元反應(yīng)aA+bB=cC+dD，其速率方程v=kc(A)?c(B)?，k是速率常數(shù)。溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響符合阿倫尼烏斯公式k=Aexp(-Ea/RT)，Ea是活化能。化學(xué)平衡狀態(tài)是正逆反應(yīng)速率相等的狀態(tài)。平衡常數(shù)K表達(dá)式根據(jù)反應(yīng)aA+bB?cC+dD，K=[c(C)?c(D)?]/[c(A)?c(B)?]（溶液反應(yīng)）或Kp=(pC?pD?)/(pA?pB?)（氣體反應(yīng)）。標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K°與ΔrGm°的關(guān)系為ΔrGm°=-RTlnK°?；瘜W(xué)平衡移動(dòng)遵循勒夏特列原理，改變濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件，平衡會(huì)向減弱這種改變的方向移動(dòng)。試題：9.對(duì)于反應(yīng)2NO(g)+O?(g)=2NO?(g)，某時(shí)刻N(yùn)O的濃度變化率為-0.02mol/(L·s)，則反應(yīng)速率是多少？根據(jù)v=±(1/νB)(dcB/dt)，對(duì)于NO，ν(NO)=-2，v=-(1/-2)(-0.02)=0.01mol/(L·s)。10.某基元反應(yīng)2A+B=C，當(dāng)A的濃度增大一倍，B的濃度不變時(shí)，反應(yīng)速率增大到原來(lái)的4倍，該反應(yīng)對(duì)A的級(jí)數(shù)是多少？設(shè)速率方程v=kc(A)?c(B)?，當(dāng)c(A)增大一倍，v'=k(2c(A))?c(B)?=4v=4kc(A)?c(B)?，可得2?=4，a=2，該反應(yīng)對(duì)A的級(jí)數(shù)是2。11.反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)在某溫度下的K°=1.0×10??，求該反應(yīng)的ΔrGm°。根據(jù)ΔrGm°=-RTlnK°，R=8.314J/(mol·K)，T設(shè)為298K，ΔrGm°=-8.314×298×ln(1.0×10??)≈27460J/mol=27.46kJ/mol。12.對(duì)于反應(yīng)H?(g)+I?(g)?2HI(g)，在一定溫度下達(dá)到平衡，若增大H?的濃度，平衡如何移動(dòng)？根據(jù)勒夏特列原理，增大反應(yīng)物H?的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。4.物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)狀態(tài)原子結(jié)構(gòu)中，核外電子運(yùn)動(dòng)具有波粒二象性，用波函數(shù)Ψ描述電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，Ψ2表示電子在空間某點(diǎn)出現(xiàn)的概率密度。四個(gè)量子數(shù)分別為：主量子數(shù)n決定電子層，取值1,2,3…；角量子數(shù)l決定電子亞層，取值0,1,2…(n-1)；磁量子數(shù)m決定原子軌道的空間取向，取值-l到+l；自旋量子數(shù)ms表示電子的自旋方向，取值±1/2。電子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則。例如，F(xiàn)e的電子排布式為1s22s22p?3s23p?3d?4s2。化學(xué)鍵分為離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。離子鍵是陰陽(yáng)離子間的靜電作用，形成離子化合物。共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，分為σ鍵和π鍵。雜化軌道理論解釋分子的空間構(gòu)型，如CH?中C采取sp3雜化，分子為正四面體構(gòu)型。分子間力包括范德華力和氫鍵，氫鍵對(duì)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)等性質(zhì)有影響。試題：13.當(dāng)n=3時(shí)，l可以取哪些值？l取值0,1,2。14.寫(xiě)出O原子的電子排布式。O的電子排布式為1s22s22p?。15.下列分子中存在π鍵的是（）A.H?B.HClC.N?D.CH?N?中存在三鍵，其中有2個(gè)π鍵，答案選C。16.解釋H?O分子為什么是V形結(jié)構(gòu)。O原子采取sp3雜化，有2對(duì)孤對(duì)電子，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，分子空間構(gòu)型為V形。5.配合物配合物由中心離子（或原子）和配位體組成，中心離子提供空軌道，配位體提供孤對(duì)電子。例如，[Cu(NH?)?]2?中Cu2?是中心離子，NH?是配位體，配位數(shù)是4。配合物的命名遵循一定規(guī)則，先陰離子后陽(yáng)離子，先簡(jiǎn)單后復(fù)雜。如[Co(NH?)?Cl]Cl?命名為氯化一氯五氨合鈷(Ⅲ)。配合物的穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)表示配合物的穩(wěn)定性，K穩(wěn)越大，配合物越穩(wěn)定。對(duì)于反應(yīng)[Cu(NH?)?]2??Cu2?+4NH?，K穩(wěn)=[c([Cu(NH?)?]2?)]/[c(Cu2?)c(NH?)?]。試題：17.指出[Ag(CN)?]?的中心離子、配位體和配位數(shù)。中心離子是Ag?，配位體是CN?，配位數(shù)是2。18.寫(xiě)出[Fe(CN)?]3?的命名。六氰合鐵(Ⅲ)配離子。19.已知[Zn(NH?)?]2?的K穩(wěn)=2.9×10?，在某溶液中c([Zn(NH?)?]2?)=0.1mol/L，c(NH?)=0.2mol/L，求c(Zn2?)。K穩(wěn)=[c([Zn(NH?)?]2?)]/[c(Zn2?)c(NH?)?]，c(Zn2?)=[c([Zn(NH?)?]2?)]/[K穩(wěn)c(NH?)?]=0.1/(2.9×10?×0.2?)≈2.16×10??mol/L。6.電化學(xué)基礎(chǔ)原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由兩個(gè)半電池組成，電極反應(yīng)分別為氧化反應(yīng)（負(fù)極）和還原反應(yīng)（正極）。例如，銅鋅原電池中，負(fù)極Zn-2e?=Zn2?，正極Cu2?+2e?=Cu。電池符號(hào)表示為(-)Zn|Zn2?(c?)||Cu2?(c?)|Cu(+)。電極電勢(shì)φ反映電極得失電子的能力，標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)φ°是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電勢(shì)。能斯特方程用于計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電勢(shì)，對(duì)于電極反應(yīng)aOx+ne??bRed，φ=φ°+(RT/nF)ln([c(Ox)?]/[c(Red)?])，F(xiàn)是法拉第常數(shù)。電池電動(dòng)勢(shì)E=φ(+)-φ(-)，ΔrGm=-nFE，當(dāng)E>0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。例如，電解CuCl?溶液，陽(yáng)極2Cl?-2e?=Cl?↑，陰極Cu2?+2e?=Cu。金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，防止金屬腐蝕的方法有覆蓋保護(hù)層、電化學(xué)保護(hù)法等。試題：20.寫(xiě)出銅銀原電池的電池符號(hào)和電極反應(yīng)。電池符號(hào)(-)Cu|Cu2?(c?)||Ag?(c?)|Ag(+)，負(fù)極Cu-2e?=Cu2?，正極2Ag?+2e?=2Ag。21.已知φ°(Zn2?/Zn)=-0.76V，φ°(Cu2?/Cu)=0.34V，求銅鋅原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E°。E°=φ°(+)-φ°(-)=φ°(Cu2?/Cu)-φ°(Zn2?/Zn)=0.34-(-0.76)=1.1V。22.對(duì)于電極反應(yīng)Fe3?+e??Fe2?，φ°=0.77V，當(dāng)c(Fe3?)=0.1mol/L，c(Fe2?)=1mol/L時(shí)，求φ。根據(jù)能斯特方程φ=φ°+(RT/nF)ln([c(Fe3?)]/[c(Fe2?)])，在298K時(shí)，φ=0.77+(8.314×298/96500)ln(0.1/1)≈0.71V。23.電解NaCl溶液時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)物是什么？陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中Cl?比OH?更容易失去電子，陽(yáng)極產(chǎn)物是Cl?。7.有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的分類(lèi)按碳鏈分為開(kāi)鏈化合物和環(huán)狀化合物，按官能團(tuán)分為烯烴、炔烴、醇、酚、醛、酮等。烯烴含有碳碳雙鍵，具有加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)等性質(zhì)，如乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)CH?=CH?+Br?→CH?BrCH?Br。炔烴含有碳碳三鍵，也能發(fā)生加成、氧化等反應(yīng)。醇的官能團(tuán)是羥基-OH，可發(fā)生取代反應(yīng)、消去反應(yīng)等。例如，乙醇與氫溴酸發(fā)生取代反應(yīng)C?H?OH+HBr→C?H?Br+H?O。酚具有弱酸性，能與氫氧化鈉反應(yīng)。醛和酮都含有羰基，醛能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、與新制氫氧化銅反應(yīng)等，如乙醛的銀鏡反應(yīng)CH?CHO+2Ag(NH?)?OH→CH?COONH?+2Ag↓+3NH?+H?O。有機(jī)化合物的命名遵循一定規(guī)則，選擇含官能團(tuán)的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈，從靠近官能團(tuán)的一端編號(hào)。例如，CH?CH?CH(OH)CH?命名為2-丁醇。試題：24.寫(xiě)出丙烯與氯化氫加成反應(yīng)的化學(xué)方程式。CH?CH=CH?+HCl→CH?CHClCH?（主要產(chǎn)物）或CH?CH?CH?Cl。25.寫(xiě)出2-甲基-2-丁烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(CH?)?C=CHCH?。26.鑒別乙醇和苯酚溶液，可選用的試劑是（）A.氫氧化鈉溶液B.氯化鐵溶液C.碳酸鈉溶液苯酚與氯化鐵溶液反應(yīng)顯紫色，乙醇無(wú)此現(xiàn)象，選B。27.某醛的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH?CH?CHO，寫(xiě)出它與新制氫氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式。CH?CH?CHO+2Cu(OH)?+NaOH→CH?CH?COONa+Cu?O↓+3H?O。以下繼續(xù)提供部分試題：28.某氣體在300K、100kPa下體積為1L，若溫度升高到600K，壓強(qiáng)不變，體積變?yōu)槎嗌伲扛鶕?jù)蓋-呂薩克定律V?/T?=V?/T?，V?=V?T?/T?=1×600/300=2L。29.已知反應(yīng)2NO?(g)?N?O?(g)在某溫度下達(dá)到平衡，若壓縮體積，平衡如何移動(dòng)？壓縮體積，壓強(qiáng)增大，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)。30.某原子的n=4，l=2，m可能的取值有哪些？m取值-2，-1，0，1，2。31.寫(xiě)出丙醇的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。CH?CH?CH?OH和CH?CH(OH)CH?。32.對(duì)于反應(yīng)H?(g)+Cl?(g)=2HCl(g)，已知ΔrHm°=-184.6kJ/mol，在298K時(shí)，該反應(yīng)的ΔrSm°=20.0J/(mol·K)，求ΔrGm°，反應(yīng)是否自發(fā)？ΔrGm°=ΔrHm°-TΔrSm°=-184.6×103-298×20.0=-190560J/mol=-190.56kJ/mol<0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。33.某原電池的電池反應(yīng)為Zn+Cu2?=Zn2?+Cu，若向Cu2?溶液中加入氨水，電池電動(dòng)勢(shì)如何變化？加入氨水，Cu2?與氨水形成配合物，c(Cu2?)減小，根據(jù)能斯特方程，φ(Cu2?/Cu)減小，E=φ(Cu2?/Cu)-φ(Zn2?/Zn)減小。34.寫(xiě)出苯與濃硝酸在濃硫酸催化下發(fā)生硝化反應(yīng)的化學(xué)方程式。C?H?+HNO?(濃)→C?H?NO?+H?O（濃硫酸作催化劑，加熱）。35.已知某反應(yīng)的速率方程為v=kc(A)2c(B)，當(dāng)A的濃度增大一倍，B的濃度減小一半時(shí)，反應(yīng)速率如何變化？設(shè)原速率v?=kc(A)2c(B)，變化后v?=k(2c(A))2(0.5c(B))=2kc(A)2c(B)=2v?，反應(yīng)速率增大到原來(lái)的2倍。36.鑒別乙醛和丙酮，可選用的試劑是（）A.溴水B.斐林試劑C.氫氧化鈉溶液乙醛能與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀，丙酮不能，選B。37.寫(xiě)出3-甲基-1-戊炔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。CH≡CCH(CH?)CH?CH?。38.對(duì)于電極反應(yīng)MnO??+8H?+5e??Mn2?+4H?O，若增大溶液的酸度，電極電勢(shì)如何變化？根據(jù)能斯特方程φ=φ°+(RT/5F)ln([c(MnO??)c(H?)?]/[c(Mn2?)])，增大酸度，c(H?)增大，φ增大。39.某醇的分子式為C?H??O，能發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴，該醇可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有哪些？CH?CH?CH?CH?OH、CH?CH?CH(OH)CH?、(CH?)?CHCH?OH、(CH?)?COH中能發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴的有CH?CH?CH?CH?OH、CH?CH?CH(OH)CH?、(CH?)?CHCH?OH。40.已知反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)在某溫度下的平衡常數(shù)K=100，若起始時(shí)c(SO?)=0.2mol/L，c(O?)=0.1mol/L，c(SO?)=0，求平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度。設(shè)平衡時(shí)c(SO?)=2xmol/L，則c(SO?)=(0.2-2x)mol/L，c(O?)=(0.1-x)mol/L，K=[c(SO?)2]/[c(SO?)2c(O?)]=(2x)2/[(0.2-2x)2(0.1-x)]=100，解這個(gè)方程可得x的值，進(jìn)而求出平衡濃度（解方程過(guò)程略）。41.寫(xiě)出乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式，并注明反應(yīng)條件。CH?COOH+C?H?OH?CH?COOC?H?+H?O（濃硫酸作催化劑，加熱）。42.某元素的原子序數(shù)為26，寫(xiě)出其電子排布式和價(jià)電子構(gòu)型。電子排布式1s22s22p?3s23p?