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碳酸钙是常见物质,其化学式为CaCO₃,其中钙显+2价,碳酸根(CO₃)显-2价。请计算:(1)CaCO₃的相对分子质量;(2)CaCO₃中钙、碳、氧三种元素的质量比;(3)CaCO₃中氧元素的质量分数(结果保留一位小数)。相对原子质量:Ca—40,C—12,O—16。
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用惰性电极电解 ZnSO4 溶液,通入恒定电流 1.93 A,通电 1000 s,Zn2+ 在阴极得到 2 个电子生成 Zn。已知 F = 96500 C/mol,Zn 的摩尔质量为 65.4 g/mol。求生成 Zn 的质量。
某第二周期同核双原子分子 X₂ 的键级为 2,实验测得其键长为 120 pm,键能为 500 kJ/mol。当 X₂ 失去一个成键电子形成 X₂⁺ 后,其键级变为 1.5。假定同系列物种中键能近似与键级成正比,键长近似与键级成反比,忽略其他次要因素。求:(1) X₂⁺ 的键长;(2) X₂⁺ 的键能。
在 101.325 kPa 下,液态乙醇的正常沸点为 78.3 ℃,其摩尔汽化焓 Δ_vapH_m = 38.6 kJ/mol。现将 230 g、78.3 ℃、101.325 kPa 的液态乙醇完全汽化为同温同压的蒸气(摩尔质量 46 g/mol),求此过程吸收的热 Q_p 与焓变 ΔH(以 kJ 表示)。
2 mol 某理想气体,其摩尔定容热容 C_V,m = 20.8 J·K⁻¹·mol⁻¹(视为常数)。将该气体在恒容条件下由 350 K 加热到 450 K。求:(1) 该过程的焓变 ΔH;(2) 该过程吸收的热 Q。已知 R = 8.314 J·K⁻¹·mol⁻¹,该气体为理想气体。
在气相色谱分离中,测得死时间 tM = 1.5 min。组分 A 和 B 的保留时间分别为 tR,A = 4.5 min 和 tR,B = 7.5 min。求:(1) 组分 A 和 B 的容量因子 kA 和 kB;(2) 两组分的选择性因子 α(B/A)。
某八面体配合物中心离子为 Co²⁺(3d⁷ 组态),分裂能 Δo=9600 cm⁻¹,平均成对能 P=19000 cm⁻¹。因 Δo<P,d 电子采取高自旋排布 t₂g⁵eg²。已知八面体场中 t₂g 轨道能量为 -0.4Δo,eg 轨道能量为 +0.6Δo,成对能按每形成一对成对电子计一次 P。按晶体场理论计算该排布的晶体场稳定化能 CFSE(含成对能),以 cm⁻¹ 表示。
某温度下,测得极性分子 A 与极性分子 B 之间总的范德华作用能为 54.0 kJ/mol。已知其中诱导力的贡献占总能量的 1/9,且色散力的贡献是诱导力的 7 倍。求:(1)该体系中色散力对总范德华作用能的贡献;(2)取向力对总范德华作用能的贡献。
Lennard-Jones 势能函数为 V(r)=4ε[(σ/r)¹²−(σ/r)⁶],其中 ε 为势阱深度。某分子对取 ε=2.0 kJ/mol。(1)通过求导确定势能极小值对应的分子间距 r_min(用 σ 表示),并求此时势能 V(r_min);(2)当分子间距 r 满足 (σ/r)⁶=1/4 时,计算此时的 V 值(单位 kJ/mol)。
某过渡金属离子与某组配体形成八面体配合物,实验测得其分裂能 Δo = 25200 cm⁻¹。在配体与中心离子均相同(金属氧化态不变)的条件下,四面体场分裂能与八面体场分裂能满足关系 Δt = (4/9)Δo。试计算该离子与同一组配体形成四面体配合物时的分裂能 Δt(以 cm⁻¹ 表示)。
某温度下,测得极性分子 A 与极性分子 B 之间总的范德华作用能为 20.0 kJ/mol。已知其中色散力贡献占总能量的一半,而取向力与诱导力的贡献之比为 3:2。由于两分子均为极性分子,三者(取向力、诱导力、色散力)均存在。请计算 A、B 分子间取向力、诱导力和色散力各自的贡献(以 kJ/mol 表示)。
某过渡金属离子与同一组配体形成四面体配合物时,实验测得四面体场分裂能 Δt = 4500 cm⁻¹。已知在配体与中心离子相同的条件下,四面体场分裂能与八面体场分裂能满足关系 Δt = (4/9)Δo。若该金属离子改以八面体方式配位(配体不变,金属氧化态不变),试计算相应的八面体场分裂能 Δo(以 cm⁻¹ 表示)。
高自旋 Mn(III)(d⁴)八面体配合物发生沿 z 轴伸长的 Jahn-Teller 四方畸变。畸变后 eg 轨道分裂:dz² 能量下降 600 cm⁻¹,dx²−y² 能量上升 300 cm⁻¹(保持 eg 轨道平均能量不变);t₂g 三条轨道简并被忽略。已知 d⁴ 高自旋组态中 eg 两轨道各占据 1 个电子,畸变后电子填充在能量较低的 eg 分裂轨道上。(1)写出畸变后 eg 两个轨道上的电子排布;(2)计算该 Jahn-Teller 畸变带来的稳定化能(以 cm⁻¹ 表示,并换算为 kJ·mol⁻¹,1 cm⁻¹ ≈ 0.01196 kJ·mol⁻¹)。
某八面体配合物中心离子为 d³ 组态,分裂能 Δo = 18000 cm⁻¹。按晶体场理论,3 个 d 电子全部填入能量较低的 t₂g 轨道,电子排布为 t₂g³eg⁰。已知以球形场能级为零点,t₂g 轨道能量为 −0.4Δo,eg 轨道能量为 +0.6Δo,不考虑成对能。请计算该配合物的晶体场稳定化能 CFSE(以 cm⁻¹ 表示)。
某八面体配合物 [Cr(H₂O)₆]²⁺ 中,中心离子 Cr²⁺ 为 d⁴ 组态。实验测得其分裂能 Δo = 14000 cm⁻¹,电子成对能 P = 22000 cm⁻¹。请通过比较 Δo 与 P 的大小判断该配合物属于高自旋还是低自旋,并写出其 d 电子在 t₂g 与 eg 轨道上的排布方式,指出未成对电子数。
乙二醇(HOCH₂CH₂OH)与乙醇(C₂H₅OH)相比,乙二醇的每个分子可通过两个羟基与相邻分子形成 2 个分子间氢键,而乙醇的每个分子平均只形成 1 个分子间氢键,两类氢键的平均键能均为 20 kJ/mol(按每分子净成键数计入汽化能)。此外,两者的分子间范德华力对摩尔汽化能的贡献分别为:乙二醇 15 kJ/mol,乙醇 12 kJ/mol。忽略其他因素,试计算乙二醇与乙醇的摩尔汽化能之差,并根据分子间作用力说明为何乙二醇的沸点显著高于乙醇。
在某一分子晶体中,一个 X—H 基团可同时与两个受体原子 Y 形成氢键。已知氢键的静电吸引作用能可近似表示为 E = -C·cos²θ,其中 θ 为 X—H 键与 X···Y 连线的夹角,C 为正常数(C > 0)。测得第一个氢键中 X—H 键与 X···Y₁ 连线的夹角为 0°,第二个氢键中 X—H 键与 X···Y₂ 连线的夹角为 60°。(1)分别写出两个氢键的作用能(以 C 为单位);(2)求两个氢键作用能之和;(3)由计算结果说明氢键的方向性对体系稳定性的意义。
已知 CO 分子的分子轨道能级次序与 N₂ 相同,价电子总数为 10。请按分子轨道理论写出 CO 的价层电子组态,并计算其键级,说明该键为何是极性共价键(从成键电子在两个原子上的分布不均角度说明)。
25℃下,将 0.020 mol/L KI 溶液 50 mL 与 0.025 mol/L AgNO₃ 溶液 60 mL 混合,充分搅拌后生成 AgI 胶体分散系。(1) 计算说明 AgI 胶核优先选择性吸附何种离子,并确定胶粒所带电荷的正负;(2) 写出该胶体的胶团结构式(胶核用 (AgI)_m 表示);(3) 该溶胶中加入等浓度等体积的 NaCl、Na₂SO₄、Na₃PO₄ 三种电解质溶液,判断哪种聚沉能力最强并说明依据。
某溶胶分别用 NaCl、MgCl₂、AlCl₃ 溶液聚沉,实验测得三者临界聚沉浓度依次为 0.048 mol/L、0.006 mol/L、0.00075 mol/L。(1)通过比较三种电解质的临界聚沉浓度,判断该溶胶胶粒带何种电荷,说明判断依据并指出起聚沉作用的主要离子;(2)试估算使 500 mL 该溶胶刚好完全聚沉,至少需要加入 AlCl₃ 的质量(已知 AlCl₃ 摩尔质量为 133.5 g/mol)。