招生专业与代码：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学与物理
考试科目名称及代码：710无机化学
考生注意：所有答案必须写在答题纸（卷）上，写在本试题上一律不给分。
一、选择题（选择一个正确答案，每小题2分，20题共40分）
1.波函数用于描述（）
(A)电子的能量(B)电子在核外空间的运动
(C)电子的运动速度(D)电子在某一空间出现的概率密度
2.下列化合物中，既有离子键又有共价键的是（）
(A)CaO(B)CH4(C)BaCl2(D)NH4Cl
3.下列物质中，不适宜作配体的是（）
(A)(B)H2O(C)NH4+(D)Cl?
4.H3O?的杂化类型和空间构型分别为（）
(A)等性sp3杂化，正四面体(B)等性sp3杂化，三角锥形
(C)不等性sp3杂化，正四面体(D)不等性sp3杂化，三角锥形
5.NaF、NaCl、NaBr、NaI中，熔点最低的是（）
(A)NaF(B)NaCl(C)NaBr(D)NaI
6.将pH=5的强酸溶液与pH=13的强碱溶液等体积混合，混合后溶液的pH值为（）
(A)5.0(B)8.0(C)9.0(D)12.7
7.某金属离子生成的两种八面体配合物的磁矩分别为4.90 B.M和0 B.M，该离子可能是（）
(A)Cr3+(B)Mn2+(C)Mn3+(D)Fe2+
8.将固体NH4NO3溶于水中，溶液变冷，则该过程的ΔG、ΔH、ΔS的符号依次为（）
(A)+、?、?(B)+、+、?(C)?、+、?(D)?、+、+
9.下列说法正确的是（）
(A)两难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小
(B)欲使溶液中某离子沉淀完全，加入的沉淀剂越多越好
(C)沉淀完全是指用沉淀剂将溶液中某一离子的浓度降为零
(D)欲使Ca2+沉淀完全，选择Na2CO3作沉淀剂效果比Na2SO4好
10.下面叙述中正确的是（）
(A)H2的键能等于H2的解离能
(B)C?C键能是C=C键能的一半
(C)原子核外有多少未成对电子，最多就能形成多少个共价键
(D)直线型分子X?Y?Z是非极性分子
11.下列核外电子的四个量子数不合理的一组是（）
(A)3,2,2,1/2(B)3,1,?1,1/2(C)1,0,0,?1/2(D)2,?1,0,1/2
12.在某温度和体积下，反应Sn(s)+2 Cl2(g)SnCl4(g)达到平衡，已知该反应自左向右进行是放热的，则下列措施中有利于提高SnCl4产量的是（）
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(A)升高温度(B)增加压强(C)减少Sn的量(D)通入N2
13.下列化合物属于路易斯酸的是（）
(A)AlCl3(B)NH3(C)CH3OH(D)H2O
14.多电子原子中决定核外电子能量的量子数是（）
(A)n(B)n和l(C)n，l和m(D)l
15.下列溶液中，pH最小的是（）
(A)0.010 mol/L HCl(B)0.010 mol/L H2SO4
(C)0.010 mol/L HAc(D)0.010 mol/L H2C2O4
16.将反应Fe2++Ag+→Fe3++Ag构成原电池，正确的原电池符号为（）
(A)(?)Fe2+(c1)∣Fe3+(c2)‖Ag+(c3)∣Ag(s)(+)
(B)(?)Pt(s)∣Fe2+(c1)∣Fe3+(c2)‖Ag+(c3)∣Ag(s)(+)
(C)(?)Ag(s)∣Ag+(c3)‖Fe2+(c1),Fe3+(c2)∣Pt(s)(+)
(D)(?)Pt(s)∣Fe2+(c1),Fe3+(c2)‖Ag+(c3)∣Ag(s)(+)
17.(Sn4+/Sn2+)=0.14 V，(Fe3+/Fe2+)=0.77 V，则不能共存的离子是（）
(A)Sn4+，Fe2+(B)Fe3+，Sn2+(C)Fe3+，Fe2+(D)Sn4+，Sn2+
18.下列几种物质中最稳定的是（）
(A)Co(NO3)3(B)[Co(NH3)6](NO3)3(C)[Co(NH3)6]Cl3(D)[Co(en)3]Cl3
19.乙醇胺（HOCH2CH2NH2，pKb?＝4.5）和乙醇胺盐配制缓冲溶液的有效pH范围是（）
(A)6~8(B)4~6(C)10~12(D)8~10
20.某一级反应的半衰期t1/2是30 min，则其反应速率常数k为（）
(A)20.8 min?1(B)0.23 min?1(C)0.023 min?1(D)43.3 min?1
二、填空题（8小题，每空1分，共20分）
1.某元素原子序数为27，其核外电子排布式为___________________，属第___________周期，_____________族，元素符号为________。
2.HF、HCl、HBr、HI中，色散力最大的是___________________，沸点最低的是_________________。
3.乙烯（C2H4）分子中包含______个?键，_____个?键。
4.根据价层电子对互斥（VSEPR）理论判断下列分子或离子的空间几何构型：SO3 ____________、____________、SF4 ____________。
5.在110 mL浓度为0.10 mol/L的HAc溶液中，加入10 mL浓度为0.10 mol/L的NaOH溶液，所得混合溶液的pH为________________。（pKa(HAc)=4.75）
6.根据酸碱质子理论，两性化合物NH3的共轭酸和共轭碱分别是___________和___________。
7.相同温度下，PbSO4在KNO3溶液中的溶解度比在纯水中的溶解度_____________，这种现象称为_____________效应。PbSO4在Na2SO4溶液中的溶解度比在纯水中的溶解度____________，这种现象称为_______________效应。
8.[Ni(CN)4]2?的几何构型为______________，具有_____________磁性。
三、计算题（3小题，每题10分，共30分）
1.现有100 mL溶液，其中含有0.0020 mol KI和0.0020 mol Na2SO4，向其中逐滴加入Pb(NO3)2溶液，通过计算说明先生成的沉淀是什么？当沉淀完全时（c<1.0 10?5 mol/L），溶液中的的浓度是多少？(已知(PbI2)=8.0 10?9，(PbSO4)=1.8 10?8)
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2.已知：CuS(s)+H2(g)→Cu(s)+H2S(g)
/kJ mol?1?53.1 0 0?20.6
/J mol?1 K?1 66.5 130.57 33.15 205.7
试求：1）该反应正向自发进行的最低温度；2）该反应在298 K的标准平衡常数。
3.已知(MnO2/Mn2+)=1.229 V，(Cl2/Cl?)=1.360 V。试通过计算判断反应
MnO2(s)+4 HCl(aq)→MnCl2(aq)+Cl2(g)+2 H2O(l)在298 K时的标准态下能否正向自发进行。并通过计算说明实验室中为什么能用浓盐酸（c=12 mol/L）来制取氯气。
四、论述题（8分）
请选取你所熟悉的当今无机化学领域的某一研究方向，简要论述该方向的研究内容、最新进展和研究意义。
五、简答题（3小题，共11分）
1.某A3B型离子化合物（A代表阳离子，B代表阴离子）由四种元素组成，一种为氢，另有两种第二周期元素和一种第三周期元素。阴、阳离子分别由两种元素构成且均呈正四面体构型。写出该化合物的化学式。（4分）
2.铁元素是地壳中含量次高的金属元素（仅次于铝）。在地球漫长的演化过程中，溶解在海洋中Fe2+被空气氧化转变成针铁矿FeO(OH)而沉积。写出该反应配平的离子方程式。（3分）
3.离子中铋原子的配位数为5，每个铋中心采取四方锥几何构型。请画出该离子的结构并指出Bi原子的杂化轨道类型。（4分）
六、简答题（7小题，共21分）
氮是自然界中最常见的非金属元素之一，绝大部分以单质的形式存在于大气中。自然界主要通过含有固氮酶的微生物将大气中的氮气转化为氨，使氮元素进入氮循环。而现今的工业固氮方法（哈伯法）是通过氮气与氢气在高温高压下的催化反应来直接合成氨气。
1.试写出叠氮阴离子（N3?）两种可能的路易斯结构式。（4分）
2.叠氮酸（HN3）与氟气（F2）发生剧烈反应，生成某种拟卤素与卤素的互化物和一种常见的盐。请写出配平的反应方程式。（4分）
3.含能纯氮物种属于超高能量密度材料，可用于制备炸药。1998年，美国爱德华空军基地实验室（AFRL）的科学家首次制备了“盐粒炸弹”，即含有N5+阳离子的盐，例如N5AsF6。该阳离子的键长和键角如下图所示，请画出其路易斯结构式，并说明中间三个氮原子的杂化轨道类型。（4分）
4.最近，南京理工大学胡炳成教授团队在《Science》杂志报道了首个稳定存在、可大量制备的含环状全氮阴离子（N5?）化合物(N5)n(H3O)3(NH4)4Cl。请判断该化学式中n值的大小。（2分）
5.上述环状全氮阴离子N5?具有很强的爆炸性，极易通过1,3-偶极环加成的逆反应开环分解生成一种阴离子，并放出一种无色无味的气体。请写出该分解反应的配平的方程式。（2分）
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6.与全氮阴离子N5?互为等电子体的环戊二烯基阴离子C5H5?具有显著的芳香性，是有机金属化学中一类常见的配体。请说明C5H5?具有多少个离域共轭的?电子，并写出一种含有环戊二烯基阴离子的过渡金属化合物。（2分）
7.很多含氮化合物由于其易爆性被列为危险化学品，在储存和运输过程中都需采取严格的安全措施。2020年8月4日，黎巴嫩贝鲁特港发生剧烈爆炸，爆炸产生的地震波相当于3.3级地震，视频显示爆炸发生时空中产生红棕色的蘑菇云。调查表明爆炸是由存放在港口的2750吨硝酸铵引起的。请写出在爆炸条件下硝酸铵分解反应（共3种产物）的配平反应方程式。（3分）
七、简答题（5小题，共20分）
咔咯（corrole）作为人工合成的大环配体之一，其与金属离子的配位化学备受关注。利用咔咯作为反应配体，可实现含不常见氧化态过渡金属中心的配合物的合成，用于功能材料或新型催化剂的制备。图（a）中给出了三（五氟苯基）咔咯分子（A）的示意图，A的分子式可简写为H3(tpfc)。它与金属离子结合时四个氮原子均参与形成配位键。室温下，空气中，Cr(CO)6和A在甲苯中回流得到深红色晶体B（反应1）。B显顺磁性，室温测得有效磁矩为1.72?B，且其金属中心的配位几何构型为四方锥。在惰性气氛保护下，B与三苯基膦（PPh3）和三苯基氧膦（OPPh3）在甲苯中按1:1:1的化学计量比共同反应，得到绿色晶体C（反应2）。在氩气保护下，CrCl2和A在吡啶（简写为py）中反应，得到深绿色晶体D（反应3），同时放出氢气。配合物D的金属中心采取八面体几何构型，且所有配位原子均为氮原子。在一定条件下，B、C和D之间可以相互转化，如图（b）所示，这一过程被认为可用于O2的活化。
1.从图（a）中咔咯的分子结构判断，咔咯与金属中心结合时形成的阴离子配体通常带有几个负电荷？（2分）
2.写出B、C、D的化学式（配体用简写符号表示）。（6分）
3.写出B、C、D三个配合物中金属中心的价电子组态（均用“dn”的形式表示）。（3分）
4）分别写出制备化合物B、C、D的反应1、2、3的配平的化学反应方程式（配体用简写符号表示，系数为最简整数比）。（6分）
5）电化学研究表明，配合物B失去一个电子转化为B+，且B+仍表现出顺磁性。紫外可见光谱分析表明，与咔咯配体相关的吸收峰位置发生了显著变化。请推测B+中金属中心的价电子组态（用“dn”的形式表示），并解释其显示顺磁性及光谱变化的原因。（3分）
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