工科大学化学习题与解答

第一章 化学反应热

1．说明下列符号的含义。

ΘΘQV ?rHm(T) ?rHm(T) ?fHm（T） ?

答：QV：等容反应热； ?rHm(T)：某温度下，反应的摩尔焓变（数

Θ值等于等压反应热）；?fHm(T)：某温度下某物质的标准摩尔生成焓； ?：反应进度。

2．盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？

（1）等压 （2）等容 （3）等温、等容或等温、等压 （4）等温、不做有用功，等容或等压 答：正确答案为（4）。

3．热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？ 答：热力学标准态是指在温度T（但没有限定温度）和标准

Θ

压力 [ p

(100kPa)]下物质所处状态。而对纯理想气体热力学标准态是指

Θ

该气体处于标准压力 [ p(100kPa)]下的状态。混合理想气体中

Θ

任一组分的标准态是指该组分气体的分压为p时的状态。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。

4．简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？

??H答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（fm,MgO= - 601.7

kJ/ mol, ?Hm,AlO= - 1675.69 kJ/?mol-1）产生千度以上的高温，

而反应放出的热量又能使硝酸盐分解产生O2，又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。

在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。

5．通过计算说明，氧－乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？

答： （5/2）O2 + C2H2 = 2CO2 + H2O(g)

23???fHm/（kJ?

mol-1） 0 226.7 -393.5 -241.8

??H(生成物)－?fm（反应物）

?rH

?m=???f H

?m△rHm=2×(-393.5) + (-241.82) – 226.7 – 0 = - 1255.5

-kJ·mol1

因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。

6．通过计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷），硅的氢化

Θ-物（硅烷）是高能燃料[ 已知B2H6（g）的?fHm＝36.56 kJ·mol1，

ΘΘ-B2O3（s）的?fHm＝-1132.55 kJ·mol1；SiH4（g）的?fHm＝34.31

Θ--kJ·mol1，SiO2（s）的?fHm＝-910.7kJ·mol1 ]。

解： B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（s） + 3H2O（g）

??fHm／（kJ·mol-1）

36.56 0 -1132.55

-241.82

?△rHm= -1132.55+3×(-241.82) – 36.56 – 0 = - 1894.57

-kJ·mol1

SiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） +

2H2O（g）

??fHm／（kJ·mol-1）

34.31 0 -910.7

-241.82

? △rHm= -910.7 + 2×(-241.82) – 34.31 – 0 = - 1428.65

-kJ·mol1

上述两个反应都放出大量热，因此B2H6（g）和SiH4（g）可以作为高能燃料。

7．已知下列反应的化学反应热

C（石墨）+ O2（g）= CO2（g） ΔrHm(1) = -393.5 kJ·mol1

-

H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） ΔrHm(2) = -285.8 kJ·mol1

-

C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） ΔrHm (3) = -1559.8 kJ·mol1

-

不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1mol C2H6（g）反应的ΔrHm。

解:根据Hess定律 ΔrHm (C2H6) = 2ΔrHm(1) + 3ΔrHm(2) -ΔrHm (3)

所以ΔrHm (C2H6) = 2×(－393.5) + 3×(－285.8)－(－1559.8) = －84.6 kJ·mol-1

8．在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生 （1）KNO3（s）+ H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）

（2）2KNO3（s）+ H2SO4（l）= K2SO4（s）+ 2HNO3（g）

制得的硝酸中80%是由反应（1）产生的，20%是由反应（2）产生的。问在25℃制取1kgHNO3(g)时将放出多少热量？已知KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g）、K2SO4的标准生成焓依次为-494.63、813.99、-1160.6、135.6、-1437.79（kJ·mol1）。

-

解： KNO3（s）+H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1）

??fHm/(kJ?mol-1) -494.63

?m?m 813.99 -1160.6 135.6

f?Hm（反应物）

?rH=??f H(生成物)－???m△rH(1) = ( －1160.6 +135.6 ) － ( －494.63 + 813.99 ) = －1344.36 kJ·mol-1

2KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3

（g）方程（2）

??fHm/（kJ?mol-1）-494.63 813.99

?m -1437.79 135.6

△rH(2)= [-1437.79]+ 2×(135.6)]- [2× (-469.63) +(813.99)]=－991.32 kJ·mol-1

HNO3的相对分子量为63, 1 kg HNO3的物质的量n

1000=63=15.9 (mol)

制取1 kg HNO3(g)时的反应热为

9．甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应

C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H2O（l）

-?该反应的?rHm= -3.35×10 4 kJ·mol1 ，问如以当代男大学生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？

n?10125.3??rHm80%?15.9???1344.36??20%?15.9???1041.32???2.04?104kJ/kg

?解：每天消耗脂肪物质的量 该脂肪相对分子量为884； 每天消耗脂肪的质量为：0.302×884=267.0 (g)

10．葡萄糖（C6H12O6）完全燃烧反应的方程式为

C6H12O6（s）+ 6O2（g）= 6CO2（g）+ 6H2O（l）

Θ-该反应的?rHm= -2820 kJ·mol1，反应热的约40%可用于肌

肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖（以3.8g计）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。

解：葡萄糖相对分子量为180；一匙葡萄糖(3.8g)的物质的量为 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡萄糖被氧化放出的热量为 0.021= 0.021 ×2820 = 59.2 kJ 可获得的肌肉活动能量 59.2×40% = 23.7 kJ

11．辛烷是汽油的主要成分，据附录的有关数据计算下列两

Θ个反应的热效应，并从计算结果比较得出结论（已知：?fHm-（C8H18，l）=-218.97 kJ·mol1）？

（1）完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）→CO2（g）+ H2O（l）

（2）不完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）→C（s）+ H2O（l） 解：据附录查得下列物质C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s), H2O(l)的标准生成

焓变分别为218.97kJ.mol-1, 0, －393.5 kJ.mol-1, 0, －285.83 kJ.mol-1

?rHm=

?10125.3?0.302(mol)33500??rH?m??f H(生成物) － ??f H(（反应物）

?m?m C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） + 9H2O（l）

??fHm（/kJ?mol-1）-218.97

0 - 393.5 -

285.83 ?△rHm(1)= 8 ( - 393.5) + 9 ( - 285.83) － 0 － ( -218.97) = -5501.58 kJ·mol-1

C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(l)

/（kJ?mol-1） -218.97 0 0 - 285.83

?△rHm(2)= 0 + 9 ( - 285.83 ) －0 － ( - 218.97) = 2353.5 kJ.·mol-1

△ rH(1) >> △rH(2)， 结论：完全燃烧放热量大。

第二章 化学反应进行的方向和限度

习题与解答

1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。

（1） 因为QP=ΔH，而ΔH与变化途径无关，是状态函数，

所以qV也是

状态函数。

答：错, H是状态函数，但是焓变（ΔH）不是状态函数。热量、功以及状

态函数的变量“Δ”都不是状态函数。

Θ （2）单质的标准生成焓(?fHm)和标准生成吉布斯函数变

Θ(?fGm)都为零， 因此其标准熵也为零。 答：错，因 H 和 G 的绝对值还无法得到，因此采用相对值，根据定义，

ΘΘ最稳定单质的?fHm和?fGm都为零，而S有绝对值，除完美晶体在OK时的熵等于0外，其它条件下的熵（包括标准熵）皆不为零。但离子的熵也是相对值，是以氢离子为相对标准（H+的Sm= 0）

（3）对于纯固、液、气态物质而言，100kPa、298K是其标

??m?m??fHm

① 装有纯水的烧杯中的纯水逐渐增加 ② 装有纯水的烧杯中的纯水逐渐减少

③ 装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐增加 ④ 装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐减少 正确答案为②和③。

3．试用溶度积规则解释下列事实: （1） Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。

-答：NH4Cl为强酸弱碱盐，显酸性，可中和部分OH ，[ Mg(OH)2

2+-= Mg + 2OH]使Mg(OH)2的离子积小于溶度积而溶解。

（2） ZnS能溶于盐酸和稀硫酸，而CuS却不能溶于盐酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。

答：由式可知，c(S2 - )与溶液中c(H+)2有关，当溶

—

液中c(H+)增加时，c(S2)c减小，在盐酸和稀硫酸溶液中的（cH+）

—

足以使c (Zn2+)与c (S2) 的离子积小于ZnS的溶度积 （KspZnS = 1.6×10-24），而KspCuS = 6.3×10-37, 非氧化性酸不足以使 c

—

(Cu2+) 与c (S2)的离子积小于CuS的溶度积， 只有氧化性酸

—

（HNO3等）可以将S2-氧化，而大大降低c (S2) ,使CuS溶解. （3） BaSO4不溶于稀盐酸中。

答：盐酸中的H+ 或Cl- 不能与BaSO4中解离出来的离子

—

（Ba2+ 或 SO42）反应，即盐酸不能降低溶液中c(Ba2+) 或c(SO42—

)，所以BaSO4不溶于稀盐酸。

4．填充题: （1） 热电厂废水排放造成热污染的原因是___热的废水使天然水体的温度 升高，溶解氧的浓度降低，厌氧菌和水藻增加，水体质量恶化___。 （2） 水中加乙二醇可以防冻的原因是水中溶解溶质后使水的凝固点降低。 （3） 氯化钙和五氧化二磷可用作干燥剂的原因是_在它们的表面所形成的

溶液的蒸气压显著下降，可不断地吸收水蒸气，使体系中的水分降低。 （4） 人体输液用的生理盐水及葡萄糖溶液的浓度不能随意改的原因是 _

c(S2?)?K1K2c(H2S)c2(H?)保证所输入的液体与人体血液的渗透压相近或相等__。

3

5．盐酸含HCl 37.0%(质量分数)，密度为1.19g/cm。计算: （1） 盐酸的物质的量浓度(c)。 （2） 盐酸的质量摩尔浓度(bB)。 （3） HCl和H2O的物质的量分数(x2 和x1)。 解：(1)盐酸的分子量为

mol·L-1 (2) bB =

1000?1.19?37.06.536.5, c =

= 12.06

1000?37.06.5?(1?37.0%) = 16.09 mol·kg-1

37.0%/36.5?0.22537.0%/36.5?(1?37.0%)/18 (3) x2 = ；x1 = 1-x2 =0.775

6． 由于食盐对草地有损伤，因此有人建议用化肥如硝酸铵或硫

酸铵代替

食盐来融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g溶于1kg水中，问哪一种冰点下降的多？若各0.1mol溶于1kg水中，又问哪一种冰点下降的多？

（1） NaCl (2) NH4NO3 (3) (NH4)2SO4

答: 根据依数性定律，答案分别为（1）；（3） NaCl NH4NO3 ×1002/80 (NH4)2SO4 ×100g物质含100离子×1003/132 数2/58.5 （mol） 0.1mol 物0.2 质含离子数（mol） 7． 3.62g尼古丁溶于73.4g水中，其凝固点降低了0.563℃。求尼古丁的相对分子质量。

解：由公式?t?Kf?bB可得 bB = 0.563/ 1.86 = 0.303

0.2 0.3 mol·kg

-1

M?3.62?1000?162.8 尼古丁的分子量为

73.4?0.303

8．树干内部树汁上升是渗透压所致.设树汁是浓度为

0.20mol?L-1

的溶液,在树汁的半透膜外部水中非电解质浓度为

0.02mol?L-1

.试估计在25℃时,树汁能够上升多高。

解：根据求渗透压公式Π=ΔcRT =(0.20-0.02)×8.314×298 =446kPa

48m

9. 25℃时,0.1mol l-1

甲胺（CH3NH2）溶液的解离为6.9%

CHH+

3NH2(aq) + 2O(l) = CH3NH3(aq) +

OH-(aq)

试问:相同浓度的甲胺与氨水哪个碱性强? 解： 甲胺中 c(OH - )=c（CH3NH2）??= 0.1 × 6.9% = 0.0069 mol·L-1

0.1mol·l1氨水中 c(OH - ) =KbCb=1.74?10?5?0.1= 0.00133 mol L-1

结论：相同浓度时，甲胺的碱性更强

10．在1 L 0.1mol L-1

HAc 溶液中,需加入多少克的NaAc·3H2O才能使溶液的pH 为5.5？（假设NaAc·3H2O的加入不改变HAc的体积）。

解：该系统为缓冲溶液 c（H+）=

Kcaacs ；

0.110-5.5 = 1.74×10 -5 cs

； cs = 0.055 mol?L-1。 需加醋酸 0.55×136 = 74.8g

11．某一元弱碱（MOH）的相对分子量为125，在25℃时将1g此碱溶于0.1 L水中,所得溶液的pH为11.0,求该弱碱的

解离常数K?b。

解：为弱碱电离体系统，此弱碱的浓度

c?1000b?1?0.08mol?L?1125?100，

≈

??14?11.0(OH)?10/10?Kbcb?Kb?0.08， c求出Kb?1.25×10 -5。 12．Pb(NO3)2溶液与BaCl2溶液混合，设混合液中Pb(NO3)2

的浓度为0.20mol?L-1，问

-4

(1) 在混合溶液中Cl- 的浓度等于5.0×10 mol?L-1 时，是否有沉淀生成?

(2) 混合溶液中Cl-的浓度多大时，开始生成沉淀?

-2

(3) 混合溶液中Cl-的平衡浓度为6.0×10 mol?L-1时，残留于溶液中的Pb2+的浓度为多少? 解：（1）离子积c(Pb2+)c(Cl-1)2 = 0.2×(5.0×10-4)2 =5×10-8

（2）开始生成沉淀时

2 c（Cl） =

（3）残留的铅离子浓度

2–

Kb/[Pb2?]

= 1.6?10?5/0.2?8.9?10?3；

–

c（Pb2+）= KPbCl/ c (Cl)2 = 1.6×10-5/(6.0×10 –2 ) 2 = 4.44×10 - 3。

第六章 原子结构与周期系

习题与解答

1. 下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1） 原子轨道是指原子核外电子出现概率最大的区域。 答：不正确。原子轨道是核外电子的一种可能的运动状态，不仅仅是指概率最大的区域。

（2）因为波函数有一定的物理意义，因此n、l、m三个量子数的取值有一定限制，只有满足一定关系的取值得到的函数才能描述电子的运动状态。 答：正确。

（3）因为p轨道是8字形的，所以处于该轨道的电子是沿着8字形的轨道运动。

答：错。电子运动没有固定轨迹，只有几率分布规律，8字型是p轨道的角度分布函数图。它只表示原子轨道在不同方向上

的分布。例如YP的图形为

，它说明px轨道在x轴的方向分布有极大值。

（4）波函数角度分布图中的正负号，是代表所带

电荷的正负。

答：错。角度分布图中的正负号的表示波函数角度部分的数值是正或负，它表示波函数在不同区域时，其性质有区别。 （5）因为第三周期只有8个元素，因此第三电子层最多可容纳8个电子。

答：不正确。第三周期只有8个元素，是因为电子填充3s23p6

后就进入4s轨道（而不是进入3d轨道），其元素进入第四周期，当第四周期开始之后，电子即使开始进入3d轨道，其原子已经属于第四周期。例如21号元素钪（Sc）的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d 14s2，它位于周期表的第四周期，第ⅢB族。 （6）所谓镧系收缩是指，镧系元素的原子半径随着原子序数的递增而逐渐减小的现象。

答：不确切。镧系收缩是指镧系元素的原子半径随原子序数的递增而更缓慢减小的积累。 （7）由于屏蔽效应和钻穿效应等因素的影响，4s轨道的能级总是低于3d能级。

答：不正确。在某些原子中4s轨道的能量比与3d的高（例如46号元素Pd）。

（8）对于多电子原子中的电子，其轨道运动状态仍可用ψnlm（rθφ）描述，只是其波函数的具体形式不同，但其波函数的角度部分与氢原子是相同的。

答：正确。

（9）电子云密度大的地方，电子出现的概率也大。

答：不正确。虽概率与概率密度有关，（概率密度为单位体积的概率）但是二者的概念不同。例如，1s原子轨道距核越近，其电子云密度越大，而1s原子轨道的径向分布函数图在玻尔半径（52.9pm）处几率最大。

2．写出下列各题中缺少的量子数。

（1）n=?，l=2，m=0，mS=+1/2 （2）n=2，l=？，m=-1，mS=-1/2

（3）n=4，l=3，m=0，mS=？ （4）n=3，l=1，m=？，

X

mS=+1/2

答：（1）n≥3， （2）l=1, （3）ms = +1/2 (-1/2)， （4）m=0, (+1, -1)

3．假设有下列各套量子数，指出哪几种不能存在。

（1）3，3，2，1/2 （2）3，1，-1，1/2 （3）2，2，2，2

（4）1，0，0，0 （5）2，-1，0，-1/2 （6）2，0，-2，1/2

答：仅（2）可以存在， 其它均不能存在。

4．在下列电子构型中，哪一种属于基态？哪一种属于激发态？哪一种纯属错误构型？ （1）1s22s22p7 （2） 1s22s22p63s23d1 （3） 1s22s22p63s23p1 （4） 1s22s22p53s1

答：（1）纯属错误构型； （2）和（4）为激发态； （3）为基态。

5．下列各元素原子的电子分布式写成下面形式，各自违背了什么原理，并写出改正的电子分布式（假设它们都处于基态）。 （1）硼（1s）2（2s）3

（2）氮（1s）2（2s）2（2pX）2（2py）1 （3）铍（1s）2（2p）2 答：（1）硼(ls)2(2s)3，违背保里不相容原理，应为(ls)2(2s)2(2p)1 （2）违背洪特规则，应为(ls)2(2s)2(2px)1(2py)1(2pz)1 （3）违背能量最低原理，应为(ls)2(2s)2

6．已知某元素在氪前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的轨道内电子恰巧为半充满，试推断该元素的名称。

答：角量子数为2对应的是d轨道，半充满时有5个电子，该元素3价离子的核外电子排布式为[ 1s22s22p63s2 3p6 3d5 ]，可推断该元素是第26号元素 Fe [ 1s22s22p6 3s2 3p6 3d6 4s2 ]。

7．试讨论Se、Sb和Te三元素在下列性质方面的递变规律： （1）金属性； （2）电负性； （3）原子半径； （4）第一电离能。

答：由元素在周期表中的相对位置可以推断： （1）金属性Sb > Te > Se； （2）电负性Se > Te > Sb； （3）原子半径Sb > Te > Se； （4）第一电离能Se>Te>Sb。 8．设有元素A、B、C、D、E、G、L和M，试按下列所给

予的条件，推断出它们的符号及在周期表中的位置（周期、族），并写出它们的外层电子构型。

（1）A、B、C为同一周期的金属元素，已知C有三个电子层，它们的原子半径在所属周期中为最大，且A > B > C；

答：1）有三个电子层，半径最大是第三周期的前三个元素， A： Na，IA族,3s1； B：Mg, IIA族, 3s2； C： Al, IIIA族, 3s23p1；

（2）D、E为非金属元素，与氢化合生成HD和HE，在室温时D的单质为液态，E的单质为固体；

答：由题意分析，D和E为VIIA元素， D：室温液态为Br, 第三周期，VIIA族, 3s23p5；

而E室温固态是元素碘, 第四周期,VIIA族,4s24p5。 （3）G是所有元素中电负性最大的元素；

答：G：电负性最大是氟（F）, 第二周, VIIA族, 2s22p5。 （4）L单质在常温下是气态，性质很稳定，是除氢以外最轻的气体；

答：L：He, 第一周期, 零族, 1s2。

（5）M为金属元素，它有四个电子层，它的最高化合价与氯的最高化合价相同。

答： M：金属，第四周期，可显七价，只有锰（Mn）, VIIB族, 3d54s2。

9．填充下表 元素 甲 乙 丙

元素 外层电子构型 未成对电子数 周族 期 区 金属 金属或非外层电子构型 3d14s2 未成对电子数 3 周族 期 区 金属 金属或非三 VIIA 三 甲 乙 丙

3d14s2 3s23p5 3s23p3 1 1 3 四 IIIB d 三 VIIA P 三 VA p 金属 非金属 非金属 10．今有A、B、C、D四种原子，已知

（1）它们最外层电子数相应为2、2、1、7；

（2）A、B、C、D四元素处于同一周期，此周期的稀有气体最外层电子构型为4s24p6；

（3）A、C原子的次外层电子数均为8，B、D原子次外层电子数均为18。 问：（1）A、B、C、D四元素所处周期？ （2）A、B、C、D四元素所处的族？ （3）A、B、C、D分别是什么元素？

答： 周期 族 元素名称

11．填空题

（1）氧的电离能稍低于氮，这是因为 氮为半充满，氧去掉一个电子达 到半充满结构 。

（2）副族元素都是金属，这是因为 副族元素的有效核电荷都较小，一

般最外层最多只有2个电子 。

（3）如果氢原子的一个电子处于ψ2Px1/2状态，则该电子处于第 二 电子层， 2p 亚层， 2px 轨道， 其波

函数角度分布图的图形为

电子云角度分布图的图形为

A 四 IIA Ca B 四 IIB Zn C 四 IA K D 四 VIIA Br 电子云图的图形为 该电子离核的平均距离用 [D(r)] 图来描

述，该电子具有的能量为 E = －328 kJ·mol –1，自旋状态用 +1/ 2 来描述。 答：（1）氮为半充满，氧去掉一个电子达到半充满结构。

（2）副族元素的有效核电荷都较小，一般最外层最多只有2个电子。 （3）（氢）处于第二电子层，2p亚层，2px轨道，波函数角度

分布图形为

； 电子云角度分布图形为

电子云的图形为

该电子离核的平均距离用径向分布函数[D(r)]图来描述， 该电子具有的能量为 E =

第五章 氧化还原反应与电化学

习题与解答

1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1）．氧化数就是某元素的一个原子在化合态时的电荷数。

答：不确切，氧化数是某元素的一个原子在化合态时的形式电荷数。

12?1312－22=

12?1312－22=

－328 kJ·mol –1； 自旋状态+1/ 2来描述。

（2）．所有参比电极的电极电势皆为零。

答：错，只有氢标准氢电极的电极电势为零，其它不为零。 （3）．因为ΔrGm的值与化学反应计量方程式的写法（即参

Θ与反应物质的化学计量数）有关，因此?也是如此。

答：错，因电极电势的数值反映物种得失电子的倾向，这种性质应当与物 质的量无关，因此与电极反应式的写法无关。对电极反应a氧化态 + z e- = b还原态

0.059[还原态]b????lgz[氧化态]a则有

?；

如果电极反应为 na氧化态 + nze- = nb还原态，则有

= ，与上式相同。

?而?是指氧化态与还原态都是单位浓度（或标准态压力）时的?，

因此与电

极反应方程式写法无关，?也是如此。 因ΔrGm = ?rGm?RTlnJ，而化

?0.059[还原态]nb????lgnz[氧化态]na?0.059[还原态]b??lgz[氧化态]a????rGm???B?fGm,BB，所以ΔrGm与

??Grm学计量数有关，故也是如此，与化学反应方程式写法有关。

（4）．插入水中的铁棒，易被腐蚀的部位是水面以下较深部

位。

答：错，水面下的接近水线处的铁棒容易被腐蚀。 （5）．凡是电极电势偏离平衡电极电势的现象，都称之为极化现象。

答：对。

2．选择题（将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个）

（1）为了提高Fe2(SO4)3的氧化能力，可采用下列那些措施（ ① ）。

①．增加Fe3+的浓度，降低Fe2+的浓度； ②．增加Fe2+的浓度，降低Fe3+的浓度； ③．增加溶液的pH值； ④．降低溶液的pH值。 （1）的正确答案是①。

（2）极化的结果总是使（ ② ③）。

①．正极的电势升高，负极的电势降低； ②．原电池的实际工作电压小于其电动势；

③．电解池的实际分解电压大于其理论分解电压。 （2）的正确答案是② ③。

3．试比较下列情况下铜电极电位的高低，并说明依据。

- （1）铜在0.01mol·L1CuSO4溶液中；

-（2）铜在加有Na2S的0.01mol·L1CuSO4溶液中。 解：

使[Cu2+]降低，?降低。所以（2）中的电极电势较低。 4．试说明下列现象产生的原因。

（1）硝酸能将铜氧化，而盐酸却不能；

答：因为???(Cu2?Cu)???(Cu2?/Cu)?0.059lg[Cu2?]2—2,S+Cu2+ =CuS↓，

?(NO3/NO)???(Cu2?/Cu)???(H?/H)（????0.2V）

说明：由Nernst方程 可以看出，浓度的

?2?影响在对数项中；影响不太大，一般情况下（除非象MnO4/Mn或

2???Cr2O7/Cr3?这些电对），???0.2V时即可以根据?的相对大小判

0.059[还原态]b????lgz[氧化态]a?断反应方向。

（2）Sn2+与Fe3+不能在同一溶液中共存；

?3?2??4?2?答：因为 ?(Fe/Fe)??(Sn/Sn)?0.2V，

Fe3++Sn2+= Fe2++Sn4+，所以Sn2+与Fe3+不能在同一溶液中共存。 （3）氟不能用电解含氟化合物的水溶液制得。

?答：?(F2/F)很高，氟的氧化性非常强，能将水分解，释放氧气，同时生成氟化氢。

5．利用电极电势的概念解释下列现象。 （1）配好的Fe2+溶液要加入一些铁钉；

??0.41VFe；；）因发生归一反应，既

2Fe3??Fe?3Fe2?，加入铁钉可以减缓Fe2+被氧化为Fe3+的速度，（即

使加入

铁钉也不能完全防止Fe2+被氧化为Fe3+。）

（2）H2SO3溶液不易保存，只能在使用时临时配制；

答：（

??Fe3?Fe2??0.77V??Fe2??2?2??(SO/SO)?0.17V43答：由2?SO3可以看出，很容易被空气中

的氧气所氧化，难以保存。

（3）海上船舰常镶嵌镁块、锌块或铝合金块，防止船壳体的腐蚀。

答：被镶嵌的镁、锌、铝合金都比较活泼，电势都较低，与船体相连后作为腐蚀电池的阳极被腐蚀，而将作为阴极的船体保护起来。

6．铜制水龙头与铁制水管接头处，哪个部位容易遭受腐蚀？这种腐蚀现象与钉入木头的铁钉的腐蚀在机理上有什么不同？试简要说明之。

答：铜与铁在水中能形成腐蚀原电池，铁作为阳极被腐蚀，铜为阴极促进了铁的腐蚀，发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，而钉入木材的铁钉的腐蚀是差异充气腐蚀。 7．填充题

（1）由标准氢电极和标准镍电极组成原电池，测得其电动势为 0.23V，则该原电池的正极为 标准氢电极 ， 负极为标准镍电极（查表） ，此电池的反应方向为 2H+ + Ni = H2 + Ni2+，-镍电极的标准电极电势为 -0.23 ，当c（Ni2+）降到0.01mol·L1时，原电池电动势 降低 。

答案为（标准氢电极）（负极为标准镍电极）（2H+ + Ni = H2 + Ni2+）（-0.23） （降低）。

8．写出下列物质中元素符号右上角标 * 元素的氧化数。 KCl*O3 Cu2*O Na2O2* S8* Na2S2*O3 Na2S4*O6 O*F2 K2Cr2*O7

?N2*O N*H4 Pb*3O4 N2*H4（肼） AlN*（氮化铝）

答： 物KCl*O3 质 氧+5 化数 物K2Cr*2O7 N*2O N*H4+ Pb*3O4 N2*H4 AIN* +1 -1 0 +2 +2.5 +2 Cu2*O Na2O2* S8* Na2S2*O3 Na2S4*O6 O*F2 质 氧+6 化数 9．如果将下列氧化还原反应装配成电池，试用符号表示所组成的原电池。

（1）Zn（s）+ Ag+（aq） = Zn2+（aq）+ Ag（s） （2）Cu（s）+FeCl3（aq） = CuCl（aq）+ FeCl2（aq） （3）Sn2+（aq）+2Fe3+（aq） = Sn4+（aq）+ 2Fe2+（aq） （4）Zn（s）+2HCl（aq） = ZnCl2（aq）+ H2（g）

--- （5）MnO4（0.1mol·L1）+8H+（10-4mol·L1）+ 5Fe2+

-（0.1mol·L1） =

-Mn2+（0.1mol·L1）+ 5Fe（0.1mol·L-1）

+ 4H2O（l）

解：(1) (–) Zn | Zn2+ (C1) || Ag+ (C2) | Ag (+) (2) (–) Cu | Cu+ (c1) || Fe3+ (c 2), Fe2+ (c 3) | Pt (+)

(3) (–) Pt | Sn2+ (c 1), Sn4+ (c 2) || Fe3+ (c 3), Fe2+ (c 4) | Pt (+) (4) (–) Zn | Zn2+ (c 1) || H+ (c 2) | H2 （p），(Pt) (+) (5) (–) Pt | Fe2+ (0.1 mol·L-1), Fe3+ ( 0.1mol·L-1) ||

MnO-4 (0.1mol·L-1), Mn2+ (0.1mo1·L-1), H+ (10-4

mo1·L-1) | Pt (+)

10．下列物质SnCl2、FeCl2、KI、Zn、H2、Mg、Al、HS2-在一定条件下都可以做还原剂。试根据标准电极电势数据，把这些物质按其还原能力递增顺序重新排列，并写出它们对应的氧化产物。

解：还原能力由低到高的排列顺序（氧化产物写在括号中）是：

FeCl2 (Fe3+), KI (I2), SnCl2 (Sn4+), H2 (H+),S2-（S），Zn (Zn2+), Al (Al3+)，Mg (Mg2+)。

11．判断下列反应在标准态时进行的方向，如能正向进行，试估计进行的程度大小。

Θ2?已知?(Fe/Fe)??0.44V

+1 – 3 +8/3 –2 –3 （1）Fe（s）+ 2Fe3+（aq） = 3Fe2+（aq）

（2）Sn4+（aq）+2Fe2+（aq） = Sn2+（aq）+ 3Fe3+（aq） 判断下列反应在标准态时进行的方向，并估计进行的限度。

?3?2??2?解：（1） ?（Fe/Fe） > ?（Fe/Fe） ∴反应正向进行。

?1gK

Θ

K=1041 ; ∴反应进行程度很大。

?4?2??3?2?（2）∵?(Sn/Sn)??(Fe/Fe)； ∴反应逆向进行。

- -

12．在pH分别为3和6时，KMnO4能否氧化I和Br[假

---设MnO4被还原成Mn2+，且c（MnO4）= c（Mn2+）= c（I）

--=c（Br）=1mol·L1]。

解： ① pH=3时，反应式为

??2?MnO?4(aq)?8H(aq)?5e?Mn(aq)?8H2O

?nE?2?[0.77?(?0.44)]???410.0590.059;

(MnO4 / Mn2+) = 1.507+

= 1.507 +

8?c(MnO?4)?c(H)0.0591gc(Mn2?)5

0.0591g10?245=

-

1.507 – 0.283 =

?1.224V

（ 已知：?（Br2 / Br）=1.066V, ?(I2 / I) =

0.536V ）

??- - ∵1.224V > ?( Br2 / Br) > ? (I2 / I)； ∴可以氧化溴离

子和碘离子。

② pH = 6 中性应该还原成MnO2，

???反应式为 MnO4(aq)?2H2O?3e?MnO2(s)?4HO(aq)

2???(MnO?) = 0.509 + 4/Mn? -

c(MnO?4)0.0591g4c(OH?) 3若设还原产物为Mn2+，可按①中的关系式算出?(MnO4 /

Mn2+) = 0.941

??(Br2 / Br- ) > 0.941 > ??(I2 / I - ) ∴可氧化碘离子，不能氧化溴离子。

---13．今有一种含有Cl、Br、I三种离子的混合溶液，欲使- -- I 氧化成I2，又不使Br、Cl离子氧化，在常用氧化剂Fe2(SO4)3和KMnO4中应选哪一种？

??--解：查表：?( Br2 / Br) =1.066V, ?( I2 / I)=0.535V,

??(C12 / C1–)=1.358V； ??(Fe3+ / Fe2+) = 0.77V,

??(MnO4– / Mn2+) = 1.507V； ∵??(MnO4 / Mn2+) > ??(C12

???-3+2+???/ C1) > (Br2 / Br ) > (Fe / Fe) > (I2 / I-), ∴标态下,

-

只能选用硫酸铁。

14．由标准钴电极和标准氯电极组成原电池，测得其电动势为1.63V，此时钴为负极，现知氯的标准电极电势为+1.36V，问： （1）此电池的反应方向？ （2）钴的电极电势为多少？

（3）当氯气的分压增大时，电池电动势将如何变化？

- （4）当c（Co2+）降到0.01mol·L1时，通过计算说明电动势又将如何变化？

解：（1）电池总反应：Co + C12 = Co2+ + 2C1-

∵E?=1.63V > 0 ∴正向进行。

??–

（2）E?= ?(C12 / C1) –?(Co2+ / Co)

? ?(Co2+ / Co) = 1.36 ― 1.63 = - 0.27 V

(3) ?(C12 / C1)=?(C12 / C1) +

?–

E =?(C12 / C1) ― ?(Co2+ / Co)

–

∴若氯气分压增大，则?(C12 / C1)增加, 电动势将增

大。

?（4）?(Co2+ / Co) = ?(Co2+ / Co) +

– ?–

?0.059pCl2/p1g2?2c(Cl)0.0591g[c(Co2?)]2

= - 0.27 +

?若c (Co2+)降低，则?(Co2+ / Co)降低, ∴ 电动势升高。

15．由两个氢半电池

ΘΘ-1-+ppPt，H2（）∣H（0.1mol·L）和Pt，H2（）∣H+（xmol·L1）

Θp组成一原电池，测得该原电池的电动势为0.016V，若Pt，H（）2

-∣H+（xmol·L1）作为该原电池的正极，问组成该半电池的溶液中H+浓度是多少？

解： E = ?（H+ / H2）正 - ?（H+ / H2）负

0.016=[

?0.0591g20.01 =–0.329 V,

??(H/H2)+

+

0.0591g2c2(H+)]

正

―

0.0591g2++?[(H/H2)+2c(H)]负

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