大学化学课后习题1,2,3答案

大学化学课后习题答案(吉林大学版)第1_2_3_章

第1章 化学反应基本规律

1.2 习题及详解

一．判断题

1. 状态函数都具有加和性。 （×） 2. 系统的状态发生改变时，至少有一个状态函数发生了改变 。 （√） 3. 由于CaCO3固体的分解反应是吸热的，故CaCO3的标准摩尔生成焓是负值 。 （×） 4. 利用盖斯定律计算反应热效应时,其热效应与过程无关,这表明任何情况下,化学反应的热效应只与反应的起,始状态有关,而与反应途径无关。 (×) 5. 因为物质的绝对熵随温度的升高而增大，故温度升高可使各种化学反应的ΔS大大增加 。

（×）

6. ΔH, ΔS受温度影响很小，所以ΔG受温度的影响不大 。 （×） 7. 凡ΔG大于零的过程都不能自发进行。 （×） 8. 273K，101.325KPa下，水凝结为冰，其过程的ΔS<0, ΔG=0 。 (√)

?KT??(pH2O/p?)4(pH2/p?)49.反应Fe3O4(s)+4H2(g) → 3Fe(s)+4 H2O(g)的平衡常数表达式为10．反应2NO+O2→2NO2的速率方程式是:

v?kc2(NO)?c(O2)。

（√）

，该反应一定是基元反应。

（×）

二．选择题

1. 某气体系统经途径1和2膨胀到相同的终态，两个变化过程所作的体积功相等且无非体积功，则两过程（ B ）

A. 因变化过程的温度未知，依吉布斯公式无法判断ΔG是否相等 B. ΔH相等

C. 系统与环境间的热交换不相等 D. 以上选项均正确 2. 已知

CuCl2(s)+Cu(s)→2CuCl(s) ΔrHmΘ(1) =170KJ?mol-1 Cu(s)+Cl2(g) → CuCl2(s) ΔrHmΘ(2) =-206KJ?mol-1 则ΔfHmΘ（CuCl,s）应为（ D ）KJ.mol-1

A.36 B. -36 C.18 D.-18

3. 下列方程式中,能正确表示AgBr(s)的ΔfHmΘ的是( B ) A. Ag(s)+1/2Br2(g)→ AgBr(s) B. Ag(s)+1/2Br2(l)→AgBr(s) C. 2Ag(s)+Br2(l)→ 2AgBr(s) D. Ag+(aq)+Br-(aq)→ AgBr(s)

4. 298K下，对参考态元素的下列叙述中，正确的是（ C ） A. ΔfHmΘ≠0，ΔfGmΘ＝0，SmΘ＝0 B. ΔfHmΘ≠0，ΔfGmΘ≠0，SmΘ≠0 C. ΔfHmΘ＝0，ΔfGmΘ＝0，SmΘ≠0 D. ΔfHmΘ＝0，ΔfGmΘ＝0，SmΘ＝0

5. 某反应在高温时能自发进行，低温时不能自发进行，则其（ B ）

A. ΔH>0, ΔS<0 ； B. ΔH>0, ΔS>0 C. ΔH<0, ΔS<0 ； D.ΔH<0, ΔS>0

6. 1mol气态化合物AB和1mol气态化合物CD按下式反应:AB(g)+CD(g)→AD(g)+BC(g),平衡时,每一种反应物AB 和CD都有3/4mol转化为AD和BC,但是体积没有变化,则反应平衡常数为( B )

A.16 B.9 C.1/9 D.16/9 7. 400℃时，反应3H2(g)＋N2(g)→2NH3(g)的K673Θ＝1.66×10-4。同温同压下，3/2H2(g)+1/2N2(g)→NH3(g)的ΔrGmΘ为（ D ）KJ.mol-1。 A．-10.57 B.10.57 C.-24.35 D.24.35 8. 已知下列反应的标准Gibbs函数和标准平衡常数: (1)C(s)+O2(g) → CO2(g) ΔG1Θ,K1Θ (2)CO2(g) → CO(g)+1/2O2(g) ΔG2Θ,K2Θ (3)C(s)+1/2O2(g) → CO(g) ΔG3Θ,K3Θ 则它的ΔGΘ,KΘ之间的关系分别是( A ) A. ΔG3Θ=ΔG1Θ+ΔG2Θ B. ΔG3Θ=ΔG1Θ×ΔG2Θ C. K3Θ= K1Θ- K2Θ D. K3Θ= K1Θ+ K2Θ

9. 若反应A+B → C对A,B来说都是一级反应,下列说法正确的是( C ) A. 该反应是一级反应

B. 该反应速率常数的单位可以用min-1

C. 两种反应物中,无论哪一种物质的浓度增加1倍,都将使反应速率增加一倍 D. 两反应物的浓度同时减半时,其反应速率也相应减半. 10. 对一个化学反应来说,下列叙述正确的是( C ) A. ΔGΘ越小,反应速率越快 B. ΔHΘ越小,反应速率越快 C. 活化能越小,反应速率越快 D. 活化能越大,反应速率越快

11. 化学反应中,加入催化剂的作用是( C ) A. 促使反应正向进行 B. 增加反应活化能 C. 改变反应途径 D. 增加反应平衡常数

12. 升高温度,反应速率常数增加的主要原因是( A ) A. 活化分子百分数增加 B. 活化熵增加 C. 活化能增加 D. 压力增加

13. 某反应298K时, ΔrGΘ=130KJ?mol-1, ΔrHΘ=150KJ?mol-1，下列说法错误的是( C ) A. 可以求得298K时反应的ΔrSΘ B. 可以求得298K时反应的平衡常数 C. 可以求得反应的活化能

D. 可以近似求得反应达平衡时的温度

14. 某基元反应2A(g)+B(g)→C(g),其速率常数为k.当2molA与1molB在1L容器中混合时,反应速率是( A )

A.4k B.2k C.1/4k D.1/2k

15. 某反应在370K时反应速率常数是300K时的4倍,则这个反应的活化能近似值是( A )KJ·mol-1

A.18.3 B.-9.3 C.9.3 D.数值不够,不能计算

三．填空题

1. 对于一封闭系统，定温定容且不做非体积功的条件下，系统热力学能的变化,数值上等于

恒容反应热 ; 定温定压且不做非体积功的条件下，系统的焓变,数值上等于 恒压反应热 。

2. 一种溶质从溶液中结晶析出,其熵值 减小 ,纯碳与氧气反应生成CO,其熵值 增加 。

3. 定温定压下, ΔG 可以作为过程自发性的判据。

4. 当ΔH<0,ΔS<0时,低温下反应可能是 自发进行 ，高温下反应可能是 非自发进行 。 5. U、S、H、G是 状态 函数,其改变量只取决于系统的 始态 和 终态 ,而与变化的 途径 无关，它们都是 容量 性质,其数值大小与参与变化的 物质的量 有关。

3

6. 在300K,101.3KPa条件下,100cm煤气中CO的体积百分数为60% ,此时CO的分压为 60.78 KPa,CO的物质的量是 2.437×10-3 mol。

7.在一固定体积的容器中放置一定量的NH4Cl,发生反应NH4Cl(s) → NH3(g)+HCl(g)，

ΔrHΘ=177KJ?mol-1,360℃达平衡时测得P(NH3)=1.50KPa.则该反应在360℃时的KΘ= 2.25×10-4 ,当温度不变时,加压使体积缩小到原来的1/2, KΘ值 不变 ,平衡向 左 移动；温度不变时,向容器内充入一定量的氮气, KΘ值 不变 ,平衡 不 移动；升高温度, KΘ

值 增大 ,平衡 向右 移动。

8. 反应A(g)+B(g)?AB(g),根据下列每一种情况的反应速率数据,写出反应速率方程式: (1)当A浓度为原来的2倍时,反应速率也为原来的2倍;B浓度为原来的2倍时,反应速率为原来的4倍.则V= kCACB2 。

(2)当A浓度为原来的2倍时,反应速率也为原来的2倍;B浓度为原来的2倍时,反应速率为原来的1/2倍.则V= kCACB-1 。

(3)反应速率与A的浓度成正比,而与B浓度无关.则V= kCA 。

9. 非基元反应是由若干 基元反应 组成的.质量作用定律不适合 非基元反应（复杂反应） 。

10.指出下列过程的ΔSΘ大于零还是小于零：（1）NH4NO3爆炸 ΔSΘ>0 ； （2）KNO3从溶液中结晶 ΔSΘ<0 ；（3）水煤气转化为CO2及H2 ΔSΘ>0 ； （4）臭氧的生成：3O3(g)?2O3(g) ΔSΘ<0 ；（5）向硝酸银溶液中滴加氯化钠溶液 ΔSΘ<0 ；（6）打开啤酒瓶盖的过程 ΔSΘ>0 。

四．计算题

1. 标准状态下,下列物质燃烧的热化学方程式如下

(1)2C2H2(g)+5O2(g) →4CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-2602 KJ (2)2C2H6(g)+7O2(g) →4CO2(g)+6H2O(l) ΔH2=-3123 KJ (3)H2(g)+1/2O2(g) →H2O(l) ΔH3=-286 KJ

根据以上反应焓变,计算乙炔(C2H2)氢化反应:C2H2(g)+2H2(g) →C2H6(g)的焓变。 (ΔH= -312 KJ)

2. 在100℃,101.3KPa时,2.00molH2(g)与1.00molO2(g)反应生成2.00molH2O(g)，反应中释放出484.5KJ热量。计算生成每mol H2O(g)时的焓变ΔH和热力学能的变化ΔU。 (ΔH=-242.3KJ·mol-1 ΔU=-240.7KJ·mol-1) 3. 已知下列物质的生成焓:

NH3(g) NO(g) H2O(g) ΔHf(KJ/mol) -46.11 90.25 -241.818

试计算在25℃标态时，5molNH3(g)氧化为NO(g)及H2O(g)的反应热效应。 (5molNH3(g)的热效应为: ΔH=（-226.376×5）KJ=-1131.85KJ) 4. 计算说明用以下反应合成乙醇的条件（标准状态下）： 4CO2(g)＋6H2O(l)?2C2H5OH(l)＋6O2(g) (如此高的温度，无实际意义。)

5由锡石（SnO2）冶炼制金属锡（Sn）有以下三种方法，请从热力学原理讨论应推荐哪一种方法。实际上应用什么方法更好？为什么？ (1) SnO2（s）?Sn(s)+O2(g)

(2) SnO2（s）+C(s) ?Sn(s)+CO2(g)

(3) SnO2（s）+2H2(g) ? Sn(s)+2H2O(g)

6. Ag2O遇热分解：2Ag2O(s)→4Ag(s)+O2(g), 已知在298K时，Ag2O的ΔfHΘ＝－31.1 KJ·mol-1，ΔfGmΘ＝－11.2 KJ·mol-1,试求在298K时P(O2)的压力是多少（Pa）？Ag2O的最低分解温度？

(p(O2)=11.9Pa T> 465.6 K)

7. 反应CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)在973K时Kθ＝2.92×10-2,900℃时Kθ＝1.04,试由此计算

?????G,?G?H，?Sr973r1173rmrm该反应的及。

??Hrm(＝169.5 KJ·mol-ΔrSmΘ=144.8 J·mol-1·K-1ΔrG973Θ=28.6 KJ·mol-1ΔrG1173Θ=-0.382

KJ·mol-1)

8. 金属钙极易与空气中的氧反应：

-1

Ca(s)+1/2O2(g)→CaO(s) ΔfGΘ=-604 KJ·mol欲使钙不被氧化，在298K空气中氧气的分压不能超过多少Pa？ ( p<1.2×10-207Pa)

9. 气体混合物中的氢气,可以让它在200℃下与氧化铜反应而较好的除去: CuO(s)+H2(g)→Cu(s)+H2O(g)

在298K时,查表计算反应的ΔGΘ, ΔHΘ, ΔSΘ,和KΘ。

?????G??G??T?-1Srm(=-98.87 KJ·mol-1KΘ=2.14×1017?rSm==48.7J·K-1·mol-1?rHm=-84.36KJ·mol)

10. 在300K时，反应2NOCl（g）→2NO+Cl2的NOCl浓度和反应速率的数据如下：

NOCl的起始浓度/mol·dm-3 起始速率/ mol·dm-3·s-1

0.30 3.60×10

-8

0.60 1.44×10

-8

0.90 3.24×10

(1)写出反应速率方程式. (2)求出反应速率常数.

-3-3

(3)如果NOCl的起始浓度从0.30 mol·dm增大到0.45 mol·dm,反应速率将增大多少倍?

2??kc(NOCl) [(1)该反应的速率方程式为:

-9

3.60?10?9?8?1?1k??4.0?10dm?mol?s2(0.30)(2)

(3) 速率增大2.25倍.]

11. 根据实验测定，在一定温度范围内，2NO+Cl2→2NOCl为基元反应。 （1）写出该反应的速率方程式。

（2）其它条件不变时，如果将反应容器的体积增大到原来的2倍，反应速率将如何变化？ （3）如果体积不变，将NO的浓度增大到原来的3倍，反应速率将如何变化？

[(1)基元反应速率方程式为：

2??kc(NO)?c(Cl2)

(2) 反应速率是原来的1/8倍。 (3) 反应速率是原来的9倍。]

12. 将0.1mol?L的Na3AsO3和0.1mol?LNa2SO3溶液与过量稀H2SO4混合均匀,反应: 2H3AsO3 + 9H2SO3 → As2O3(s) + 3SO2 + 9H2O + 3H2S4O6 (黄色)

实验测得在17℃时,从溶液混合开始至刚出现黄色沉淀As2O3所需时间为25分15秒.若将上述溶液升温至27℃,重复上述实验,测得所需时间为8分20秒.求该反应的活化能.

K?290K?lg1515s?80.2KJ?mol?1500s

第2章 溶液与离子平衡

一．是非题

1．高分子溶液与溶胶都是多相不稳定系统。 ( × ) 2．在一定温度下，液体蒸气产生的压力称为饱和蒸气压。 ( × )

3．溶质是强电解质或其浓度较大时，溶液的蒸气压下降不符合拉乌尔定律的定量关系。

( √ )

4．液体的凝固点就是液体蒸发和凝聚速率相等时的温度。 ( × )

5．质量相等的丁二胺（H2N(CH2)4NH2）和尿素（CO(NH2)2）分别溶于1000 g水中，所得 两溶液的凝固点相同。 ( × ) 6．常利用稀溶液的渗透压来测定溶质的相对分子质量。 ( √ ) 7． 在100g水中溶解5.2g某非电解质，该非电解质的摩尔质量为60，此溶液 在标准压力下的沸点为373.60K。 ( √ ) 8．弱酸或弱碱的浓度越小，其解离度也越小，酸性或碱性越弱。 ( × ) 9．在一定温度下，某两种酸的浓度相等，其水溶液的pH值也必然相等。( × )

10．当弱电解质解离达平衡时，离子浓度越小，解离常数越小，弱电解质的解离越弱。

( × )

11．在缓冲溶液中，只是每次加少量强酸或强碱，无论添加多少次，缓冲溶液始终具有缓冲 能力。 ( × )

12．已知Ksθ (Ag2CrO4) =1.11×10-12，Ksθ(AgCl)=1.76×10-10，在0.0100mol·kg-1K2CrO4和

-1

2?40.1000mol·kgKCl的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，则CrO先沉淀。

( × )

13. 用EDTA做重金属的解毒剂是因为其可以降低金属离子的浓度。 ( √ )

14．由于Ka(HAc)>Ka(HCN),故相同浓度的NaAc溶液的pH比NaCN溶液的pH大。( ×)

二．选择题

1．在质量摩尔浓度为1.00mol·kg-1的NaCl

水溶液中，溶质的摩尔分数

χB

和质量分数ωB

( C )

为

A． 1.00, 18.09% B．0.055, 17.0% C．0.0177, 5.53% D．0.180, 5.85%

2. 30%的盐酸溶液，密度为1.15g·cm-3，其物质的量浓度CB和质量摩尔浓度bB分别为

( A )

-3-1-3-1

A．9.452mol·dm, 11.74mol·kg B． 94.52mol·dm, 27.39mol·kg

C．31.51mol·dm-3, 1.74mol·kg-1 D． 0.945mol·dm-3, 2.739mol·kg-1

3.下面稀溶液的浓度相同，其蒸气压最高的是 ( C ) A．NaCl溶液 B．H3PO4溶液 C．C6H12O6溶液 D．NH3-H2O溶液 4.下列物质水溶液中，凝固点最低的是 ( C )

A． 0.2mol·kg-1 C12H22O11 B． 0.2mol·kg-1 HAc C． 0.2mol·kg-1 NaCl D． 0.1mol·kg-1 HAc

5.相同浓度的下列溶液中沸点最高的是 ( C )

A．葡萄糖 B．NaCl C．CaCl2 D．[Cu(NH3)4]SO4 6．0.1mol·kg-1 的下列溶液中pH最小的是 ( B ) A．HAc B．H2C2O4 C．NH4Ac D．H2S

7. 下列混合溶液，属于缓冲溶液的是 ( A )

A． 50g 0.2mol·kg-1 HAc与 50g 0.1mol·kg-1 NaOH B． 50g 0.1mol·kg-1 HAc与 50g 0.1mol·kg-1 NaOH C． 50g 0.1mol·kg-1 HAc与 50g 0.2mol·kg-1 NaOH D． 50g 0.2mol·kg-1 HCl与 50g 0.1mol·kg-1 NH3·H2O

8．若用HAc和NaAc溶液配制pH = 4.5的缓冲溶液，则二者浓度之比为 ( C )

13.21.88A． 1.8 B． 36 C．1 D．9

9. 配制pH ≈ 7的缓冲溶液,应选择 ( D ) A． Kθ(HAc)=1.8×10-5 B．Kθ(HCOOH)=1.77×10-4

C． Kθ(H2CO3)=4.3×10-7 D．Kθ(H2PO4-)=6.23×10-8

10. AgCl在下列物质中溶解度最大的是 ( B ) A． 纯水 B． 6mol·kg-1 NH3·H2O

-1-1

C． 0.1mol·kg NaCl D． 0.1mol·kg BaCl2

11.在PbI2沉淀中加入过量的KI溶液，使沉淀溶解的原因是 ( B ) A．同离子效应 B．生成配位化合物 C．氧化还原作用 D．溶液碱性增强

12．下列说法中正确的是 ( A ) A．在H2S的饱和溶液中加入Cu2+，溶液的pH值将变小。

B．分步沉淀的结果总能使两种溶度积不同的离子通过沉淀反应完全分离开。 C．所谓沉淀完全是指沉淀剂将溶液中某一离子除净了。

D．若某系统的溶液中离子积等于溶度积，则该系统必然存在固相。

13．下列配合物的中心离子的配位数都是6，相同浓度的水溶液导电能力最强的是(D) A． K2[MnF6] B． [Co(NH3)6]Cl3 C． [Cr(NH3)4]Cl3 D． K4[Fe(CN)6]

三．填空题

1．稀溶液的依数性是指溶液的_蒸气压下降_、___沸点升高_____、__凝固点下降___和_渗透压_。它们的数值只与溶质的__粒子数目（一定量溶剂中溶质的物质的量）_成正比。 2．下列水溶液，按凝固点由高到低的顺序排列(用字母表示) __ D > C > A > B 。 A.1mol·kg-1 KCl B.1mol·kg-1 Na2SO4

-1-1

C.1mol·kg蔗糖 D.0.1mol·kg蔗糖

3．HAc溶液中滴入2滴甲基橙指示剂，溶液显 _红__ 色，若再加入少量NaAc(s)，溶液由 _红__ 色变为 __黄__ 色，其原因是 ___同离子效应__。

???K?bAgbs4．Ag2CrO4的溶度积常数表达式为

3????22??bCrO4b?,其溶解度S与Ks的关

???S?系为：

5．填表： 化学式 ?Ks4。

名称 中心配位体 离子 Pt4+ 配位原子 配位数 配离子电荷 +2 [Pt(NH3)4(NO2)Cl]SO4 硫酸一氯?一硝基?四氨合铂(Ⅳ) 二氯化三乙二胺合镍(Ⅱ) 乙二胺四乙酸 NH3、N、O、6 Cl NO2-、Cl- [Ni(en)3]Cl2 [Fe(EDTA] 2-Ni2+ Fe2+ en EDTA4- N 6 +2 -2 N、O 6 根合铁(Ⅱ)配离子 NH4[Co(NCS)4(NH3)2] 四异硫氰根?二氨合钴(Ⅲ)酸铵 二氯化一亚硝酸根?三氨?二水合钴(Ⅲ) 三草酸根合钴(Ⅲ)配离子 Co3+ NCS-、NH3 Co3+ ONO-、NH3、H2O Co3+ C2O42- N、N 6 -1 [Co(ONO)(NH3)3(H2O)2]Cl2 O、N、6 O O 6 +2 [Co(C2O4)3]3- -3 6．试确定下列反应向 _右____ 方进行：

ZnCO3(s) + 4CN- [Zn(CN)4]2-+ CO32-

7．形成配位键时，中心原子必须具有 _空轨道_______，配位体必须具有 _孤对电子_。

??48．根据酸碱质子理论，H2PO；H2[PtCl6]；HSO4；[Fe(H2O)6]3+ 的共轭碱的 2?2?－-44化学式分别是, H[PtCl6] ， 和 [Fe(H2O)5OH]2+ 。

HPOSO9．已知NH3的

?Kb为1.76×10

-5

?，NH4离子的

?NH4?Ka值为 5.68×10 。

3? 是酸； PO4－

-10

10．根据酸碱质子理论，下列物质中

－

－

、H3PO4 、H2S ?2?3、CO、

－、

CN、OH、NO2 是碱； [Fe(H2O)5OH]2+ 、HSO3、HS、H2PO4、HPO4、H2O 是两性物质。

??2?四．问答题

1．溶液的沸点升高和凝固点降低与溶液的组成有何关系？ 2． 怎样衡量缓冲溶液缓冲能力的大小？ 3．试讨论怎样才能使难溶沉淀溶解。

4．试用平衡移动的观点说明下列事实将产生什么现象。

(1)向含有Ag2CO3沉淀的溶液中加入Na2CO3。 (2)向含有Ag2CO3沉淀的溶液中加入氯水。 (3)向含有Ag2CO3沉淀的溶液中加入HNO3 5．试说明什么叫螯合物。

6．酸碱质子理论与电离理论有哪些区别？

五．计算

1．在100cm3水(密度为1.0g·cm-3)中溶解17.1g蔗糖(C12H22O11)，溶液的密度为1.0638g·cm-3， 试计算：

(1) 溶液的质量分数;

(2) 溶液的物质的量浓度； (3) 溶液的质量摩尔浓度。 (4) 蔗糖和水的摩尔分数。

wB? 解：(1) 溶液的质量分数：

(2) 已知蔗糖摩尔质量为：342g·mol-1，则： 物质的量浓度： cB = 0.454mol·dm-3

17.1g?100%?14.67.1g

17.1g/342g?mol?1bB??1000g?0.5mol?kg?13?3100cm?1.0g?cm(3) 质量摩尔浓度：

100cm3?1.0g?cm?3n??5.56mol?118g?mol(4) 摩尔分数：H2O的物质的量

n?

蔗糖的物质的量

17.1g?0.05mol342g?mol?1

x糖?xH2O0.05mol?8.91?10?3(5.56?0.05)mol

5.56mol??0.991(5.56?0.05)mol

2．将0.450g某电解质溶于30.0g水中，使溶液凝固点降到－0.150℃。计算该非电解质的相

对分子质量。 M = 186g·mol-1

3．某浓度的蔗糖溶液在－0.250℃时结冰。此溶液在20℃时的蒸气压为多大？渗透压为多

大？

蔗糖的蒸气压为：P(蔗糖) = 2327.53Pa

∏(蔗糖)= 326.4kPa

4．计算下列溶液中的b(H+)、b(Ac-)和（1）、（2）的解离度α：

-1

（1）0.050mol·kg HAc溶液； （2）0.10mol·kg -1 HAc溶液中加入等质量的0.050 mol·kg-1 KAc溶液； （3）0.10 mol·kg-1 HAc溶液中加入等质量的0.05 mol·kg-1 HCl溶液； （4）0.10 mol·kg-1 HAc溶液中加入等质量的0.05 mol·kg-1 NaOH溶液。

（1）

9.4?10?4???100%?1.88%0.05

（2） α=0.07%

（3） b(Ac-)=3.52×10-5 mol·kg-1

+-5 -1-（4）b(H)＝1.76×10mol·kg b(Ac)=0.025mol·kg-1

5．0.010mol·kg-1 的某一弱酸溶液，在298K时，测定其pH值为5.0，

??KK?aa求：（1）该酸的和。（2）加入1倍水稀释后溶液的pH值、和?。

解：（1）

?Ka??10-5?20.010

?510???100%?0.10%0.01

（2）

?Ka??1.0?10?8?7.071?10??62?6

0.005?7.071?10

?67.071?10???100%?0.14%0.005 )

?1.0?10?86．计算20℃时，在0.10 mol·kg-1氢硫酸饱和溶液中： +2-（1）b(H)、b(S)和pH；

2-（2）如用HCl调节溶液的酸度为pH＝2.00时，溶液中的S浓度是多少？计算结果说明

什么问题？ 解：（1）b(H+) = b(HS-) = 9.5×10-5 mol·kg-1

b(S2-) ≈K2= 1.1×10-12 mol·kg-1 pH = -lg9.5×10-5 = 4.02

（2）b(S2-)= 1.0×10-16 mol·kg-1

7．在18℃时，PbSO4的溶度积为1.82×10-8，试求在这个温度PbSO4在0.1mol·kg-1 K2SO4溶

液中的溶解度。

b(Pb2+) = 1.82×10-7 mol·kg-1

8．在18℃时，AgBr的溶度积为5.35×10-13，在纯水中AgBr的溶解度是多少？在0.10mol·kg-1

的NaBr溶液中AgBr的溶解度是多少？ 解：（1）在纯水中AgBr的溶解度是 7.31×10-7 mol·kg-1。

（2）即在0.1mol·kg-1 的NaBr中，AgBr的溶解度为5.35×10-12 mol·kg-1

9．通过计算说明：

（1）在100g 0.15mol·kg-1 的K[Ag(CN)2]溶液中加入50g 0.10mol·kg-1 的KI 溶液，是否

有AgI 沉淀产生？

（2）在上述混合溶液中加入50g 0.20mol·kg-1 的KCN溶液，是否有AgI产生？

解：（1） 有AgI 沉淀析出。

（2）无AgI 沉淀析出。

10．某溶液中含有Pb2+ 和Ba2+，其质量摩尔浓度分别为0.01 mol·kg?1和0.10mol·kg?1。若向此溶液逐滴加入K2CrO4溶液，问哪种金属离子先沉淀?此两种离子有无分离的可能?

已知

?Ks?(PbCrO4)＝1.77×10

?14

，

?Ks(BaCrO4)＝1.2×10?10。

2+

2+

2?CrO4 解：从计算结果可知：沉淀Pb比沉淀Ba所需的少得多，所以，

将首先析出PbCrO4沉淀。

当BaCrO4开始沉淀时，Pb2+已沉淀完全了。此两种离子可以分离。

第3章 氧化还原反应 电化学

一．判断题

1. 在25℃及标准状态下测定氢的电极电势为零。 ( X ) 2. 已知某电池反应为

A?12?1B?A??B,2??22而当反应式改为2A?B?2A?B时,则此

反应的EΘ不变,而ΔrGmΘ改变。 ( √ ) 3. 在电池反应中,电动势越大的反应速率越快。 ( X ) 4. 在原电池中,增加氧化态物质的浓度,必使原电池的电动势增加。 ( X ) 5. 标准电极电势中E值较小的电对中的氧化态物质,都不可能氧化E值较大的电对中 的还原态物质。 ( X ) 6. 若将马口铁(镀锡)和白铁(镀锌)的断面放入稀盐酸中,则其发生电化学腐蚀的阳极反应

是相同的。 ( X ) 7. 电解反应一定是?rG?0,?rG?0的反应。 ( X ) 8. 超电势会导致析出电势高于平衡电势。 ( X )

???二．选择题

1. 下列关于氧化数的叙述正确的是( A )

A.氧化数是指某元素的一个原子的表观电荷数 B.氧化数在数值上与化合价相同 C.氧化数均为整数

D.氢在化合物中的氧化数皆为+1

2. 若已知下列电对电极电势的大小顺序EΘ(F2/F-) > EΘ(Fe3+/Fe2+) > EΘ(Mg2+/Mg) >

EΘ(Na+/Na),则下列离子中最强的还原剂是( B )

A.F- B.Fe2+ C.Na+ D.Mg2+

2??3. 已知电极反应Cu?2e?Cu的标准电极电势为0.342V,则电极反应

2Cu?4e??2Cu2?的标准电极电势应为( C )

A.0.684V B.-0.684V C.0.342V D.-0.342V 4. 已知EΘ(Ni2+/Ni)= -0.257V,测得镍电极的E(Ni2+/Ni)= -0.210V,说明在该系统中必有( A )

2??12??1m(Ni)?1mol?kgm(Ni)?1mol?kgA. B.

C. m(Ni2?)?1mol?kg?1 D. m(Ni2?)无法确定

5. 下列溶液中,不断增加H+的浓度,氧化能力不增强的是( D )

A.MnO4- B.NO3- C.H2O2 D.Cu2+ 6. 将下列反应中的有关离子浓度均增加一倍,使对应的E值减少的是( C )

A.Cu2??2e??Cu B. Zn?2e??Zn2?

??C. Cl2?2e?2Cl D. Sn4??2e??Sn2?

7. 某电池的电池符号为(-)Pt|A3+,A2+ || B4+,B3+|Pt(+),则此电池反应的产物应为( B )

A. A3+, B4+ B. A3+, B3+ C. A2+, B4+ D. A2+, B3+ 8. 在下列电对中,标准电极电势最大的是( D )

A.AgCl/Ag B.AgBr/Ag C.[Ag(NH3)2]+/Ag D.Ag+/Ag 9. A、B、C、D四种金属，将A、B用导线连接，浸在稀硫酸中，在A表面上有氢气放 出，B逐渐溶解；将含有A、C两种金属的阳离子溶液进行电解时，阴极上先析出C；把D 置于B的盐溶液中有B析出。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是（ C ）

A.A>B>C>D B.C>D>A>B C.D>B>A>C D.B>C>D>A

?10.1mol?kg10. 已知标准氯电极的电势为1.358V,当氯离子浓度减少到,氯气分压减少到

0.1?100kPa时,该电极的电极电势应为( C )

A.1.358V B.1.3284V C.1.3876V D.1.4172V 11. 电解NiSO4溶液,阳极用镍,阴极用铁,则阳极和阴极的产物分别是( A )

A.Ni2+,Ni B. Ni2+,H2 C.Fe2+, Ni D. Fe2+, H2 12. 在腐蚀电极中( C )

A.阴极必将发生析氢反应 B.阴极必将发生吸氧反应

C.阴极的实际析出电势必高于阳极的实际析出电势 D.极化作用使得腐蚀作用加快

三．填空题

1. 在一定条件下,以下反应均可向右进行, Cr2O72??6Fe2??14H??2Cr3??6Fe3??7H2O (1)

3? 2Fe?Sn2??2Fe2??Sn4? (2)

上述物质中最强的氧化剂应为Cr2O72-,最强的还原剂应为Sn2+ 。

2. 原电池是由 自发 的氧化-还原反应所组成的.在这种反应中,必伴随着 电子迁移

的过程。

3. 对于氧化-还原反应,若以电对的电极电势作为判断的依据时,其自发的条件必为

E+>E- 。

4. 某原电池的一个电极反应为2H2O?O2?4H??4e?,则这个反应一定发生在 负

极 。

??Cl?2e?2Cl25. 若某原电池的一个电极发生的反应是,而另一个电极发生的反应为

?3?2?Fe2??e??Fe3?,已测得E(Cl2/Cl)?E(Fe/Fe),则该原电池的电池符号应

为 (-)Pt|Fe3+,Fe2+ || Cl-|Cl2| Pt(+) 。

?2???E(Hg/Hg(l))= 0.797V 。 H(g)?Hg(aq)?2H(aq)?2Hg(l),E?0.797V226. 已知反应,则

2?2?E(Cu/Cu)?E(Zn/Zn),在Cu电极和Zn电极中分别注入7. 在Cu-Zn原电池中,若

2?氨水,则可能分别导致该原电池的电动势 先降低 和 后升高 。

??2D(aq)?2e?D2的标准电极电势为-0.0034V,则在相同温度8. 25℃时,若电极反应

??2H(aq)?D(g)?2D(aq)?H2(g)的E?= 0.0034V , 2及标准状态下反应

?rG?= -6.56×102J?mol-1 ,K?= 1.3 。

?2?9. 电解CuSO4溶液时,若两极都用铜,则阳极反应为Cu?2e?Cu,阴极反应为

Cu2??2e??Cu ；若阴极使用铜做电极而阳极使用铂做电极,则阳极反应为 ,阴

极反应为Cu2??2e??Cu；若阴极使用铂做电极而阳极使用铜做电极,则阳极反应

?2?2??为Cu?2e?Cu,阴极反应为Cu?2e?Cu。

（四）问答题

1. 试从电子运动方向，离子运动方向，电极反应，化学变化与电转换作用本质，反应自发

性五个方面列表比较原电池与电解池的异同。

2. 半电池(A)是由镍片浸在1.0mol?kg-1的Ni2+溶液中组成的，半电池(B)是由锌片浸在

1.0mol?kg-1的Zn2+溶液中组成的。当将半电池(A)和(B)分别与标准氢电极连接组成原电池,测得原电池的电动势分别为E(A?H2)?0.257V,E(B?H2)?0.762V.试回答下面问题:

(1)当半电池(A)和(B)分别与标准氢电极组成原电池时,发现金属电极溶解.试确定各半电池的电极电势符号是正还是负。

(2)Ni、Ni2、Zn、Zn2中，哪一种物质是最强的氧化剂？

＋

＋

(3)当将金属镍放入1.0mol?kg-1的Zn2+溶液中，能否发生反应？将金属锌浸入1.0mol?kg-1的Ni2+溶液中会发生什么反应？写出反应方程式。

(4)Zn2与OH-能反应生成Zn(OH)42-.如果在半电池（B）中加入NaOH，问其电极电势

＋

是变大变小还是不变？

(5)将半电池(A)和(B)组成原电池,何者为正极?电动势是多少? 3.根据下面的电池符号,写出相应的电极反应和电池总反应.

电池符号 (-)Zn|Zn2+||Fe2+|Fe(+) (-)Ni|Ni2+||Fe3+, Fe2+|Fe(+) (-)Pb|Pb2+||H+|H2|Pt(+) (-)Ag|AgCl|Cl-||I-|I2|Pt(+) 4.写出下列电解的两极产物.

电解液 CuSO4水溶液 MgCl2水溶液 KOH水溶液 五．计算题

1. 将Cu片插入盛有0.5mol?Kg-1的CuSO4溶液的烧杯中,Ag片插入盛有0.5mol?Kg-1的AgNO3溶液烧杯中:

(1)写出该原电池的电池符号；

(2)写出电极反应式和原电池的电池反应； (3)求该电池的电动势；

(4)若加入氨水于CuSO4溶液中,电池的电动势将如何变化?若加氨水于AgNO3溶液中,情况又如何?(定性回答) 解:(1)电池符号:

(-)Cu|Cu2+(0.5mol?Kg-1) || Ag+(0.5mol?Kg-1) |Ag(+)

?2? (2) Cu?2Ag?Cu?2Ag

电极反应 电池总反应. 阳极材料 Cu 石墨 Pt 阴极材料 Cu Fe Pt 阳极产物 阴极产物 (3) 0.449V (4)

2. 已知电极反应NO3-+3e+4H+?NO+2H2O的EΘ(NO3-/NO)=0.96V,求当

b(NO3-)=1.0mol?Kg-1时,PNO=100Kpa的中性溶液中的电极电势.并说明酸度对NO3-氧化性的影响。

解: NO3-氧化能力受酸度的影响.若酸度较大,其氧化能力增大,所以浓硝酸的氧

化能力强。

3． 对含有Ag+的溶液加入Cl-,使达平衡时Cl-的浓度为1.0mol?Kg-1。计算Ag+/ Ag电对的 电极电势.试回答计算结果说明了什么。

解:说明，氧化型离子生成沉淀时,会降低电对的电极电势。

2???2???ZnO?2HO?2e?Zn?4OHZn?2e?ZnE??0.76V224． 已知，；，

E???1.22V。试通过计算说明锌在标准状态下，既能从酸中，又能从碱中置换放出氢气。

5. 已知某原电池的正极是氢电极，p(H2)?100kPa,负极的电极电势是恒定的。当氢电 极中pH=4.008时,该电池的电动势是0.412V.如果氢电极中所用的溶液改为一未知b(H)的缓冲溶液,又重新测得原电池的电动势为0.427V.计算该缓冲溶液的b(H)和pH值.如果该缓

??1b(HA)?b(A)?1.0mol?kg冲溶液中,求该弱酸HA的解离常数。

+

+

1.8?10?4?1.0Ka(HA)??1.8?10?41.0解:

?6. 某原电池的一个半电池是由金属Co浸在1.0mol?Kg-1的Co2+溶液中组成;另一半电池则 由Pt片浸入1.0mol?Kg-1的Cl-溶液中并不断通入Cl2(p(Cl2)?100kPa)组成.实验测得电池的

??电动势为1.63V;钴电极为负极.已知E(Cl2/Cl)?1.36V.回答下面问题:

(1)写出电池反应方程式；

?2?(2)E(Co/Co)为多少?

(3)p(Cl2)增大时,电池电动势将如何变化?

(4)当Co2+浓度为0.010mol?Kg-1时,电池电动势是多少? ΔrGm为多少? 解:

2??(1) Co(s)?Cl2(g)?Co(aq)?2Cl(aq)

?2???(2) E(Co/Co)?E(Cl2/Cl)?E?1.36?1.63??0.27V

(3) P(Cl2)增大时,E(正)增大, 电池电动势E增大。 (4) ΔrGm =-326.1KJ?mol

7. 将氢电极和甘汞电极插入某HA-A的缓冲溶液中,饱和甘汞电极为正极.已知

--1

b(HA)?1.0mol?kg?1,b(A?)?0.10mol?kg?1,向此溶液中通入H2(100kPa),测得其电动势为

0.4780V。

(1)写出电池符号和反应方程式； (2)求弱酸HA的解离常数。 解:(1)电池符号为:

(-)Pt|H2(100kPa)|HA(1.0mol?kg-1),A-(0.10mol?kg-1) || KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg| Pt (+)

电池反应方程式为:

Hg2Cl2(s)?H2(g)?2A?(aq)?2Hg(l)?2HA(aq)?2Cl?(aq)

1.0?10?4?0.10Ka(HA)??1.0?10?51.0 (2)

???8. 试以中和反应H(aq)?OH(aq)?H2O(l)为电池反应,设计成一种原电池(用电池符

?K?号表示).分别写出电极半反应,并求算该电池在25℃时的标准电动势及。

解: E?E????E???0?0.8288?0.8288V

??14 K?1?10w

9. 根据下列反应及其热力学常数,计算银-氯化银电对的标准电极电势EΘ(AgCl/Ag)

H2+2AgCl=2H++2Cl-+2Ag。已知该反应在25℃时的ΔrHmΘ=-80.80KJ?mol-1, ΔrSmΘ=-127.20J?mol-1?K-1。 解: EΘ(AgCl/Ag)= 0.222V

10． 在0.10mol?Kg-1的CuSO4溶液中投入锌粒,求反应达平衡后溶液中Cu2+的浓度。

解：

b(Cu2+)=2.0×10-38

11. 选用Fe, Cu, Zn, Al片，碳棒，质量摩尔浓度均为1.0mol?Kg-1的FeCl3, CuSO4, ZnSO4, AgNO3溶液，及0.01mol?Kg-1的FeCl2溶液，设计一个电动势最大的原电池。假定此电池可 用来电解（忽略其它因素影响）CuSO4溶液（阳极用Cu，阴极用Fe），回答下列问题：： （1）写出原电池的两极反应及电池符号； （2）计算原电池的电动势及ΔrGm； (3) 写出电解池的两极反应。

解：（1）Zn|ZnSO4(1.0mol?Kg-1) || FeCl3(1.0mol?Kg-1),FeCl2(0.01mol?Kg-1)|C （2)

ΔrGm=-3.186×105J?mol-1

（3)两极反应：阳极：Cu-2e-=Cu2+

阴极：Cu2++2e-=Cu

电池反应方程式为:

Hg2Cl2(s)?H2(g)?2A?(aq)?2Hg(l)?2HA(aq)?2Cl?(aq)

1.0?10?4?0.10Ka(HA)??1.0?10?51.0 (2)

???8. 试以中和反应H(aq)?OH(aq)?H2O(l)为电池反应,设计成一种原电池(用电池符

?K?号表示).分别写出电极半反应,并求算该电池在25℃时的标准电动势及。

解: E?E????E???0?0.8288?0.8288V

??14 K?1?10w

9. 根据下列反应及其热力学常数,计算银-氯化银电对的标准电极电势EΘ(AgCl/Ag)

H2+2AgCl=2H++2Cl-+2Ag。已知该反应在25℃时的ΔrHmΘ=-80.80KJ?mol-1, ΔrSmΘ=-127.20J?mol-1?K-1。 解: EΘ(AgCl/Ag)= 0.222V

10． 在0.10mol?Kg-1的CuSO4溶液中投入锌粒,求反应达平衡后溶液中Cu2+的浓度。

解：

b(Cu2+)=2.0×10-38

11. 选用Fe, Cu, Zn, Al片，碳棒，质量摩尔浓度均为1.0mol?Kg-1的FeCl3, CuSO4, ZnSO4, AgNO3溶液，及0.01mol?Kg-1的FeCl2溶液，设计一个电动势最大的原电池。假定此电池可 用来电解（忽略其它因素影响）CuSO4溶液（阳极用Cu，阴极用Fe），回答下列问题：： （1）写出原电池的两极反应及电池符号； （2）计算原电池的电动势及ΔrGm； (3) 写出电解池的两极反应。

解：（1）Zn|ZnSO4(1.0mol?Kg-1) || FeCl3(1.0mol?Kg-1),FeCl2(0.01mol?Kg-1)|C （2)

ΔrGm=-3.186×105J?mol-1

（3)两极反应：阳极：Cu-2e-=Cu2+

阴极：Cu2++2e-=Cu

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