大学普通化学课后习题答案

教材课后习题详解

第一章 习题答案

1. 答案（1-）（2-）（3+）（4-）

2. 答案（1c）（2d）（3a）（4d）（5abd）（6ad）（7d）（8d）

3. 答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热计热容

4..答案：根据已知条件列式 3226 1000J mol

122g mol

1

1

0.5g [4.18J g

1

K

1

1209g Cb](298.59 296.35)K Cb=849J.mol

-1

3.8g

5.答案：获得的肌肉活动的能量=180g mol

1

2820kJ mol

1

30% 17.8kJ

6. 答案：设计一个循环 3× Fe2O3(s) 2Fe(s)×3

2Fe3O4(s) 3FeO(s)×2

（-58.6）+2(38.1)+6qp=3(-27.6) qp

3( 27.6) ( 58.6) 2(38.1)

6

16.7kJ mol

1

7.答案：由已知可知 ΔH=39.2 kJ.mol-1 ΔH=ΔU+Δ（PV）=ΔU+PΔV

w=-PΔV= -1×R×T = -8.314×351J = -2.9kJ ΔU=ΔH-PΔV=39.2-2.9=36.3kJ

8.下列以应（或过程）的qp与qv有区别吗？ 简单说明。 （1）2.00mol NH4HS的分解

25℃

NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)

‘

（2）生成1.00mol的HCl

H2(g)＋Cl2(g) 25 ℃ 2HCl(g)

（3）5.00 mol CO2(s)（干冰）的升华

－78℃

CO2(s) CO2(g) （4）沉淀出2.00mol AgCl(s)

25℃

AgNO3(aq)＋NaCl(aq) AgCl(s)＋NaNO3(aq)

9.答案：ΔU-ΔH= -Δ（PV）=-ΔngRT (Δng为反应发生变化时气体物质的量的变化) (1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000= - 9.9kJ

(2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R×T= 0

(3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000= -8.11kJ (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R×T= 0

10.（1）4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol-1

（2）C2H2(g) + H2(g) = C2H4(g) 答案 -174.47kJ.mol-1

（3）NH3(g) +稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol 写出离子反应式。产物是NH4(aq) （4）Fe(s) + CuSO4(aq) 答案 -153.87kJ.mol-1

11.答案 查表 fHm(298.15K)/kJ.mol-1 -74.81 0 -135.44 -92.31

-1+

教材课后习题详解

rHm(298.15K) = (-135.44)+4×(-92.31)-( -74.81)= -429.86kJ.mol

-1

rUm(298.15K)= rHm(298.15K)-(4-5)RT

=(-429.86+8.314×298.15/1000 )kJ.mol= (-429.86+2.48 )kJ.mol

=-427.38kJ.mol-1 体积功w= -PΔV= -(4-5)RT = 2.48 kJ.mol

12.答案 正辛烷的M=114.224g.mol-1

q=-47.79kJ.g-1× 114.224g.mol-1=-5459kJ.mol-1. v.m 正辛烷完全燃烧的反应式

C8H18(l) + 12.5O2(g) = 8CO2(g) +9H2O(l) (注意燃烧反应方程式的计量系数,要求C8H18前是1,这样△rHθm与qv.m才能对应起来)

△rHθm(298.15K) ≈ qp.m= qv.m + (8-12.5)RT

-1

-1-1

= -5459+ (8-12.5)×8.314 ×10-3 ×298.15

=-5470kJ .mol-1

13.答案 CaCO3的煅烧反应为 CaCO3 (s) = CaO(s) + CO2(g) △fHθm(298.15K)/kJ.mol-1 -1206.92 -635.09 -393.51

估算1mol反应的△H = -(-1206.92)+( -635.09)+( -393.51)=178.32 kJ.mol 煅烧1000kg石灰石△H=[178.32 kJ.mol/100g.mol ]×1000×10g =178.32×10 kJ 标准煤的热值为29.3MJ.kg 消耗标准煤 178.32×10 kJ/[29.3×10kJ.kg]=60.8kg 14.答案 燃烧反应 C2H2 + 5/2O2 = 2CO2 + H2O（l）

△fHθm(298.15K)/kJ.mol 226.73 -393.51 -285.83

-1

-1

4

3

-1

-1

-1

3

4-1

(1)kJ.mol

-1

反应热Q= -1229.58 kJ.mol

-1

-1

(2) kJ.g反应热Q= -1229.58/26 kJ.g

-1-1

C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O（l）

△fHθm(298.15K)/kJ.mol 52.26 -393.51 -285.83 1410.94/28

(1)kJ.mol-1 反应热Q= -1410.94 kJ.mol-1 (2) kJ.g-1反应热Q= -1410.94/28 kJ.g-1 根据计算结果乙烯(C2H4)完全燃烧会放出热量更多

15. 答 rHm(298.15K)

= -2×（-1490.3）-16×0 -3×（-277.69）+4×(-1999.1)+11×(-285.83)+3×(-484.5) =-8780.4 kJ.mol-1

(注意数据抄写要正确,符号不要丢)

16.答：1mol反应进度qp与qV之差别qp-qV= B(g)RT=（1-3）×8.314×298.15/1000 = -4.957 kJ.mol

qp= qV-4.957 kJ.mol-1 定压条件下放热更多些.原因是该反应是气体分子数减小的反应,在温度一定时,定压条件下环境对反应系统做功,这部分能量转化成反应系统的燃烧热.

17.答：(要明确已知燃烧热数据和要求的值各对应的是哪个反应的焓变,再根据盖斯定律运算求解) C+O2=CO2 ΔCH= -393.5 H2+1/2O2=H2 O ΔCH= -285.8

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H20 ΔCH= -890.4

根据反应焓变和标准生成焓的关系(或根据已知条件设计一个循环)存在以下关系

(-890.4)=(-393.5)+2(-285.8)-ΔfHm0(CH4) ΔfHm0(CH4)=-74.7 kJ.mol-1

18.答：(有机化学中 一个定域C=C上的加氢反应焓变即氢化焓,离域焓是指当分子中存在多个C=C其氢化焓的

-1

教材课后习题详解

观测值与一个定域C=C氢化焓乘以双键个数的差值. 共轭双键的离域作用是分子变的稳定) 苯的离域焓=(-120) ×3 -(-208)=-152 kJ.mol-1

(苯中共轭作用使其能量比三个定域C=C降低了152 kJ.mol-1

)

第2章 化学反应的基本原理与大气污染

1. 答案 （1-）（2-）（3-）（4-）（5-）（6+）（7+）（8+） 2. 答案1b 2b 3b 4c 5bcd 6a 3. （1）答案：基本不变，基本不变，增大

减小， 增大 增大

（3）答案：氟里昂，NOX、HCl；CO2；NOX和SO2

4. 答案：（d）>（c）>（e）>（a）>（b）原因是气体熵>液体>固体 分子量大的熵大

5. （1）溶解少量食盐于水中。 答案：正 （2）活性炭表面吸附氧气。 答案：负 （1） 碳与氧气反应生成一氧化碳。 答案：正 6. 答案：由定义可知Fe 1

2O3的 fGm(298.15K) 742.2kJ.mol

rGm(298.15K) 77.7kJ.mol

1

=3

fGm(298.15K,Fe3O4)-4 fGm(298.15K,Fe2O3)

fGm(298.15K,Fe3O4)=

13

[(-77.7)+4(-742.2)]=-1015.5kJ.mol-1

7.答案：查表 水的

.15K) 237..mol

1

fGm(298

过程的

.15K) ( 236.7) ( 237.129) 0.429kJ.mol

1

rGm(298>0

所以在298.15K的标准态时不能自发进行.

8. (查表时注意状态,计算时注意乘系数)

rSm(298.15K)rGm(298.15K)

J.mol

1

.K

1

kJ.mol

1

（1）3Fe(s) 4H2O(l) Fe3O4(s) 4H2(g) 307.7 -66.9 （2）Zn(s) 2H

(aq) Zn2

(aq) H2(g) -23.0 -147.06 （3）CaO(s) H2

2O(l) Ca(aq) 2OH

(aq) -184.3 -26.9

（4）AgBr(s) Ag(s)

12

Br2(l) -51.4 96.9

9.答案： (1) SnO2 =Sn +O2 (2) SnO2 +C =Sn + CO2 (3) SnO2 +2H2 =Sn +2H2O（ g）

教材课后习题详解

Sm(298.15K) J.mol.K

1

1

52.3 51.55 205.138 52.3 5.74 51.55 213.74 52.3 2×130.684 51.55 2×188.825

0 0 -580.7 0 0 -393.509 -580.7 0 0 2×(-241.818)

fHm(298.15K)-580.7 kJ.mol

1

rSm(298.15K)J.mol

1

.K

1

(1)204.388 (2)207.25 (3)115.532

rHm(298.15K)

kJ.mol

1

(1) 580.7 (2)187.191 (3)97.064

Tc>

rHm(298.15K) rSm(298.15K)

(1)2841K 903K (3)840K(温度最低,合适)

10．答案： C12H22O11(s)+12O2(g)=12CO2(g) +11H2O(l) rS m(298.15K)

Sm(298.15K) J.mol.K

1

1

360.2 205.138 213.74 69.91 =11×69.91+12(213.74-205.138)-360.2=512.034

(298.15K) -5640.738 -2225.5 0 -393.509 -285.83 rHm

fHm(298.15K)

kJ.mol

1

rGm(273.15 37K) -5640.738-310.15×(512.034÷1000)=-5799.54kJ.mol-1

( rGm(298.15K)=-5796.127 kJ.mol-1 温度对反应的标准吉布斯函数变有影响,但由于该反应的熵变相对于焓变小(绝对值),故变化不大)

做的非体积功= 5799.54kJ.mol-1×30%×3.8/342=19.33 kJ 11.答案： 查表

Sm(298.15K) J.mol.K

1

1

197.674 130.684 186.264 188.825 rS m(298.15K)=-214.637

-110.525 0 -74.81 -241.818 rHm(298.15K) -206.103

fHm(298.15K)

kJ.mol

1

rGm(523K) rHm(298.15K)-523K× rS

m(298.15K)

=（-206.103）-523K×（-206.103÷1000）= -93.85 kJ.mol

-1

lnK(523K)

rGm(523K)R 523K

21.58/2.303

( 93.85) 10008.314 523

9

21.58

K

e

21,58

10 10

9.37

2.35 10

12. 答案：设平衡时有2Xmol的SO2转化 2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）

起始 n/mol 8 4 0 n（始）=12mol 平衡时n/mol 8-2x 4-x 2x n（平衡）=（12-x）mol 根据PV=nRT T V一定时

n(始）n（平衡）

P（始）P（平衡）

1212 x

300220

2x=6.4mol

教材课后习题详解

(

p

eq

(SO3)p

)

2

SO2的转化率=6.4/8=80% K

(

p

eq

(SO2)p

) (

2

p

eq

(O2)

)

p

8.8100

1.622020.8220( ) ( )8.81008.8100

(

6.4

220

)

2

(注意在计算时可不用先计算分压,列综合算式更方便计算)

13.答案：该反应是可逆反应，需要H2的量包括反应需要的量1mol和为维持平衡需要xmol（最少量）

(K

p

eq

(H2S)p

)

(

p

eq

(H2S)(H2)

p

eq

(H2)p

)

p

eq

n

eq

(H2S)(H2)

n

eq

=

1.0x

=0.36 x=2.78mol

需要H2的量=1+2.78=3.78mol(注:该反应是反应前后气体分子数不变的,在标准平衡常数表达式中系统的总压和标准压力在计算时可以在分式中消去,否则在计算时必须知道平衡时总压才能根据平衡常数计算.) 14．在不同温度时反应的标准平衡常数值如下：

T/K 973 1073 1273

K1

K2

1.47 1.81 2.48

2.38 0.618 2.00 0.905 1.67 1.287 1.49 1.664

1173 2.15

答：反应3的标准平衡常数 K3

K1

K2

（如上）

(因为随温度的升高平衡常数增大,故是吸热反应) 15．答案：利用公式ln

K2K1

rHm(298,15K)(T2 T1)

RT1 T2

求K2

代入数据ln

K2

16

4.9 10

92.31 1000(500 298.15)

8.314 298.15 500

=-15.03 K2=e

15.03

4.9 10

16

=1.4×1010

16.答案：查数据计算 CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g)

Sm(298.15K)J.mol.K

1

1

213.74 130.684 197.674 188.825 -393.509 0 -110.525 -241.818

rSm(298.15K)

=42.075J.mol-1.K-1

41.166kJ.mol-1

fHm(298.15K)

kJ.mol

1

rHm(298.15K)

rGm(873K) rHm(298.15K)

-873

rSm(298.15K)

=41.166kJ.mol-1-873K×0.042075kJ.mol-1.K-1

-1

=4.434 kJ.mol

教材课后习题详解

lnK(873K)

rGm(873K)

RT

4.434 10008.314 87376 76

=-0.61 K

e

0.61

0.54

(p(CO)/p)(p(H2O)/p)

Q (p(CO2)/p)(p(H2)/p)=127 127=0.358 (Q<K0 所以反应正向进行)

RTln

QK

rGm rGm(873K) RTlnQ

rGm

=8.314×873ln(0.358/0.54)=-2982.9J.mol=-2.98 kJ.mol

-1-1

因为<0 所以此条件下反应正向进行

rGm(TK)

17.答案：吕〃查德里原理判断是正确的。判断反应的方向或平衡移动的方向的依据是温度对平衡常数的影响有两个公式: lnK

<0

Hm1R

T

rSm

R

(1)适用于某一给定反应温度对K0的影响。

lnK(TK)

rGm(TK)

RT

(2)适用于温度一定的前提下不同反应比较，

rGm(TK)

越正K0越小。

18．研究指出下列反应在一定温度范围内为元反应：2NO（g）+Cl2（g2NOCl（g） （1）写出该反应的速率方程。 （因为是元反应，可根据反应式直接写出） kc(NO)c(Cl2) （2）该反应的总级数是多少？ （ n=2+1=3级）

（3）其他条件不变，如果将容器的体积增大到原来的2倍，反应速率如何变化？

k(c(NO))(c(Cl))

2

2

2

2

'

1

2

118

（体积增大后浓度各变为原来的1/2 速率变为原来的1/8

（4）如果容器体积不变而将NO的浓度增大到原来的3倍，反应速率又将怎样变化？（

k(3c(NO))(c(Cl)) 9

2

'2

速率变为原来的9倍）

lnc0c kt

ln9445

2.09 10t

5

19．答案：根据一级反应的特征 20．答案：根据阿仑尼乌斯公式 lnk(1000

t=35254h=1468天=4年

代入相应数据得k(1000

k(T2)k(T1)

Ea(T2 T1)RT1T2V(1000

K)

ln

K)

k(900K)

167.4 1000(1000 900)

8.314 900 1000

=2.237

V(900K)

K)

k(900K)

e

2.237

9.36

21.答案：相同用量的溶液反应，观察到出现沉淀可以认为生成沉淀量相等，所以速率的比与所需时间成反比。根据阿仑尼乌斯公式 ln

1515500

k(T2)k(T1)

Ea(T2 T1)RT1T2

代入相应数据得 ln

k(300K)k(290K)

Ea(300 290)8.314 290 300

1

ln

Ea(300 290)8.314 290 300

Ea=ln3.03

8.314 290 300

10

J.mol

=80184J.mol-1=80.2kJ.mol-1

教材课后习题详解

22.答案：根据阿仑尼乌斯公式 lnk

EaR

(

1T

) lnA 假定催化剂对A（指前因子）无影响时，在一定温

(75 54) 10008.314 298

度下，有无催化剂对速率常数的影响：ln

k(2)k(1)

(Ea1 Ea2)

RT

==8.476

v2v1

k(2)k(1)

e

8.476

=4798≈4.8×10

3

23.答：(1)升高温度；减小总压或增大体积；增p(H2O)或减小p(CO) 或减小p(H2) (2) 升高温度；增p(H2O)

其中升高温度使K 及k(正)、k(逆)都增大；总压力或分压的改变对K 及k(正)、k(逆)都无影响。

（依据是： lnK

Hm1R

T12

rSm

R

lnk

EaR

(

1T

) lnA ）

24.答：查标准热力学数据

N2(g)

12

O2(g) NO(g)

-1-1

Sm(298.15K) 191.50 205.138 210.761 rS =12.442J.mol.Km(298.15K)

J.mol.K

1 1

fHm(298.15K) 0 0 90.25 rHm(298.15K)=90.25kJ.mol-1

kJ.mol

1

rGm(1573K) rHm(298.15K)-1573K rSm(298.15K)=90.25-1573×0.01244=70.68 kJ.mol-1

lnK(1573K)

rGm(1573K)

R 1573

=

706808.314 1573

= -5.4 K e 5.4 4.5 10 3

12

12

N2(g) O2(g) NO(g)

1mol空气反应达到平衡时物质的量分数 0.78-x 0.21-x 2x p(总)=p0 K

2x(P总/P）

1

2x

1

2x=0.00182mol

[(0.78 x)P总/P (0.21 x)P总/P]2

[(0.78 x)(0.21 x)]2

如果该反应的速率不是很慢的话,由计算可知,反应达到平衡时,空气中NO的物质的量分数达到0.00182，对环境造成的污染是不可忽视的。

第三章 水化学与水污染

eq eq+

1. 答案：（1-）同样pH，表示c(H)相等,而c(H)

KaC

eq

（2+）pH大表示ceq(OH-)大，而c(OH

) KbC

（3-）酸浓度大对碱的缓冲能力强。即加同量的碱pH增大的值小于加同量的酸pH减小的值 （4-）不是同类型的难溶电解质不能直接比较，要通过计算具体分析。

教材课后习题详解

（5-）c(Mg

2

c(CO

2 3

)不正确的。原因是：CO3水解使Mg与CO3不相等，另外含有MgCO3溶液中

2

2-2+2

也可以有MgCl2或Na2CO3等。c(Mg溶液。

2. （1）答案：b c g （2）答案： c

（3）答案： c （Π=cRT）

) c(CO

2 3

) 6.82 10

6

mol

2

dm

6

成立的条件必须是MgCO3的饱和

（4）答案： b （同离子效应使s减小，同离子浓度越大，s减小的越多） （5）答案： c (Ks最大的)

3.（1）10.0cm30.10mol·dm-3HCl溶液pH值答案： 基本不变，原溶液是强酸，NH4+的解离忽略不计。 （2）10.0cm0.10mol·dmNH3水溶液（氨在水溶液中的解离度） 。答案：减小 （3）10.0cm3纯水（pH值） 。答案：减小，NH4+是弱酸

（4）10.0cm3带有PbCl2沉淀的饱和溶液（PbCl2的溶解度） 。答案：减小，同离子效应。

4．答案：溶液中微粒浓度大的凝固点降低的多 凝固点降低的顺序是6 4 5 7 2 1 3 考虑到难电离、弱电解质和不同类型的强电解质的区别。

5.答案：极稀溶液来说完全电离。凝固点下降与离子浓度有关，而电导率与单位体积溶液中离子所带电荷有关。同浓度MgSO4与NaCl离子浓度相等而电荷不等。

6．答案：查数据 水的kbp=0.515K.kg.mol-1 kfp=1.853 K.kg.mol-1

NaCl是强电解质 微粒浓度是2×0.6 mol.kg 沸点上升ΔTbp=kbpm=0.515×2×0.6 =0.618K 凝固点下降ΔTfp=kfpm=1.853×2×0.6=2.22K

渗透压Π=cRT=2×0.6 mol.dm×10dm.m×8.314Pa.m.mol.K×298.15K

=2.974×106Pa=2.974MPa反渗透法提取纯水所需的最低压力是2.974MPa

7.答案：据理想气体状态方程 PV=nRT

（1）m=18×n=18×（3.2×103×3.0×104/1000）÷(8.314×298.15)=697.1g （2）P= nRT/V=（800÷18）×8.314×298.15÷30=3672Pa>3.2kPa(饱和蒸气压) 所以室内最终的水蒸气压力是饱和蒸气压3.2kPa

（3）P= nRT/V=（400÷18）×8.314×298.15÷30=1836Pa=1.8kPa 8.（1）答案：HCO3- H2S H3O+ H2PO4- NH4+ HS-

（2）答案：H2PO4- Ac- S2- NO2- ClO- HCO3- 9.答案： HCN（aq） = H+ + CN- 平衡浓度 0.1-0.1×0.01% 0.1×0.01% 0.1×0.01% Ka=(0.1×0.01%)2/(0.1-0.1×0.01%)=1.0×10-9

(该题可直接利用公式Ka=cα2计算,但要理解公式的使用条件) 10. HClO（aq） = H+ + ClO-

平衡浓度 0.050-x x x 解离度=x/0.050 查数据Ka=2.95×10=x/(0.050-x)≈x/0.050 当Ka很小 (c-x≈c) c(H)≈

+

-8

2

2

-3

3

3

-3

3

-1

-1

-1

3

－3

Ka C(Ka很小 c/Ka>500时 酸的解离可忽略不计,可以直接利用公式)

8

+

c(H)≈2.95 10 0.05=3.85×10-5 mol.dm-3

解离度=3.85×10-5/0.050=0.077%

教材课后习题详解

11.答案： NH3·H2O = NH4(aq) + OH(aq) 已知 Kb=1.77×10 (1)平衡浓度 0.20-x x x (x<<0.2)

c(OH-)=.77 10 5 0.20=1.88×10-3 mol.dm-3 pH=14-pOH=14+lg1.88×10-3=11.3 氨的解离度=1.88×10/0.2=0.94%

NH3·H2O = NH4+(aq) + OH-(aq) 已知 Kb=1.77×10-5 (2)平衡浓度 0.20-y 0.20+y y (y<<0.2) c(OH)=y=1.77×10

-

+

-

-5

-3

-5

pH=14-pOH=14+lg1.77×10=9.25

-5

氨的解离度=1.77×10-5/0.2=0.009%

(3)比较(1) (2)计算结果可知,由于同离子效应使平衡左移,解离度大大降低.

12.答案：磷酸Ka1、Ka2和Ka3分别为7.52×10-3(250C) 6.25×10-8(250C) 2..2×10-13(180C) 由于Ka1>>Ka2>>Ka3 所以溶液中的H主要来自第一步解离.

设磷酸三步解离出的H浓度分别是x y z 则x>>y>>z 平衡时溶液中各离子浓度 H3PO4= H+ + H2PO4- 其中x+y+z≈x 0.10-x x+y+z x-y

x-y≈x H2PO4-= H+ + HPO42- y-z≈y x-y x+y+z y-z

HPO4 = H + PO4y-z x+y+z z

Ka1=x/(0.10-x) Ka2=xy/x=y Ka3=xz/y 代入相应数据解得 c(H)=x=2.7×10 mol.dm

3-+

+

-2

-3

2

2-+

3-

+

+

pH=1.6

-19

-3

c(HPO42-)=y=Ka2=6.25×10-8 mol.dm-3

c(PO4)=z=Ka3Ka2/ c(H)=5.1×10 mol.dm

13.答案：pH由小到大的顺序为 （3） （1） （5） （6） （2） （4） 原因是 强酸 弱酸 弱酸 弱酸+弱减 弱减 弱碱 Ka(1)>Ka(5) Kb(2)<Kb(4) c(H)= 2c

+

14

KaC

10

KbC

14.答案：某一元弱酸HA与KOH发生反应 HA+KOH=KA+H2O

稀释后所得溶液是弱酸HA(c=0.1×(50-20)/100=0.03 mol.dm-3)与其共轭碱A-(c=0.1×20/100=0.03 mol.dm-3)所组成的缓冲溶液,直接利用缓冲溶液pH计算公式pH pKa lg pka=5.25+lg(0.03/0.02)=5.42 Ka=10

-5.42

c(酸)c(碱)

=3.80×10

-6

15. 答案：(1)加入10.00 cm3HCl后 所得溶液为浓度相等的NH4+—NH3

pH=pKa=14-pKb=9.25

3+-3

(2)当加入20.00 cmHCl后，所得溶液为c（NH4）=0.0500mol.dm的弱酸溶液

C(H)

KaC

10

14

.77 10

5

] 0.05 5.3 10

6

pH=-lg(5.3×10)= 5.27

-6

（3）当加入30.00 cm3HCl后 过量HCl的浓度为c=O.I×1/5=0.02 弱酸解离出的H+忽略

pH=-lg(0.02)= 1.7

教材课后习题详解

16.答案：利用缓冲溶液pH计算公式pH pKa lg

cc

eqeq

(酸)(碱)

pKa lg

c(酸)c(碱)

（1）pH 3.45 lg

0.100.30

3.93 （2）pH 3.45 lg

(0.10 0.4/40) 1(0.30 0.4/40) 1

0.3

4.0

（3）lg

cc

eqeq

(酸)(碱)

pKa pH 3.45 3.15 0.3

cc

eqeq

(HF)(F)

10 2.0

17.答案：设需加入Vcm36.0 mol·dm-3HAc 利用缓冲溶液pH计算公式 pH pKa lg V=10

-0。25

c(酸)c(碱)

5.0 4.75 lg

6.0 V/2501.0 125/250

×125/6=11.7cm

3

18. 答案：（1）逆向 因为Kf[Cu(NH3)4]2+> Kf[Zn(NH3)4]2+

配离子的转化反应的平衡常数(1)K= Kf[Zn(NH3)4]2+/ Kf[Cu(NH3)4]2+<1 K <Q(=1)所以反应逆向进行

（2）正向 因为Ks(PbS)>Ks(PbCO3)

沉淀的转化反应的的平衡常数(2)K= Ks(PbCO3)/ Ks(PbS)>1 K>Q(=1) 所以反应正向进行 19.答案：(1)设PbI2在水中的溶解度为s mol·dm 平衡时（饱和溶液中）c(Pb)=s c(I)=2s Ks= c(Pb)·[c(I)]=4s

eq

2+

eq

-2

3

-3

eq

2+

eq

-

s=Ks4

=8.49 10

4

9

=1.285×10-3 mol·dm-3

(2) ceq（Pb2+）=s=1.285×10-3 mol·dm-3 ceq(I-)=2s=2.57×10-3 mol·dm-3

(3) 设PbI2在0.010 mol·dmKI 中溶解达到饱和时c(Pb)=s3 mol·dm 则c(I)=2s3+0.010 Ks= ceq(Pb2+)·[ceq(I-)]2=s3[2s3+0.010]2≈s3×0.0102 ceq(Pb2+)=s3=8.49×10-5 mol·dm-3 (4)设PbI2在0.010 mol·dm-3Pb(NO3)2溶液中的溶解度为s4 平衡时（饱和溶液中）ceq(Pb2+)=s4+0.010 ceq(I-)=2s4

Ks= ceq(Pb2+)·[ceq(I-)]2=( s4+0.010)×(2s4)2≈0.010×(2s4)2 s4=4.6×10-4 mol·dm-3

由计算结果可以发现,由于同离子效应使难溶电解质的溶解度减小.AB2类型的电解质,B离子影响更大. 20.答案：AgCl的溶解平衡 AgCl（s）=Ag+（aq）+Cl-（aq） ΔfGm0（298.15K）/kJ.mol-1 -109.789 77.107 -131.26 ΔrGm0（298.15K）=77.107+(-131.26)-( -109.789)=55.636 kJ.mol-1 lnK0=-ΔrGm0/RT=-55.636×1000/(8.314×298.15)= -22.44 K=Ks=e

-22.44

--3

eq

2+

-3

eq

-

=10

-22,44/2.303

=10

-9.74

=1.82×10

-10

21.答案：(1) Q=c(Pb2+).[c (Cl-)]2=0.2×(5.4×10-4)2 < Ks(PbCl2=1.17×10-5)

根据溶度积规则 Q<Ks 无沉淀生成

(2)开始生成沉淀Q> Ks .[c (Cl-)]2> Ks(PbCl2)/0.2 c (Cl-)>7.64×10-3 mol·dm-3

(3)ceq (Pb2+)= Ks(PbCl2)/ .[ceq (Cl-)]2=1.17×10-5÷(6.0×10-2)2=0.00325 mol·dm-3=3.25×10-3 mol·dm-3 22.答案：c(F)=[1.0×10÷19]mol÷0.1dm=5.26×10

Q= c(Ca2+).[c (F-)]2=[2.0×10-4].[ 5.26×10-5]2=5.6×10-13<Ks(1.6×10-10) 所以无CaF2沉淀生成

23.答案：（Fe(OH)3分子聚集形成）胶核选择吸附（FeO+离子后又吸引（少）Cl-离子）而使胶体带电。 Fe(OH)3溶胶带正电

带电荷多的聚沉能力强 Na3PO4.> Na2SO4> NaCl 24.答案：略

--4

3

-5

教材课后习题详解

25.答案：c(Cd2+)=0.0001/112=8.9×10-7mol.dm-3 欲使ceq(Cd2+)≤8.9×10-7mol.dm-3 而c(Cd)[c(OH)]=5.27×10 则c(OH c (OH-)≥ 7.68×10-5 pH≥14-5+lg7.68=9.89

26.2CN（aq）+5/2O2（g）+2H（aq）——2CO2（g）+N2（g）+H2O 求CN-在该段河水中的浓度 2mol 2.5mol

答案： xmol.dm 3.0×10/32 x=2×{3.0×10/32}÷2.5=7.5×10 mol.dm

-3

-3

-3

-5

-3

-+

eq

2+

eq

-2

-15

)

5.27 108.9 10

15 7

0.59 10

4

第4章 电化学与金属腐蚀

1．答案：（1+）（2-）（3+）（4+）（5-） 2.答案：1b 、2b、3b、4a b 3．（1）答案：（d）

（2）答案：负极反应为Fe（1mol.dm）-e = Fe(0.01 mol.dm) 正极反应为Fe3+(1 mol.dm-3) +e = Fe2+（1mol.dm-3）

电池反应为 Fe(1 mol.dm) — Fe(0.01 mol.dm) （浓差电池）

（3）答案：电解水溶液时Ag+和Zn2+可以还原为金属，其他离子都不能还原为金属单质

++ 2+

原因Ag的氧化性大于H (Ag /Ag） (H /H)而Zn能析出的原因是由于氢的超电势造成

2

2+-33+-3

3+-33+-3

(Zn

2

/Zn）

(H /H

2

)

其他离子的析出电势<氢的析出电势( (阴极析出） (H /H2) )

4．5.

答案：分析：负极上发生的是失电子的氧化反应 正极上发生的是的电子的还原反应（反应略） 写电池的图式注意1、负极左正极右 2、要有能与导线连接的可导电的电极 3、异相之间用“|”隔开，同相中不同物种用“，” 隔开 4、盐桥两边是电解液中的离子 电池的图式（1）—Zn|Zn2+||Fe2+|Fe+

（2）—Pt|I2（s）| I-|| Fe3+，Fe2+|+ （3）—Ni|Ni2+||Sn2+，Sn4+|Pt+

（4）—Pt| Fe3+，Fe2+||MnO4-，Mn2+，H+ | Pt+

6.

7.答案：(1)—Sn|Sn2+(0.01 mol.dm-3 )|| Pb2+(1 mol.dm-3)|Pb + (2) —Pb| Pb2+(0.1 mol.dm-3) || Sn2+(1.00mol.dm-3)|Sn +

(先根据标准电极电势和浓度计算 ,根据计算结果 高的作正极, 低的作负极)

2+2+

8. 答案：反应Zn+Fe（aq）=Fe+Zn（aq）的n=2 E

(Fe

2

/Fe) (Zncc

eqeq

2

/Zn)

25C lgK

0

2E

0.05917

=

2[( 0.447) ( 0.7618)]

0.05917

=10.64 K=10

010.64

=

(Zn(Fe

2 2

))

9. 答案：250C 反应2I-(aq)+2Fe3+(aq)=I2(s)+2Fe2+(aq)

教材课后习题详解

(1) E (Fe3 /Fe2 ) (I2/I )=0.771-0.5355=0.2355V (2) fGm(298.15K) nFE

= -2×96485×0.2355=-45444J.mol-1=-45.444kJ.mol-1

(3) —Pt|I2（s）| I-|| Fe3+，Fe2+ | Pt + (4)E E

0.05917V

2

lg

[c(Fe

[c(Fe

3

2 2

)/c]

2

)/c] [c(I)/c]

2

= 0.2355V-0.05917lg

100.01

=0.05799V

10. 答案：判断能否自发进行，方法是通过计算E，(或 + -)若E>0( + > -)则能,否则不能. 反应 2MnO4(aq)+16H(aq)+10Cl(aq)=5Cl2(g)+2Mn(aq)+8H2O(l) += (MnO /Mn2 )

4

-+-2+

(MnO

4

/Mn

2

)

0.05917

5

lg[c(H)/c]=1.507

8

0.05917

5

lg[10

5

]=1.034V

8

-= (

Cl

2

/Cl

)

(Cl

2

/Cl

)

1.358

E= +— -<0所以在pH=5,其余物质都处于标准状态时反应不能自发进行. 也可以直接计算E E

0.05917V

10

lg

1[c(H)/c]

16

=1.507-1.358-0.05917×8=-0.32V<0

11.答案：将已知条件代入电极电势能斯特方程

0.315 0 (Ni

2

0.315 (H

/H2) [ (Ni

2

/Ni)

0.05917V

2

lgc(Ni

2

)

/Ni)

0.05917V

2

lg0.01

(Ni2

/Ni) 0.05917 0.315 0.256V

12.答案：将已知条件代入电极电势能斯特方程0.016 (0 0.059lgx) (0 0.05917lg0.10 0.016=0.05917lgx+0.059 lgx=-0.730 x=0.19mol.dm-3

13.判断下列氧化还原反应进行的方向(250C标准状态下) 答案：根据标准电极电势判断

（1）Ag++Fe2+=Ag+Fe3+ (Ag/Ag) 0.7990> (Fe/Fe) 0.771 正向进行

3

2

（2）2Cr3++3I2+7H2O=Cr2O72-+6I-+14H+ (I（3）Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 补充（4）2Br

（5）MnO

2

/I)

3

0.5355<

2

(Cr2O7

2

/Cr

3

)

1.232 逆向进行

(Fe/Fe)

0.771>

（Cu

2

/Cu)

0.3419 正向进行

2Fe

2

3

Br2 2Fe

4H

3

?

Cl2 2H2O ?

4Cl MnCl

2

14.答案：根据电极电势判断 配平反应方程式或找出与H+浓度有关的电极半反应，然后通过能斯特方程计算

（1）Cr2O72-（aq）+14H+（aq）+6e——2Cr3+（aq）+7H2O（l） (Cr2O7/Cr

2

3

) (Cr2O7/Cr

2 3

)

0.05917V

6

lg[c(H)/c]

14

=1.232V+0.05917×14/6lg10-4

=1.232-0.05917×56/6=0.6797V <{ (Br2/Br)=1.066V} 所以反应向逆反应方向进行. （2）MnO4-（aq）+ 8H+（aq）+5e——Mn2+（aq）+4H2O（l） (MnO

4

/Mn

2

) (MnO

4

/Mn

2

)

0.05917V

5

lg[c(H)/c]=1.507V+0.05917×8/5lg10

8-4

=1.507V-0.05917×32/5=1.1283V<{ (Cl2/Cl)=1.3583V} 所以反应向逆反应方向进行. 15.答案：原电池的标准电动势E

(Fe

3

/Fe

2

) (I2/I)=0.771-0.5355=0.2355V

教材课后习题详解

反应的标准平衡常数lgK

nE

0.05917

=0.2355/0.05917=3.98 K 103.98=9.6×103

等体积的2mol.dm-3Fe3+和I-溶液混合后,会发生反应生成I2(s),有沉淀生成(应做实验看看)

16.答案：（1）E (Cl2/Cl ) (Co（2）反应为Co+Cl2=Co+2Cl

（3）因为 (Cl2/Cl) (Cl2/Cl)

2

/Co) (Co

2

/Co)=1.36-1.64V=-0.28V

2+-

0.05917

2

lg

p(Cl2)/p

2

[c(Cl)/c]

氯气压力增大，正极的电极电势增大，所以电动势增大。反之氯气压力减小，电动势减小。 （4）因为 (Co

2+

2

/Co) (Co

-3

2

/Co)

0.05917

2

lgc（Co

2

/Co）/c）

Co浓度降低到0.010mol.dm，原电池负极的电极电势降低0.05917V, 电动势增大0.05917 因为: (Co

2

/Co) (Co

2

/Co)

0.05917

2

2

lg0.01= (Co

2

/Co) 0.05917

17.答案：查标准电极电势 (MnO因为 (MnO

/Mn

2

2

/Mn

） 1.224V (Cl2/Cl） 1.358V

2

） 1.224V< (Cl2/Cl） 1.358V 上述反应在标准状态下逆向进行。

2

实验室制备氯气是利用使用浓盐酸增大H+和Cl-浓度，使 (MnO使p（Cl2）降低， (Cl2/Cl ）降低。结果 (MnO

/Mn

2

/Mn

2

增大， (Cl2/Cl）降低，加热）

2

> (Cl2/Cl）,反应能正向进行,制备氯气。 ）

3

18.答案：原电池图式 —Cu|Cu2+||Fe2+，Fe3+|Pt+ ( ) (Fe

/Fe

2

)

0.771V

( )

(Cu

2

/Cu)

0.3419V

反应的标准平衡常数 lgK

2 (0.771 0.3419)

0.05917

= 14.5 K

10

14.5

=3.16×1014

19.答案：Cu+的歧化反应为：2Cu+（aq）=Cu2+（aq）+Cu（s）

已知 (Cu

2

/Cu) 0.3419V (Cu

/Cu) 0.521V 利用上述数据计算 (Cu

2

2

/Cu)

关系 (Cu

2

/Cu) 0.3419V=[ (Cu/Cu)+ (Cu

/Cu)]/2

(Cu

2

/Cu)=2×0.3419-0.521=0.1628V

+2+

方法一：反应2Cu（aq）=Cu（aq）+Cu（s） lgK

1 (0.521 0.1628)

0.05917

6.05

1

rGm RTlnK

2.303RTlgK

2.303 8.314 298.15 6.05/1000 34.54kJ.mol

方法二：反应Cu+2Cu+（aq）=Cu2+（aq）+2Cu（s） lgK

2 (0.521 0.3419)

0.05917

6.05

教材课后习题详解

方法三：反应Cu+2Cu（aq）=2Cu（aq）+Cu（s） lgK

2++2+

2 (0.3419 0.1628)

0.05917

6.05

（方法一、二、三对应的三个反应的电极是不同的，因此电动势不同，但由于三个反应的所对应的电池反应简化后是相同的，因此平衡常数和标准吉布斯函数变相同。）

由 rGm和K 的数值可以看出，Cu+的歧化反应自发进行的可能性很大，反应进行的程度比较彻底，因此

的Cu在水溶液中不稳定。

20.答案：阳极：最易发生失电子反应的是还原性最强的，阴极：最易发生得电子反应的是氧化性最强的 一般顺序是：阳极：金属（电极本身Pt除外）S2- Br- Cl-OH- SO42-

阴极： >0的金属阳离子, -1< <0的 Fe Zn,H , <0的Na K Mg Al

（1）阳极：Ni-2e=Ni2+ 阴极：Ni2++2e=Ni （2）阳极：2Cl—2e=Cl2 阴极：Mg2++2e=Mg （3）阳极：4OH4e=O2+2H2O 阴极：2H+2e=H2 21.答案：析出Ni 而不析出H2的条件是： (Ni (Ni

2

+

2+2+ +++2+3+

—+

2

/Ni） (H

/H2) 0.21

/Ni）

0.05917

0.257

2

0.05917

2

lg0.10 (H

/H2) 0.05917lgc(H) 0.21

( 1) 0 0.05917pH 0.21 pH 1.29

22.答案：在微酸性水膜中发生吸氧腐蚀 阳极：Fe-2e=Fe2+ 阴极：O2+2H2O+4e=4OH-

在稀硫酸中发生析氢腐蚀 阳极：Fe-2e=Fe 阴极：2H+2e=H2

23.答案：计算依据：# 值是电极反应中各物质均在标准状态下 离子浓度=1mol.dm

# 电极电势的值都是电极反应处于平衡状态下的值，所以对（2）有AgBr（s）=Ag（aq）+Br（aq）溶解平衡存在，且Ks [c(Ag)/c] [c(Br)/c]=c(Ag)/c

两个银电极之间的关系：（2）可以看成是（1）当Ag浓度降低到Ks时的值,根据能斯特方程有0.0730=0.7990+0.05917lgKs lgKs=(0.0730-0.7990)/0.05917= -12.27 Ks(AgBr)=10-12.27=5.37×10-13

24.答案：Ag在HX溶液中的溶解反应为2Ag（s）+2H+（aq）+2X-（aq）=2AgX（s）+H2（g） (AgX/Ag） (H反应能否进行，可通过计算与

eq

2++

-3

+-

eq eq

+

/H2）

比较：

若 (AgX/Ag） 0

，则能溶解；若

(AgX/Ag） 0

则不能溶解

(AgCl/Ag）=0.7990+0.05917lgKs(AgCl)=0.7990+0.05917lg1.77×10-10=0.222V>0 (AgI/Ag）=0.7990+0.05917lgKs(AgI)=0.7990+0.05917lg8.51×10-17= -0.152V<0

教材课后习题详解

25.答案：要使Zn析出时H2不析出 (Zn2 /Zn）析 (H

0.7618 0.7618

0.05917

20.05917

2

lg0.1 0 0.05917pH

/H2)析

0 0.05917 7 (0.72 0.116lgj)

2

A cmlgj 0.3428/0.116 2.96 j 0.0011

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