工科大學(xué)化學(xué)習題和解答

...wd......wd......wd...化學(xué)反響熱1．說明以下符號的含義。(T)(T)〔T〕答：：等容反響熱；(T)：某溫度下，反響的摩爾焓變〔數(shù)值等于等壓反響熱〕；(T)：某溫度下某物質(zhì)的標準摩爾生成焓；：反響進度。2．蓋斯定律的使用條件，以下哪種說法正確〔1〕等壓〔2〕等容〔3〕等溫、等容或等溫、等壓〔4〕等溫、不做有用功，等容或等壓答：正確答案為〔4〕。3．熱力學(xué)標準態(tài)的含義為什么要確定熱力學(xué)標準態(tài)答：熱力學(xué)標準態(tài)是指在溫度T〔但沒有限定溫度〕和標準壓力[pΘ(100kPa)]下物質(zhì)所處狀態(tài)。而對純理想氣體熱力學(xué)標準態(tài)是指該氣體處于標準壓力[pΘ(100kPa)]下的狀態(tài)?；旌侠硐霘怏w中任一組分的標準態(tài)是指該組分氣體的分壓為pΘ時的狀態(tài)。因為化學(xué)反響中的能量以及狀態(tài)函數(shù)改變是受許多條件〔如溫度、壓力、濃度、聚集狀態(tài)等〕的影響，為了比較方便，國際上規(guī)定了物質(zhì)的熱力學(xué)標準態(tài)。4．簡述照明彈中的鋁、鎂、硝酸鈉和硝酸鋇等物質(zhì)各起什么作用答：金屬鋁、鎂在燃燒時,可以放出大量熱〔=-601.7kJ/mol,=-1675.69kJ/?mol-1〕產(chǎn)生千度以上的高溫，而反響放出的熱量又能使硝酸鹽分解產(chǎn)生O2，又加速鎂、鋁的燃燒反響，使照明彈更加絢麗奪目。在其中鋁和鎂作為復(fù)原劑；氧氣、硝酸鈉和硝酸鋇等作氧化劑。5．通過計算說明，氧－乙炔焰為什么可以用于金屬焊接和切割答：〔5/2〕O2+C2H2=2CO2+H2O(g)/〔kJ?mol-1〕0226.7-393.5-241.8rH=fH(生成物)－〔反響物〕△rH=2×(-393.5)+(-241.82)–226.7–0=-1255.5kJ·mol-1因反響放出大量熱，可以熔化金屬，所以可用于焊接或切割金屬。6．通過計算說明，為什么稱硼的氫化物〔硼烷〕，硅的氫化物〔硅烷〕是高能燃料[B2H6〔g〕的＝36.56kJ·mol-1，B2O3〔s〕的＝-1132.55kJ·mol-1；SiH4〔g〕的＝34.31kJ·mol-1，SiO2〔s〕的＝-910.7kJ·mol-1]。解：B2H6〔g〕+3O2(g)=B2O3〔s〕+3H2O〔g〕／〔kJ·mol-1〕36.560-1132.55-241.82△rH=-1132.55+3×(-241.82)–36.56–0=-1894.57kJ·mol-1SiH4〔g〕+2O2(g)=SiO2〔s〕+2H2O〔g〕／〔kJ·mol-1〕34.310-910.7-241.82△rH=-910.7+2×(-241.82)–34.31–0=-1428.65kJ·mol-1上述兩個反響都放出大量熱，因此B2H6〔g〕和SiH4〔g〕可以作為高能燃料。7．以下反響的化學(xué)反響熱C〔石墨〕+O2〔g〕=CO2〔g〕ΔrHm(1)=-393.5kJ·mol-1H2〔g〕+(1/2)O2〔g〕=H2O〔l〕ΔrHm(2)=-285.8kJ·mol-1C2H6〔g〕+(7/2)O2〔g〕=2CO2〔g〕+3H2O〔l〕ΔrHm(3)=-1559.8kJ·mol-1不用查表，計算由石墨和氫氣化合生成1molC2H6〔g〕反響的ΔrHm。解:根據(jù)Hess定律ΔrHm(C2H6)=2ΔrHm(1)+3ΔrHm(2)-ΔrHm(3)所以ΔrHm(C2H6)=2×(－393.5)+3×(－285.8)－(－1559.8)=－84.6kJ·mol-18．在用硝石制硝酸時，以下反響同時發(fā)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%是由反響〔1〕產(chǎn)生的，20%是由反響〔2〕產(chǎn)生的。問在25℃制取1kgHNO3(g)時將放出多少熱量KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3〔g〕、K2SO4的標準生成焓依次為-494.63、813.99、-1160.6、135.6、-1437.79〔kJ·mol-1〕。解：KNO3〔s〕+H2SO4〔l〕=KHSO4〔s〕+HNO3〔g〕方程〔1〕/(kJ?mol-1)-494.63813.99-1160.6135.6rH=fH(生成物)－〔反響物〕△rH(1)=(－1160.6+135.6)－(－494.63+813.99)=－1344.36kJ·mol-12KNO3〔s〕+H2SO4〔l〕=K2SO4〔s〕+2HNO3〔g〕方程〔2〕/〔kJ?mol-1〕-494.63813.99-1437.79135.6△rH(2)=[-1437.79]+2×(135.6)]-[2×(-469.63)+(813.99)]=－991.32kJ·mol-1HNO3的相對分子量為63,1kgHNO3的物質(zhì)的量n==15.9(mol)制取1kgHNO3(g)時的反響熱為9．甘油三油酸脂是一種典型的脂肪，當它在人體內(nèi)代謝時發(fā)生以下反響C57H104O6〔s〕+80O2〔g〕=57CO2〔g〕+52H2O〔l〕該反響的=-3.35×104kJ·mol-1，問如以當代男大學(xué)生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗這種脂肪來計算，每天需消耗多少脂肪解：每天消耗脂肪物質(zhì)的量該脂肪相對分子量為884；每天消耗脂肪的質(zhì)量為：0.302×884=267.0(g)10．葡萄糖〔C6H12O6〕完全燃燒反響的方程式為C6H12O6〔s〕+6O2〔g〕=6CO2〔g〕+6H2O〔l〕該反響的=-2820kJ·mol-1，反響熱的約40%可用于肌肉活動的能量。試計算一匙葡萄糖〔以3.8g計〕在人體內(nèi)氧化時，可獲得的肌肉活動能量。解：葡萄糖相對分子量為180；一匙葡萄糖(3.8g)的物質(zhì)的量為3.8/180=0.021(mol)一匙葡萄糖被氧化放出的熱量為0.021=0.021×2820=59.2kJ可獲得的肌肉活動能量59.2×40%=23.7kJ11．辛烷是汽油的主要成分，據(jù)附錄的有關(guān)數(shù)據(jù)計算以下兩個反響的熱效應(yīng)，并從計算結(jié)果比較得出結(jié)論〔：〔C8H18，l〕=-218.97kJ·mol-1〕〔1〕完全燃燒C8H18〔l〕+O2〔g〕→CO2〔g〕+H2O〔l〕〔2〕不完全燃燒C8H18〔l〕+O2〔g〕→C〔s〕+H2O〔l〕解：據(jù)附錄查得以下物質(zhì)C8H18(l),O2(g),CO2(g),C(s),H2O(l)的標準生成焓變分別為218.97kJ.mol-1,0,－393.5kJ.mol-1,0,－285.83kJ.mol-1rH=fH(生成物)－fH(〔反響物〕C8H18〔l〕+〔25/2〕O2〔g〕=8CO2〔g〕+9H2O〔l〕/〔kJ?mol-1〕-218.970-393.5-285.83△rH(1)=8(-393.5)+9(-285.83)－0－(-218.97)=-5501.58kJ·mol-1C8H18〔l〕+〔9/2〕O2〔g〕=16C〔s〕+9H2O(l)/〔kJ?mol-1〕-218.9700-285.83△rH(2)=0+9(-285.83)－0－(-218.97)=2353.5kJ.·mol-1rH(1)>>△rH(2)，結(jié)論：完全燃燒放熱量大。第二章化學(xué)反響進展的方向和限度習題與解答1．以下說法是否正確如不正確，請說明原因。因為QP=ΔH，而ΔH與變化途徑無關(guān)，是狀態(tài)函數(shù)，所以也是狀態(tài)函數(shù)。答：錯,H是狀態(tài)函數(shù)，但是焓變〔ΔH〕不是狀態(tài)函數(shù)。熱量、功以及狀態(tài)函數(shù)的變量“Δ〞都不是狀態(tài)函數(shù)。〔2〕單質(zhì)的標準生成焓()和標準生成吉布斯函數(shù)變()都為零，因此其標準熵也為零。答：錯，因H和G的絕對值還無法得到，因此采用相對值，根據(jù)定義，最穩(wěn)定單質(zhì)的和都為零，而S有絕對值，除完美晶體在OK時的熵等于0外，其它條件下的熵〔包括標準熵〕皆不為零。但離子的熵也是相對值，是以氫離子為相對標準〔H+的=0〕〔3〕對于純固、液、氣態(tài)物質(zhì)而言，100kPa、298K是其標準態(tài)。答：對。雖然熱力學(xué)標準態(tài)不指定溫度，但是任何溫度都有其對應(yīng)的標準態(tài)?！?〕H、S、G都與溫度有關(guān)，但ΔH，ΔS，ΔG都與溫度關(guān)系不大。答：錯，一般認為反響的ΔH，ΔS與溫度關(guān)系不大，但ΔG=ΔH-TΔS所以ΔG與溫度有關(guān)?！?〕等溫等壓條件下，用就可以判斷任何一個化學(xué)反響的方向。答：錯，等溫等壓條件下用〔>0或<0〕判斷反響方向，而不是用?！?〕化學(xué)反響進度可以度量化學(xué)反響進展的程度，所謂1mol反響是指各物質(zhì)按化學(xué)計反響方程式進展的完全反響。答：對〔7〕與KC、KP在數(shù)值上是相等的，但量綱不一定一樣，答：(有關(guān)數(shù)值)KC與的數(shù)值相等；當時，與的數(shù)值也相等?！灿嘘P(guān)量綱〕沒有量綱；當時，KC與KP也都沒有量綱；但是時，KC與KP有量綱；例如合成氨反響設(shè)平衡時p(NH3)=247kPa；p(N2)=1kPa；p(H2)=10kPa。Kp＝==6.1×10－5(Pa)－2假設(shè)單位用atm，Kp=6.1×105atm2；或用mmHg，Kp=1.06mmHg2。Kθ==可以看出時，Kp有量綱，且數(shù)值與Kθ不等。〔8〕>0，反響不能自發(fā)進展，但其平衡常數(shù)并不等于零。答：>0，只能說明在標準態(tài)下，過程不能自發(fā)進展。在非標準態(tài)下，而且||又不是很大時，不能用于判斷反響方向?？赡娣错懫胶獬?shù)都不應(yīng)為零。2．選擇題〔將正確答案的標號填入空格內(nèi)〕(1)以下物理量屬于狀態(tài)函數(shù)的是①②③⑤⑦⑧。①T②p③V④W⑤H⑥ΔH⑦S⑧G答：正確答案為①②③⑤⑦⑧。(2)生產(chǎn)水煤氣的反響為C〔s〕+H2O〔g〕===CO〔g〕+H2〔g〕該反響的=131.3kJ·mol-1，則該反響是①〔∵系統(tǒng)ΔH>0，ΔS>0〕。①低溫下正向不自發(fā)，高溫下正向自發(fā)；②低溫下正向自發(fā)，高溫下正向不自發(fā)；③任何溫度下正向都自發(fā)；④任何溫度下正向都不自發(fā)答：正確答案為①。3．不用查表，將以下物質(zhì)按標準熵值由大到小的順序排列?！?〕Si〔s〕〔2〕Br〔l〕〔3〕Br〔g〕答：〔3〕>〔2〕>〔1〕4．給出以下過程的，，的正負號〔或零〕〔1〕電解水生成H2和O2；〔2〕H2O〔g〕273KH2O〔l〕；〔3〕H2O〔l〕268KH2O〔s〕答：各變化量的符號如下表所示〔1〕+++〔2〕---〔3〕---5．SiC是耐高溫材料，問以硅石〔SiO2〕為原料，在標準狀態(tài)和298K時能否制得SiC。解：SiO2+C=SiC+C/(kJ·mol-1)-856.670-62.760＞0。結(jié)論：不能在此條件下制備SiC。6．由二氧化錳制備金屬錳可采取以下兩種方法〔1〕MnO2〔s〕+2H2〔g〕=Mn〔s〕+2H2O〔g〕=37.22kJ·mol-1=94.96J·mol-1·K-1〔2〕MnO2〔s〕+2C〔s〕=Mn〔s〕+2CO〔g〕=299.8kJ·mol-1；=363.3J·mol-1·K-1試通過計算確定上述兩個反響在298K、標態(tài)下的反響方向如果考慮工作溫度越低越好，則采用那種方法較好解：〔1〕MnO2(s)+2H2(g)=Mn(s)+2H2O(g)△rG=△rH－T△rS=37.22kJ·mol-1－298×94.96×10-3=8.922(kJ·mol-1)(2)MnO2(s)+2C(s)=Mn(s)+2CO(g)△rG=△rH－T△rH=299.8―298×363.3×10–3=191.5kJ·mol-1上述兩個反響的均大于0，所以298K，100kPa下反響都不能自發(fā)正向進展?！睰〕〔K〕答：假設(shè)考慮工作溫度越低越好，易采用方程〔1〕的方法。7．汞的冶煉可采用朱砂〔HgS〕在空氣中灼燒2HgS〔s〕+3O2〔g〕=2HgO〔s〕+2SO2〔g〕而爐中生成的HgO又將按下式分解2HgO〔s〕=2Hg〔g〕+O2〔g〕試估算爐內(nèi)的灼燒溫度不得低于多少時，才可以得到Hg〔g〕HgS〔s〕，HgO〔s〕的分別是-58.2kJ·mol-1，-90.83kJ·mol-1；分別是-50.6，-58.56〔kJ·mol-1〕；分別是82.4J·mol-1·K-1和70.29J·mol-1·K-1。解：查表得2HgS〔s〕+3O2=2HgO+2SO2/〔kJ·mol-1〕-58.20-90.83-297.04/〔J·mol-1·K-1〕82.4205.0370.29248.11＜０；＜0，低溫自發(fā)，高溫非自發(fā)。結(jié)論〔1〕：當升溫至T＞4607.7K時,反響由自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉亲园l(fā)。2HgO=2Hg+O2kJ·mol-190.8300 J·mol-1·K-170.2976.02205.03＞０；＞0，低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。；結(jié)論〔２〕當升溫至T＞839.11K時,反響由非自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)進展。所以，當839.11K＜T＜4607.9K時。才可得到Hg(g)。8．汽車尾氣中含有CO，能否用熱分解的途徑消除它熱分解反響為CO〔g〕=C〔s〕+O2〔g〕，該反響的=110.5kJ·mol-1，=-89J·mol-1·K-1。解:∵△rG=△rH-T△rS，此反響△rH＞0，△rS＜0∴△rG永遠大于零，說明此反響在任何溫度下反響都不能自發(fā)進展，又因>>0，很小〔9.5×10-25〕，平衡產(chǎn)率很低，故不能用熱解法除CO。9．在29·K-1·K-1，它們的燃燒反響熱分別為-395.40kJ·mol-1和-393.51kJ·mol-1，試求：〔1〕在298K，100kPa條件下，石墨變成金剛石的?！?〕說明在上述條件下，石墨和金剛石那種晶型較為穩(wěn)定解::S(石)=5.71J·mol1·K-1,S(金)=2.45J·mol-1·K-1C(石)+O2(g)=CO2(g)△rH(1)=-39351kJ·mol-1C(金)+O2(g)=CO2(g)△rH(2)=-395.40kJ·mol-1方程(1)—方程(2)得方程〔3〕C(石)→C〔金〕根據(jù)Hess定律該反△rH(3)=△rH(1)-△rH(2)=-393.51-(-395.40)=1.89kJ·mol-1△rS=2.45-5.71=-3.26J·mol-1·K-1△rG=△rH-T△rS=1.89-298×(-3.26)×10-3=2.86kJ·mol-1∵△rG>0∴298K,100kPa下,石墨較穩(wěn)定10．計算合成氨反響N2〔g〕+3H2〔g〕=2NH3〔g〕在673K時的標準平衡常數(shù)，并指出在673K，以下三種情況下反響向何方向進展〔1〕p〔NH3〕=304kPa，p〔N2〕=171kPa，p〔H2〕=2022kPa；〔2〕p〔NH3〕=600kPa，p〔N2〕=625kPa，p〔H2〕=1875kPa；〔3〕p〔NH3〕=100kPa，p〔N2〕=725kPa，p〔H2〕=2175kPa；解：首先用熱力學(xué)數(shù)據(jù)求出。查表得N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△rH/〔kJ?mol-1〕00－46.11S/〔J·mol-1·K-1〕191.50130.57192.34△rH=2×〔-46.11〕=-92.22kJ·mol-1△rS=2×192.34-3×130.57-191.50=-198.53J·mol-1·K-1△rG(673K)=△rH-T△rS=-92.22×-673(-198.53)×10-3=41.39kJ·mol-1·K-1===-7.397；K=6.13×10–4，再求出各條件下的，與進展比較。(1)J1==6.5×10-4J1>K∴反響逆向進展在計算壓力商〔J〕時，各項一定要用相對壓力，而且注意分子和分母的單位要一致，在此單位用的是kPa，得出的結(jié)果J與K進展比較后，做出判斷。(2)J2==8.7×10-4J2>K∴逆向進展(3)J3==1.3×10-5J3<K∴正向進展11．試通過計算說明1000K時能否用碳將Fe2O3、Cr2O3和CuO中的金屬復(fù)原出來解：(1)2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2△fH/〔kJ?mol-1〕824.2500393.51S/〔J?mol-1·K-1〕87.405.7427.28213.64△rH=3×(393.51)–2×(824.25)=-467.97kJ·mol-1△rS=3×213.64+4×27.28–3×5.74–2×87.40=558.02Jmol-1·K-1△rG=△rH-T△rS=-467.97-1000×558.02×10-3=-1025.99kJ·mol-1∵△rG<0，∴1000K可用C復(fù)原出Fe。(2)2Cr2O3+3C=4Cr+3CO2△fH/〔kJ?mol-1〕1139.7200393.51S/〔J·mol-1·K-1〕81.175.7423.77213.64△rH=3×(393.51)-2×(1139.72)=-1098.91kJ·mol-1△rS=3×213.64+4×23.77-3×5.74-81.17×2=556.44J·mol-1·K-1△rG=△rH-T△rS=-1098.91-1000×556.44×10-3=-1655.35J·mol-1△rG<0，∴可用C復(fù)原出Cr。(3)2CuO+C=2Cu+CO2△rH/〔kJ?mol-1〕157.3200393.51S/〔J·mol-1·K-1〕48.635.7433.15213.64△rH=3×(393.51)–2×(157.32)=865.89J·mol-1△rS=213.64+2×33.15-5.74–2×48.63=176.94J·mol-1·K-1△rG=865.89–1000×176.94×10-3=689.95〔kJ·mol-1〕△rG>0，∴不能用C復(fù)原出Cu12．SiF4〔g〕、SiCl4〔g〕的標準生成吉布斯函數(shù)〔〕分別為-1506和-569.8〔kJ·mol-1〕，試用計算說明為什么HF〔g〕可以腐蝕SiO2，而HCl〔g〕則不能解：4HF(g)+SiO2(g)=SiF4(g)+2H2O(1)△fG/〔kJ?mol-1〕273.22856.67-1506237.18ΔrG=2×(237.18)+(-1506)–(856.67)–4×(273.22)=–2981.19kJ·mol-1ΔrG＜＜0，∴反響可正向進展，HF可被用來腐蝕SiO2。4HCl(g)+SiO2(g)=SiCl4(g)+2H2O(l)△fG/〔kJ?mol-1〕–95.30–856.67–569.8–237.18△rG=2×(–237.18)+(–569.8)-(–856.67)-4×(–95.30)=193.71kJ·mol-1∵△rG>0∴不能正向進展，HCl不能被用來腐蝕SiO2。13．試通過計算說明，為什么用BaCO3熱分解制取BaO，反響溫度要在1580K左右，而將BaCO3與碳黑或碎炭混合，按下式反響：BaCO3〔s〕+C〔s〕=BaO〔s〕+2CO〔g〕則所需溫度可顯著降低。BaCO3〔s〕和BaO〔s〕的分別是-1216kJ·mol-1，-548.1kJ·mol-1；分別是112J·mol-1·K-1和72.09J·mol-1·K-1。解BaCO3=BaO+CO2△fH/〔kJ?mol-1〕－1216－548.1－393.5S/〔J·mol-1·K-1〕11272.09213.64△rH=－393.5+〔－548.1〕—〔－1216〕=274.4kJ·mol－1△rS=213.64+72.09—112=173.73J·mol－1·K－1＞０；＞0，低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。轉(zhuǎn)化溫度T==1580KBaCO3+C=BaO+2CO△fH/〔kJ?mol-1〕－12160－548.1－110.53S/〔J·mol-1·K-1〕1125.7472.09197.56△rH=2×(－110.53)+〔－548.1〕－0－〔－1216〕=446.84〔kJ·mol－1〕△rS=2×197.56+72.09-5.74–112=349.47.0(J·mol－1·K－1)轉(zhuǎn)化溫度T===1278.6〔K〕第三章化學(xué)反響速率習題與解答1．以下說法是否正確如不正確，請說明原因。每種分子都具有各自特有的活化能。答：不正確，活化能是活化分子所具有的最低能量與反響物分子平均能量之差。〔前提:發(fā)生化學(xué)反響；特點:活化能是個差值，是對化學(xué)反響而言的?！秤绊懛错懰俾实膸讉€主要因素對反響速率常數(shù)也都有影響。答：溫度和催化劑同時影響反響速率和速率常數(shù)；濃度和壓強只影響反響速率。〔3〕如果某反響速率方程中每一反響物的級數(shù)，都與相應(yīng)化學(xué)計量方程式中的化學(xué)計量數(shù)一樣，則該反響必是元反響。答：否，例如H2+I2=2HI速率方程為v=kc〔H2〕c〔I2〕，曾經(jīng)長期被認為是簡單反響。但研究說明，此反響經(jīng)歷了兩個步驟①〔快反響，可逆平衡〕；；；②〔慢反響，元反響〕；根據(jù)質(zhì)量作用定律；[將帶入]得到其速率方程：=雖然其速率方程看起來是元反響，但此反響是復(fù)雜反響。〔4〕加催化劑不僅可以加快反響速率，還可影響平衡，也可使熱力學(xué)認為不能進展的反響自發(fā)進展.答：否，加催化劑只改變反響速率，不能影響化學(xué)平衡，也不能改變反響方向。〔5〕反響級數(shù)只能是0或正整數(shù)。答：錯，反響級數(shù)不僅可以為0或正整數(shù)，而且可以為小數(shù)或負數(shù)?！?〕所有化學(xué)反響速率都和溫度成正比。答：不對，多數(shù)化學(xué)反響符合Arrhenius公式，但是一局部化學(xué)反響速率與溫度的關(guān)系比較復(fù)雜，甚至有些反響〔例如NO+O2=NO2〕與溫度成反比?！?〕升高溫度可以加快所有化學(xué)反響的速率。答：錯[見(6)]。2．選擇題〔將正確答案的標號填入空格內(nèi)〕〔1〕反響A+2B=2D的速率方程為v=kc〔A〕c2〔B〕，則該反響〔③〕①是元反響②是非元反響③應(yīng)由實驗確定④無法確定答：〔1〕題的正確答案是③。〔2〕升高溫度可以增加反響速率，主要原因是〔②〕①增加分子總數(shù)②增加活化分子總數(shù)③降低反響的活化能④使反響向吸熱方向進展答：〔2〕題的正確答案是②。〔3〕鏈反響的基本步驟有〔②〕，在鏈傳遞過程中，產(chǎn)生的自由基數(shù)目大于消耗掉的自由基數(shù)目的鏈反響是〔④〕。①鏈的引發(fā)，鏈的傳遞②鏈的引發(fā)，鏈的傳遞，鏈的終止③直鏈反響④支鏈反響答：〔3〕題的正確答案是②和④。3．用鋅和稀硫酸制取氫氣，該反響的ΔrH為負值，在反響開場后的一段時間內(nèi)反響速率加快，后來反響速率又變慢，試從濃度、溫度等因素來解釋此現(xiàn)象。答：開場時，因為反響放熱，使體系溫度升高，加快反響了速率；隨反響物的消耗，其濃度下降，反響速率隨之變慢。4．反響A〔g〕+B〔g〕=2D〔g〕，ΔrH為負值，當?shù)竭_化學(xué)平衡時，如改變下表中各項條件，試將其他各項發(fā)生的變化的情況填入表中：改變條件增加A的分壓增加壓力降低溫度使用催化劑正反響速率速率常數(shù)k正答：改變條件增加A的分壓增加壓力降低溫度使用催化劑正反響速率↗—↘↗速率常數(shù)k正——↘↗5．化學(xué)反響發(fā)生爆炸的原因是什么H2和O2的混合物〔2:1〕的爆炸半島圖上為什么存在三個爆炸極限答。通常發(fā)生在自由基產(chǎn)生速率大于其銷毀速率時，溫度、壓力和混合氣體的組成都是影響爆炸的重要因素。在爆炸半島圖上，當壓力處于第一與第二爆炸極限時，支鏈反響速率加快，自由基產(chǎn)生速率大于銷毀速率而發(fā)生爆炸；當壓力升至第二和第三爆炸區(qū)間時，自由基銷毀速率大于產(chǎn)生速率，進入慢速反響區(qū)，不發(fā)生爆炸；當壓力到達第三爆炸限以上時，發(fā)生的是熱爆炸。6．在660K時，反響2NO+O2=2NO2的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下表c〔NO〕/〔mol·L-1〕c〔O2〕/〔mol·L-1〕v〔NO〕/〔mol·L-1·s-1〕0.0100.0102.5×10-30.0100.0205.0×10-30.0300.0204.5×10-2求：〔1〕反響的速率方程及反響級數(shù)〔2〕速率常數(shù)k〔3〕c〔NO〕=0.035mol·L-1，c〔O2〕=0.025mol·L-1時的反響速率。解：〔1〕速率方程通式可寫作：將各級濃度及相應(yīng)反響速率數(shù)據(jù)代入上式，可得 2.5×10-3=k(0.01)x(0.01)y①5.0×10-3=k(0.01)x(0.02)y②4.5×10-2=k(0.03)x(0.02)y③由〔1〕、〔2〕可得y=1，由〔1〕、〔3〕可得x=2。將x=2,y=1代入速率方程，可得k[c〔NO〕]2[c(O2)]；反響級數(shù)為3級〔2〕將y=1，x=2代入①②③中任意式，可得k=2.5×103·mol·l-1·s-1〔3〕將k值及濃度數(shù)據(jù)代入速率方程，v=2.5×103×(0.035)2×0.025=7.6×10-2mol·l-1·s-17．放射性所產(chǎn)生的強γ輻射，廣泛用于癌癥治療。放射性物質(zhì)的強度以“居里〞表示。某醫(yī)院一個20居里的鈷源，經(jīng)一定時間后鈷源的剩余量只有5.3居里。問這一鈷源已有多少時間了。的半衰期為5.26a。解：此反響為一級反響，將k=0.132a-1、c0=20居里、ct=5.3居里，代入ln，則ln=-0.132t；t=10.06a某藥物分解反響為一級反響，在37℃時，反響速率常數(shù)k為0.46h-1，假設(shè)服用該藥0.16g，問該藥在胃中停留多長時間方可分解90%。解：將ct=(1-90%)×0.16=0.016g代入一級反響速率方程為ln，，得ln=－0.46t；t=5h在500K時，硝基甲烷〔CH3NO2〕的半衰期是650s。試求該一級反響的〔1〕速率常數(shù)。〔2〕硝基甲烷的濃度由0.05mol·L-1減至0.0125mol·L-1所需時間。〔3〕繼〔2〕之后1h硝基甲烷的濃度。解：〔1〕一級反響；〔s-1〕〔2〕ct=0.0125mol·L-1,co=0.05mol·L1代入一級反響速率方程，可得lnln=－1.07×103t；t=1300s〔或推論，反響由0.05mol·L-1減至0.0125mol·L1經(jīng)歷兩個半衰期，因此t=2×=1300s〕〔3〕繼〔2〕以后，反響時間為t=1300+3600=4900〔s〕，代入速率方程表達式，得ln=-1.07×10-3×4900；ct=2.64×10–410．在稀的蔗糖溶液中〔即水大量存在〕發(fā)生以下反響：C12H22O11〔aq〕+H2O〔l〕2C6H12O6〔aq〕該反響為一級反響，假設(shè)該反響的速率常數(shù)k為0.034h-1，且蔗糖溶液的起始濃度為0.010mol·L-1，試求：〔1〕蔗糖水解反響的起始速率；〔2〕5h后蔗糖的濃度。解：〔1〕該一級反響的速率方程可寫作v=kc〔C12H22O11〕起始速率v=0.034×0.010=3.4×10-4mol·L-1·s-1〔2〕ln=-ktct=0.0084mol·L-111．某病人發(fā)燒至40℃溫〔37℃〕時的1.23倍。試求該催化反響的活化能。解：由阿氏公式k=A·eEa/RT，可得將T1=273+37=310K,T2=273+40=313K,k2=1.23k1代入公式，有；ln∴Ea=55.70kJ?mol-112．反響2NOCl〔g〕=2NO〔g〕+Cl2〔g〕的活化能為101kJ·mol-1，300K時，速率常數(shù)k1為2.80×10-5L·mol-1·s-1，試求400K時的速率常數(shù)k解：由；有；k2=0.698L·mol-1·s-113；青霉素G的分解反響是一級反響，37℃時其活化能為kJ·mol-1，指前因子A為4.2×1012h-1，試求37℃時該反響的速率常數(shù)k解：代入阿氏公式k=A·e-Ea/RT得=7.2×10–3h-114．300K時，以下反響H2O2〔aq〕=H2O〔l〕+〔1/2〕O2〔g〕的活化能為75.3kJ·mol-1。假設(shè)用I-催化，活化能降為56.5kJ·mol-1；假設(shè)用酶催化，活化能降為25.1kJ·mol-1。試計算在一樣溫度下，該反響用I–催化及酶催化時，其反響速率分別是無催化劑時的多少倍解：由Arrhenius公式，有k=A·e-Ea/RT用I-催化時，=1.9×103倍有酶催化時，=5.5×108倍溶液及溶液中的離子平衡習題與解答1．以下說法是否正確如不正確，請說明原因。物質(zhì)的量濃度的優(yōu)點是與溫度無關(guān)，而質(zhì)量摩爾濃度和物質(zhì)的量分數(shù)與溫度有關(guān)。答：否，〔體積〕物質(zhì)的量濃度與溫度有關(guān)，而質(zhì)量摩爾濃度和物質(zhì)的量分數(shù)濃度都與溫度無關(guān)。直鏈羧酸通式為CH3(CH2)nCOOH，當n值增大時，羧酸在極性溶劑水中的溶解度變小，而在非極性溶劑如CCl4中的溶解度將增大。答：對。溶液的蒸氣壓隨著溶解的質(zhì)量的增加而增加。答：錯，溶液的蒸氣壓隨所溶解的難揮發(fā)溶質(zhì)的質(zhì)量增加而降低，從而引起溶液的沸點上升和凝固點降低。對難揮發(fā)、非電解質(zhì)的稀溶液，其蒸氣壓下降滿足下式Δp=Δp：蒸氣壓下降值；Kp：凝固點降低常數(shù)，與溶劑的性質(zhì)有關(guān)；b：質(zhì)量摩爾濃度。假設(shè)溶質(zhì)是易揮發(fā)的，則蒸氣壓上升。由于海水和淡水的滲透壓不同，所以海水和淡水魚不能調(diào)換生活環(huán)境，否則將會引起魚體細胞的腫脹和萎縮，使其難以存在。答：對。在氫硫酸〔H2S〕中，H+(aq)和S2-〔aq〕濃度之比應(yīng)為2:1。答：否，H2S溶液中c〔H+〕>>c〔S2-〕,這是因為氫離子濃度主要來自于一級解離，而S2-離子濃度近似等于其二級解離常數(shù)，而且Ka1>>Ka2。緩沖溶液是指在一定范圍內(nèi)溶液的pH不因稀釋或外加酸〔或堿〕而發(fā)生明顯改變的溶液。答：不確切，緩沖溶液是指在一定范圍內(nèi),溶液的pH不因稀釋、濃縮或外加少量酸〔或堿〕而發(fā)生明顯改變的溶液。2．選擇題〔將正確答案的標號填入空格內(nèi)，正確答案可以不止一個〕:通常加熱可以使固體在液體中的溶解度增大是由于__①_。①固體在液體中溶解多為吸熱過程，②固體在液體中溶解多為放熱過程③固體的熵值增加④液體的熵值增加正確答案為①。要提高萃取別離的效率，可__③_____。①多加萃取劑②升高溫度③屢次萃?、芙档蜏卣_答案為③。在兩只燒杯中分別裝上純水和飽和的糖水，并用鐘罩將其罩住，將發(fā)現(xiàn)_②_③__。①裝有純水的燒杯中的純水逐漸增加②裝有純水的燒杯中的純水逐漸減少③裝有飽和糖水的燒杯中的水逐漸增加④裝有飽和糖水的燒杯中的水逐漸減少正確答案為②和③。3．試用溶度積規(guī)則解釋以下事實:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。答：NH4Cl為強酸弱堿鹽，顯酸性，可中和局部OH-，[Mg(OH)2=Mg2++2OH-]使Mg(OH)2的離子積小于溶度積而溶解。ZnS能溶于鹽酸和稀硫酸，而CuS卻不能溶于鹽酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。答：由式可知，c(S2-)與溶液中c(H+)2有關(guān)，當溶液中c(H+)增加時，c(S2—)c減小，在鹽酸和稀硫酸溶液中的c〔H+〕足以使c(Zn2+)與c(S2—)的離子積小于ZnS的溶度積〔KspZnS=1.6×10-24〕，而KspCuS=6.3×10-37,非氧化性酸缺乏以使c(Cu2+)與c(S2—)的離子積小于CuS的溶度積，只有氧化性酸〔HNO3等〕可以將S2-氧化，而大大降低c(S2—),使CuS溶解.BaSO4不溶于稀鹽酸中。答：鹽酸中的H+或Cl-不能與BaSO4中解離出來的離子〔Ba2+或SO42—〕反響，即鹽酸不能降低溶液中c(Ba2+)或c(SO42—)，所以BaSO4不溶于稀鹽酸。4．填充題:熱電廠廢水排放造成熱污染的原因是___熱的廢水使天然水體的溫度升高，溶解氧的濃度降低，厭氧菌和水藻增加，水體質(zhì)量惡化___。水中加乙二醇可以防凍的原因是水中溶解溶質(zhì)后使水的凝固點降低。氯化鈣和五氧化二磷可用作枯燥劑的原因是_在它們的外表所形成的溶液的蒸氣壓顯著下降，可不斷地吸收水蒸氣，使體系中的水分降低。人體輸液用的生理鹽水及葡萄糖溶液的濃度不能隨意改的原因是_保證所輸入的液體與人體血液的滲透壓相近或相等__。5．鹽酸含HCl37.0%(質(zhì)量分數(shù))，密度為1.19g/cm3。計算:鹽酸的物質(zhì)的量濃度(c)。鹽酸的質(zhì)量摩爾濃度(bB)。HCl和H2O的物質(zhì)的量分數(shù)(x2和x1)。解：(1)鹽酸的分子量為36.5,c==12.06mol·L-1(2)bB==16.09mol·kg-1(3)x2=；x1=1-x2=0.775由于食鹽對草地有損傷，因此有人建議用化肥如硝酸銨或硫酸銨代替食鹽來融化人行道旁的冰雪。以下化合物各100g溶于1kg水中，問哪一種冰點下降的多假設(shè)各0.1mol溶于1kg水中，又問哪一種冰點下降的多〔1〕NaCl(2)NH4NO3(3)(NH4)2SO4答:根據(jù)依數(shù)性定律，答案分別為〔1〕；〔3〕NaClNH4NO3(NH4)2SO4100g物質(zhì)含離子數(shù)〔mol〕100×2/58.5100×2/80100×3/1320.1mol物質(zhì)含離子數(shù)〔mol〕0.20.20.37．3.62g尼古丁溶于73.4g水中，其凝固點降低了0.563℃解：由公式可得bB=0.563/1.86=0.303mol·kg-1尼古丁的分子量為8．樹干內(nèi)部樹汁上升是滲透壓所致.設(shè)樹汁是濃度為0.20mol?L-1的溶液,在樹汁的半透膜外部水中非電解質(zhì)濃度為0.02mol?L-1.試估計在25℃解：根據(jù)求滲透壓公式Π=ΔcRT=(0.20-0.02)×8.314×298=446kPa≈48m9.25℃時,0.1moll-1甲胺〔CH3NH2CH3NH2(aq)+H2O(l)=CH3NH+3(aq)+OH-試問:一樣濃度的甲胺與氨水哪個堿性強?解：甲胺中c(OH-)=c〔CH3NH2〕?=0.1×6.9%=0.0069mol·L-10.1mol·l1氨水中c(OH-)===0.00133molL-1結(jié)論：一樣濃度時，甲胺的堿性更強10．在1L0.1molL-1HAc溶液中,需參加多少克的NaAc·3H2O才能使溶液的pH為5.5〔假設(shè)NaAc·3H2O的參加不改變HAc的體積〕。解：該系統(tǒng)為緩沖溶液c〔H+〕=；10-5.5=1.74×10-5；cs=0.055mol?L-1。需加醋酸0.55×136=74.8g11．某一元弱堿〔MOH〕的相對分子量為125，在25℃時將1g此堿溶于0.1L水中,所得溶液的pH為11.0,求該弱堿的解離常數(shù)。解：為弱堿電離體系統(tǒng)，此弱堿的濃度，c，求出1.25×10-5。12．Pb(NO3)2溶液與BaCl2溶液混合，設(shè)混合液中Pb(NO3)2的濃度為0.20mol?L-1，問(1)在混合溶液中Cl-的濃度等于5.0×10-4mol?L-1時，是否有沉淀生成?(2)混合溶液中Cl-的濃度多大時，開場生成沉淀?(3)混合溶液中Cl-的平衡濃度為6.0×10-2mol?L-1時，殘留于溶液中的Pb2+的濃度為多少?解：〔1〕離子積c(Pb2+)c(Cl-1)2=0.2×(5.0×10-4)2=5×10-8<=1.6×10-5∴無沉淀；〔2〕開場生成沉淀時c〔Cl–〕==；〔3〕殘留的鉛離子濃度c〔Pb2+〕=/c(Cl–)2=1.6×10-5/(6.0×10–2)2=4.44×10-3。第六章原子構(gòu)造與周期系習題與解答1.以下說法是否正確如不正確，請說明原因。原子軌道是指原子核外電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域。答：不正確。原子軌道是核外電子的一種可能的運動狀態(tài)，不僅僅是指概率最大的區(qū)域?！?〕因為波函數(shù)有一定的物理意義，因此n、l、m三個量子數(shù)的取值有一定限制，只有滿足一定關(guān)系的取值得到的函數(shù)才能描述電子的運動狀態(tài)。答：正確?！?〕因為p軌道是8字形的，所以處于該軌道的電子是沿著8字形的軌道運動。答：錯。電子運動沒有固定軌跡，只有幾率分布規(guī)律，8字型是p軌道的角度分布函數(shù)圖。它只表示原子軌道在不同方向上的分布。例如的圖形為，它說明軌道在x軸的方向分布有極大值。〔4〕波函數(shù)角度分布圖中的正負號，是代表所帶電荷的正負。答：錯。角度分布圖中的正負號的表示波函數(shù)角度局部的數(shù)值是正或負，它表示波函數(shù)在不同區(qū)域時，其性質(zhì)有區(qū)別?！?〕因為第三周期只有8個元素，因此第三電子層最多可容納8個電子。答：不正確。第三周期只有8個元素，是因為電子填充3s23p6后就進入4s軌道〔而不是進入3d軌道〕，其元素進入第四周期，當?shù)谒闹芷陂_場之后，電子即使開場進入3d軌道，其原子已經(jīng)屬于第四周期。例如21號元素鈧〔Sc〕的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d14s2，它位于周期表的第四周期，第ⅢB族?！?〕所謂鑭系收縮是指，鑭系元素的原子半徑隨著原子序數(shù)的遞增而逐漸減小的現(xiàn)象。答：不確切。鑭系收縮是指鑭系元素的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而更緩慢減小的積累。〔7〕由于屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)等因素的影響，4s軌道的能級總是低于3d能級。答：不正確。在某些原子中4s軌道的能量比與3d的高〔例如46號元素Pd〕?！?〕對于多電子原子中的電子，其軌道運動狀態(tài)仍可用ψnlm〔rθφ〕描述，只是其波函數(shù)的具體形式不同，但其波函數(shù)的角度局部與氫原子是一樣的。答：正確?！?〕電子云密度大的地方，電子出現(xiàn)的概率也大。答：不正確。雖概率與概率密度有關(guān)，〔概率密度為單位體積的概率〕但是二者的概念不同。例如，1s原子軌道距核越近，其電子云密度越大，而1s原子軌道的徑向分布函數(shù)圖在玻爾半徑〔52.9pm〕處幾率最大。2．寫出以下各題中缺少的量子數(shù)?！?〕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=，mS=+1/2答：〔1〕n≥3，〔2〕l=1,〔3〕ms=+1/2(-1/2)，〔4〕m=0,(+1,-1)3．假設(shè)有以下各套量子數(shù)，指出哪幾種不能存在?！?〕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：僅〔2〕可以存在，其它均不能存在。4．在以下電子構(gòu)型中，哪一種屬于基態(tài)哪一種屬于激發(fā)態(tài)哪一種純屬錯誤構(gòu)型〔1〕1s22s22p7〔2〕1s22s22p63s23d1〔3〕1s22s22p63s23p1〔4〕1s22s22p53s1答：〔1〕純屬錯誤構(gòu)型；〔2〕和〔4〕為激發(fā)態(tài)；〔3〕為基態(tài)。5．以下各元素原子的電子分布式寫成下面形式，各自違背了什么原理，并寫出改正的電子分布式〔假設(shè)它們都處于基態(tài)〕?！?〕硼〔1s〕2〔2s〕3〔2〕氮〔1s〕2〔2s〕2〔2pX〕2〔2py〕1〔3〕鈹〔1s〕2〔2p〕2答：〔1〕硼(ls)2(2s)3，違背保里不相容原理，應(yīng)為(ls)2(2s)2(2p)1〔2〕違背洪特規(guī)則，應(yīng)為(ls)2(2s)2(2px)1(2py)1(2pz)1〔3〕違背能量最低原理，應(yīng)為(ls)2(2s)26．某元素在氪前，當此元素的原子失去3個電子后，它的角量子數(shù)為2的軌道內(nèi)電子恰巧為半充滿，試推斷該元素的名稱。答：角量子數(shù)為2對應(yīng)的是d軌道，半充滿時有5個電子，該元素3價離子的核外電子排布式為[1s22s22p63s23p63d5]，可推斷該元素是第26號元素Fe[1s22s22p63s23p63d64s2]。7．試討論Se、Sb和Te三元素在以下性質(zhì)方面的遞變規(guī)律：〔1〕金屬性；〔2〕電負性；〔3〕原子半徑；〔4〕第一電離能。答：由元素在周期表中的相對位置可以推斷：〔1〕金屬性Sb>Te>Se；〔2〕電負性Se>Te>Sb；〔3〕原子半徑Sb>Te>Se；〔4〕第一電離能Se>Te>Sb。8．設(shè)有元素A、B、C、D、E、G、L和M，試按以下所給予的條件，推斷出它們的符號及在周期表中的位置〔周期、族〕，并寫出它們的外層電子構(gòu)型。〔1〕A、B、C為同一周期的金屬元素，C有三個電子層，它們的原子半徑在所屬周期中為最大，且A>B>C；答：1〕有三個電子層，半徑最大是第三周期的前三個元素，A：Na，IA族,3s1；B：Mg,IIA族,3s2；C：Al,IIIA族,3s23p1；〔2〕D、E為非金屬元素，與氫化合生成HD和HE，在室溫時D的單質(zhì)為液態(tài)，E的單質(zhì)為固體；答：由題意分析，D和E為VIIA元素，D：室溫液態(tài)為Br,第三周期，VIIA族,3s23p5；而E室溫固態(tài)是元素碘,第四周期,VIIA族,4s24p5?！?〕G是所有元素中電負性最大的元素；答：G：電負性最大是氟〔F〕,第二周,VIIA族,2s22p5?！?〕L單質(zhì)在常溫下是氣態(tài)，性質(zhì)很穩(wěn)定，是除氫以外最輕的氣體；答：L：He,第一周期,零族,1s2。〔5〕M為金屬元素，它有四個電子層，它的最高化合價與氯的最高化合價一樣。答：M：金屬，第四周期，可顯七價，只有錳〔Mn〕,VIIB族,3d54s2。9．填充下表元素外層電子構(gòu)型未成對電子數(shù)周期族區(qū)金屬或非金屬甲乙丙3d14s23三三VIIA元素外層電子構(gòu)型未成對電子數(shù)周期族區(qū)金屬或非金屬甲乙丙3d14s23s23p53s23p3113四三三IIIBVIIAVAdPp金屬非金屬非金屬10．今有A、B、C、D四種原子，〔1〕它們最外層電子數(shù)相應(yīng)為2、2、1、7；〔2〕A、B、C、D四元素處于同一周期，此周期的稀有氣體最外層電子構(gòu)型為4s24p6；〔3〕A、C原子的次外層電子數(shù)均為8，B、D原子次外層電子數(shù)均為18。問：〔1〕A、B、C、D四元素所處周期〔2〕A、B、C、D四元素所處的族〔3〕A、B、C、D分別是什么元素答：ABCD周期族元素名稱四IIACa四IIBZn四IAK四VIIABr11．填空題〔1〕氧的電離能稍低于氮，這是因為氮為半充滿，氧去掉一個電子達到半充滿構(gòu)造?！?〕副族元素都是金屬，這是因為副族元素的有效核電荷都較小，一般最外層最多只有2個電子?！?〕如果氫原子的一個電子處于ψ2Px1/2狀態(tài)，則該電子處于第二電子層，2p亞層，2軌道，其波函數(shù)角度分布圖的圖形為電子云角度分布圖的圖形為電子云圖的圖形為該電子離核的平均距離用[D(r)]圖來描述，該電子具有的能量為E=－=－328kJ·mol–1，自旋狀態(tài)用+1/2來描述。答：〔1〕氮為半充滿，氧去掉一個電子到達半充滿構(gòu)造?！?〕副族元素的有效核電荷都較小，一般最外層最多只有2個電子?！?〕〔氫〕處于第二電子層，2p亞層，2軌道，波函數(shù)角度分布圖形為；電子云角度分布圖形為電子云的圖形為該電子離核的平均距離用徑向分布函數(shù)[D(r)]圖來描述，該電子具有的能量為E=－=－328kJ·mol–1；自旋狀態(tài)+1/2來描述。第五章氧化復(fù)原反響與電化學(xué)習題與解答1．以下說法是否正確如不正確，請說明原因。〔1〕．氧化數(shù)就是某元素的一個原子在化合態(tài)時的電荷數(shù)。答：不確切，氧化數(shù)是某元素的一個原子在化合態(tài)時的形式電荷數(shù)?！?〕．所有參比電極的電極電勢皆為零。答：錯，只有氫標準氫電極的電極電勢為零，其它不為零?！?〕．因為ΔrGm的值與化學(xué)反響計量方程式的寫法〔即參與反響物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)〕有關(guān)，因此也是如此。答：錯，因電極電勢的數(shù)值反映物種得失電子的傾向，這種性質(zhì)應(yīng)當與物質(zhì)的量無關(guān)，因此與電極反響式的寫法無關(guān)。對電極反響a氧化態(tài)+ze-=b復(fù)原態(tài)則有；如果電極反響為na氧化態(tài)+nze-=nb復(fù)原態(tài)，則有=，與上式一樣。而是指氧化態(tài)與復(fù)原態(tài)都是單位濃度〔或標準態(tài)壓力〕時的，因此與電極反響方程式寫法無關(guān)，也是如此。因ΔrGm=，而，所以ΔrGm與化學(xué)計量數(shù)有關(guān)，故也是如此，與化學(xué)反響方程式寫法有關(guān)?！?〕．插入水中的鐵棒，易被腐蝕的部位是水面以下較深部位。答：錯，水面下的接近水線處的鐵棒容易被腐蝕?！?〕．但凡電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象，都稱之為極化現(xiàn)象。答：對。2．選擇題〔將正確答案的標號填入空格內(nèi)，正確答案可以不止一個〕〔1〕為了提高Fe2(SO4)3的氧化能力，可采用以下那些措施〔①〕。①．增加Fe3+的濃度，降低Fe2+的濃度；②．增加Fe2+的濃度，降低Fe3+的濃度；③．增加溶液的pH值；④．降低溶液的pH值?！?〕的正確答案是①?！?〕極化的結(jié)果總是使〔②③〕。①．正極的電勢升高，負極的電勢降低；②．原電池的實際工作電壓小于其電動勢；③．電解池的實際分解電壓大于其理論分解電壓?！?〕的正確答案是②③。3．試比較以下情況下銅電極電位的上下，并說明依據(jù)?！?〕銅在0.01mol·L-1CuSO4溶液中；〔2〕銅在加有Na2S的0.01mol·L-1CuSO4溶液中。解：,S2—+Cu2+=CuS↓，使[Cu2+]降低，降低。所以〔2〕中的電極電勢較低。4．試說明以下現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。〔1〕硝酸能將銅氧化，而鹽酸卻不能；答：因為〔V〕說明：由Nernst方程可以看出，濃度的影響在對數(shù)項中；影響不太大，一般情況下〔除非象或這些電對〕，時即可以根據(jù)的相對大小判斷反響方向?！?〕Sn2+與Fe3+不能在同一溶液中共存；答：因為，F(xiàn)e3++Sn2+=Fe2++Sn4+，所以Sn2+與Fe3+不能在同一溶液中共存?！?〕氟不能用電解含氟化合物的水溶液制得。答：很高，氟的氧化性非常強，能將水分解，釋放氧氣，同時生成氟化氫。5．利用電極電勢的概念解釋以下現(xiàn)象。〔1〕配好的Fe2+溶液要參加一些鐵釘；答：〔；；〕因發(fā)生歸一反響，既，參加鐵釘可以減緩Fe2+被氧化為Fe3+的速度，〔即使參加鐵釘也不能完全防止Fe2+被氧化為Fe3+?！场?〕H2SO3溶液不易保存，只能在使用時臨時配制；答：由V可以看出，很容易被空氣中的氧氣所氧化，難以保存?！?〕海上船艦常鑲嵌鎂塊、鋅塊或鋁合金塊，防止船殼體的腐蝕。答：被鑲嵌的鎂、鋅、鋁合金都比較活潑，電勢都較低，與船體相連后作為腐蝕電池的陽極被腐蝕，而將作為陰極的船體保護起來。6．銅制水龍頭與鐵制水管接頭處，哪個部位容易遭受腐蝕這種腐蝕現(xiàn)象與釘入木頭的鐵釘?shù)母g在機理上有什么不同試簡要說明之。答：銅與鐵在水中能形成腐蝕原電池，鐵作為陽極被腐蝕，銅為陰極促進了鐵的腐蝕，發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕，而釘入木材的鐵釘?shù)母g是差異充氣腐蝕。7．填充題〔1〕由標準氫電極和標準鎳電極組成原電池，測得其電動勢為0.23V，則該原電池的正極為標準氫電極，負極為標準鎳電極〔查表〕，此電池的反響方向為2H++Ni=H2+Ni2+，鎳電極的標準電極電勢為-0.23，當c〔Ni2+〕降到0.01mol·L-1時，原電池電動勢降低。答案為〔標準氫電極〕〔負極為標準鎳電極〕〔2H++Ni=H2+Ni2+〕〔-0.23〕〔降低〕。8．寫出以下物質(zhì)中元素符號右上角標*元素的氧化數(shù)。KCl*O3Cu2*ONa2O2*S8*Na2S2*O3Na2S4*O6O*F2K2Cr2*O7N2*ON*HPb*3O4N2*H4〔肼〕AlN*〔氮化鋁〕答：物質(zhì)KCl*O3Cu2*ONa2O2*S8*Na2S2*O3Na2S4*O6O*F2氧化數(shù)+5+1-10+2+2.5+2物質(zhì)K2Cr*2O7N*2ON*H4+Pb*3O4N2*H4AIN*氧化數(shù)+6+1–3+8/3–2–39．如果將以下氧化復(fù)原反響裝配成電池，試用符號表示所組成的原電池?！?〕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·L-1〕+8H+〔10-4mol·L-1〕+5Fe2+〔0.1mol·L-1〕=Mn2+〔0.1mol·L-1〕+5Fe〔0.1mol·L-1〕+4H2O〔l〕解：(1)(–)Zn|Zn2+(C1)||Ag+(C2)|Ag(+)(2)(–)Cu|Cu+(c1)||Fe3+(c2),Fe2+(c3)|Pt(+)(3)(–)Pt|Sn2+(c1),Sn4+(c2)||Fe3+(c3),Fe2+(c4)|Pt(+)(4)(–)Zn|Zn2+(c1)||H+(c2)|H2〔p〕，(Pt)(+)(5)(–)Pt|Fe2+(0.1mol·L-1),Fe3+(0.1mol·L-1)||MnO-4(0.1mol·L-1),Mn2+(0.1mo1·L-1),H+(10-4mo1·L-1)|Pt(+)10．以下物質(zhì)SnCl2、FeCl2、KI、Zn、H2、Mg、Al、HS2-在一定條件下都可以做復(fù)原劑。試根據(jù)標準電極電勢數(shù)據(jù)，把這些物質(zhì)按其復(fù)原能力遞增順序重新排列，并寫出它們對應(yīng)的氧化產(chǎn)物。解：復(fù)原能力由低到高的排列順序〔氧化產(chǎn)物寫在括號中〕是：FeCl2(Fe3+),KI(I2),SnCl2(Sn4+),H2(H+),S2-〔S〕，Zn(Zn2+),Al(Al3+)，Mg(Mg2+)。11．判斷以下反響在標準態(tài)時進展的方向，如能正向進展，試估計進展的程度大小?！?〕Fe〔s〕+2Fe3+〔aq〕=3Fe2+〔aq〕〔2〕Sn4+〔aq〕+2Fe2+〔aq〕=Sn2+〔aq〕+3Fe3+〔aq〕判斷以下反響在標準態(tài)時進展的方向，并估計進展的限度。解：〔1〕>∴反響正向進展。1gK;KΘ=1041;∴反響進展程度很大?！?〕∵；∴反響逆向進展。12．在pH分別為3和6時，KMnO4能否氧化I-和Br-[假設(shè)MnO4-被復(fù)原成Mn2+，且c〔MnO4-〕=c〔Mn2+〕=c〔I-〕=c〔Br-〕=1mol·L-1]。解：①pH=3時，反響式為(MnO4/Mn2+)=1.507+=1.507+=1.507–0.283=1.224V〔：〔Br2/Br-〕=1.066V,(I2/I-)=0.536V〕∵1.224V>(Br2/Br-)>(I2/I-)；∴可以氧化溴離子和碘離子。pH=6中性應(yīng)該復(fù)原成MnO2，反響式為()=0.509+假設(shè)設(shè)復(fù)原產(chǎn)物為Mn2+，可按①中的關(guān)系式算出(MnO4/Mn2+)=0.941(Br2/Br-)>0.941>(I2/I-)∴可氧化碘離子，不能氧化溴離子。13．今有一種含有Cl-、Br-、I-三種離子的混合溶液，欲使I-氧化成I2，又不使Br-、Cl-離子氧化，在常用氧化劑Fe2(SO4)3和KMnO4中應(yīng)選哪一種解：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/C1-)>(Br2/Br-)>(Fe3+/Fe2+)>(I2/I-),∴標態(tài)下,只能選用硫酸鐵。14．由標準鈷電極和標準氯電極組成原電池，測得其電動勢為1.63V，此時鈷為負極，現(xiàn)知氯的標準電極電勢為+1.36V，問：〔1〕此電池的反響方向〔2〕鈷的電極電勢為多少〔3〕當氯氣的分壓增大時，電池電動勢將若何變化〔4〕當c〔Co2+〕降到0.01mol·L-1時，通過計算說明電動勢又將若何變化解：〔1〕電池總反響：Co+C12=Co2++2C1-∵E=1.63V>0∴正向進展?！?〕E=(C12/C1–)–(Co2+/Co)(Co2+/Co)=1.36―1.63=-0.27V(3)(C12/C1–)=(C12/C1–)+E=(C12/C1–)―(Co2+/Co)∴假設(shè)氯氣分壓增大，則(C12/C1–)增加,電動勢將增大?！?〕(Co2+/Co)=(Co2+/Co)+=-0.27+0.01=–0.329V,假設(shè)c(Co2+)降低，則(Co2+/Co)降低,∴電動勢升高。15．由兩個氫半電池Pt，H2〔〕∣H+〔0.1mol·L-1〕和Pt，H2〔〕∣H+〔xmol·L-1〕組成一原電池，測得該原電池的電動勢為0.016V，假設(shè)Pt，H2〔〕∣H+〔xmol·L-1〕作為該原電池的正極，問組成該半電池的溶液中H+濃度是多少解：E=〔H+/H2〕正-〔H+/H2〕負0.016=[(H+/H2)+c2(H+)]正―[(H+/H2)+c2(H+)]負0.016=0+c2(H+)-0.12―0.043=c2(H+)1gc(H+)==―0.729；c(H+)=0.187mol·L–116．根據(jù)以下反響〔假設(shè)離子濃度均為1mol·L-1〕Ni〔s〕+Sn2+〔aq〕=Ni2+〔aq〕+Sn〔s〕Cl2〔g〕+2Br-〔aq〕=Br2〔g〕+2Cl-〔aq〕試分別計算：〔1〕它們組成原電池的電動勢，并指出正負極；〔2〕25℃〔3〕反響的標準吉布斯函數(shù)變。解：〔1〕反響方程式：Ni(s)+Sn2+(aq)=Ni2+(aq)+Sn(s)E=(Sn2+/Sn)―(Ni2+/Ni)=―0.1375―(―0.257)=0.1195(V)>0∴錫電極為正極：鎳電極為負極。1gK===4.05K=1.122×104ΔrGm=―RTInK=―8.314×10-3×298×In(1.122×104)=―23.1kJ?mol–1〔2〕反響方程式：C12+2Br–=Br2+2C1–E=(C12/C1-)―(Br2/Br-)=1.358―1.066=0.292(V)∴正極：(Pt)C12,負極：(Pt)Br21gK===9.90K=7.9×109ΔrGm=-RTInK=-8.314×10-3×298×In(7.9×109)=-56.5kJ?mol—117．對于由電對MnO-4/Mn2+與Zn2+/Zn組成的原電池〔1〕計算298K下，當c(MnO-4)=c(Mn2+)=c(Zn2+)=1mol·L-1，c(H+)=0.1mol·L-1時，該電池的電動勢，該氧化復(fù)原反響的，并說明該氧化復(fù)原反響進展的方向?！?〕求該氧化復(fù)原反響在298K時的lgK。〔3〕當溫度升高時，該反響的K是增大還是減小為什么解；〔1〕反響方程式：2MnO4–(aq)+16H+(aq)+5Zn(s)=5Zn2+(aq)+2Mn2+(aq)+8H2O(l)=1.507+lg(0.1)8―〔―0.7618〕=2.1744V△rGm=―nFE=―10×96485×2.1744=–2098kJ·mol—1反響正向進展(2)；(3)/〔kJ?mol-1〕–54100–153.9–220.8–285.8＜0放熱(也可以根據(jù)△rGm=―2099kJ·mol—1<<0,推論＜0∵＜0,是放熱反響,∴T升高時,K減小。第七章分子構(gòu)造與晶體構(gòu)造習