习题第四章结束后

1、普普 化化 习习 题题 1、下列属于电极的是下列属于电极的是（）（） A. H+/H2 B. H2H+ C. PtFe3+, Fe2+ D. PtCl2Cl-Zn2+Zn中的中的Zn 和和Pt 2将铜片插在将铜片插在0.05 molkg-1 Cu2+溶液中，溶液中，将银片插将银片插 在在0.1 molkg-1 AgNO3溶液中组成原电池溶液中组成原电池, ,已知：已知： E (Cu2+/Cu)= 0.342 V; E (Ag+/Ag) = 0.8 V; F = 96500 Cmol-1 ， 试求：此原电池的电动势和试求：此原电池的电动势和Ky y。 。 3. 3.在在AgAg+ +、CuCu2

2、+ 2+浓度分别为 浓度分别为0.01 molkg-1和和1.0 molkg-1溶液中加入铁粉，哪一种金属先被还原？溶液中加入铁粉，哪一种金属先被还原？ 当第二种金属被还原时，第一种金属离子在溶液当第二种金属被还原时，第一种金属离子在溶液 中的浓度是多少？中的浓度是多少？ E (Cu2+/Cu)= 0.342 V; E (Ag+/Ag) = 0.8 V E(Ag+/Ag) = 0.8 V +0.0592Vlgb(Ag+)/by y =0.681V E(Ag+/Ag) = 0.8 V +0.0592Vlgb(Ag+)/by y 0.342V = 0.8 V +0.0592Vlgb(Ag+)/by

3、 y b(Ag+)=1.810-8molkg-1 4设计如下原电池设计如下原电池, ,正极为铜片正极为铜片, ,插在插在Cu2+溶液中，负极溶液中，负极 为标准锌电极。试求：为标准锌电极。试求： 氧化还原反应氧化还原反应 Zn + Cu2+ (0.1 molkg-1) Zn 2+ (1.0 molkg-1) + Cu 在在 298.15 K时的时的rGm 。 (2) (2) 若向上述正极的若向上述正极的Cu2+溶液中不断通入溶液中不断通入H2S气体使之达气体使之达 饱和（饱和（H2S=0.1 molkg-1 ）, , 上述反应能否改变方向上述反应能否改变方向? ? 已知：已知：E (Cu2+/

4、Cu) = 0.342 V; E (Zn2+/Zn) = -0.762 V; Ks (CuS) = 1.2710-36; Ka1 (H2S) = 9.110-8 ; Ka2 (H2S) = 1.110-12 ; ; F = 96500 Cmol-1 ， 5、酸度对电极电势影响、酸度对电极电势影响 标准氢电极的电极反应为标准氢电极的电极反应为 1). 1).若若 H2 的分压保持不变，将溶液换成的分压保持不变，将溶液换成 1.0 molkg-1 HAc 溶液溶液求其电极电势求其电极电势E. 2). 2).已知电动势已知电动势E，求求弱电解质的解离常数弱电解质的解离常数 （习题习题34）、电池符号

5、）、电池符号 6.6.通过计算回答实验室制取氯气为什么用浓盐酸通过计算回答实验室制取氯气为什么用浓盐酸 设设p(Clp(Cl2 2)=100kPa)=100kPa? MnO2 + 4HCl = MnCl2 +Cl2 + H2O 1、20克水中含氨克水中含氨2.010-3mol,向此溶液中向此溶液中 滴加滴加HCl。当加入当加入HCl的量为的量为 (1). 0.001mol时时, (2) 0.002mol时时, (3) 0.003mol时，时， 混合溶液的混合溶液的pH值分别是多少？值分别是多少？ 假定在上述操作中，水的质量不变假定在上述操作中，水的质量不变。 解解: : (1)(1) 1 3

6、3 3 kgmol05. 0 kg1020 mol100 . 1 )NH(b 1 3 3 4 kgmol05. 0 kg1020 mol100 . 1 )NH(b 可按缓冲溶液计算可按缓冲溶液计算 pH 值：值： 2.9 05.0 05.0 lg108.1lg14 )NH(b )NH(b lgpK14pH 5 4 3 b (2) (2) 加入加入0.002molHCl，NH3被完全中和生成被完全中和生成 NH4Cl，溶液的，溶液的 pH 值由值由NH4+的解离决定。的解离决定。 1 3 3 4 kgmol1 . 0 kg1020 mol100 . 2 )NH(b 设解离出的设解离出的b(H+)

7、=xmolkg-1，则有下述关系：，则有下述关系： NH4+ + H2O NH3 + H3O+ 平衡浓度平衡浓度 （molkg-1 ） 0.1-x x x 根据多重平衡规则有根据多重平衡规则有： 16 10 5 14 2 b w kgmol1052. 7x 1056. 5 108 . 1 100 . 1 b/x1 . 0 b/x K K K 12. 5pH kgmol1052. 7)H(b 16 (3) (3) 加入加入0.003molHCl，NH3被完全中和生成被完全中和生成 NH4Cl，并剩余，并剩余HCl，忽略忽略NH4+的解离，溶液的解离，溶液 中的中的H+浓度为：浓度为： 3 . 1

8、pH kgmol05. 0)H(b 1 2.将将0.20 kg, 0.40 molkg-1 HAc 和和 0.60 kg, 0.80 molkg-1 HCN混合，求溶液中各离子浓度混合，求溶液中各离子浓度 (已知，已知，Kay y(HAc)=1.8 10-5, Kay y (HCN) =6.2 10-10) 4. 4. 某溶液含某溶液含CrO42-,其浓度为其浓度为0.01molkg-1。 若向其中滴加若向其中滴加AgNO3溶液，会因为溶液，会因为pH值较大而生值较大而生 成成AgOH。问此溶液的问此溶液的 pH 值最大为几时才不会生值最大为几时才不会生 成成 AgOH 沉淀而只生成沉淀而只生

9、成Ag2CrO4沉淀沉淀？ 已知已知: :Ky ys(AgOH)=1.52 10-8, Ky ys(Ag2CrO4)=1.12 10-12 2 s b )OH(b )AgOH(K )Ag(b 2 1 3 2 4 42 s b )CrO(b )CrOAg(K )Ag(b 解：当解：当AgOH沉淀时，沉淀时， 当当Ag2CrO4沉淀时沉淀时， 13 2 1 3 2 4 42 s 2 s kgmol1044. 1)OH(b b )CrO(b )CrOAg(K /b)AgOH(K)OH(b 48. 2pOH 16.11pH 所以，溶液所以，溶液 pH 值最大不超过值最大不超过11.16时时,可可 不生

10、成不生成AgOH沉淀沉淀 6.将5.010-3 kg 0.2 mol/kg 的MgCl2溶液与5.0 10-3kg 0.1mol/kg的氨水混合时，有无Mg(OH)2 沉 淀生成？为使溶液中不析出Mg(OH)2沉淀，在溶 液中至少要加入多少克NH4Cl固体?(忽略加入固 体后溶液体积变化) 解：混合溶液中，b(Mg2+)=0.1mol/kg, b(NH3)=0.05mol/kg 则溶液中 453 105 . 905. 0108 . 1 )()( b NHb K b OHb b 8 2 2 100 . 9 )()( )/( b OHb b Mgb bb B V BB 12 1061. 5)/(

11、s V BB Kbb B 故有沉淀生成 若不析出Mg(OH)2沉淀,应加入NH3Cl抑制 NH3解离，控制OH-的浓度 11 2 2 1061. 5 )( )( b Mgb K b OHb s 16 1049. 7)( kgmolOHb即 溶液中NH4的浓度应在： 1 4 118. 0)( kgmolNHb 118. 0 / )( / )()( 234 bOHb bOHNHbK b NHb b NH4Cl的质量：0.11853.55.010-32 =0.0631 g 7.7.已知反应已知反应MgCO3(s)=MgO(s)+CO2中各物质的热力学数中各物质的热力学数 据如下：据如下： MgCO3

12、 (s) MgO(s) CO2(g) fH mB(298.15K)/kJmol-1 -1095.8 -601.8 -394.3 fG mB(298.15K)/kJmol-1 -1012.1 -569.6 -394.4 S m(298.15K)/Jmol-1K-1 65.7 26.49 213.74 求：求：(1) 298.15K时的时的rH m, rS m, rG m (2) 在在100kPa, 400K时反应的时反应的rG m(400K)， 并以此判断反应能否自发进行；若不能自发进行，并以此判断反应能否自发进行；若不能自发进行， 求反应自发进行的温度范围。求反应自发进行的温度范围。 (3)

13、计算计算400K时反应的时反应的K (4)已知空气中含已知空气中含CO2 0.03%,据此判断据此判断400K时时 碳酸镁能否分解碳酸镁能否分解? 解：(1) 根据已知数据，有： B 1 mB fB m r molkJ59.100HH 11 B 11 mB B m r KmolkJ175. 0 KmolJ98.174SS B 1 mB fB m r molkJ31.48GG 1 1 m r m r m r molkJ41.48 molkJ175. 015.29859.100 STHG 0molkJ59.30 molkJ175. 040059.100 STHG 1 1 m r m r m r （

14、2） 标准态标准态400K时，时， 所以，此条件下反应不能自发进行。所以，此条件下反应不能自发进行。 0STHGm r m r m r K8 .574T 0KmolkJ175. 0TmolkJ59.100 0STH 111 m r m r 欲使反应自发进行，则欲使反应自发进行，则 4 1001. 1K Pa1 .10Pa101001. 1)CO(p 54 2 eq 即：即： （4 4）空气中）空气中 p(CO2) = P 0.03% =11050.03%=30.0Pa 由此可知，反应此时处于非标准态由此可知，反应此时处于非标准态。 （3） 对于此反应，对于此反应， p/ )2CO(pK eq

15、994. 3 400314. 8303. 2 1059.30 RT303. 2 rG Klg 3 m 方法方法2 2： 0molkJ66. 3 molkJ)93.2659.30( molkJ104 .30ln40010314. 859.30 lnRTGG 1 1 153 B m rmr 所以，所以，400K400K不能自发进行。不能自发进行。 方法方法1 1： 4 1001. 1K 4 B 100 . 3P/ )2CO(p K B 所以，所以，400K 400K 时反应不能自发分解时反应不能自发分解 例题：实验测得某反应在例题：实验测得某反应在573K 573K 时速率常数为时速率常数为 2.

16、412.411010-10 -10 s s-1 -1, , 在在673K 673K 时速率常数为时速率常数为 1.161.161010-6 -6s s-1-1. . 求此反应的活化能求此反应的活化能 EaEa和常数和常数A.A. 解：由公式解：由公式 求得：求得：) TT TT ( R303. 2 E k k lg 21 12a 1 2 1 110 1611 1 2 12 21 molkJ90.271 s1041. 2 s1016. 1 lg K100 K673K573 1000 molKkJ314. 8303. 2 k k lg TT TT R303. 2Ea 由公式由公式 得：得： RT/Ea Aek RT303.2 E k k lg A A lg a 将将573K573K时的各个数值代入时的各个数值代入 16.1578.2462. 9 molKJ314. 8303. 2 molJ100090.271 )1041. 2lg( A A lg 11 1 10 A=1.45A=1.45101015 15s s-1-1（ （A A和和K K具有相同单位）。具有相同单位）。 在多电子原子中，具有下列各组量子数的电子中在多电子原子中，具有下列各组量子数的电子中 能量最高的是能量最高的是 （ ） A 3, 1, 0, -1/2 B 2, 1, +1, -1/2