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1、、单选题第2章热化学1、在下列反应中,Qp=Qv的反应为()(A) CaCQ(s) CaO(s)+C2(g)(B) N2(g)+3H2(g) 2NHg)(C) C(s)+O2(g) CO(g) ( D) 2H2(g)+O2(g) 2HD (l)2、 下列各反应的rHm (298)值中,恰为化合物标准摩尔生成焓的是()1(A) 2H(g)+ 2 O2(g) HO (l)(B) 2H2(g)+O2(g) 2H0 (l)13(C) N2(g)+3H2(g) 2NH(g) ( D) 2 N2(g) + ° H2(g) NH(g)3、由下列数据确定CH4(g)的fHm为()1rH_C(石墨)+
2、02(g)=C0 2(g)m =-393.5kJ mol 1H2(g)+ 2 02(g)=H 2OrH-1rH-1(l) m =-285.8kJ mol 1 CH4(g)+2O2(g)=CO 2(g)+2H2O (l)m =-890.3kJ mol 1(A) 211 kJmol"(B) -74.8kJ mo;( C) 890.3 kJmor1;(D)缺条件,无法算。14、 已知:(1) C(s)+2 O2(g) CO(g), rHm (1)= -110.5kJ mol1 (2) C(s)+O2(g) CO(g), rH m (2)=-393.5kJ mol1则在标准状态下25C时,1
3、000L的CO的发热量是()(A) 504 kJ moL (B) 383 kJ mol1 (C) 22500 kJ mol 1 ( D) 1.16 X04 kJ mol15、 某系统由A态沿途径I到B态放热100J,同时得到50J的功;当系统由A态沿途径U到B态做 功80J时,Q为()(A) 70J (B)30J(C) 30J (D) 70J&环境对系统作10kJ的功,而系统失去5kJ的热量给环境,则系统的内能变化为()(A) 15kJ ( B) 5kJ (C) 5kJ ( D) 15kJ7、表示CO2生成热的反应是()(A) CO (g) + 1/2O2 (g) =CO2 (g) r
4、HmO =38.0kJ.mol-1(B) C (金刚石)+ O2 (g) =CO2 (g) rHmB=95.4kJ.mol-1(C) 2C (金刚石)+ 2O2 (g) =2CO2 (g) rHmB=87.0kJ.mol-1(D) C (石墨)+ O2 (g) =CO2 ( g) rHmB=393.5kJ.mol-1二、填空题1、 25C下在恒容量热计中测得:1mol液态C6H6完全燃烧生成液态H2O和气态CO2时,放热3263.9kJ, 则厶U为-3263.9,若在恒压条件下,1mol液态C6H6完全燃烧时的热效应rHm为-3267.6。丄2、 已知H2O (l)的标准生成焓f H m =-
5、286 kJ mol 1,则反应 出0 (l) H 2(g)+ 2 O2(g),在标准状态下的反 应热效应=_286、,氢气的标准摩尔燃烧焓=-286。3、 已知乙醇的标准摩尔燃烧焓CHm (C2H5OH,298) =-1366.95 kJ mol 1,则乙醇的标准摩尔生成焓fHm(298) =_-277.56。三、判断题:(以下说法的正确与错误,尽量用一句话给出你作出判断的根据。)1、碳酸钙的生成焓等于CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)的反应焓。2、 错误。标准熵是1摩尔物质处于标态时所具有的熵值,热力学第三定律指出,只有在温度T=0K 时,物质的熵值才等于零,所以,标准熵一定是正
6、值。2、单质的生成焓等于零,所以它的标准熵也等于零。1、错误。生成焓是在热力学标态下由指定单质生成1摩尔物质的反应焓,所以碳酸钙的生成焓等于反应 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(S)的反应焓。四、简答题:(简述以下概念的物理意义)1、封闭系统和孤立系统。 2、功、热和能。3、热力学能和焓。4、生成焓、燃烧焓和反应焓。1、封闭系统是无物质交换而有能量交换的热力学系统;孤立系统既是无物质交换又无能量交换的热 力学系统。2、热是系统与环境之间的温度差异引起的能量传递方式,除热而外的所有其它能量传递形式都叫做 功,功和热是过程量;能是物质所具有的能量和物质能做某事的能力,是状
7、态量。3、热力学能,即内能,是系统内各种形式能量的总和;焓,符号为 H,定义式为H=U+pV。4、在热力学标态下由指定单质生成 1摩尔物质的反应焓变称为该物质的标准摩尔生成焓,简称生成 焓; 1摩尔燃料与氧气发生完全燃烧放出的热称为燃烧焓;反应焓是发生 1摩尔反应的焓变。一、单选题第 4 章化学平衡 熵和 Gibbs 函数1、 反应 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)的 DG = a,贝U NH3(g) = 1/2N2(g) + 3/2H2(g)的 DG 为:()A. a2 B. 1/aC. 1/ a2D. a/22、在某温度下,反应1/2N2(g) + 3/2H2(g) = N
8、H3(g)的平衡常数K= a,上述反应若写成2NH3(g) = N2(g)+ 3H2(g),则在相同温度下反应的平衡常数为:() A. a/2 B. 2a C.孑D. 1/ a23、 已知反应2A( g) +B(s) =2C(g) DrH ®>0,要提高A的转化率,可采用()A.增加总压B.加入催化剂C.增大A的浓度D.升高温度4、已知下列反应的平衡常数:H2(g)+S(s)=H2S(g)K1 S(s)+O2(g)=SO2(g) K2则反应 H2 (g) + SO2 (g) = O2 (g) + H2S (g)的平衡常数为:()A. Ki+ K2 B.K1- K2 C. K1K
9、2 D.K1/K25、 若可逆反应,当温度由T1升高至T2时,标准平衡常数K2>K10,此反应的等压热效应 AHm的数 值将()A.大于零B.小于零C.等于零D.无法判断6、 下列各组参数,属于状态函数的是:A. Qp,G,V B. Qv,V,G C. V,S,W D. G,U,H7、 298K 时,某反应的 Kp®= 3.0 105,则该反应的 DrG® =KJ/mol (lg3 = 0.477)。A. 31.2 B. 31.2C. 71.8 D. 71.88、298K 时,SN2 = 191.50 J?K-?mo|T, SH2 = 130.57 J?K-?mol-
10、,Snh3 = 192.34 J?K-?mol-,反应为 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g),则 DrS=J?K-?mol-:A. 135.73B. 135.73 C. 198.53 D. 198.539、298K 时,DrH%gco3 = 100.8 KJ?mo-1,DrS%gco3 = 174.8 J?K-?mo-,反应为 MgCO3(s) = MgO(s)+ CO2(g),贝U 598K 时的 DrG兀KJ?mo- : A. 3.73 B. 105.3 C. 1.04 X05 D. 3.7310、下列方法能使平衡2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)向左移动的是:
11、A. 增大压力 B. 增大 PNO C. 减小 PNOD. 减小压力11、下列物理量中,属于状态函数的是 () A. G B. Q C. AH D. AG12、下列反应中 ArSm 值最大的是() A. PCl5(g) PC(g)+ Cl2(g) B. 2SO2(g)+ O2(g) 2S3Og)C. 3H2(g)+ N2(g) 2N3(g) D. C2H6(g) + 3.5O2(g) 2COg) + 3H2O(l)13、 反应CaCO3(s) CaO(+CO2(g)在高温下正反应能自发进行,而在 298K时是不自发的,则逆 反应的 ArHm0 和 ArSm0 是 () A. AHm>0
12、和 ASm >0 B. rHm < 0 和 ArSm>0C. rHm®>0 和 ArSm®< 0 D. rHm®< 0 和 ArSm®< 014、 下列热力学函数的数值等于零的是()A.S®m(O2,g,298K)B. AfGm(I2,g,298K)C.AfG m(白磷 P4,s,298K)D.AfH m(金刚石,s,298K)15、 如果某反应的 K>1 则它的()A. G m>0, B. Gm<0, C.Ar Gm>0, D. Gm<0二、判断题(判断下列各项叙述是否正
13、确,对,打“X错,打“X”1、 某一可逆反应,当J> K ®时,反应自发地向逆方向进行。(话2、 化学反应的ArG越小,反应进行的趋势就越大,反应速率就越快。(3、 对于可逆反应,平衡常数越大,反应速率越快。(X)4、 等温等压不做非体积功条件下,凡是 AGm。的化学反应都不能自发进行。(话5、Fe (s)和 Cl2 (l)的 AH m 都为零。 (X)&一个化学反应的 Gm的值越负,其自发进行的倾向越大。(X7、体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。(话8、将固体NH4NO3溶于水中,溶液变冷,则该过程的4G,出,出 的符号依次为、+、+。(话9、 乙醇溶于水的过程中
14、AG = 0。(为10、CO2(g)的生成焓等于石墨的燃烧热。(话11、 室温下,稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。(12、 如果一个反应的ArHm °<0, rAm °>0,则此反应在任何温度下都是非自发的。(话13、平衡常数的数值是反应进行程度的标志,故,对可逆反应而言,不管是正反应还是逆反应其平衡常数均相同。(为14、某一反应平衡后,再加入些反应物,在相同的温度下再次达到平衡,则两次测得的平衡常数相同 V15、在某温度下,密闭容器中反应2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g)达到平衡,当保持温度和体积不变充入惰性气体时,总压将增加,平衡向气体分
15、子数减少即生成NO2的方向移动。 (V三、填空题1、冬天公路上撒盐可使冰融化,此时的 G值符号为(),A值的符号为(+ )。2、 用吉布斯自由能的变量 AG来判断反应的方向,必须在(定压定温、不做非体积功)条件下;当 GV0时,反应将(正向自发)进行3、 A-H瞩0的可逆反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+ H2(g)在一定条件下达到平衡后:(1)加入H2O(g), 则H2(g)的物质的量将(增加);(2)升高温度,H2(g)的物质的量将(增加);增大总压,H2(g) 的物质的量将(减少);加入催化剂H2(g)的物质的量将(不变4、 标准状态时,H2O (l,100C) H2O (g,10
16、0C)过程中,DH0 (大于)零, DS® (大于)零,DG0 (等于)零。(填>、=、v =5、反应 2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq) = 2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O(1)的标准平衡常数 K0的表达式为。&在一定温度下,二硫化碳能被氧氧化,其反应方程式与标准平衡常数如下:(1) CS2(g)+3O2 =CO2(g)+2SO2(g) (2 )- CS2(g)+O2(g) =CO2(g)+ - SO2(g)试确立 K01,K02之间的数量关系。K 01 =(K 02 ) 37、不查表,排出下列各组物质的熵值由大到小的顺序:(1) O
17、2(1)、O3(g)、O2(g)的顺序为(O3(g )、O2(g)、O2(1)(2) NaCI(s)、Na2O(s)、Na2CO3(s)、NaNO3(s)、Na(s)的顺序为(NaNO3(s)、Na2CO3(s)、Na2O(s)、 NaCI(s)、Na(s)(3) H2(g)、F2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、|2(g)的顺序为(|2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、F2(g)、H2(g)8、在一定温度下,可逆反应C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的K0 = 2.0;当CO2(g)与CO(g)的分压皆为100kPa时,则该反应在同样温度时自发进行的方向为(正向自发)。9、 可
18、逆反应 Cl2(g) + 3F2(g)2CIF3(g)的 ArH 0m(298K)=-326.4 kJ mol-1,为提高 F2(g)的转化率,应采用(高)压(低 )温的反应条件。当定温定容,系统组成一定时,加入He(g),a (2)将(增大)。10、 已知 K(Ag2S)=6.3 1'0-50, K 0(Ag(CN)2-)=2.5 1020,贝U 反应 2Ag(CN) zRaql+Saq) 一Ag2S(s)+4CN-(aq)的标准平衡常数 K 0= (2.5 X08 )四、计算题1、已知 298.15K时,DfH0m 辱二46.11 KJ?mo-;S0m 小=191.50JK1 mo
19、l 1, S0m 如=130.57JK1 mol1, S0m 吨=192.34J K1 moS 试判断反应 N2 (g) +3H2(g)=2NH3(g)在 298.15K、标准态下正向能否 自发?并估算最高反应温度。解:因为 ArH 0m ( T) =EUAfH 0m(B,T)即 AH 0m ( 298K ) =2DfH 0m 详-DfH 0m 力-3DfH 0m =246.11 KJ?mol -)-0-3 0=-92.22 kJ mol-1 又因为 S0m(T) = EBS0m (B,T)即 ArS0 m(298K) =2 S0m 忖-S0m 巴-3 S0m 帀=2X192.34J K 1
20、mol 1 191.50J K 1 mol 1 3X130.57JK 1 mol 1= 198.53 J K 1 mol 1 根据吉布斯亥姆霍兹公式 AG0m ( T ) =ArH 0m(T)-T rSm (T) rG霁 (298K) =AH m (298K)-T rSm (298K)= (-92.22 kJ mol-1) - 298.15KX (-198.53 :10-3kJ mol-1 K-1) = 33.03 kJ mol-1 >0 正向反应不自发。若使 AG鹉 (T) =rH%(T)-T ArSm (T) V 0,则正向自发。又因为 AH m、ArSm随温度变化不大,即 G 琳
21、(T) AH 琳(298K)-T ArSm (298K) V 0 即-198.53 W-3kJ mol-1 K-1 T > -92.22 kJ mol-1而按不等式运算规则,有TV( -92.22 kJ mol-1) / (-198.53 采0-3kJ mol-1 K-1) = 464.51K故最高反应温度为464.51K。2、 已知 AH 喀C6H6(|),298K = 49.10kJ mol-1, AfH 喀C2H2(g),298K =226.73 kJ mol-1;S®mC6H6(l),298K=173.40 J mol-1 K-1, S®mC2H2(g),29
22、8K=200.94 J mol-1 K-1。试判断:反应 C6H6(l) =3 C2H2(g)在298.15K,标准态下正向能否自发?并估算最低反应温度。解:根据吉布斯-亥姆霍兹公式 G鹉 (T) =AH m (T)-T AS% (T)rG琳 (298K) =AH 琳(298K)-T AS®m (298K) 而 AH m (298K) = 3AH 霁C2H2(g),298K H 霁C6H6(|),298K= 3 226.73 kJ mol-1 1 M9.10kJ mol-1=631.09 kJ mol-1 AS%(298K) = 3 S喀C2H2(g),298K SmC6H6(l),
23、298K=3 600.94 J mol-1 K-1 1X173.40 J mol-1 K-1 = 429.42 J mol-1 K-1故 AGm (298K) = 631.09 kJ mol-1 298.15K X29.42 X0-3 kJ mol-1 K-1=503.06 kJ mol-1 >0正向反应不自发。若使 AGm (T) =AH 喀(T)-T AS% (T) V 0,则正向自发。又因为AH瞎、ArSm随温度变化不大,即AG瞎 (T) "AH瞎(298K)-T ArSm (298K) V 0则 T > 631.09 kJ mol-1/429.42 1X3 kJ
24、mol-1 K-1=1469.6K 故最低反应温度为 1469.6K。3、已知298.15K时,一些物质的热力学数据如下表。试判断标准状态下反应C(s)+H20(g) = CO(g) + H2(g)在298.15K时能否自发并估算自发进行的最低温度。物 质 DfH/KJ?mol- Sm/ J K1 mol1C(s) 0 5.7 CO(g) -110.5 197.7 H2(g) 0 130.7 H2O(g) 241.8 188.8解:因为 AH m(T)=E U AH m(B,T) 即 AH m( 298K) =DfH %co+DfH %H2-DfH 瞎C(s)- DfH %H2O(g) =-1
25、10.5 -241.8) =131.3 kJ mol-1又因为 AS霁(T) =(B,T)即 ArS m(298K) = Smco+ Sm H2 - S霁 C(s)- SmH2O(g)=197.7+130.7-188.8-5.7 =134.1 JK 1 mol 1根据吉布斯亥姆霍兹公式 AGm (T) = AH m (T)-T AS% (T) G琳 (298K) =AH(298K)-T AS霁(298K)=131.3-298.15 13X.1 X0-3= 91.3 kJ mol-1 >0 正向反 应不自发。 若使 AGm (T) =AH m (T)-T ArSm (T) V0,则正向自发
26、。又因为AH喀、ArSm随温度变化不大,即AG喀 (T) "AH喀(298K)-T AS喀(298K) V 0即0.134仃 > 131.3 T > 979K故最低反应温度为979K。4、已知 2H gO(s)=2Hg(l)+O2(g),在 298.15K 下的 DfH 鹉及 Sm 的数据已知,求 DrH ®298、Dr S®298、 DrG298及反应能自发进行的最低温度。物 质 DfH/kJ mol 1 Sm/ J K1 mol 1H gO (s) -90.8 70.3 Hg(l) 0.0 75.9O2© 205.2解:根据吉布斯亥姆霍兹
27、公式AG务(T) =AH霁(T)-T AS% (T) G琳 (298K) =AH 瞎(298K)-T AS% (298K)而 ArH m (298K) = 0-2 AH mH g O(s),298K = -2 (-9(X8) =181.6kJ mol-1 S霁(298K) = S mO2(g)+ 2S 务H g (l) 2SmH g O(s) = 205.2+2 75.9-2 70.3=216.4J mol-1K-1 故 AG琳(298K) = 181.6 kJ mol-1 298.15K X16.4 X0-3 kJ mol-1 K-1 =117.08kJ mol-1>0 正向反 应不自
28、发。若使 AG m (T) =AH m (T)-T ASf (T) V 0,则正向自发。又因为 AH鹉、AS%随温度变化不 大,即 AG 瞎 (T)霁(298K)-T AS琳(298K) V 0 贝U T > 181.6 kJ mol-1/216.4 1X-3 kJ mol-1K-1=839.2K故最低反应温度为839.2K。7、光气(又称碳酰氯)的合成反应为:C0(g)+Cl2(g) D COCI2 (g) ,100°C下该反应的K®=1.50为08。若反应开始时,在 1.00L 容器中,n°(C0)=0.035 0 mol,n0(C12)=0.027.
29、0 moI.no(COCl2)=0 mol,并计算 100C 平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率。解:pV = nRT 因为 T、V 不变,pxnB p= cRT p0(C0)=(0.0350 >8.314 %73)kPa=106.3 kPa p0(Cl2)=(0.0270 8314 373)kPa=82.0 kPa CO(g)+Cl 2 (g) = COCl 2(g)开始 CB/(mol L-1) 0.0350 0.0270 0 开始 pB/kPa 106.3 82.0 0假设Cl2全部转化106.3-82.0 0 82.0又设COCl 2转化xxx -x平衡 pB/kPa 24.3
30、+x x 82.0-x K0 =(甩3%9屮=I 1叽丿 I】叩丿二 1.5 808因为K很大,x很小,假设 82.0-x82.0 24.3+x24.3。二=1.5 108 x=2.3 10-6 平衡时:p(CO)=24.3kPa,p(Cl2)=2.3 10-6 kPa p(COCl 2)=82.0kPa106.3-213CD)X100%=77.1%8、蔗糖的水解反应为:C12H22O11+H2O D C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)若在反应过程中水的 浓度不变,试计算(1)若蔗糖的起始浓度为a mol L-1,反应达到平衡时,蔗糖水解了一半,K0应为 多少? ( 2)若蔗
31、糖的起始浓度为2a mol L-1,则在同一温度下达到平衡时,葡萄糖和果糖的浓度各为 多少?解:(1)C12H22O11 (蔗糖)+H2O D C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)a-0.5a 0.5a 0.5a K 0 = ( 0.5a ) (0.5a)/ 0.5a = 0.5aC12H22O11 (蔗糖)+H2O D C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)2a-x x xK 0 = (x ) (x)/ (2a-x)= 0.5a 即 x2+0.5ax-a2=0 解一元二次方程,得 x=0.78a故,葡萄糖和果糖的浓度均为 0.78a mol L-1p第5章酸碱和
32、酸碱反应1 是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“/”,错的填“ X”)1.1 0.20 mol - dm-3 HAc 溶液中 CH是 0.10 mol - dm-3 HAc 溶液中 cH+的 2 倍。(X )1.2 H2S 溶液中 cH+是 cs2-的 2 倍。(X )1.3在水溶液中可能电离的物质都能达到电离平衡。(X )1.4同离子效应可以使溶液的pH值增大,也可以使pH值减小,但一定会使电解质的电离度降低(V)1.5 pH = 7的盐的水溶液,表明该盐不发生水解。(X )1.6阳离子水解总是显酸性,而阴离子水解必定显碱性(X)1.7浓度很大的酸或浓度很大的碱溶液也有缓冲作用
33、。(V)1.8 H2PO4-和HS-既是酸又是碱。(V)2选择题(选择正确答案的题号填入()2. 1将浓度相同的NaCl, NH4Ac, NaAc和NaCN溶液,按它们的c H+从大到小排列的顺序为:() a NaCl > NaAc > NH4Ac > NaCN b NaAc> NaCl > NH4Ac > NaCNc NaCl > NH4Ac > NaAc> NaCNd NaCN > NaAc > NaCl>NH4Ac2. 2中性(pH = 7)的水是()a海水b雨水 c蒸馏水d自来水2. 3 已知 Khf = 6.7X
34、 10-4,Khcn = 7.2X 10-10,KHac = 1.8X 10-5。可配成 pH = 9 的缓冲 溶液的为()a HF和NaF b HCN 和NaCN c HAc和NaAc d都可以2. 4列各种物质中,既是路易斯酸又是路易斯酸碱的是 ()a B2H6 b CCl4 c H2O d SO2CI22. 5在HAc NaAc组成的缓冲溶液中,若cHAc> cAc-,则缓冲溶液抵抗酸或碱的能力为() a抗酸能力 >抗碱能力 b抗酸能力 < 抗碱能力c抗酸碱能力相同d无法判断2.6 知 H3PO4 的 pKeai = 2.12, pKa2 =7.20, pKa3 = 1
35、2.36, 0.10 mol -dm-3 Na2HPO 溶液的 pH 约为() a 4.7 b 7.3 c 10.1 d 9.82. 7不是共轭酸碱对的一组物质是()a NH3, NH 2- b NaOH , Na+ c HS- , S2- d H2O , OH-2. 8知相同浓度的盐NaAc, NaB, NaC, NaD的水溶液pH依次增大,贝U相同浓度的下列稀酸中离解 度最大的是()a HDb HC c HB d HA3 .填空题3.1 已知:Kea (HNO2)= 7.2X 10-4,当 HNO2 溶液的解离度为 20 %时,其浓度为 1.4X 10-2mol - dm-3,qH+=2.
36、8X 10-3mol - dm-3。3.2浓度为0.010 mol - dm-3的某一元弱碱(K e b = 1.0X 10-8)溶液,其pH =90,此碱的溶液与等 体积的水混和后,pH =8.85。3.3在0.10mol - dm-3 HAc溶液中加入固体HAc后,HAc的浓度不变,电离度减小,pH值增大。3.4将下列物质在水溶液中的按酸性由强到弱排列,为:HCIO 4, HSO4-, NH +4 , H2SO4, C2H5OH, NH 3H2SO4, HCIO4, C2H5OH, NH3, NH +4 , HSO4-3.5已知18C时水的K ew = 6.4X 10-15,此时中性溶液中
37、c【h+为8X 10-8,pH为 叫3.6现有浓度相同的四种溶液 HCl, HAc(K ea = 1.8X 10-5), NaOH和NaAC,欲配制pH = 4.44的缓冲 溶液,可有三种配法,每种配法所用的两种溶液及其体积比分别为:HAc NaAC,竺;HCI NaAC, 2:3 ; HAc NaOH,竺。3.7 已知,S2- + H2O HS- + OH-的 pKea1 = 6.3X 10-8, pKea2= 4.4X 10-13,则其平衡常数 Ke = 14,共 轭酸碱对为HS- S2。3.8 依 pauling 规则,可以判断出 H3PO4, H2PO- 4,和 HPO 2-4 的 p
38、Ka 分别为 3, 8,和 13。3.9 H3PO4和 Na2HPO4在水溶液中混和时主要反应的平衡方程式为:HmNh十 CaCOji +H2<)(汁十 2HCO ?CO2和CaCO3的是。3.10 (CH3)2N PF2有两个碱性原子P和N,与BH3形成配合物时,原子P与B结合。与BF3形成 配合物时,原子与B相结合。4.计算题4.1 求把 0.10 dm-3, 0.20 mol - dm-3HAc 与 0.050 dm-3, 0.20 mol - dm-3NaOH 溶液混后的值已知:K e a (HAc) = 1.8X 10-5.混合后发生反应:HAc + NaOH = NaAC +
39、 H 2O反应后剩余HAc及生成NaAC的浓度为:OJOdm'1 x1! OJlhwLdur'-(iJiklm ' -1则混合溶液应为缓冲液,按公式计算:LOxl0ux(L2O()2()=1.7X 10-3 (mol - dm-3)= 0.8%4.2 已知 K ea (HCN)= 7.2X 10-10,计算 0.20 mol - dm-3NACN 溶液的 C(oh-)和水解度a h。4.3欲配制450 cm-3, pH = 4.70的缓冲溶液,取实验室中0.10 mol -dm-3的HAc和0.10mol - dm-3的 NaOH溶液各多少混合即成。设需HAc溶液和Na
40、OH溶液各取 Vicm-3和V2 cm-3V 一 VVc (E Ac) (LI X 1- c (Wc )h , 1 X 450450c( i lAc 1V . - v,则:V2it pH = pK:-山丄竺鹿 一=1虑:一pH = 4.74 0-74 = 0.04所以 V1 + V2 = 450联立后解得:V1 = 305 (cm-3) V2 = (145 cm-3)第7章氧化还原反应电化学基础一、单选题 1.下列电对中,E°值最小的是:A: Ag+/Ag ; B: AgCl/Ag ; C: AgBr/Ag ; D: Agl/Ag2. E°(Cu2+/Cu+)=0.158V
41、, E°(Cu+/Cu)=0.522V,则反应 2 Cu+ 丄一-Cu2+ + Cu 的 K °为:A: 6.93 10-7; B: 1.98 W12; C: 1.4 106; D: 4.8 W-133. 已知E° (Cl2/ Cl-) = +1.36V,在下列电极反应中标准电极电势为 +1.36V的电极反应是:A: Cl2+2e- = 2CB: 2 Cl- - 2e- = CI2C: 1/2 Cl2+e- = Cl-D:都是4. 下列都是常见的氧化剂,其中氧化能力与溶液 pH值的大小无关的是:A: K2C2O7 B: PbO2C: O2 D: FeCl35. 下
42、列电极反应中,有关离子浓度减小时,电极电势增大的是:A: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl 2+2e- = 2Cl-C: Fe - 2e- = f£+ D: 2H+ + 2e- = H26. 为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化,最好的方法是.A:加入Sn粒B.加Fe屑C.通入H2 D:均可7. 反应 Zn (s) + 2H+ Zn 2+ H2 (g)的平衡常数是多少?A: 2 10-33 B: 1 10-13 C: 7 10-12 D: 5 10 26二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“彳错的填“”1. 在氧化还原反应中,如果两个电对的电极
43、电势相差越大,反应就进行得越快2由于 E° (Cu+/Cu) = +0.52V , E° (12/1-) = +0.536V ,故 Cu+ 和 I2 不能发生氧化还原反应。X3 氢的电极电势是零。4. 计算在非标准状态下进行氧化还原反应的平衡常数,必须先算出非标准电动势。5. FeCl3,KMnO4和H2O2是常见的氧化剂,当溶液中H+增大时,它们的氧化能力都增加。X三、填空题1. 根据E °PbO2/PbSO4) >E°(MnO4-/Mn2+) >E°(Sn4+/Sn2+),可以判断在组成电对的六种物质中,氧化性最强的是PbO2,
44、还原性最强的是Sn2+02. 随着溶液的pH值增加,下列电对Cr2O72-/Cr3+、CI2/CI-、MnO4-/MnO42-的E值将分别减小、不变、 不变。3. 用电对MnO4-/Mn2+,Cb/CI-组成的原电池,其正极反应为 MnO 4-+ 8H+ + 5e M«+ + 4H2O,负极反应为 2CT -2e CI2 ,电池的电动势等于 0.15V,电池符号为(TPt.Cpp9)。- H MnO.Mn2+.H+|Pt(+)。( E°(MnO4-/Mn2+)=1.51V; E°(Cl2/CI-)=1.36V)4. 已知':Cr2O72- +1.36 Cr
45、3+ -0.41 Cr2+ -0.86 Cr,贝U E °(Cr2O72- / Cr2+)= 0.917 V,Cr2+能否发 生歧化反应不能。5. 用离子-电子法配平下列氧化还原反应式(1) Cr2O72- + Fe2+ Cr3+ + Fe?+ + H2O (酸性介质);Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(2) Mn2+ + BiO3- + H+ MnO4- + Bi3+ + H2O ;2Mn2+ + 5BiO3- + 14H + = 2MnO 4- + 5Bi3+ + 7H2O(3) H2O2 + MnO4- + H+ O2
46、+ Mn2+ + H2O 。 5H2O2 + 2MnO 4- + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O6. 反应 2Fe+(aq) + Cu(s) =2Fe 2+ Cu 2+(aq)与 Fe (s) + Cu 2+ (aq) =Fe2+(aq)+ Cu (s)均正向自发进行, 在上述所有氧化剂中最强的是 仝,还原剂中最强的是Feo7. 已知 E° (Cu 2+/Cu) =0.337V, KCu(OH) 2,sp,= 2.2 10-20,则 E° (Cu (OH)2/Cu) =-0. 24V o8. 常用的两种甘汞电极分别是(1)标准甘汞电极, 饱和甘汞电极,其电
47、极反应为Hg2Cl2 + 2e -=2Hg + 2CI -常温下两种甘汞电极的电极电势大小顺序为E °(1) > E °(2)。9. 根据标准电极电势表,将 Hg2+、C2O72、H2O2、Sn、Zn、B中的氧化剂、还原剂由强到弱分别 排列成序:(1)氧化剂由强到弱 H2O2> Cr2O72、Hg2+;还原剂由强到弱Zn > Sn > H 2O2> Br。四、计算题1. 若下列反应在原电池中正向进行,试写出电池符号和电池电动势的表示式。(1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu (2) Cu2+ + Ni = Cu + Ni2+(-)F
48、e | Fe2+ (1 molL)| Cu2+ (1mol 1) | Cu ( + )00眈【C0E = j (+) -j (-) = j*(Cu2+/Cu) j*(Fe2+/Fe) +- lg】(2) ( ) Ni| Ni2+ (1mol L 1) | Cu2+ (1mol L1) | Cu ( + )03沦【C0E = j (+) j (-) = j*(Cu2+/Cu) j*(Ni2+/Ni) +; lg-'2. 求出下列原电池的电动势,写出电池反应式,并指出正负极。(1) Pt | Fe (1mol L 1) , Fe3 (0.0001mol L- 1) | I (O.OOO1
49、mol L),l2(s) | Pt(1) Pt | Fe2+(1mol L 1) , Fe3+(0.0001mol L ) | I(0.0001 mol L 1),I2(s) | Pt 设右边为正极,左边为负极肘E = j (+) j () = j(I2/I ) + 0.0592lg 卩j*(Fe3+/Fe2+) 0.0592 lg Fe +=0.535 0.771+ 0.0592lg门匸 J 工-=0.238V > 0(2) Pt | Fg+(0.5 mol L1), Fe2+(0.05 mol L1) | Mn2+(0.01 mol L1),H+(0.1 mol L1),MnO2 (
50、固)| PtPt | Fe3+(0.5 mol L 1),Fe2+(0.05 mol L 1) | Mn2+(0.01 mol L 1),H+(0.1 mol L 1),MnO 2 (固)| Pt 设右边为正极,左边为负极E = j (+) j ()OO刃2巨戶=j*(MnO2/Mn 2+)+; lg- j*(Fe3+/Fe2+) 0.0592 lg ' +-=0.3406V > 0假设正确,电池反应式为MnO 2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn 2+ + 2Fe3+ + 2H2O3. 将铜片插入盛有0.5mol L1CuSO4溶液的烧杯中,银片插入盛有0.5mol L 1
51、 AgNO3溶液的烧杯中,组成一个原电池。(1)写出原电池符号;(2)写出电极反应式和电池反应式;(3)求该电池的电动势。解: (1)( ) Cu | Cu 2+ (0.5 mol L -1) | Ag + (0.5 mol L -1) | Ag ( + )(2) 正极反应 Ag+ + e = Ag 负极反应 Cu 2+ +2e = Cu >2 +得电池反应式:2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu 2+ (3) E = j (Ag +/Ag) j (Cu 2+ /Cu)=j*(Ag +/Ag)+0.0592lgAg + j*(Cu 2+ /Cu) :lgCu 2+=0.7996+0.
52、0592lg0.5 0.3402:lg0.5 =0.4505(V)4. 在pH = 3和pH = 6时,KMnO4是否能氧化l离子和Br离子?解:j *(I2/I ) = 0.535V,j *(Br2/Br) = 1.08V 在酸性条件下:MnO 4 + 8H+ + 5e M«+ + 4H2O0 0592MnO 4_= Mn 2+=1 mol L_1 j (MnO 4-/Mn 2+)= j*(MnO 4_/Mn 2+)+ lgH +800眈pH=3 时 j (MnO4_/Mn2+)=1.51+-lg(10-3)8=1.226(V)既大于j*(|2/),也大于j*(Br2/Br),所以
53、既能够氧化,也能够氧化Br。PH=6 时 j (Mn O4- /Mn 2+)=0.942V 此时,j (Mn O 4_/M n2+)> j*(I2/), 但 j (Mn O 4_/M n2+)v j *(Br2/BrKMnO 4能氧化,却不能氧化BL。5. 已知 ©* ( H3AsO4/H3AsO3)= 0.559V, ©* (b/)=0.535V,试计算下列反应:HaAsOa + I2 + H2OHAsO4 + 2+ 2H+在298K时的平衡常数.如果pH = 7,反应朝什么方向进行?乳砂呦甩厂护片2启5 0 5刃)lgK =00592=応=OD592= 0.81
54、K = 0.15由于E#<0二此时反应逆向进行当pH=7时,H+=10一7,其它浓度均为1 mol L一100刃2E = j (+) -j (-) = j*(|2/)-j* (H3AsO4/ H3AsO3) -2lgH +2=0.535-0.559-1lg(10-7)2 =0.39V>0 反应正向进行。6. 已知:Fe2+ 2e-Fe(*= 0.44VFe3+ + e-Fe 2+©*= +0.771V该电池反应式为:3Fe 2+ = Fe + 2Fe3+计算该电池的E*值及电池反应的AGm*,并判断反应能否正向 自发进行?* *解:E# =(+)-(-) = 0.44-0
55、.771 = 1.211V < 0 Gm* = -nFE# =-2 >96485 X( 1.211) = 233.69(kJ) > 0 二反应不能自发进行。7. 根据下列反应组成电池,写出电池组成式,计算298K时的电动势,并判断反应自发进行的方向。(1) 2Ag(s) + Cu(NO3)2(0.01 mol L-1) = 2AgNO3(0.1 mol L-1) + Cu(s)解:(1) ( )Ag | Ag+(0.1mol L-1) | Cu 2+(0.01mol L-1) | Cu(+) E = j (+)j (-) =0.34 0.7996+ 0 0592E0 0旳20
56、.012 lg 趁=-0.46+2 lg °-卩=0.46(V) < 0故反应逆向自发进行。(2) 2Cr3+(0.01 mol L1) + 2Br-(0.1 mol L -1) = 2Cr 2+ (1 mol L -1) + Br2(l)(-)Pt | Br2(l),Br -(0.1mol L-1) | Cr3+(0.01mol L- 1),Cr2+(1mol L -1) | Pt(+)E = j (+)j (-) =-0.41- 1.087+】lg -T -=- 1.68(V) < 0 故反应逆向自发进行。8. 已知Sn2+ = 0.1000 mol L-1,Pb 2+ =0.100 mol L-1(1) 判断下列反应进行的方向Sn + Pb2+匸亠Sn2+ + Pb0Q 宓PP(1) E = j (+)-j (-) = j*(Pb2+/Pb)-j*(Sn2+/Sn)+】 lg 0 05920.100=0.126 (-0.136) +; lgI =0.010V > 0(2) 计算上述反应的平衡常数 K。9. 已知 Q (Br2/ Br)= 1.065V, & (IO3-, H+/b) =
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