習(xí)題第四章結(jié)束后

1、普普 化化 習(xí)習(xí) 題題 1、下列屬于電極的是下列屬于電極的是（）（） A. H+/H2 B. H2H+ C. PtFe3+, Fe2+ D. PtCl2Cl-Zn2+Zn中的中的Zn 和和Pt 2將銅片插在將銅片插在0.05 molkg-1 Cu2+溶液中，溶液中，將銀片插將銀片插 在在0.1 molkg-1 AgNO3溶液中組成原電池溶液中組成原電池, ,已知：已知： E (Cu2+/Cu)= 0.342 V; E (Ag+/Ag) = 0.8 V; F = 96500 Cmol-1 ， 試求：此原電池的電動(dòng)勢和試求：此原電池的電動(dòng)勢和Ky y。 。 3. 3.在在AgAg+ +、CuCu2

2、+ 2+濃度分別為 濃度分別為0.01 molkg-1和和1.0 molkg-1溶液中加入鐵粉，哪一種金屬先被還原？溶液中加入鐵粉，哪一種金屬先被還原？ 當(dāng)?shù)诙N金屬被還原時(shí)，第一種金屬離子在溶液當(dāng)?shù)诙N金屬被還原時(shí)，第一種金屬離子在溶液 中的濃度是多少？中的濃度是多少？ 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設(shè)計(jì)如下原電池設(shè)計(jì)如下原電池, ,正極為銅片正極為銅片, ,插在插在Cu2+溶液中，負(fù)極溶液中，負(fù)極 為標(biāo)準(zhǔn)鋅電極。試求：為標(biāo)準(zhǔn)鋅電極。試求： 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) Zn + Cu2+ (0.1 molkg-1) Zn 2+ (1.0 molkg-1) + Cu 在在 298.15 K時(shí)的時(shí)的rGm 。 (2) (2) 若向上述正極的若向上述正極的Cu2+溶液中不斷通入溶液中不斷通入H2S氣體使之達(dá)氣體使之達(dá) 飽和（飽和（H2S=0.1 molkg-1 ）, , 上述反應(yīng)能否改變方向上述反應(yīng)能否改變方向? ? 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、酸度對電極電勢影響、酸度對電極電勢影響 標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極反應(yīng)為 1). 1).若若 H2 的分壓保持不變，將溶液換成的分壓保持不變，將溶液換成 1.0 molkg-1 HAc 溶液溶液求其電極電勢求其電極電勢E. 2). 2).已知電動(dòng)勢已知電動(dòng)勢E，求求弱電解質(zhì)的解離常數(shù)弱電解質(zhì)的解離常數(shù) （習(xí)題習(xí)題34）、電池符號

5、）、電池符號 6.6.通過計(jì)算回答實(shí)驗(yàn)室制取氯氣為什么用濃鹽酸通過計(jì)算回答實(shí)驗(yàn)室制取氯氣為什么用濃鹽酸 設(shè)設(shè)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。當(dāng)加入當(dāng)加入HCl的量為的量為 (1). 0.001mol時(shí)時(shí), (2) 0.002mol時(shí)時(shí), (3) 0.003mol時(shí)，時(shí)， 混合溶液的混合溶液的pH值分別是多少？值分別是多少？ 假定在上述操作中，水的質(zhì)量不變假定在上述操作中，水的質(zhì)量不變。 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 可按緩沖溶液計(jì)算可按緩沖溶液計(jì)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+的解離決定。的解離決定。 1 3 3 4 kgmol1 . 0 kg1020 mol100 . 2 )NH(b 設(shè)解離出的設(shè)解離出的b(H+)

7、=xmolkg-1，則有下述關(guān)系：，則有下述關(guān)系： NH4+ + H2O NH3 + H3O+ 平衡濃度平衡濃度 （molkg-1 ） 0.1-x x x 根據(jù)多重平衡規(guī)則有根據(jù)多重平衡規(guī)則有： 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+的解離，溶液的解離，溶液 中的中的H+濃度為：濃度為： 3 . 1

8、pH kgmol05. 0)H(b 1 2.將將0.20 kg, 0.40 molkg-1 HAc 和和 0.60 kg, 0.80 molkg-1 HCN混合，求溶液中各離子濃度混合，求溶液中各離子濃度 (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-,其濃度為其濃度為0.01molkg-1。 若向其中滴加若向其中滴加AgNO3溶液，會因?yàn)槿芤?，會因?yàn)閜H值較大而生值較大而生 成成AgOH。問此溶液的問此溶液的 pH 值最大為幾時(shí)才不會生值最大為幾時(shí)才不會生 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：當(dāng)解：當(dāng)AgOH沉淀時(shí)，沉淀時(shí)， 當(dāng)當(dāng)Ag2CrO4沉淀時(shí)沉淀時(shí)， 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 值最大不超過值最大不超過11.16時(shí)時(shí),可可 不生

10、成不生成AgOH沉淀沉淀 6.將5.010-3 kg 0.2 mol/kg 的MgCl2溶液與5.0 10-3kg 0.1mol/kg的氨水混合時(shí)，有無Mg(OH)2 沉 淀生成？為使溶液中不析出Mg(OH)2沉淀，在溶 液中至少要加入多少克NH4Cl固體?(忽略加入固 體后溶液體積變化) 解：混合溶液中，b(Mg2+)=0.1mol/kg, b(NH3)=0.05mol/kg 則溶液中 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,應(yīng)加入NH3Cl抑制 NH3解離，控制OH-的濃度 11 2 2 1061. 5 )( )( b Mgb K b OHb s 16 1049. 7)( kgmolOHb即 溶液中NH4的濃度應(yīng)在： 1 4 118. 0)( kgmolNHb 118. 0 / )( / )()( 234 bOHb bOHNHbK b NHb b NH4Cl的質(zhì)量：0.11853.55.010-32 =0.0631 g 7.7.已知反應(yīng)已知反應(yīng)MgCO3(s)=MgO(s)+CO2中各物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)中各物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù) 據(jù)如下：據(jù)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時(shí)的時(shí)的rH m, rS m, rG m (2) 在在100kPa, 400K時(shí)反應(yīng)的時(shí)反應(yīng)的rG m(400K)， 并以此判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行；若不能自發(fā)進(jìn)行，并以此判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行；若不能自發(fā)進(jìn)行， 求反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍。求反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍。 (3)

13、計(jì)算計(jì)算400K時(shí)反應(yīng)的時(shí)反應(yīng)的K (4)已知空氣中含已知空氣中含CO2 0.03%,據(jù)此判斷據(jù)此判斷400K時(shí)時(shí) 碳酸鎂能否分解碳酸鎂能否分解? 解：(1) 根據(jù)已知數(shù)據(jù)，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） 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)400K時(shí)，時(shí)， 所以，此條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。所以，此條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 0STHGm r m r m r K8 .574T 0KmolkJ175. 0TmolkJ59.100 0STH 111 m r m r 欲使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則欲使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則 4 1001. 1K Pa1 .10Pa101001. 1)CO(p 54 2 eq 即：即： （4 4）空氣中）空氣中 p(CO2) = P 0.03% =11050.03%=30.0Pa 由此可知，反應(yīng)此時(shí)處于非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)由此可知，反應(yīng)此時(shí)處于非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。 （3） 對于此反應(yīng)，對于此反應(yīng)， 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不能自發(fā)進(jìn)行。不能自發(fā)進(jìn)行。 方法方法1 1： 4 1001. 1K 4 B 100 . 3P/ )2CO(p K B 所以，所以，400K 400K 時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)分解時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)分解 例題：實(shí)驗(yàn)測得某反應(yīng)在例題：實(shí)驗(yàn)測得某反應(yīng)在573K 573K 時(shí)速率常數(shù)為時(shí)速率常數(shù)為 2.

16、412.411010-10 -10 s s-1 -1, , 在在673K 673K 時(shí)速率常數(shù)為時(shí)速率常數(shù)為 1.161.161010-6 -6s s-1-1. . 求此反應(yīng)的活化能求此反應(yīng)的活化能 EaEa和常數(shù)和常數(shù)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 將將573K573K時(shí)的各個(gè)數(shù)值代入時(shí)的各個(gè)數(shù)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具有相同單位）。具有相同單位）。 在多電子原子中，具有下列各組量子數(shù)的電子中在多電子原子中，具有下列各組量子數(shù)的電子中 能量最高的是能量最高的是 （ ） A 3, 1, 0, -1/2 B 2, 1, +1, -1/2